金属切削理论

第一次作业1.分析后刀面磨损的特点答：在C区，因靠近刀尖，此处热容小，散热差，故磨损严重。在A区，由于靠近被加工零件外表面，因此上道工序留下的硬化层或毛坏表面的冷硬层对刀具有强烈的磨损，故磨损严重。在B区，磨损均匀、平稳。2.选择刀具磨鈍标准要注意什么原则。答：工艺系统的刚性差，磨钝标准取小值，反之取大值。工件材料难加工磨钝标难取小值，加工精度和表面质量要求高磨钝标准取小值，反之取大值。工件尺寸很大磨钝标准取大值，以避免频繁換刀。3.切削用量的选择原则是什么？答：首先选择尽可能大的背吃刀量，其次根据机床进给机构的强度,刀杆刚度的限制，已加工表面粗糙度等选取尽可能大的进给量，最后根椐切削用量手册查取切削速度的值。4.刀具材料中硬度最高的是金刚石，热稳定性和化学惰性最好的是立方氮化硼。5.在切削加工中，工件上有三个不断变化着的表面：待加工表面、已加工表面和过渡表面。6.切削用量三要素是切削速度、进给量和背吃刀量。7.刀具标注角度参考系的假定条件是：（1）假定运动条件，（2）假定安装条件。8.切断刀加工时，工作前角将增大工作后角将减小，这个变化越靠近工件中心越明显。9.镗孔时，若镗刀刀尖低于工件中心，则工作前角将增大，工作后角将减小。10.刀具失效的形式分为破损和正常磨损两类。其中正常磨损形态分为：前刀面磨损、后刀面磨损和前后刀面同时磨损三类。11.刀具磨损的原因主要有磨料磨损，粘结磨损，扩散磨损和氧化磨损等。12.基面：通过切削刃上选定点，垂直于主运动方向的平面。13.切削平面：通过切削刃上选定点，与主切削刃相切并垂直于基面的平面。14.正交平面：通过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。15.图示标出三个变形区，且分析第1变形区及第2变形区的变形特点第一变形区，变形特点：沿滑移线的剪切变形及随之产生的加工硬化。第二变形区，变形特点：切屑在前刀面受到挤压磨擦而进一步发生变形，切屑底层金属纤维化。16.简述金属切削过程的本质：金属切削过程的本质是被加工金属在切削刃和前刀面的挤压下产生了剪切滑移变形。17.简述积屑瘤的成因及在切削过程中的作用。答：切削加工时，切屑和前刀面发生强烈摩擦而形成新鲜表面接触，当接触面具有适当温度和较高压力时就会产生粘结。于是，切屑底层金属与前刀面冷焊而滞流在前刀面上。连续流动的切屑从粘在刀面的底层上流辻时，在温度压刀适当时，也会被阻滞在底层上，侠粘结层逐层在前一层上积聚，最后长成积屑瘤。积屑瘤的作用:增大前角，增大切削厚度，增大已加工表面的粗糙度，影响刀具使用寿命。第二次作业1.分析切削速度对切削温度的影响答：切削速度对切削温度影响最大，主要是切速提高，金属切除率加大，功率增大，温度上升，切速提高磨擦加大，加之热量来不及传入切屑，使温度上升，但切速加大，变形减小，故总体温度增大，但不成正比。进给量增大，金属切除率加大，功率加大，温度上升，但由于变形减小，热容增加因之进给量加大，温度上升，但不显著。切深增大，金属切除率加大，功率加大，温度上升。但切削刃参加工作长度加大、散热加大。因此，切深增大，温度上升，但不明显。2.试分析磨削力的特征。答：磨削刀的特征可以概括为三点，其一是单位磨削力值很大，其二是三向分刀中径向分为最大，其三是磨削力随磨削阶段而变化。3.防止产生积屑瘤主要有哪些办法？答：（1）降低切削速度，使切削温度较低，使粘结现象不易发生。（2）采用高速切削，使切削温度高于产生积屑瘤的温度区域。（3）采用润滑性能好的切削液，减小摩擦。（4）增加刀具前角，以减小刀屑接触区的压力。（5）提高工件材料的硬度，减少加工硬化倾向。4.粗加工时选择切削用量的原则是什么？答：粗加工选择切削用量的原则是：①首先根据切削加工余量选取尽可能大的切削深度；②其次，根据机床进给机构强度、车刀刀杆的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度和工件的装夹刚度等选取尽可能大的进给量；③最后再利用刀具耐用度与切削用量之间的关系式、根据选定的最高生产率或最低成本耐用度计算④或依据有关表格来选取切削速度。5.斜角切削：指刀具主切削刃刃倾角时的切削。6.自由切削：刀具在切削过程中，只有一条直线刀刃参加切削工作的情况称之为自由切削。7.切削深度（背吃刀量）：对外圆车削而言，切削深度等于工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离。8.主后刀面：它是刀具在切削过程中，其切削部分与工件上过渡表面相对的表面。第三次作业1.精加工选择切削用量的原则是什么？答：精加工选择切削用量的原则是：①切削深度由精加工余量确定，一般一次切除余量；②再依据表面粗糙度选取较小的进给量；③最后利用刀具耐用度与切削用量之间的关系式计算或依据有关表格资料选取切削速度，所选取的切削速度必须考虑避开产生振动、积屑瘤、鳞刺的速度区域。2.切削热的来源是:变形能的转化、摩擦功的转化3.切削热由刀具，工件，切屑，和周围介质传出。4.用自然热电偶测到的温度是切削区的平均温度，用人工热电偶测到的温度是刀具上某一点的温度。5.切削用量对切削温度的影响程度是切削速度最大，进给量次之背吃刀量最小6.前刀面：切下的切屑沿其流出的刀具表面。7.副后刀面：它是刀具在切削过程中，其切削部分与工件上已加工表面相对的表面。8.基面：通过切削刃上的选定点、垂直于该点合成切削运动向量的平面。9.切削平面：它是通过刀刃上选定点的切线和合成切削运动方向的平面。（或：它是通过刀刃上选定点，切于工件过渡表面的平面。）10.分析主偏角对主切削力Fz的影响和原因答：11.分析切削用量对切削温度的影响和原因。答：12.分别说明前角和主偏角对切削温度的影响及产生的原因答：13.切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度有何不同？简述原因答：14.切削塑性金属时，高速钢刀具磨损的主要原因是（硬质点磨损和粘结磨损），而硬质合金刀具主要是（粘结磨损和扩散磨损）。第四次作业1.刀具磨损增加，则切削温度将升高，特别磨损达到一定值后，随着磨损量的增加，切削温度将迅速升高。2.一般来说，工件材料的硬度和强度越高，则切削温度就越高。工件材料的导热系数低，则切削温度要高一些。3.刀具磨损过程分为：初期磨损，正常磨损和剧烈磨损三个阶段。4.刀具使用寿命是指刃磨后的刀具从它使用开始到达到磨钝标准的净切削时间。5.金属切削加工中常用的切削液可分为水溶液、切削油和乳化液三大类。6.切削液在切削加工中的主要作用有冷却作用、润滑作用、清洗作用和防锈作用。7.变形系数：切削过程中，刀具切下的切屑厚度与工件上的切削层厚度之比或切削层长度与切屑长度之比。8.剪切角：剪切面与切削速度方向的夹角。9.法前角：它是在刀刃选定点的法平面中，前刀面与基面之间的夹角。10.刀尖角：它是主切削刃、副切削刃在基面上的投影之间的夹角。11.刃倾角：它是在切削刃选定点的切削平面内，该点切削刃的切线与基面的夹角。12.加工塑性金属时，在（中速和高速）下，切削力一般随切削速度的增大而减小；加工脆性金属时，在（任何切削速度）下，切削力几乎不受切削速度的影响。13.为了改善材料的切削加工性，低碳钢可进行（正火），高碳钢可进行（球化退火）。第五次作业1.切削塑性金属时，高速钢刀具磨损的主要原因是硬质点磨损和粘结磨损，而硬质合金刀具主要是粘结磨损和扩散磨损。2.对碳钢材料的工件进行精加工应选用YT30作为刀具材料；对铸铁材料的工件进行粗加工应选用YG8作为刀具材料。3.对碳钢材料的工件进行粗加工应选用（YT5）作为刀具材料；对铸铁材料的工件进行精加工应选用（YG3）作为刀具材料。4.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。5.刀具耐用度：它是指刀具由刃磨后开始切削，一直磨损到磨损量达到刀具磨钝标准所经过的总切削时间。6.刃带：它是指在切削刃的后刀面上，沿切削刃磨出的后角为0的窄棱面。7.消振棱：它是指在切削刃的后刀面上，沿切削刃磨出的后角为负值的窄棱面。8.乳化液是怎样配制的？试述乳化液的形成机理。答：乳化液是由①矿物油、②乳化剂及其它添加剂配制的乳化油和95%~98%的③水稀释而成的乳白色切削液。乳化液形成机理：④乳化剂是一种表面活性剂。⑤它的分子是由极性基团和非极性基团两部分组成。⑥极性基团是亲水的，能与水牢固结合；⑦非极性基团是亲油的，能与油牢固结合。⑧加入油和水中的表面活性剂，能定向排列吸附在油水两相界面上，⑨极性端朝水，⑩非极性端朝油，把油和水连接起来。9.精加工选择切削用量的原则是什么？答：精加工选择切削用量的原则是：①切削深度由精加工余量确定，一般一次切除余量；②再依据表面粗糙度选取较小的进给量；③最后利用刀具耐用度与切削用量之间的关系式计算或依据有关表格资料选取切削速度，所选取的切削速度必须考虑避开产生振动、积屑瘤、鳞刺的速度区域。