1习题课：金属切削过程中的物理现象

机械制造技术基础(第三版)课后习题答案

机械制造技术基础（第三版）课后习题答案第二章2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？答：2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大。

第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。

第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。

这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。

2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。

瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。

积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。

由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。

消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。

2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。

而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角（P17）。

工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。

2-6金属切削过程为什么会产生切削力？答：因为刀具切入工具爱你，是被加工材料发生变形并成为切屑，所以（1）要克服被加工材料弹性变形的抗力，（2）要克服被加工材料塑性变形的抗力，（3）要克服切屑与前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力。

金属工艺学各章节习题、测试题(含答案)

第一部分章节习题第一章金属的力学性能一、填空题1、金属工艺学是研究工程上常用材料性能和___________的一门综合性的技术基础课。

2、金属材料的性能可分为两大类:一类叫_____________,反映材料在使用过程中表现出来的特性,另一类叫__________,反映材料在加工过程中表现出来的特性。

3、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能,叫做金属________。

4、金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度,常用的强度判断依据是__________、___________等。

5、断裂前金属发生不可逆永久变形的能力成为塑性,常用的塑性判断依据是________和_________。

6、常用的硬度表示方法有__________、___________和维氏硬度。

二、单项选择题7、下列不是金属力学性能的是()A、强度B、硬度C、韧性D、压力加工性能8、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系,画出的力——伸长曲线(拉伸图)可以确定出金属的()A、强度和硬度B、强度和塑性C、强度和韧性D、塑性和韧性9、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为()A、抗压强度B、屈服强度C、疲劳强度D、抗拉强度10、拉伸实验中,试样所受的力为()A、冲击B、多次冲击C、交变载荷D、静态力11、属于材料物理性能的是()A、强度B、硬度C、热膨胀性D、耐腐蚀性12、常用的塑性判断依据是()A、断后伸长率和断面收缩率B、塑性和韧性C、断面收缩率和塑性D、断后伸长率和塑性13、工程上所用的材料,一般要求其屈强比()A、越大越好B、越小越好C、大些,但不可过大D、小些,但不可过小14、工程上一般规定,塑性材料的δ为()A、≥1%B、≥5%C、≥10%D、≥15%15、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是()A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上方法都可以16、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法()A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上方法都不宜17、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试()A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上都可以18、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而()A、变好B、变差C、无影响D、难以判断19、判断韧性的依据是()A、强度和塑性B、冲击韧度和塑性C、冲击韧度和多冲抗力D、冲击韧度和强度20、金属疲劳的判断依据是()A、强度B、塑性C、抗拉强度D、疲劳强度21、材料的冲击韧度越大,其韧性就()A、越好B、越差C、无影响D、难以确定三、简答题22、什么叫金属的力学性能?常用的金属力学性能有哪些?23、什么是疲劳断裂?如何提高零件的疲劳强度?四、计算题24、测定某种钢的力学性能时,已知试棒的直径是10mm,其标距长度是直径的五倍,Fb=33.81KN,Fs=20.68KN,拉断后的标距长度是65mm。

第二章金属切削过程的物理现象

切削力。
◆切削力影响刀具的磨损和使用寿命。 ◆切削力影响加工精度。 ◆是计算切削功率、设计和选用机床刀具夹具的必要依据。
二、切削力的产生
1、来自工件的切削力：工件材料被切过程中所发生的弹性变形和塑性变形的抗力。
2、来自切屑的切削力：切屑对刀具前刀面的摩擦力和加工表面对刀具后刀面的摩擦力。
三．切削力的分解和切削功率
简言之，被切削的金属层在前刀面的挤压作用下，通过剪切滑移变形便形成了切削。
金属切削过程中的三个变形区
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（后刀面与工件的接触区域）
1、第一变形区（剪切滑移区）
Ⅱ区：形成带状切屑，冷焊条件逐渐形成，随着切削速度的提高积屑瘤也增大。
Ⅲ区：积屑瘤随切削速度的提高而减小，当达到Ⅲ区右边界时，积屑瘤消失。
Ⅳ区：切削速度进一步提高，由于切削温度较高而冷焊消失，此时积屑瘤不再存在了。但切屑底部的纤维化依然存在，切屑的滞留倾向也依然存在。
4）刀具的前角
2）切削温度
切削温度也是形成积屑瘤的重要条件。切削温度过低，粘结现象不易发生；切削温度过高，加工硬化现象有削弱作用，因而积屑瘤也不易产生。
对于碳钢，300ºC～ 350ºC范围内最容易产生积屑瘤， 500ºC以上趋于消失。
3）积屑瘤与切削速度的关系
Ⅰ区：切削速度很低，形成粒状或节状切屑，没有积屑瘤生成。
进给抗力Ff：切削合力F在进给运动方向的合力，车外圆时，Ff与工件的轴线相平行，因此又称轴向分力。Ff作用在机床的进给机构上，它是设计进给机构必须的数据。

机械制造装备及工艺_习题集(含答案)

《机械制造装备及工艺》课程习题集一、单选题1.车床上车外圆时，刀尖安装高于工件回转中心，则刀具工作角度与标注角度相比，后角（）。

A、增大B、减小C、不变2.在车削细长轴时，为了减小工件的变形和振动，故采用较大的车刀进行切削,以减小径向切削分力。

A、主偏角B、副偏角C、后角3.下列切削刀具材料最硬的是（）。

A、碳素工具钢B、金刚石C、硬质合金钢D、陶瓷4.假定刀具的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直是刀具标注角度参考系的（）条件。

A、假定安装B、假定工作C、受力D、假定运动5.金属切削过程就是刀具从工件上（）多余的金属，使工件获得规定的加工精度与表面质量。

A、切割B、焊接C、切除D、熔化6.金属切削过程中，对刀具耐用度的影响最大的因素是（）。

A、切削速度B、进给量C、温度D、切削深度7.金属切削过程中，剪切面与切削速度之间的夹角φ称为（）。

A、主偏角B、前角C、剪切角D、作用角8.由难熔金属化合物（如WC、TiC）和金属粘结剂（CO）经粉末冶金法制成的刀具材料称为（）。

A、硬质合金B、碳素工具钢C、高速钢D、钨钢9.刀具标注角度参考系的主剖面和法剖面的角度（）进行换算。

A、不能B、能C、看情况D、只能对车刀10.刀具标注角度参考系中通过切削刃选定点同时垂直于基面和切削平面的平面是（）A、法剖面B、背平面C、主剖面D、进给平面11.金属切削过程中，当剪切面上的剪应力超过材料的强度极限时产生的剪切破坏，使切屑沿厚度断裂成均匀的颗粒状。

切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑，称为（）。

A、带状切屑B、挤裂切屑C、单元切屑D、崩碎切屑12.金属切削过程中切深抗力（）功率，工艺系统刚性不足时，是造成振动的主要因素。

A、不消耗B、消耗大部分C、消耗全部D、消耗5 %13.金属切削过程中，工件材料的硬度或强度越高，材料的剪切屈服强度越高，切削力（）。

A、变化不定 B、越大 C、越小 D、不变14.金属切削过程中，切屑与前刀面间的摩擦是由内摩擦和外摩擦组成，通常以内摩擦为主，内摩擦力约占总摩擦力的（）。

金属切削原理课后习题答案

金属切削原理课后习题答案【篇一：金属切削原理与刀具(第四版)习题册答案】 class=txt>中国劳动社会保障出版社目录第一章金属切削加工的基本知识 (1)第一节切削运动 (1)第二节切削要素 (1)第二章金属切削刀具的基本知识 (3)第一节刀具材料 (3)第二节切削刀具的分类及结构 (4)第三节刀具的几何角度 (4)第四节刀具的工作角度 (6)第三章切削加工的主要规律 (7)第一节切削变形 (7)第二节切屑的类型与控制 (7)第三节积屑瘤 ....................................................................................................... .. 9第四节切削力与切削功率 (10)第五节切削热和切削温度 (12)第六节刀具磨损与刀具耐用度 (12)第四章切削加工质量与效率 (14)第一节工件材料的切削加工性 (14)第二节已加工表面质量 (14)第三节切削用量的选择 (15)第四节切削液 (16)第五章车刀........................................................................................................ (18)第一节焊接式车刀 (18)第二节可转位车刀 (18)第三节成形车刀 (20)第六章孔加工刀具 (21)第一节麻花钻 (21)第二节深孔钻 (22)第三节铰刀 ....................................................................................................... . (23)第四节镗刀 ....................................................................................................... . (24)第五节其他孔加工刀具 (24)第七章铣刀........................................................................................................ (26)第一节铣刀的种类及用途 (26)第二节铣刀的几何参数及铣削要素 (27)第三节铣削方式 (28)第八章拉刀........................................................................................................ (30)第一节拉刀的种类 (30)第二节拉刀的结构组成及主要参数 (30)第三节拉削方式 (31)第四节拉刀的使用与刃磨 (32)第九章螺纹刀具 (34)第一节螺纹车刀 (34)第二节丝锥和板牙 (35)第三节螺纹铣刀 (35)第四节塑性变形法加工螺纹 (35)第十章齿轮加工刀具 (37)第一节齿轮刀具的种类 (37)第二节齿轮滚刀 (37)第三节蜗轮滚刀 (38)第四节插齿刀 (39)第五节剃齿刀 (40)第十一章数控机床用刀具 (41)第一节数控车床用刀具 (41)第二节数控铣床用刀具 (42)第三节数控加工中心用刀具 (43)第一章金属切削加工的基本知识第一节切削运动一、填空题1．刀具、工件、主、进给2．待加工、已加工、过渡二、判断题三、选择题*1．b *2．c 3．a *4．a *5．a *6．b *7．a四、简答题写出下表中各种切削加工方法具备的主运动。

机械制造复习题

习题课：金属切削过程中的物理现象一、填空题1、刀具的总切削力F可以分解成__主切削力Fz___、__进给力_Fx___和__背向力Fy__等三个相互垂直的切削分力。

其中消耗功率最多的是_主切削力_Fg_。

2、车削是__主轴旋转________作主运动，_______作进给运动的切削加工方法。

3、铣削是__铣刀旋转________作主运动，________________作进给运动的切削加工方法。

4、积屑瘤是在切削速度加工材料条件下的一个重要物理现象。

5、在切削塑性材料时，切削区温度最高点在前刀面上近刀尖处。

6、切削层参数包括：切削厚度、切削宽度、切削面积。

二、判断题1、金属切削加工过程中刀具材料的硬度要高于工件材料。

（√）2、金属切削加工过程中，刀具和工件必须有相对运动。

（√）3、工件的转速很高，切削速度就一定很大。

（×）4、硬质合金是在碳素钢中加入大量的钨钛钽等元素构成，它具有很高的硬度和耐磨性。

（√）5、增大刀具前角、减小刀具的后角可以减小总切削抗力。

（×）6、切削力Fc是总切削力F在主运动方向上的正投影，与切削速度v c的方向一致。

（√）7、总切削抗力与总切削力是一对作用与反作用力，总切削抗力愈大，总切削力也愈大。

（√）8、主偏角k r对切削抗力F c′的影响不大，但对背向抗力F p′和进给抗力F f′的比例有明显的影响。

（√）三、选择题1、使总切削抗力增大的因素有（）A、工件材料的韧性和塑性差B、切削速度增大C、切削深度和进给量增大D、刀具前角和后角减小2、切削热可通过多种形式传导或散发，其中带走热量最多的是（）A、空气介质B、刀具C、切屑D、工件3、磨削加工时常用的切削液是（）A、合成切削液B、乳化液C、切削油D、极压切削油4、切削高强度钢、高温合金等难切削材料时，应选用的切削液是（）A、乳化液B、合成切削液C、切削油D、极压切削油5、切削塑性材料时，切削区温度最高点在（）。

机械制造装备及工艺_习题集(含答案)

《机械制造装备及工艺》课程习题集一、单选题1.车床上车外圆时，刀尖安装高于工件回转中心，则刀具工作角度与标注角度相比，后角（）。

A、增大B、减小C、不变2.在车削细长轴时，为了减小工件的变形和振动，故采用较大的车刀进行切削,以减小径向切削分力。

A、主偏角B、副偏角C、后角3.下列切削刀具材料最硬的是（）。

A、碳素工具钢B、金刚石C、硬质合金钢D、陶瓷4.假定刀具的安装位置恰好使其底面或轴线与参考系的平面平行或垂直是刀具标注角度参考系的（）条件。

A、假定安装B、假定工作C、受力D、假定运动5.金属切削过程就是刀具从工件上（）多余的金属，使工件获得规定的加工精度与表面质量。

A、切割B、焊接C、切除D、熔化6.金属切削过程中，对刀具耐用度的影响最大的因素是（）。

A、切削速度B、进给量C、温度D、切削深度7.金属切削过程中，剪切面与切削速度之间的夹角φ称为（）。

A、主偏角B、前角C、剪切角D、作用角8.由难熔金属化合物（如WC、TiC）和金属粘结剂（CO）经粉末冶金法制成的刀具材料称为（）。

A、硬质合金B、碳素工具钢C、高速钢D、钨钢9.刀具标注角度参考系的主剖面和法剖面的角度（）进行换算。

A、不能B、能C、看情况D、只能对车刀10.刀具标注角度参考系中通过切削刃选定点同时垂直于基面和切削平面的平面是（）A、法剖面B、背平面C、主剖面D、进给平面11.金属切削过程中，当剪切面上的剪应力超过材料的强度极限时产生的剪切破坏，使切屑沿厚度断裂成均匀的颗粒状。

切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑，称为（）。

A、带状切屑B、挤裂切屑C、单元切屑D、崩碎切屑12.金属切削过程中切深抗力（）功率，工艺系统刚性不足时，是造成振动的主要因素。

A、不消耗B、消耗大部分C、消耗全部D、消耗5 %13.金属切削过程中，工件材料的硬度或强度越高，材料的剪切屈服强度越高，切削力（）。

A、变化不定 B、越大 C、越小 D、不变14.金属切削过程中，切屑与前刀面间的摩擦是由内摩擦和外摩擦组成，通常以内摩擦为主，内摩擦力约占总摩擦力的（）。

机械制造基础卢秉恒课后习题答案

机械制造技术基础（第三版）课后习题答案第二章2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？答：2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大。

第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。

第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。

这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。

2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。

瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。

积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。

由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。

消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。

2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。

而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角（P17）。

工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。

2-6金属切削过程为什么会产生切削力？答：因为刀具切入工具爱你，是被加工材料发生变形并成为切屑，所以（1）要克服被加工材料弹性变形的抗力，（2）要克服被加工材料塑性变形的抗力，（3）要克服切屑与前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力。

金属切削中的物理现象

10
2. 切削力
切削力的来源：切削力的来源：被切削材料的弹性、被切削材料的弹性、塑性变形抗力刀具与切屑、刀具与切屑、工件表面之间的摩擦力
11
切削力的分解
1）主切削力Fz （切向力））主切削力切向力） 2）切深抗力 y （径向力）径向力））切深抗力F 3）进给抗力 x （轴向力）轴向力））进给抗力F
mV 工件
刀具
金属丝
小孔
30
热电偶
4. 刀具磨损及耐用度
刀具失效：刀具失效：磨损和破损
刀具的磨损形态
31
塑性材料的前刀面磨损：月牙洼深度塑性材料的前刀面磨损：月牙洼深度KT
32
原因：原因： •前刀面上过高的切前刀面上过高的切削温度引起扩散磨损改进方法：改进方法： •降低切削速度降低切削速度 •减小走刀减小走刀 •采用正前角刀片，采用正前角刀片，采用正前角刀片更耐磨的刀片材质或涂层 •避免积屑瘤避免积屑瘤
经验公式
x Fz f y Fz Fz = C Fz a p
切削力的测定：切削力的测定： 1、测定机床功率，计算切削力、测定机床功率， 2、用测力仪测量切削力、
v
n Fz
K Fz
20
3. 切削热和切削温度
切削力做功转化为切削热：切削力做功转化为切削热：
切屑
刀具
工件
切削热的来源与传出
21
影响热传导的因素：影响热传导的因素：导热系数和加工方法加工方法车削铣削钻、镗削磨削切屑 50~86% 70% 30% 4% 工件 3~9% <30% >50% >80% 刀具 10~40% 5% 15% 12%

机械制造技术基础(第三版)课后习题答案

机械制造技术基础（第三版）课后习题答案第二章2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？答：2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大。

第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。

第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。

这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。

2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。

瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。

积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。

由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。

消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。

2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。

而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角（P17）。

工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。

2-6金属切削过程为什么会产生切削力？答：因为刀具切入工具爱你，是被加工材料发生变形并成为切屑，所以（1）要克服被加工材料弹性变形的抗力，（2）要克服被加工材料塑性变形的抗力，（3）要克服切屑与前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力。

金属切削原理及刀具(第5版课后习题答案解析)

第一章：刀具几何角度及切削要素1-1 车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用ap=4mm ，f=0.5mm ，n=240r/min ，试计算切削速度vc ，机动切削时间tm ，材料去除率Q 是多少?答：切削速度机动时间材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ，ps ，po 及刀具角度γo ，αo ，κr ，λs 如何定义？答：基面pr ：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面切削平面Ps ：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面正交平面po ：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面前角γo ：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角后角αo ：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κr ：在切削平面中测量的，切削刃和进给运动方向的夹角。

刃倾角λs ：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。

1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同？在什么情况下， γo= γn答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。

不同点：法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。

刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。

不同点是：法平面参考系中定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。

只有当刀具的刃倾角为0时，γo= γn1-4假定进给工作平面pf ，背平面pp ，假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γf= γo ， γp= γo答：假定工作平面Pf ：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面背平面Pp ：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。

假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面Pf 中测量的侧前角和侧后角，背平面Pp 中测量的背前角和背后角。

金属切削过程中的物理现象

式中 Fz－主切削力（N）
v－主运动切削速度（m/min）
Pm
Fz
v103 60
kW
机床电动机所需功率PE:
式P E中
Pm
－
PE
Pm
机床传动效率。
教学ppt
22
四、影响切削力的因素
总切削力的来源有两个方面：一是克服被加工材料对弹性变形和塑
性变形的抗力；二是克服切屑对刀具前面的摩擦阻力
和工件表面对刀具后面的摩擦阻力。
第Ⅱ变形区与前刀面接触的切屑层内产生的变形区；
教学ppt
第Ⅲ变形区近切削刃处已加工表层内产生的变形区（后刀面与工件的接触区域）
4
1、第一变形区（剪切滑移区）
切削层受刀具的作用，经过第一变形区的塑性变形后形成了切
屑，下面以直角自由切削为例，分析较典型的连续切屑的形成
过程。
切削层受到刀具前
影响切屑力的主要因素有：工件材料、切削用量、刀具几何参数、其它因素。
教学ppt
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1.工件材料的影响
工件材料的硬度或强度愈高，材料的剪切屈服强度也愈高，发生剪切变形的抗力也愈大，故切削力也愈大。
在材料的强度、硬度相近的情况下，材料的塑性越大。韧性越大，则切削力越大。 ◆塑性大的材料在切削过程中将产生较大的塑性变形和加工硬化，且切削与前刀面的接触时间长，故切削力较大； ◆韧性大的材料，使之发生变形或破坏需消耗较多的能量，故切削力较大。
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3.刀具几何参数的影响
1）前角ro对切削力的影响;
对塑性材料
前角go↑ 刀刃锋利↑
对脆性材料
切削变形↓
切削力
影响较小
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机械制造工程学习题及答案

7.试按下列条件选择刀具材料或编号。
⑴45钢锻件粗车；
⑵HT200铸件精车；
⑶低速精车合金钢蜗杆；
⑷高速精车调质钢长轴；
⑸中速车削淬硬钢轴；
⑹加工冷硬铸铁。
A. YG3X B. W18Cr4V C. YT5 D. YN10
E. YG8F. YG6X G. YT30
五、分析计算题
1.试画出图2-2所示切断刀的正交平面参考系的标注角度、、、、（要求标出假定主运动方向、假定进给运动方向、基面和切削平面）
7.调质只能作为预备热处理。（）
三、选择题
1．在机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面质量，使之成为所需零件的过程称为（）。
A.生产过程B.工艺过程C.工艺规程D.机械加工工艺过程
2．编制机械加工工艺规程，编制生产计划和进行成本核算最基本的单元是（）。
A.工步B.工序C.工位D.安装
3．零件在加工过程中使用的基准叫做（）。
即、和。生产类型的划分除了与有关外，还应考虑。
2.零件加工表面的技术要求有、、和。
3.常见毛坯种类有、、和，其中对于形状复杂的毛坯一般采用。
4.工件的定位方法有、、三种。
5.工艺过程一般划分为、、和
。四个加工阶段。
6.工艺尺寸链的两个特征是和。
7.单件时间包括、、、、。
二、判断题（正确的打√，错误的打×）
四、名词解释
1.积屑瘤
2.加工硬化
3.工件材料的切削加工性
4.刀具耐用度
五、简答题
1.何谓积屑瘤？积屑瘤在切削加工中有何利弊？如何控制积屑瘤的形成？
2.车削细长轴时应如何合理选择刀具几何角度（包括、、、）？简述理由。
3.试说明被吃刀量和进给量对切削温度的影响，并与和对切削力的影响相比较，两者有何不同？

机械制造技术课程标准

《机械制造技术》课程标准课程代码: 建议课时数: 学分：适用专业：计算机辅助设计与制造、模具设计与制造、数控技术、机械制造与自动化先修课程：机械制图、机械工程材料、公差配合与技术测量等开课单位:机电工程系一、课程概述（一）课程的性质《机械制造技术》是以制造一定质量的产品为目标，研究如何以最少的消耗、最低的成本和最高的效率进行机械产品制造的综合性技术,是机械类专业的一门主干专业课。

机械制造工业是国民经济的基础产业,机械制造技术是机械科技成果转化为生产力的关键环节。

本课程从对机械制造过程的全面概括了解入手，以成形理论和切削理论为基础，介绍各种加工方法及工艺装备；以零件精度构成及实现为主线，介绍各种加工方法的合理综合应用，阐明机械加工工艺设计原理和方法。

通过本课程的学习,使学生掌握机械制造技术方面的知识，为适应现代制造技术的发展奠定坚实基础，使他们成为适应现代化生产需要的合格人才。

(二）课程设计思路1、课程设置的指导思想和依据《机械制造技术》课程既有较为广泛的理论知识，又是一门实践性较强的课程.通过本课程的学习，使学生掌握机械制造技术方面的基本理论和基本知识，并具备一定的专业技能，为进一步的专业课学习和今后从事专业技术工作奠定良好的基础。

在课程设置时注意学生科技素养的培养和方法论、知识与应用的整合发展。

2、课程内容确定的依据课程目标实现的四个方面:金属切削机床←→金属切削刀具←→机械制造工艺←→工艺装备（夹具）。

实现目标的学习领域：机械制造基础知识、机械加工方法与装备、机械制造质量分析与控制、机械加工工艺规程制订、典型零件加工工艺设计、现代制造技术。

通过学习，使学生较系统地掌握机械制造基础知识，掌握机械制造过程中常用的加工方法、加工原理和制造工艺，掌握切削参数、加工设备及装备的选用、机械制造质量的分析与控制方法、机械加工工艺规程的拟定和机械装配工艺规程的基本知识及有关计算方法等.了解轴类、套类及箱体类等典型零件加工工艺的设计、机械制造技术的发展与现代制造技术。

第3节金属切削过程中的物理现象

第三节金属切削过程中的物理来源于两方面：一是克服切削层金属弹性变形、塑性变形抗力所需要的力；二是克服摩擦阻力所需要的力。
总切削力： F＝Fγ+Fα Fγ= FγN +Fγf Fα= FαN+ Fαf
1、切削力的分解：
• 切向力Fc：总切削力在主运动方向上的正投影，消耗功率最多，占机床总功率的95%-99%；
单位切削力，就是指切除单位切削面积的材料时产生的主切削抗力，可表示为：
切削功率
• p=Fc/AD（N/mm2）
切削过程中，由于克服主切削力而消耗的功率，常用于校核机床主电机的功率。
影响切削力的因素（1）工件材料的影响（2）切削用量的影响 • 切削深度ap：切削深度增加时，切削面积将正比增
加，切削力亦会正比增加。 • 进给量f：f增大时，切削面积正比增大；但由于切
3、影响散热条件的因素
（1）工件材料的导热系数：（2）刀具材料的导热系数：（3）改善散热条件：
三、积屑瘤
积屑瘤是指在中低切削速度切削塑性金属时，常在刀尖附近长出一个“瘤”状硬质金属块。
四、残余应力与加工硬化
1. 残余应力：指在外力消失后，残存在材料内部而总体上又保持平衡的内应力。残余应力通常会影响加工精度的稳定性，不利于产品性能的保持，因此应在加工中设法减小残余应力。
• 进给力Ff：总切削力在进给运动方向上的正投影，只消耗机床总功率的5%-1%；
• 背向力Fp：总切削力在垂直于工作平面上的分力。
总切削力F:
F Fc2 Fp2 Ff 2
在基面内切削力的分布：
Fp Ffp cos Kr
Ff Ffp sin Kr
2、单位切削力与切削功率

机械制造技术基础(第三版)课后习题答案

机械制造技术基础（第三版）课后习题答案第二章2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？答：2—2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大.第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。

第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。

这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离,变成切屑，一小部分留在加工表面上。

2—3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响,生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时，刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力，使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化，形成瘤核.瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。

积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加,降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。

由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免. 消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力;采用切削液。

2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？答:切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形,而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃.而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角(P17)。

工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。

2-6金属切削过程为什么会产生切削力？答：因为刀具切入工具爱你,是被加工材料发生变形并成为切屑，所以（1）要克服被加工材料弹性变形的抗力,（2）要克服被加工材料塑性变形的抗力，（3)要克服切屑与前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力.2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析?分力作用是什么?答:2.8背吃刀量和进给量对切削力的影响有何不同？答：2—9切削热是如何产生和传出的？仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低？答：被切削的金属在刀具作用下，会发生弹性和塑性变形而消耗功,因此切削热的主要来源就是切屑的变形功和前、后刀面的摩擦功。

金属切削过程中的物理现象

金属切削过程中的物理现象
金属切削过程是指通过刀具把被加工金属的多余部分去除，从而获得所需要的形状、尺寸和表面质量的过程。

在这个过程中，会出现许多有趣的物理现象。

其中一个物理现象是切屑的形成。

当刀具切入工件时，工件材料会受到挤压、摩擦和剪切等力的作用，从而发生塑性变形并形成切屑。

切屑的形状和尺寸与刀具的几何形状、切削参数、工件材料等因素有关。

另一个物理现象是切削力。

在金属切削过程中，刀具会受到工件材料的阻力，这个阻力称为切削力。

切削力的大小和方向会影响刀具的寿命、加工质量和加工效率。

因此，在金属切削过程中，需要合理选择刀具材料、刀具几何形状和切削参数等，以减小切削力。

此外，还会出现切削热的现象。

在金属切削过程中，刀具与工件之间的摩擦会产生大量的热量，这些热量会使工件和刀具的温度升高。

过高的温度会降低工件材料的力学性能和刀具的寿命，因此需要采取适当的冷却措施来降低温度。

总之，金属切削过程中会出现许多有趣的物理现象，这些现象对于理解金属切削加工过程、提高加工质量和效率具有重要意义。

机械制造技术课件第二章金属切削基本原理

机械制造技术课件第二章金属切削基本原理一、教学内容二、教学目标1. 理解金属切削的基本概念，掌握金属切削过程的基本原理。

2. 了解金属切削刀具的材料、结构及其对切削加工的影响。

3. 掌握切削力、切削热及切削温度的计算方法，分析其对加工质量的影响。

三、教学难点与重点教学难点：金属切削过程中的物理现象及其对加工质量的影响。

教学重点：金属切削基本概念、刀具结构及其对切削加工的影响、切削力的计算。

四、教具与学具准备1. 教具：金属切削刀具实物、切削加工视频、PPT课件。

2. 学具：笔记本、教材、计算器。

五、教学过程1. 导入：通过展示金属切削加工视频，让学生了解金属切削的实际应用，激发学习兴趣。

时间：5分钟2. 知识讲解：（1）讲解金属切削的基本概念，如切削、切削速度、进给量等。

（2）介绍金属切削刀具的材料、结构及其对切削加工的影响。

（3）分析金属切削过程中的物理现象，如切削力、切削热等。

（4）讲解切削力、切削热及切削温度的计算方法。

时间：30分钟3. 例题讲解：选择一道具有代表性的例题，详细讲解切削力的计算过程。

时间：15分钟4. 随堂练习：出一道与例题相似的练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。

时间：10分钟5. 课堂小结：时间：5分钟六、板书设计1. 金属切削基本概念2. 金属切削刀具的材料及结构3. 金属切削过程中的物理现象4. 切削力、切削热及切削温度的计算5. 课堂练习题及答案七、作业设计1. 作业题目：（1）简述金属切削的基本概念。

（2）列举金属切削刀具的常见材料，并说明其特点。

2. 答案：（1）金属切削是指利用切削工具将工件上的材料去除，使其达到一定尺寸和表面质量的过程。

（3）切削力的计算公式：F = ap f cos(λ) K其中，ap为切削深度，f为进给量，λ为刀具前角，K为工件材料系数。

带入数据计算得：F ≈ 300N八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等方式，使学生掌握了金属切削基本原理。