第七节工件材料的切削加工性
机械制造技术基础重点知识
名词解释：1、积屑瘤：在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工钢料等醒材料时，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块，这块冷焊在签到面上的金属称为积屑瘤。
2、刀具磨钝标准：刀具磨损到一定限度就不能继续使用。
这个磨损限度称为磨钝标准。
国际标准化组织ISO统一规定以1/2背吃刀量处后刀面上测量的磨损带宽度作为刀具的磨钝标准。
3、刀具耐硬度（刀具使用寿命）：刃末好的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的净切削时间，称为刀具使用寿命，以T表示。
用刀具使用寿命乘以刃磨次数，得到的就是刀具的总寿命。
4、砂轮：砂轮的特性由以下五个因素决定：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。
常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨料系三类：粒度表示磨粒的大小程度。
结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和硬度。
砂轮的强度、耐腐蚀性、耐热性、抗冲击性和告诉旋转而不破裂的性能，主要取决于结合剂的性能。
砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力的作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。
砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。
5、六点定位原理：按一定要求分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，从而使工件在夹具中得到正确位置的原理，称为六点定位原理。
6、复映误差：由于工艺系统受力变形的变化而使毛坯的形状误差复映到加工后工件表面的现象，称为误差复映。
因误差复映现象而使工件产生加工误差，称为复应误差。
7、工艺系统：机械制造系统中，机械加工所使用的机床、道具、夹具和工件组成了一个相对独立的系统，称为工艺系统。
8、装配：根据规定的技术要求将零件或部件进行配合和联接，使之称为半成品或成品的工艺过程称为装配。
9、机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变生产对象（毛坯）的形状、尺寸和表面质量，使之成为零件的过程。
10、工序：指一个活一组工人，在一个工作地对同一个或同事对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。
11、零件结构的工艺性：指所涉及的零件在能满足使用高要求的前提下制造的可行性和经济性。
机械制造技术基础第二版王靖东习题与思考题答案
机械制造技术基础（第二版）习题与思考题答案第一章1-1以下硬度标注方法是否正确？如何改正？1）HBW210-240 ； 2） 450〜480HBW ； 3） 180〜210HRC ；4） HRC20〜25 ； 5） HBW150〜200答：1） 210〜240HBW； 2）正确；3） 180〜210HBW； 4） 20〜25HRC1- 2 A与Z哪个指标表征材料的塑性更准确，为什么？答：延伸率和断面收缩率相比，延伸率用的更多些，因为它的测量和计算比断面收缩率要方便些，准确度二者差不多。
1-3说明以下符号的含义及其所表示的力学性能指标的物理意义：ReL,Rm,HRC, HBW答：ReL—（屈服强度）表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。
Rm——（抗拉强度）表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。
HRC——洛氏硬度（c种）试验压头为120。
金刚石圆锥体。
HBW——布氏硬度，试验压头为硬质合金球。
1-4说明HBW和HRC两种硬度指标在测试方法、适用硬度范围以及应用范围上的区别。
答：HBW是用一定试验力，将直径为D的硬质合金球压入金属外表，保持一定时间后卸去试验力，然后测出金属外表的压痕直径d,载荷和压痕球形外表积的的比值。
适用于布氏硬度小于450的材料;尖圆弧半径左，可提高刀具强度和降低切削温度，均能提高刀具使用寿命。
（4）工件材料工件材料的强度、硬度和韧性越高、延伸率越小，均能使切削时切削温度升高，刀具使用寿命降低。
（5）刀具材料合理选用刀具材料、采用涂层刀具材料和使用新型刀具材料，是提高刀具使用寿命的有效途径。
2-11什么是工件材料的切削加工性？改善工件材料切削加工性的主要措施是什么？答：工件材料的切削加工性是指工件材料被切削加工的难易程度。
改善工件材料切削加工性的措施（1）选择易切钢（2）进行适当的热处理（3）合理选择刀具材料（4）加工方法的选择2-12切削液的作用是什么？常用切削液有那儿种？答：切削液的作用：冷却作用润滑作用清洗与防锈作用切削液的种类：水溶性切削液油溶性切削液固体润滑剂2-13刀具的前角、主偏角有何作用？应如何选择？答：前角的功用增大前角能减小切削变形和摩擦，降低切削力、切削温度，减少刀具磨损，改善加工质量，抑制积屑瘤等。
工件材料的切削加工性
P E =7.5KW，取机床传动效率 η m =0.8，则
Pm 2.64
m
=
0.8
KW=3.3KW＜P =7.5KW E
校核结果表明，机床功率是足够的。
13
3.6.2 切削用量三要素的选用
（5）校核机床进给机构强度 由上可知，主切削力 Fz =1800N， 再 由 同 样 办 法 ， 分 别 计 算 出 本 例 的 背 向 力 Fy =392N ， 进 给 力 Fx =894N。考虑到机床导轨和溜板之间由 Fz 和 Fy 所产生的摩擦力， 设摩擦系数 μ s =0.1,则机床进给机构承受的力为
2.切削用量的选用原则
◆粗加工阶段切削用量的选用原则
粗加工阶段切削用量应根据切削用量对刀具耐用度的影响大小，首先 选取尽可能大的背吃刀量ap，其次选取尽可能大的进给量f，最后按照刀 具耐用度的限制确定合理的切削速度vc。
◆精加工阶段切削用量的选用原则
精加工阶段切削用量应选用较高的切削速度vc、尽可能大的背吃刀量ap 和较小的进给量f。
3.5.1 衡量材料切削加工性的指标
➢刀具耐用度T或一定耐用度下允许的切削速度vT指标 在切削普通金属材料时，常用刀具耐用度达到60min 时所允许的切削速度的高低来评定材料加工性的好坏 ，记作v60。 ➢切削力、切削温度或切削功率指标
在粗加工或机床刚性、动力不足时，可用切削力作 为工件材料切削加工性指标。在相同加工条件下，凡 切削力大、切削温度高、消耗功率多的材料较难加工 ，切削加工性差；反之，则切削加工性好。
9
3.6.2 切削用量三要素的选用
10
3.6.2 切削用量三要素的选用
解 为达到规定的加工要求，此工序应安排粗车和半精车两
次走刀，粗车时将 50mm 外圆车至 45mm；半精车时将 45mm
第2-7节工件材料的切削加工性
参考资料1：不锈钢的切削加工性
与45钢相比，1Cr18Ni9Ti不锈钢的相对可切削性约为0.3-.05之间，是一 种难切削材料。 其难加工性主要表现在： 高温强度和高温硬度高，一般钢材切削时，随着切削温度的升高其强度 会明显降低，切屑易被切离，而1Cr18Ni9Ti在700度时仍不能降低其机 械性能，故切屑不易被切离，切削过程中切削力大，刀具易磨损。 塑性和韧性高，虽然1Cr18Ni9Ti的抗拉强度和硬度都不高，但综合性能 很好，塑性和韧性高，它的延伸率、断面收缩率和冲击值都较高， 1Cr18Ni9Ti的延伸率是40%，是40#的210-237%，是45#的250-280%， 是20Cr、40Cr钢的400-500%，所以切屑不易切离、卷曲和折断，切屑 变形所消耗的功能增多，如切除一定体积的1Cr18Ni9Ti所消耗的能量比 切除相同体积的低碳钢约高50%，并且大部分能量转化为热能，使切削 温度升高。 由 于1Cr18Ni9Ti不易加工，切屑不易切离和折断，故刀具和工件之间所 产生的摩擦热也多，而不锈钢1Cr18Ni9Ti的导热率低(约为普通钢的1/21/3)，散热差，由切屑带走的热量少。大部分的热量被刀具吸收，致使 刀具的温度升高，加剧刀具磨损。
2、工件材料化学成分的影响 （1）钢材的化学成分对切削加工性的影响
碳素钢的强度与硬度随含碳量的增加而提高，而塑性与韧性 随含碳量的增加而减小。低碳钢的塑性和韧性较高，又不易断 屑，因此切削加工性较差；高碳钢的强度和硬度较高，易使刀 具磨损，因此切削加工性较差；中碳钢的切削加工性较好。 在钢中加入铬、镍、钒、钼、钨、锰、硅、铝等合金元素可 以改变钢的切削加工性。
铁的加工性比冷硬铸铁好。
（3）以切屑控制或断屑的难易为衡量指标
在自动线上或自动机床上，常以切屑控制或断屑的难易程度 作为衡量材料切削加工性的指标。
机械制造基础判断题大全
1．计算车外圆的切削速度时，应按照待加工表面直径和已加工表面直径的平均值来计算。
（×）2．刀具的前角越大，切削越轻快，产生热量少，所以切削温度较低。
（√）3．用中等速度切削脆性材料时容易产生积屑留。
（×）4．车削细长轴类零件外圆时,最好采用主偏角为90°的车刀。
( √）5．刀具的主偏角和副偏角选得适当小些，可以减小表面粗糙度. （√）6．刀具后角的大小，可以根据加工情况不同而有所选择，可大些,可小些,也可为负值。
( ×）7．高速钢的工艺性比硬质合金好，所以用于制造各种复杂刀具。
（√）8．硬质合金的硬度和耐磨性比高速钢好，所以在相同条件下，它的前角比高速钢刀具选得大些。
（×）切屑的种类是由工件的材料决定的,无法改变. （× ) 10．节状切屑的形成过程是最典型的切屑过程，形成的表面质量也最好。
（×）11．切削温度是指刀尖处的最高温度。
( ×）12．因为硬质合金刀具的耐高温性能好，所以用它切削时一般不用切削液.( √ )13．刀具刃磨后，用于各刀面微观不平及刃磨后具有新的表面层组织,所以当开始切削时，初期磨损最为缓慢。
（×）工件材料的切削加工性是以标准切削速度下，刀具使用寿命的大小作为比较标准的. （× )当刀具安装高于工件回转中心时,实际工作角度会使前角增大，后角减小。
（√ )1．用六个支承点就可使工件实现完全定位。
( √）2．工件夹紧变形会使被加工工件产生形状误差。
（×）3．专用夹具是专为某一种工件的某道工序的加工而设计制造的夹具。
（√） P171 4．随行夹具一般是用于自动线上的一种夹具。
( √）5．斜楔夹紧的自锁条件是:斜角应小于两接触面摩擦角之和。
( √）6．车床夹具应保证工件的定位基准与机床的主轴回转中心线保持严格的位置关系。
（√ )7．机床、夹具、刀具三者就可以构成完整的工艺系统。
第七章 工件材料切削加工性
二、复合材料的切削加工性
复合材料是指用两种或两种以上物理与化学形状 不同的物质，人工制成的多组元固体材料。复合材 料是多组元（相）体系。
复合材料的组成相: 基体相（起粘结作用）和增 强相（提高强度和刚度的作用）
第七章 工件材料切削加工性
7.1 工件材料切削加工性的概念和衡量指标
一、切削加工性的概念
切削加工性是指在一定切削条件下，对工件材料进行 切削加工的难易程度。 如难加工材料， 加工性差。
切削加工性是相对的
二、
1、以加工质量衡量切削加工性：在一定条件下， 以是否易达到所要求的表面质量的各项指标来衡量。
常以σb＝0.637GPa(60 kgf／min)的45钢的
V之6相0作比为，基则准得，相写对作加工(KVv性60K()VvVj，6为600)其j 它被切材料的V60与
当Kv>1时, 表明该材料比45钢易切削； 当Kv<1时, 表明该材料比45钢难切削。 各种材料的相对加工性Kv乘以45钢的切削速度, 即可得出 切削各种材料的可用切削速度。
材料的化学成分是通过对其物理力学性能的影响而影响 切削加工性的。钢（高碳钢、中碳钢、低碳钢）
钢中加入Cr、Ni、Mn、V、Mo等可提高强度和硬度； 而加入Al、Si等易形成硬质点，加剧刀具磨损。
易切钢
铸铁（化学元素对碳的石墨化作用，促进石墨化作用 （Al、Si、Ni、Cu、Ti）时切削加工性提高，反之降低。
4.切削条件对切削加工性的影响
二、改善工件材料切削加工性的途径
1.调整化学成分，
易切钢：切削力小，容易断屑刀具耐用度高加工表面 质量好。
淮阴工学院机械制造基础题库部分解答题答案
1 什么是切削用量三要素?在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？切削用量是指切削速度 v c 、进给量 f （或进给速度 v f ）、背吃刀量 a p 三者的总称，也称为切削用量三要素。
它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数.关系：切削层公称厚度h: r K f h sin = ; 切削层公称宽度b: r p K a b sin = ; 切削层公称横截面积A ：p fa hb A ==3 刀具标注角度参考系是由哪些参考平面构成的，如何定义?基面Pr ：通过切削刃上某一指定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面切削平面Ps ：通过主切削刃上某一指定点，与主切削刃相切并垂直与基面的平面正交平面0p ：通过主切削刃上某一指定点，同时垂直与基面和切削平面的平面6 切断车削时，进给运动怎样影响刀具工作角度?横向进给车削：当进给量f 增大，则η值增大，当瞬时直径d 减小，η值也增大。
车削至接近工件中心时，η值增长很快，工作后角由正变负，使工件最后被挤断。
纵向进给车削：进给量f 越大，工件直径dw 越小，工作角速度值的变化就越大。
一般η值不超过30°到40° 7 镗内孔时，刀具安装高低怎样影响刀具工作角度?刀尖高于工件轴线时，工作前角oe γ减小，工作后角oe α增大；刀尖时情况相反。
8 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？高的硬度；高的耐磨性；足够的强度和韧性；高的耐热性；良好的导热性和耐热冲击性能；经济性9 常用的硬质合金有哪几类？如何选用？P51K 类，M 类，P 类。
具体参见p5110 什么是积屑瘤？它对切削过程有什么影响？如何控制积屑瘤的产生？P17在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工钢料等塑性材料时，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角形的硬块，这块冷焊在前刀面上的金属是积屑瘤。
影响：增大前角；切削厚度；增大已加工表面粗糙度；影响刀具使用寿命。
工件材料的切削加工性
用切削速度来衡量 的相对切削加工性
也可用加工材料的物理、化学和力学性能的高低 来衡量切削该材料的难易程度。见表4.2
1.2 影响材料切削加工性的因素
工件材料切削加工性的好坏，主要决定于工件材料的物 理、力学性能、化学成分、热处理状态和表层质量等。
1.材料的硬度和强度
工件材料在常温和高温下的硬度和强度越高，则在加 工中的切削力越大，切削温度越高，刀具耐用度越低，故 切削加工性就越差。有些材料在常温下其硬度和强度并不 高，但随着切削温度的升高，其硬度和强度也提高，切削 加工性变差。例如不锈钢。
●适当选择热处理方法——例如对于低碳钢进行正火处 理，可适当提高硬度、降低塑性和韧性，使切削加工性得到 改善。对高碳钢或工具钢进行球化退火处理，使金相组织中 的片状和网状渗碳体转变为球状渗碳体，从而降低其硬度， 改善了切削加工性。对于高强度合金钢，通过退火、回火或 正火处理可改善切削加工性。
●采用新的切削加工技术——例如加热切削、低温切削、 振动切削、真空中切削和绝缘切削等，可有效的解决难加工 材料的切削难题。当然，新的切削方法需要专门的设备，增 加了加工成本。
● 此外，还可通过选择加工性能较好的材料状态，以及 选择合理的刀具几何参数，制定合理的切削用量，选用合适 的切削液等措施来改善难加工材料的切削加工性。
金属切削加工
金属切削加工
工件材料的切削加工性
工件材料的切削加工性——是指工件材料可被切削的难 易程度。
1.1 切削加工性的评定指标
●考虑生产率和刀具耐用度的标志方法 生产率一定时，刀具耐用度越高，切削加工性越好。 刀具耐用度一定时，所允许的切削速度越高，切削加工性 越好。切削速度一定时，以达到刀具磨钝标准时所切除的 金属材料体积越大，则材料的切削加工性就越好。
工件材料切削加工性
工件材料切削加工性 指材料被加工成合格零件的难易程度 是一个相对的概念
3.5.1 衡量材料切削加工性的指标 1.以刀具使用寿命T 或切削速度vT来衡量
相同切削条件比T ；T 一定，比速度vT或切除材料体积
2.以切削力或切削温度来衡量 粗加工、机床刚性或功率不足用力或功率;导热差用温度
3.5.3 改善材料切削加工性的途径
1. 调整材料的化学成分
钢中加硫、铅等元素；铸铁中增加石墨成分
2. 进行适当的热处理
低、中碳钢宜选正火处理，均匀组织，调整硬度塑性； 高碳钢宜用球化退火,降低硬度,均匀组织,改善加工性； 中碳以上的合金钢硬度较高，需退火以降低硬度； 不锈钢常要进行调质处理，降低塑性，以便加工； 铸铁需进行退火处理，降低表皮硬度，消除内应力
切削有硬皮的铸、锻件或不锈钢等加工硬化严重的材料时， 应尽量使ap超过硬皮或冷硬层厚度，以避免刀尖过早磨损。
（2）进给量f 的选择 粗加工时，f 的大小主要受机床进给机构强度、刀具的强度 与刚性、工件的装夹刚度等因素的限制。 精加工时，f 的大小主要受加工精度和表面粗糙度的限制。
生产实际中常根据经验或查表法确定f 。 粗加工时根据工件材料、车刀刀杆尺寸、工件直径及以确定 的背吃刀量按表3-6来选择f 。 在半精加工和精加工时，则按加工表面粗糙度要求，根据工 件材料、刀尖圆弧半径、切削速度按表3-7来选择f 。
vc 对T 影响最大，进给量f 次之，背吃刀量ap影响最小。
粗加工中选择切削用量时，应首先选择尽可能大的背吃刀 量ap，其次在工艺条件允许下选择较大的进给量f ，最后 根据合理的刀具使用寿命，用计算法或查表法确定切削速
度vc。这样使vc、f 、ap 的乘积最大，以获得最大生产率
7章工件材料的切削加工性
7章工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性是指在切削加工过程中，材料在切削力的作用下所表现出的性能。
它是评价材料是否适合切削加工的重要指标之一、材料的切削加工性直接影响到切削加工的效率和质量，因此对于工件材料的切削加工性能的研究非常重要。
一、工件材料的切削加工性能的影响因素1.材料的硬度：材料的硬度是指材料抵抗硬物侵入的能力。
在切削加工中，硬度较高的材料会导致刀具磨损加剧，切削力增大，切削温度升高等问题，从而影响到切削加工的效率和质量。
2.材料的韧性：材料的韧性是指材料抵抗断裂的能力。
韧性较好的材料容易产生切屑，切削力较小，切削加工时刀具磨损较少，切削加工效率较高。
3.材料的切削性状：材料的切削性状包括材料的切削硬度、切削韧性、切削塑性等。
这些性状直接影响到材料在切削加工过程中的表现。
4.材料的热导率：材料的热导率是指材料传导热量的能力。
热导率低的材料在切削加工中容易产生高温，加剧刀具磨损，降低切削加工效率。
5.材料的化学成分：材料的化学成分直接影响到材料的切削加工性能。
例如，含有硬质相的材料会增加材料的硬度，从而影响到切削加工性能。
二、工件材料的切削加工性能的评价指标1.切削力：切削力是指在切削加工过程中作用在刀具上的力。
切削力的大小直接影响到刀具的磨损和切削加工的效率。
2.切削温度：切削温度是指在切削加工过程中产生的温度。
切削温度的升高会导致刀具磨损加剧，切削加工效率降低。
3.切削表面质量：切削表面质量是指在切削加工过程中所得到的工件表面的质量。
切削表面质量的好坏直接影响到工件的使用性能。
4.切削加工效率：切削加工效率是指在单位时间内完成的切削量。
切削加工效率的高低直接关系到切削加工的经济效益。
三、提高工件材料的切削加工性能的方法1.选择合适的切削工艺参数：合理的切削工艺参数可以降低切削力和切削温度，提高切削加工的效率和质量。
2.选择合适的切削刀具：合适的切削刀具可以根据材料的硬度、韧性等性能进行选择，提高切削加工的效率和质量。
机械制造复习题 (2)
机械制造技术复习题第二章切削过程及其控制复习题答案一、填空题：1.切削加工是利用切削刀具从毛坯上切下多余的材料，所得到的形状、尺寸、精度和表面粗糙度的加工方法。
2.车削的主运动是工件的旋转运动，钻削的主运动是钻头的旋转运动，牛头刨床的主运动是刀具的往复运动。
3.切削用量包括切削速度、切削深度和进给量。
4.车刀切削部分包括：三面、两刃、一尖，三面是指：前刀面、主后刀面、副后刀面；两刃是指：主切削刃、副切削刃；一尖是指：刀尖。
5.在刀具结构中，切屑流过的刀面称为：前刀面。
6.前角是指前刀面与基面的夹角，前角越大，刀具越锋利。
7.后角是指主后刀面与切削平面间的夹角，后角的主要作用是减少刀具与加工表面的摩擦。
8.主偏角是指主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角，它决定了主切削刃的工作长度、刀尖强度和径向力。
9.在切削平面中测量的主切削刃与基面的夹角是刃倾角。
10.影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是刃倾角。
11.切断刀切断进给时其工作前角变大，工作后角变小。
12.刀具安装位置对刀具的氏作角度有影响，倾角为零时，切削刃高于工件中心，则工作前角变大，工作后角变小13.当刀杆中心线与进给予方向不垂直且逆时针方向转动时，工作主偏角变大，工作副偏角变小。
14.从形态上看，切屑可分为带状切屑、挤裂切屑、单元切削和崩碎切屑四种类型。
15.在形成挤裂切屑的条件下，若减小刀具前角、降低切削速度、加大切削厚度，就可能变为单元切屑。
16.靠前刀面的变形区称为第二变形区，这个变形区主要集中在与前刀面接触的切屑底面一薄层金属。
17.在已加工表面处形成的显着变形层（晶格发生纤维化）是已加工表面受到切削刃和后刀面的挤压和摩擦所造成的，这一变形层称为第三变形区。
18.经过塑性变形后形成的切屑，其厚度h ch通常都要大于工件上切削层的厚度hD，而切屑长度Lch通常小于切削层长度Lc。
19.切削过程中金属的变形主要是剪切滑移，所以用相对滑行移量的大小来衡量变形程度要比变形系数精确些。
影响工件材料切削加工性的因索及改善途径
影响工件材料切削加工性的因索及改善途径发布日期：[2007-3-17] 共阅[1268]次1、什么是难切削材料？所谓难切削材料，就是切削性差的材料，或切削困难的材料。
材料的性能如硬度大于250HB，抗拉强度大于1000MPa，延伸率δ大于30％，冲击值αK大于100MPa，导热系数K小于41.8W/m.k，都属于难切削材料。
也可用切削过程中的现象(切削力大、刀具易磨损、刀具耐用度低、已加工表面质量难于达到要求和切屑难于控制等)来衡量。
2、影响材料切削加工性的因素：(1)物理性能：1)导热系数K：导热系数高的材料，允许的切削速度Vc就高。
如用硬质合金刀具切削下列不同导热系数的材料所允许用的Vc；碳钢K=48.2～50.2 W/m.k Vc=100～150 m/min高温合金K=8.4～16.7 W/m.k Vc=7～60 m/min钛舍金K=5.44～10.47 W/m.k Vc=15～50 m/min2)线膨胀系数α：它的大小影响材料在切削时加工时热胀冷缩程度而影响加工精度。
(2)材料的化学成分：材料的化学成分和配比，是影响材料的力学性能、物理性能、热处理性能、金相组织和材料的切削加工性的根本因素。
如：碳(C)；材料含碳量增加，其硬度和强度相应增大。
含碳量适中(如45号钢)，其切削加工性好。
材料含碳量低，切削加工性也变差。
镍(Ni)：Ni能提高材料的耐热性，但材料的导热系数明显下降。
当镍大于8％时，形成奥氏体钢，致使加工硬化严重。
钒(V)：随着材料含钒量的增加，使材料的磨削性能变差。
钼(Mo)：钼能提高材料的强度和韧性，但材料的导热系数下降。
钨(W)：能提高材料的高温强度和常温强度，但使材料的导热系数明显下降。
锰(Mn)：锰能提高材料的硬度与强度，但使材料的韧性略降低。
当锰大于1.5％时，材料的切削加工性将变差。
硅(Si)：使材料的导热系数下降。
钛(Ti)：钛是易于形成碳化物的元素，其加工性也差。
《金属切削原理与刀具》试题后附答案
《金属切削原理与刀具》试题(后附答案)一、选择题1.在车外圆时,工件的回转运动属于________,刀具沿工件轴线的纵向移动属于_________。
A 切削运动B 进给运动C 主运动D 加工运动2.车外圆时,车刀随四方刀架逆时针转动θ角后,工作主偏角κr将________,工作副偏角κr’将________。
A 增大减小B 减小增大C 增大不变D 不变不变3.积屑瘤发生在第________变形区,加工硬化发生在第________变形区。
A ⅠⅡB ⅠⅢC ⅡⅢD ⅢⅡ4.在加工条件相同时,用________刀具产生的切削力最小。
A 陶瓷刀具B 硬质合金刀具C 高速钢D 产生的切削力都一样5.下列哪种切屑屑形不属于可接受的屑形_______。
A 带状切削B 短环形螺旋切削C 单元切削D 平盘旋状切屑6、生产中常用的切削液,水溶性的切削液以________为主,油溶性切削液以________为主。
A润滑冷却 B 润滑润滑C冷却润滑 D 以上答案都不正确7.加工塑性材料、软材料时前角________;加工脆性材料、硬材料时前角________。
A 大些小些B 小些大些C 大些大些D 小些小些8 .高速钢刀具切削温度超过550~600时工具材料发生金相变化,使刀具迅速磨损,这种现象称为_______磨损。
A 相变磨损B 磨粒磨损C 粘结磨损D 氧化磨损9.不能用于加工碳钢的就是__________。
A 高速钢刀具B 陶瓷刀具C PCD刀具D CBN刀具10.主偏角、副偏角、刀尖角,三个角之与等于__________。
A 90°B 180°C 360°D 270°二、填空题1. 1.切削用量三要素。
2.刀具材料种类繁多,当前使用的刀具材料分4类:。
一般机加工使用最多的就是与。
3.切削力由于大小与方向都不易确定,为便于测量、计算与反映实际作用的需要,将合力F分解为3个分力:。
机械制造工程学复习题
第一章金属切削原理1、基本定义（1）切削运动：工件和刀具之间的相对运动。
通常，切削运动按其作用可分为主运动和进给运动，这两个运动的向量和，称为合成切削运动。
（2）切削用量三要素：1）切削速度Vc（切削刃上选定点相对于工件沿主运动方向的瞬时速度。
单位：m/s 或m/min（r/s 或r/min )2）进给速度Vf（切削切削刃上选定点相对于工件沿进给运动方向的瞬时速度。
单位：mm/s 或mm/min）或进给量f（工件或刀具每回转一周或往返一个行程时，两者沿进给运动方向的相对位移。
单位：mm/r 或mm/d•str（double stroke双行程）3）背吃刀量ap (切削深度)（在基面上）垂直于进给运动方向测量的切削层最大尺寸。
单位：mm 例如，外圆车削: ap＝(dw-dm)/2（3）刀具几何参数最常用的刀具标注角度参考系1)正交平面参考系；组成：①基面Pr 通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。
通常平行于车刀的安装面（底面）。
基面中测量的刀具角度：主偏角κr 主切削刃在基面上的投影与进给运动速度Vf方向之间的夹角。
副偏角κr′副切削刃在基面上的投影与进给运动速度Vf反方向之间的夹角。
刀尖角εr 主、副切削刃在基面上的投影之间的夹角，它是派生角度。
εr=180°-(κr ＋κr′)。
εr是标注角度是否正确的验证公式之一。
②切削平面Ps 通过切削刃上选定点，垂直于基面并与主切削刃相切的平面。
切削平面中测量的刀具角度：刃倾角λs 主切削刃与基面之间的夹角。
③正交平面Po 通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面。
正交平面中测量的刀具角度：前角γo 前刀面与基面之间的夹角。
后角αo后刀面与切削平面之间的夹角。
楔角βo前刀面与后刀面之间的夹角。
书上第九页图11-1 外圆车刀正交平面参考系的标注角度2)法平面参考系；3)假定工作平面与背平面参考系2、金属切削过程（1）切削层的变形第Ⅰ变形区近切削刃处切削层内产生的塑性变形区；第Ⅱ变形区与前刀面接触的切屑层内产生的变形区；第Ⅲ变形区近切削刃处已加工表层内产生的变形区。
机械制造课后题答案
1.2 何谓切削用量三要素？怎样定义？如何计算？答：切削用量三要素：切削速度V c、进给量f、背吃刀量ap；切削速度V c：主运动的速度，大多数切削加工的主运动采用回转运动。
回旋体（刀具或工件）上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下：m/s或m/min式中 d——工件或刀具上某一点的回转直径（mm）;n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
进给量f：进给速度V f是单位时间的进给量，单位是mm/s (mm/min)。
进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r（毫米/转）。
对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然可以不规定进给速度却需要规定间歇进给量，其单位为mm/d.st（毫米/双行程）。
对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，季后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。
V f = f .n = fz . Z . n mm/s或mm/min背吃刀量ap:对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面的垂直距离，单位mm。
外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算：mm对于钻孔工作ap = mm上两式中——为已加工表面直径mm；——为待加工表面直径mm。
1.3刀具切削部分有哪里结构要素？试给这些要素下定义。
(1) 前刀面: 前刀面Ar是切屑流过的表面。
根据前刀面与主、副切屑刃相毗邻的情况分：与主切屑刃毗邻的称为主前刀面；与副切屑刃毗邻的称为副前刀面。
(2) 后刀面: 后刀面分为主后刀面与副后刀面。
主后刀面Aa是指与工件加工表面相面对的刀具表面。
副后刀面是与工件已加工表面相面对的刀具表面。
(3) 切屑刃：切削刃是前刀面上直接进行切削的边锋，有主切削刃和副切屑刃之分。
主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边；副切削刃指前刀面与副后刀面相交的锋边。
(4) 刀尖：刀尖可以是主、副切削刃的实际交点，也可以是主副两条切削刃连接起来的一小段切削刃，它可以是圆弧，也可以是直线，通常都称为过渡刃。
车削用量的合理选择及其意义
车削用量的合理选择及其意义摘要：车削加工，是金属切削的基础加工。
对其切削用量进行合理的选择，将能充分发挥机床和刀具的性能，对产品的加工质量、效率、成本与安全具有重要作用。
要合理的选择车削用量，必须对金属切削过程的现象和基本规律，工件材料的切削加工性，切削机床、刀具、夹具、切削液等切削条件，工件的加工技术要求，以及安全操作技术等等，进行深入而认真的理解与灵活运用。
关键词：车削用量意义选择一、前言车削加工，是金属切削加工的基础。
在分析金属切削过程中的切削变形、切屑形成、切削力、切削热、切屑瘤、刀具磨损与刀具耐用度、冷却与润滑、表面质量等等的定性定量参数时，也都是以车削为基础阐述的。
车削用量的合理选用与否，不仅对车削加工的质量、效率、加工成本、刀具磨损与刀具耐用度产生影响，而且也对钻削、镗削、铰削、拉削、铣削产生影响。
只有合理的选择切削用量，才能有效的发挥机床和刀具材料的性能，才能优质、高效、低成本的完成工件的加工。
特别是当今，科学技术的飞速发展，对产品的性能要求提高了，许多高性能难切削材料得到了广泛应用。
为了使这些难切削材料加工出合格工件，在合理选择刀具材料、刀具几何参数和切削液的同时，合理选择切削用量具也具有重要的意义。
二、车削用量的合理选择与意义1、意义。
合理选择切削用量，可以充分发挥机床的功率(Km)、机床的运动参数(n、f、Vf)、冷却润滑系统、操作系统的功能，可以充分发挥刀具的硬度、耐磨性、耐热性、强度及刀具的几何参数等切削性能，可以提高产品的加工质量、效率，降低加工成本，确保生产操作安全。
①质量。
切削用量中的切削速度，直接影响切削温度。
当切削塑性材料时，切削温度在300℃，切屑瘤的高度最大，由于它的产生、长大、脱落，这一过程不断的循环，影响刀刃的形状不断变化，增大了已加工表面的粗糙度。
用一般刀具，如果进给量增大，已加工表面残留面积高度就会增大，也会使已加工表面粗糙度增大。
所以，在精车一般钢材时，为了避免切屑瘤的产生，降低工件表面粗糙度，切削速度应小于5m/min，大于100m/min，并选用相宜的进给量，来提高工件表面质量。
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3. 粗、精加工中切削用量的选择原则
粗加工时，应以提高生产率为主，同时保证 规定的刀具寿命。
➢ 切削深度：在机床功率足够时，尽量一次完 成加工余量。
➢ 进给量：根据机床-刀具-夹具-工艺系统刚性 选择最大的进给量。
➢ 切削速度：根据已选定的切削深度和进给量、 工件材料、刀具材料，选择中等偏下的切削 速度。
最低成本刀具寿命：以每件产品（或工序）的
加工费用最低而确定的刀具寿命。
其它原则
➢ 根据刀具的复杂程度，即制造和磨刀成本选择。 ➢ 机夹可转位刀具寿命可选择的短一些。 ➢ 对装刀、换刀、调刀比较复杂的多刀机床、组
合机床、自动化加工刀具，刀具寿命要选得高 一些。 ➢ 关键工序的刀具寿命要选得低一些。 ➢ 要保证大件加工一次走刀完成加工。
第七节
工件材 料的切 削加工
性
1. 切削加工性：指工件材料被切削加工 的难易程度。
2. 衡量切削加工性的指标
以加工质量的好坏衡量切削加工性 以刀具耐用度衡量切削加工性
➢
在保证相同刀具耐用度的前提下，切削这种材料允
Hale Waihona Puke 许的最大切削速度。➢
在相同的切削条件下，切削这种材料的刀具耐用度。
➢
在相同的切削条件下，保证切削这种材料达到磨钝
2. 制定切削用量时应考虑的因素
加工质量 切削加工生产率 刀具寿命 在多刀切削和使用组合刀具切削时，应把
各刀具中允许的切削用量中最低的参数作 为调整机床的参数。在自动线加工中，还 要考虑生产节拍。
最高生产率刀具寿命：以单位时间生产最多数
量的产品或加工每个零件所消耗的生产时间最 短而确定的刀具寿命。
➢ 粗加工 根据工件材料、刀杆尺寸、 工件直径和已确定的背吃刀量选择。
➢ 半精加工和精加工 则按表面 粗糙度要求，根据工件材料、 刀尖圆弧半径、切削速度范 围选择进给量。
➢ 加工耐热合金及钛合金时进 给量的修正系数
切削速度的确定 根据已经选定 的背吃刀量、进给量及刀具耐用 度，按下述公式计算切削速度。 然后确定转速。
标准时所切的金属体积。
以单位切削力来衡量（在机床动力不足或工艺
系统刚性不足的情况下，常用单位切削力的大 小来衡量）
以断屑性能来衡量切削加工性 （在自动机床、
组合机床及自动线上进行切削时，或者断屑性能要
求很高的工序时所用的标志方法）
3. 常用指标
当刀具耐用度为T时，切削某
种材料所允许的最高切削速度。
相对加工性Kr：在判别材料的切 削加工性时，一般以切削正火状 态45钢的V60作为基准，写作 （V60）j，而其它材料的V60同它 相比，其比值Kr称为相对加工性。
Kr
v60 (v60 ) j
第八节 切削用量的合理选择
1. 合理的切削用量:指充分利用刀具切削性能
和机床动力性能（功率、扭矩），在保证 质量的前提下，获得高的生产率和低的加 工成本的切削用量。
精加工时，应以保证零件的加工精度 和表面质量为主，然后才是考虑高的 生产率和刀具寿命。
➢ 一般是小的切削深度和进给量，较高 的切削速度。
4. 切削用量制定的步骤
背吃刀量的选择 根据加工余量制定 ➢ 粗加工 8-10mm ➢ 半精加工 0.5-2mm ➢ 精加工 0.1-0.4mm
进给量的选择（粗加工时应是工艺 系统所能承受的最大进给量，半精 加工和精加工时主要考虑表面粗糙 度要求。）
v
T
Cv am xv
p
f
yv
Kv
切削用量三要素选定以后，还应 校核机床功率。
5. 提高切削用量的途径（从金属切削
原理的角度）
➢ 采用切削性能更好的新型刀具材料。 ➢ 在保证工件力学性能的前提下，改
善工件材料的加工性。 ➢ 改善冷却润滑条件 ➢ 改进刀具结构，提高刀具制造质量。