金属切削原理及刀具试题一及答案

金属切削原理及刀具试题一及答案一、填空。

（每空1分，,共20分）1.（）是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及（）的影响很大。

2.刀具材料应具备的性能包括（）、（）、（）、（）、（）。

3.在机床上切削工件，工件与刀具之间要有（），称为切削运动，切削运动分为（）和（）。

4.在切削加工过程中，工件上会形成三种表面。

它们是（）、（）和（）。

5.由于工件材料性质和切削条件不同，切削层变形程度也不同，因而产生的切屑形态也多种多样，归纳起来主要包括（）、（）、（）和崩碎切屑四种类型。

6.金属切削时，刀具切入工件使切削层金属转变成切屑所需要的力称为（）。

7.切削过程中所产生的热量主要靠（）、工件和刀具传出，被周围介质带走的量很少（干切削时约占1％）。

8.刀具磨损决定于刀具材料、工件材料的物理力学性能和（）。

9.工件材料的（）是指在一定切削条件下，工件材料切削加工的难易程度。

1. 高性能高速钢是在通用型高速钢的基础上，通过调整化学成份和添加其他合金元素，使其性能比通用型高速钢进一步提高的一种新型高速钢。

（ ）2. 粉末冶金高速钢制造工艺于20世纪60年代后期在中国开发成功。

（ ）3. 前面又称为前刀面，是指与过渡表面相对的刀面。

（ ）4. 正交平面参考系由基面、切削平面和正交平面组成。

（ ）5. 前刀面与切削平面之间的夹角称为前角。

（ ）6. 任意剖面是指过车刀主切削刃上选定点所作的垂直于基面的剖面。

（ ）7. 刀具的工作角度是刀具在法平面参考系中定义的一组角度。

（ ）8. 在切削塑性工件材料时，如果在刀具前面的摩擦系数较大，切削速度不高，且又能形成带状切屑的情况下，常会在切削刃上粘附一个硬度很高的鼻型或楔型硬块，这种硬块称为积屑瘤。

（ ）9. 产生加工硬化的原因是在已加工表面的形成过程中表面层经受了复杂的塑性变形，金属晶格被拉长、扭曲与破碎，阻碍了进一步塑性变形而使金属强化。

（ ）10.影响切屑变形的因素固然很多，但归纳起来有三个方面，即工件材料、刀具几何参数及切削速度。

（ ）11.切削力Fc 作用于基面内。

（ ）12.切削力实验公式是指切削力的指数公式，此公式是通过理论推导建立起来的。

（ ）13.工件材料强（硬）度增高．即工件材料的剪切屈服强度增大，切削力呈正比例增大。

（ ）14.在刀具几何参数各项中，前角o 对切削力c F 的影响最大。

（ ）15.硬质合金刀具的硬度高，发生硬质点磨损的机率较少。

（ ）16.一把新刀从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止总的切削时间，或者说是刀具三次刃磨之间总的切削时间称为刀具耐用度。

（）17.工件材料、刀具材料和刀具几何参数选定后，切削速度是影响刀具耐用度的最主要因素。

（）18.工件材料硬度包括常温硬度、高温硬度。

（）19.金相组织是决定工件材料物理力学性能的重要因素之一。

（）20.刀具的合理前角主要取决于刀具材料和工件的结构。

（）三、概念题。

（每题4分，共20分）1.工作基面2.切削层公称横截面积3.切屑厚度变形系数4.辐射测温法5.切削加工性1.高速钢可分为哪几种？2.在切削加工过程中，工件上会形成三种表面，试画图说明这三种表面。

3.什么是刀具的标注角度？有何作用？4.简述积屑瘤的形成原因。

5.简述间接测量法。

6.简述切削温度分布的一些规律。

7.简述刀具磨损原因。

8.简述切削加工性的衡量指标。

试题一答案一、填空。

（每空1分，,共20分）10.刀具材料刀具耐用度11.高硬度和高耐磨性足够的强度与冲击韧性高耐热性好的导热性和小的膨胀系数良好的工艺性和经济性12.相对运动主运动进给运动13.待加工表面已加工表面过渡表面14.带状切屑节状切屑粒状切屑15.切削力16.切屑17.切削条件18.切削加工性二、是非题。

（正确的在括号内画√，错的画×，每题1分，,共20分）1.（√）2.（×）3.（×）4.（√）5.（×）6.（√）7.（×）8.（√）9.（√）10.（×）11.（×）12.（×）13.（√）14.（√）15.（×）16.（×）17.（√）18.（√）19.（√）20.（×）三、概念题。

（每题4分，共20分）6. 通过切削刃选定点并与合成切削速度方向相垂直的平面称为工作基面，用符号re p 表示。

7. 是指给定瞬间切削层在与主运动方向相垂直的平面内度量的实际横截面积，用符号D A 表示，单位为mm2。

8. 切屑厚度ch a 与切削层厚度D h 之比称为切屑厚度变形系数，用符号a 表示9. 辐射测温法是一种非接触式测量方法。

它是利用高温辐射能量来测量工件表面温度的。

作为测量用的传感器有光电传感器及热敏电阻传感器两种。

10.工件材料的切削加工性是指在一定切削条件下，工件材料切削加工的难易程度。

四、简答。

（本题40分,每题5分，共8题）9. 答：通用型高速钢：钨系高速钢 、钨钼系高速钢高性能高速钢：高碳高速钢、高钒高速钢、钴高速钢、铝高速钢三、粉末冶金高速钢10.11.答：刀具的标注角度是刀具的重要几何参数，直接关系到刀具的性能、强度和耐用度等。

包括：前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角、副后角、楔角、刀尖角，上述八个角度中，前五个为刀具的基本角度，其余均为派生角度。

12.答：在切削过程中，由于刀具前面与切屑间的摩擦，使刀具前面和切屑底层一样都是刚形成的新鲜表面，它们之间的粘附能力较强。

因此，在一定切削条件（压力和温度）下，刀具与切屑底层接触处发生黏结，使与刀具前面接触的切屑底层金属流动较慢，而切屑上层金属流动较快。

这流动较慢的切屑底层，称为滞流层。

显然滞流层金属产生的塑性变形比切屑上层金属产生的塑性变形大得多，其晶粒纤维化程度很高，纤维的方向几乎与刀具前面平行。

如果温度与压力适当，滞流层金属的流速接近于零，与刀具前面黏结成一体，形成积屑瘤。

随后，新的滞流H逐步长大，直到该处层金属在此基础上，逐层积聚、粘合，使积屑瘤的高度b的温度和压力不足以产生黏结为止。

13.答：间接测量法通过测量机床电动机电功率E P，再用式（4-6）和式（4-7）可F的方法。

但此方法测量较粗略，要较精确测量，常使用专间接计算出切削力c门用于测切削力的仪器，即测力仪。

14.答：（1）剪切平面上各点温度变化不大，几乎相同。

（2）不论刀具前面还是主后刀面上的最高温度都处于离主切削刃一定距离处（该处称为温度中心）。

这说明切削塑性金属时，切屑沿刀具前面流出过程中，摩擦热是逐步增大的，一直至切屑流至黏结与滑动的交界处，切削温度才达到最大值。

此后，因进入滑动区摩擦逐渐减小，加上热量传出条件改善，切削温度又逐渐下降。

（3）切削底层（同刀具前而相接触的一层）温度最高，离切削底层越远温度越低。

这主要是因为切削底层金属变形最大，且又与刀具前面存在摩擦的缘故。

切屑底层的高温将使其剪切强度下降，并使其与刀具前面间的磨擦系数下降。

（4）塑性越大的工件材料，在刀具前面上切削温度的分布越均匀，且最高温度区距切削刃越远。

这是因为塑性越大的材料，刀具与刀屑接触长度较长的缘故。

（5）导热系数越低的工件材料，其刀具前面和主后刀面上的温度也就越高，且最高温度区距切削刃越近，这就是一些高温合金和钛合金难切削和刀具容易磨损的主要原因之一15.答：切削过程中刀具磨损与一般机械零件的磨损有显著的不同，它表现在以下几个方面：（1）刀具与切屑、刀具与工件接触面经常是活性很高的新鲜表面，不存在氧化膜等的污染。

（2）刀具的前面和后面与工件表面的接触压力非常大，有时甚至超过被切材料的屈服强度。

（3）刀具与切屑、刀具与工件接触面的温度很高。

硬质合金刀具加工钢料时其接触面的温度可达800～1 000 ℃；高速钢刀具加工钢料时其接触面的温度可达300～600 ℃。

在上述特殊条件下，刀具正常磨损的原因主要是由机械、热和化学三种作用的综合结果，即由工件材料中硬质点的刻划作用产生的硬质点磨损，由压力和强烈磨擦产生的黏结磨损，由高温下产生的扩散磨损，由氧化作用等产生的化学磨损等几方面的综合作用。

16.答：衡量切削加工性的指标因加工情况不同而不尽相同，一般可归纳为以下几种：（1）以刀具耐用度衡量切削加工性在相同的切削条件下，刀具耐用度高，切削加工性好。

（2）以切削速度衡量切削加工性在刀具耐用度相同的前提下，切削某种工件材料允许的切削速度越快，其切削加工性越好；反之切削某种工件材料允许的切削速度越慢，切削加工性越差。

（3）以切削力和切削温度衡量切削加工性在相同的切削条件下，切削力大或切削温度高，则切削加工性差。

当机床动力不足时，常用此指标衡量切削加工性。

（4）以加工表面质量衡量切削加工性若易获得好的加工表面质量，则切削加工性好。

（5）以断屑性能衡量切削加工性在自动机床、组合机床及自动生产线上，或者对断屑性能要求很高的工序（如深孔钻削、盲孔钻削等）中，常采用此指标衡量切削加工性。