机械刀具知识试题(含答案)

第三章
一、 选择题
1．31210111下面是关于常用刀具材料硬度的比较，那个选项的论述是正确的（A）
A 金刚石>CBN>硬质合金>高速钢B金刚石>CBN>高速钢>硬质合金
C金刚石>硬质合金>高速钢>CBN D金刚石>高速钢>硬质合金>CBN
2. 31210122下面属于性质脆、工艺性差的刀具材料是（C）
A碳素工具钢 B 合金工具钢 C 金刚石 D 硬质合金钢
3. 31210113 目前使用最为广泛的刀具材料是（B）
A 陶瓷B高速钢和硬质合金 C 碳素工具钢 D CBN
4． 31210114 W18Cr4V是：（C）
A 碳素钢
B 硬质合金钢
C 普通高速钢
D 高性能高速钢
5． 31210125 W18Cr4V比W6Mo5Cr4V2 好的性能是：（D）
A 硬度
B 韧性
C 切削性能D可磨性
6．31210116 WC—Co类属于哪一类硬质合金：（A）
A YG类
B YT类
C YW类
D YM类
7．31210127 应用于切削一般钢料的硬质合金刀具是（B）
A YG类
B YT类
C YW类
D YM类
8．31210128 在加工高温合金（如镍基合金）等难加工材料时，刀具材料可首选：（A）
A CBN
B 硬质合金
C 金刚石
D 陶瓷
9． 31210129 在粗车铸铁时，选用：（B）
A YG3
B YG8
C YT5
D YT30
10．3121012A 碳素钢、合金钢的连续精加工，应选用：（D）
A YG3
B YG8
C YT15
D YT30
11. 3121012B 在连续粗加工、不连续精加工碳素钢时，应选用：(B)
A YT5
B YT15
C YT30
D YW2
12．31310121 在数控机床和自动线上，一般采用：（C）
A 整体式刀具
B 装配式刀具
C 复合式刀具D焊接装配式刀具
13. 32210111 增大前角，下面正确的是：（D）
A 增大粗糙度
B 增大切削效率
C 切削刃与刀头的强度增大
D 减小切削的变形
14．32210122 对于不同的刀具材料，合理前角（γopt）也不同，硬质合金刀具的γopt 要____ 高速钢刀具的γopt （B）
A 大于
B 小于
C 等于
D 都有可能
15 32210113 增大前角可以（B）
A减小切削力，导热面积增大B减小切削力，导热面积减小
C增大切削力，导热面积增大D增大切削力，导热面积减小1632210114 下面有关刀具前面的卷屑槽宽度的说法，正确的是：（D）
A 愈小愈好
B 愈大愈好
C 无所谓
D 根据工件材料和切削用量决定
17 32310111 增大后角（A ）
A 减小摩擦
B 增大摩擦
C 切削刃钝园半径越大
D 刀头强度增强
1832310121 加工下面哪种材料时，应该采用较小的后角（C）
A 工件材料塑性较大B工件材料容易产生加工硬化
C 脆性材料
D 硬而脆的材料
1932410121 在背吃刀量和进给量一定的情况下,增大主偏角时,切削层的 ( C) A公称宽度减小,公称厚度减小B公称宽度增大,公称厚度增大
C公称宽度减小,公称厚度增大 D 公称宽度增大,公称厚度减小2032410113 当增大主偏角时，下列说法正确的是：（D）
A 减小已加工的表面粗糟度
B 背向力增大
C 进给力减小
D 切屑变得窄而厚
2132510111 λS为 ____时，切屑在前刀面上近似沿垂直于主切削刃的方向流出。

（A）
A 00
B 负值
C 正值
D 900
22．32510122 在加工一般钢料和灰铸铁，冲击特别大时，λS应该为：（D）
A 一般负值
B 正值
C 00
D 较大负值
23 . 32410114 下面有关主偏角和付偏角的功用的叙述，正确的是：（A）
A 减小主偏角和付偏角，减小已加工的表面粗糟度
B 增大主偏角，切削层公称宽度将增大
C 增大主偏角，减小已加工的表面粗糟度
D 增大付偏角，减小已加工的表面粗糟度
24 32210115 有关合理前角的选用原则，正确的是：（B）
A 工件材料的强度、硬度高，应取较大的前角
B 加工特别硬的工件时，前角很小甚至取负值
C 加工塑性材料时，应取较小的前角
D 粗加工时，应适当增加前角
2533110121 关于各种刀具耐用度的选择，哪中叙述是正确的：（C）
A 简单的刀具如车刀、钻头等，耐用度选高些
B 同一类刀具，尺寸大的，制造成本较高的，耐用度选低些
C 结构复杂和精度高的刀具，耐用度选高些
D 可转位刀具的耐用度比焊接式刀具选高些
26 33110122 提高切削速度、增大进给量和背吃刀量,都能提高金属的切除率。

但是，
这三个因素中，对刀具耐用度影响的大小为（D）
A >进给量>背吃刀量>切削速度B切削速度>背吃刀量>进给量
C进给量>背吃刀量>切削速度D切削速度>进给量>背吃刀量
27 34110111 用硬质合金刀具进行精加工时，一般采用____的切削速度；高速钢刀具则
一般采用____的切削速度。

（C）
A 较高，较高
B 较低，较低
C 较高，较低
D 较低，较高
28．34210111 粗车时，背吃刀量和进给量均较大，切削速度______；精加工时，背吃刀量和进给量均较小，切削速度_________。

（B）
A 较低，较低
B 较低，较高
C 较高，较低
D 较高，较高29．34210122 在选择切削速度时，下列说法正确的是：（D）
A 刀具材料的切削性能越好，切削速度越低
B 断续切削时，为减少冲击和热应力，应适当增加切削速度
C 加工大件、细长件、薄壁件时，应选用较高的切削速度
D 加工大件、细长件、薄壁件时，应选用较低的切削速度
30．35210111 下面不是切削液的作用的选项是：（A）
A 减小加工件表面形状误差
B 减少刀具与切屑的粘接
C 改善金属切削过程的界面摩擦
D 提高刀具耐用度和生产效率
二、 填空题
1 31120321 决定刀具的切削性能是刀具切削部分的_____________、
___________、___________
231220322 刀具材料种类很多，常用的有： _______、 _________、 _______、___________和_____________
3 31220323 普通高速钢的特点是工艺性好，切削性能可满足一般工程材料的常
规加工，常用的品种有：____________ 、__________
4 31220324 目前在机械加工中，用的最广泛的刀具材料为_____________、___________
5 31220325 粉末冶金高速钢可以切削各种难加工材料，特别适合于制造各种________刀具和_________刀具。

631220326 常用硬质合金的硬度很高，耐热性也很好，温度在____________还能承担切削。

7 31220317 硬质合金的抗弯强度比高速钢_________，冲击韧性比高速钢
__________。

8 31220328 陶瓷与金属的亲和力小，但冲击韧性低，一般适合于钢、铸铁及高
硬度材料的___________加工。

9 31220329 立方氮化硼的热稳定性和化学惰性大大优于金刚石，可以耐
___________℃的高温。

10 3122032A 一般尺寸的高速钢刀具大多做成_______式，而大尺寸的高速钢刀
具则应尽量用__________式结构。

11. 31320311 尽管各种刀具的结构和形状各不相同，但是有其共同的部分，即都
是由________和__________组成的。

12. 32120311 刀具的几何参数包括：____________、 _____________、
______________
13 32120322 刀具合理几何参数的选择主要决定于 ___________、 _________ 、
__________及其他具体的工艺条件。

14．32220311 刀具前角愈大,切削时产生的切削力愈__________。

15．32220312 工艺系统刚性差时，应选用________的前角，________的后角。

16．32220313 工件材料的强度和硬度低时，可取 _____的刀具前角；粗加工时，
应适当_____前角。

17．32520311 在粗加工时，λS多为____值；在精加工时，λS多为_____值。

18．32320322 同样的磨钝标准VB下，后角大的刀具耐用度_________
19．32520323 按形成方法不同，刀尖可分为三种：____________ 、__________、__________
2032320311 后角越大，切削钝园半径r n值越________,切削刃越___________.
2132220324 卷屑槽宽度Wn根据工件材料和切削用量决定，一般可取Wn=_____f
2233120321 装夹、调整比较复杂的刀具，耐用度选的______些。

2333120322 耐用度一般有两种，一种是根据单件工时最短的观点来确定耐用度，这种耐用度称为__________；而是根据工序成本最低的观点来确定的耐用
度，称为_______。

2433120323 在生产中，一般情况下采用_________耐用度；当任务进破获生产中出现不平衡环节时，则采用__________耐用度。

25. 34120321 在制定切削用量时，对于粗加工，要尽可能保证较高______的和必
要的______。

26 34220311 提高切削速度、增大进给量和背吃刀量，都能提高金属切除率，其
中影响耐用度最大的是：___________；影响最小的是：__________。

27 34220312 切削用量的三要素是指：________、 __________ 、__________。

28 34220323 精加工时，最大进给量主要受_________和_________的限制。

29 35320321 切削液的作用主要有：_________、 __________ 、__________、
__________。

30 35320312 切削液的使用方法很多，常见的有：________、 _________、
________等。

三、名词解释
1、31230321 硬质合金——
2、32130321 刀具合理的几何参数——
3、32230321 合理前角——
4、34130321 合理的切削用量——
四、 简答题
1、31140521 根据刀具工作的条件，说明刀具材料应具备的性能。

2、32140521 刀具合理几何参数的含义是什么？选择的主要依据有哪些？
3、32240521 前角的功用是什么？
4、32340521 后角的主要功用是什么？
5、32340522 选择后角的主要依据是什么？
6、32440521 主偏角、副偏角的功用是什么？
7、32440522 主偏角、副偏角的选用原则是什么？
8、32540521 刃倾角的作用有哪些？
9、33140523 为什么高速钢刀具随主偏角的减小，耐用度会提高？
10、32540522 为什么硬质合金车刀的刀尖园弧半径选择的比高速钢车刀小一些？
11、34140521 选择切削用量的原则是什么？
12、34240522 粗加工时，进给量选择受哪些因素限制？
13、34240523 制定切削用量的步骤？
14、24240521 什么叫刀具磨钝标准？刀具磨钝标准跟那些因素有关？
15、35240511 如何合理选用切削液？
五、 分析题
1、31251021 分析W18Cr4V、YT15、YG8三种刀具材料，说明个属于那类刀具材料，
适合何种工件材料，可在什么切削条件下加工。

2、31151021 如何根据不同的加工条件，合理的选用刀具材料。

3、31251022 分析硬质合金刀具材料的应用范围，按以下刀具材料、工件材料、加工
条件进行刀具材料的合理选择。

刀具材料：YG3X、YG8、YT5、YT30、W18Cr4V。

工件材料及切削条件：
（1） 45#钢热轧棒料的粗加工
（2） 精车40Cr工件外圆
4、32251021 分析选择合理前角的主要依据。

5、32251022 为什么加工塑性材料时，应尽可能采用大的前角？前角太大后，又会带来什么问题？
6、分析过渡刃和修光刃的作用，并说明他们的选择原则。

7、32351021 为什么精加工刀具一般都采用较大后角，而拉刀、铰刀等却相反？
8、34151021 制定切削用量时，影响切削速度的因素有哪些，并分析其原因。

9、34251021 切削用量选得越大，加工工时愈短，是否说明生产率愈高，分析其原因？
10、34251022 当进给量受到表面粗糙度限制时，有什么办法增加进给量，而保证表
面粗糙度的要求。

参考答案
一、 选择题
1 ~5 ACBCD 6 ~10 ABABD 11~15 BCDBB
16~20 DACCD 21~25 ADABC 26~30 DCBDA
二、填空题
1.材料，几何形状，刀具结构
2.高速钢，硬质合金，陶瓷，金刚石，立方氮化硼
3.W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2
4.高速钢, 硬质合金
5.精密，形状复杂
6.800-1000℃
7.低，差
8.半精和精
9.1300-1500
10.整体装配
11.工作部分夹持部分
12.刀具角度，刀面形式，切削刃形状
13.工件材料，刀具材料，刀具类型
14.小
15.大，小
16.较大，减小
17.负，正
18 .大
19 .交点刀尖，修园刀尖，倒角刀尖
20 .小，锋利
21. 7~10
22．高
23．最大生产率耐用度，经济耐用度
24．经济，最大生产率
25 金属切除率刀具耐用度
26 切削速度背吃刀量
27 背吃刀量，进给量，切削速度
28 加工精度，表面粗糙度
29 冷却作用，润滑作用，清洗作用，防锈作用
30 浇注法，高压冷却法，喷雾冷却法
三、名词解释
1、硬质合金是高硬度、难熔的金属化合物（主要是WC、TiC等，又称高温碳化物）微米
级的粉末，用钴或镍等金属作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。

2、刀具合理几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够获得最高刀具耐用度，从而达
到提高切削效率和降低生产成本目的的几何参数。

3、对于不同的刀具材料，各有其对应的刀具最大耐用度的前角，这个前角叫做合理前角。

4、所谓合理的切削用量，是指充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩等），在
保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。

四、简答题
1、刀具在切削时，要承受很大的压力和很高的切削温度，有时还要承受冲击、振动。

所以
刀具材料应满足以下要求：
（1） 高的硬度和耐磨性，即刀具材料要比工件材料硬，并具有高的抵抗磨损的能力。

（2） 足够的强度和韧性，以承受切削中的切削力、冲击和振动，避免崩韧和折断（3） 高的耐热性，即高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。

（4） 良好的工艺性，如锻造性能、热处理性能、切削加工性能等，以便于刀具的制造。

（5） 经济性，即价格低经济效果好。

2、所谓刀具合理几何参数，是指既能保证加工质量，又能够获得高的刀具耐用度，达到提
高切削效率和降低生产成本。

刀具合理几何参数要依据工件、刀具、工艺等具体条件综合考虑后确定。

3、（1）影响切削区的变形程度
（2）影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散热条件
（3）影响切屑形态和断屑效果
（4）影响已加工表面质量
4、（1）后角的主要功用是减小后面与过渡表面之间的摩擦。

（2）后角越大，切削刃钝圆半径值越小，切削刃越锋利。

（3）增大后角，在刀具磨钝标准VB相同时，从新刃到磨钝标准时，所磨去的金属体积较大，因而有利于提高刀具的耐用度；但是，后角增大，在刀具磨钝标准相同时，刀具的径向磨损值NB增大，因此对某些精加工刀具就不宜采用大的后角。

（4）当后角过大时，刀具楔角会显著减小，将会降低切削刃强度和散热能力，而使刀具耐用度降低。

5、（1）精加工时切削厚度很小，磨损主要发生在后刀面上，宜取较大后角；粗加工时切削
厚度较大，前刀面磨损较大，宜取较小后角，以利于增强刀刃和改善散热。

（2）工件材料塑性好、韧性大，容易产生加工硬化，应选取较大后角；工件材料的强度和硬度较高时，为增加刀刃的强度，应选取较小的后角。

（3）当工艺系统刚度较差、出现切削振动时，应适当减小后角，增加后刀面和加工表面的接触面积。

6、（1）影响切削加工残留面积高度。

（2）影响切削层的形状，尤其是主偏角直接影响同时参与工作的切削刃长度和单位切削刃上的负荷。

（3）影响三个切削分力的大小和比例关系。

（4）主偏角和副偏角决定了刀尖角，故直接影响刀尖处的强度、导热面积和容热体积。

（5）主偏角还影响断屑效果。

7、合理主偏角主要应根据工艺系统刚度来选择，同时考虑具体的加工条件。

（1）系统刚度好、工件材料硬度高时，选择较小的主偏角；（2）系统刚度不好时，选择较大的主偏角。

合理副偏角的选择应首先满足加工表面质量要求。

（1）一般工艺系统刚度较好、不产生振动的情况下，可取副偏角5~10度；（2）在精加工时，其值比粗加工时要小，必要时可修磨副偏角为0度的修光刃。

8、（1）控制切削流方向。

（2）影响切削刃锋利性。

（3）影响刀尖强度、刀尖导热和容热条件。

（4）影响切削刃的工作长度和切入和切出的平稳性。

9、在背吃刀量和进给量一定时，减小主偏角，可增加刀具同时参与切削工作的切削刃长度和刀夹角，因此可以减小单位切削刃负荷，增加刀尖强度和改善散热条件，对韧性好的高速钢刀具，有利于提高刀具的耐用度。

10、圆弧形过渡刃------刀尖圆弧半径取得较大时，可提高刀具耐用度和减小加工表面的残留面积。

但是增大刀尖圆弧半径，径向切削力也增加，在工艺系统刚度不足时，会引起切削振动。

硬质合金属于脆性材料，切削振动会导致刀具破损，所以对硬质合金车刀，为减小径向切削力和避免切削振动，其刀尖圆弧选的比高速钢刀具小一些。

11、选择切削用量的原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量，其次要在机床动力和刚度允许，又能满足加工表面粗糙读的前提下，选取尽可能大的进给量，最后根据刀具耐用度选取或计算切削速度。

12、粗加工时切削力很大，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。

最大进给量主要受以下因素限制：（1）机床进给机构的强度；（2）刀杆的强度和刚度；（3）工件装夹刚度；（4）硬质合金或陶瓷刀片的强度。

13、确定了工件的加工内容和切削刀具后，可以按以下步骤指定切削用量：
（1） 选择切削深度a p
（2） 选择进给量f
（3） 选择或计算切削速度v与机床主轴转速n；
（4） 校验机床功率和机床进给机构强度。

（5） 计算工序加工工时。

14、刀具磨损到一定限度就不能继续使用，这个磨钝限度称为磨钝标准。

磨钝标准与工件的加工质量、工件的切削加工性、加工条件和刀具类型有关。

15、（1）根据刀具材料、加工要求选用；
（2）根据工件材料选用；
（3）根据加工性质选用。

五、分析题
1、W18Cr4V属于通用型高速钢。

适用于加工硬度在250~280HBS以下的大部分结构钢和铸铁。

切削普通钢材切削速度小于或等于40~60m/min
YT15属钨钴钛类硬质合金。

15表示合金中含TiC15%，适合于碳钢和合金钢，切削条件最宜在连续切削的半精加工和断续切削精加工中。

YG8属钨钴类硬质合金。

适于加工铸铁、有色金属及其合金，8表示合金中含Co 8%。

切削条件可以是断续切削或粗加工。

2．刀具材料的合理选用主要是根据工件材料的性质、加工条件和刀具形状等。

例如，冲击力大或断续加工应选用韧性好的高速钢或含钴量较多的YT5或YG8；复杂刀具由于制造及刃磨困难，常选用高速钢材料；高速切削时因切削温度高，应使用耐磨性好的硬质合金；加工铸铁应选用YG类硬质合金。

粗、精加工时，高速钢材料都可以使用，对硬质合金却有差别，粗加工应选用韧性交好的YT5或YG8，而精加工则选用耐磨性好的YT3或YG30。

3、YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。

YT类硬质合金适合于加工碳素钢、一般合金钢材；低速时，选用YG类。

YW类硬质合金主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。

粗加工时选用含钴量高的合金牌号；精加时选用含钴量少的合金牌号。

在加工含钛的不锈钢和含钛的合金时，不宜选用YT类硬质合金。

（1） 45#钢热轧棒料的粗加工选用YT15作为刀具材料。

加工45#钢时，工件塑性变形大、摩擦大、切削区温度高，所以，应选耐热性高的YT类硬质合金。

热轧棒料是外形、材质较均匀的型材，YT15适合于连续粗加工。

（2） 精车40Cr工件外圆选用YT30作为刀具材料。

40Cr属于合金钢，更具有切削温度高、刀具磨损快的切削加工性，所以，仍选用具有良好的耐热性和耐
磨性的YT类硬质合金。

精加工切削力小，可选用强度稍低的YT30。

4、前角的大小不能随意确定，在一定的加工条件下，存在一个使刀具耐用度为最大的合理前角。

合理前角的选择主要根据工件材料和刀具材料的性能，还要考虑具体加工条件。

（1） 刀具材料的抗弯强度大、韧性较好是，可选择较大的前角。

例如，高速钢刀具前角可以比硬质合金钢刀具大些。

]
（2） 加工塑性材料时，尤其是加工硬化严重的材料，应取较大的前角；加工脆性材料，应取较小的前角。

工件材料强度较低时，可取较大前角；工件材料强度高、
硬度较高时，为增加刀刃强度和散热体积，应取小的前角。

对硬质合金等抗弯
强度差的刀具，在高强度、高硬度、有冲击和断续切削时，应从防止刀具破损
来选择前角。

（3） 粗加工，断续切削，为提高刀刃强度，宜取较小的前角；精加工，为提高工件表面质量，取较大前角。

5、切削塑性材料时，增大前角能显著减小切削变形，减小切削力和减小切削热，减小切屑
的流动阻力。

切削塑性材料常得到带状切屑，切屑与前刀面的接触面积较大，刀刃受力和散热条件较好，所以应选用较大的前角。

但前角太大后，刀刃强度减弱，容易造成崩刃和打刀。

为提高刀刃强度，可采取在刀刃上磨倒棱和采用负刃倾角来解决。

6、过渡刃是主偏角较大时，为增加刀尖强度，在靠近刀尖处对主切削刃进行修磨，形成了
过渡刃。

修光刃是为了减小加工表面粗糙读在靠近刀尖处磨出的一小段与进给方向平行的副切削刃。

过度刃刃形有圆弧过渡刃和直线形过渡刃两种：圆弧形过渡刃的参数就是刀尖圆弧半径。

对硬质合金和陶瓷车刀，圆弧半径为0.5~1.5mm，对高速钢车刀圆弧半径为0.5~4mm。

工艺系统刚度差时，圆弧半径取较小值，精加工刀具比粗加工刀具小。

7、精加工刀具切削厚度较小，磨损主要发生在后刀面上，采用较大后角，可减小后刀面与
工件加工表面的接触长度，减小摩擦和磨损，从而提高刀具耐用度。

采用较大后角可以使刀刃钝圆半径减小，使切削刃更加锋利，从而提高加工表面质量。

而拉刀、铰刀属于定尺寸精加工刀具，有严格的尺寸精度要求，在刀具径向磨损值NB一定时，后角小的刀具从新刃磨损到规定的径向磨损值，所磨去的金属体积较大，这样就可以减缓刀具的磨损。

更主要的是，为使刀具重磨后刀具的径向尺寸尽量小，以提高刀具的使用寿命，因此拉刀、铰刀的后角一般都取得很小。

8、指定切削用量时，依次选择背吃刀量和进给量后，可用计算或查表来选择切削速度。

从公式和表格中可以看出影响切削速度的因素有：
（1） 背吃刀量、进给量与速度成反比例关系，即粗加工时，由于背吃刀量和进给量较大，故应该选择较低的速度；在精加工时，背吃刀量和进给量小，故应该选
择较大的速度。

（2） 工件材料的性质影响切削时的速度。

工件材料强度、硬度较高时，应该选择较低的速度，反之选高的；工件材料的加工性越差，速度选的越小。

（3） 刀具材料的性能影响切削速度。

刀具材料的切削性能愈好，速度愈高，故硬质合金刀具的切削速度比高速钢刀具要高。

（4） 具体加工条件影响切削速度。

断续、有冲击的切削，细长、壁薄工件等加工时应减小切削速度。

9 切削用量选得愈大，加工工时愈短，还不能说明生产率愈高。

其理由是，生产率的评定可用单件工序总工时表示。

而单件工序总工时是由单件工序加工工时、工序换刀所需工时和其他辅助工时组成。

刀具换刀工时和刀具耐用度成反比，刀具耐用度与切削用量成反比。

所以，切削用量愈大，刀具耐用度愈低，工序换刀工时愈长。

以上分析表明，切削用量选得愈大，加工工时短，而换刀工时长，生产率不一定是最高。

只有在考虑了刀具耐用度而合理选
择切削用量的情况下，才能获得最高的生产率。

10、半精加工和精加工时，进给量的选择受到表面粗糙度的限制。

此时为减小加工表面的粗糙度，可适当增大刀尖圆弧半径rε、减小副偏角k r‘，采用修光刃等办法。

此外，可增大前角γ0，提高刀具刃磨质量，选用有效的切削液等措施，以减小积屑瘤和鳞刺的不利影响。