《金属切削原理与刀具》期末复习题

一、填空题(作业、考试、实验报告和考试名单)1．刀具材料的种类很多，常用的金属材料有、、；非金属材料有、等。碳素工具钢、高速钢、硬质合金；金刚石、立方氮化硼3．切削用量要素包括、、三个。切削深度、进给量、切削速度4．切屑类型有、、和四种基本态。这通过、、等可加以控制。带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎状切屑。切削速度、切削深度、刀具前角。5．刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有、和三种。前刀面磨损、后刀面磨损、前后刀面同时磨损6．防止积削瘤形成，切削速度可采用或加以避免。高速；低速7．常用的切削液有：、和三大类。采用硬质合金刀具时，由于，故一般不使用切削液。水溶液、乳化液、切削油；刀具红硬性8．乳化液主要起作用，油溶液主要起作用。冷却，润滑9．切削液的作用有________________、_________________、_____________和_______________等。冷却作用、润滑作用、防锈作用、清洗作用和排屑10．用圆柱铣刀加工平面时有：逆铣和顺铣两种铣削方式。其中顺铣方式可以提高刀具耐用度；逆铣方式多用于粗加工。11．车床的切削时的三个切削分力FZ、FX和FY，在一般情况下，FZ、FY、FX力最大。磨削呢？径向分力大于切向分力(FP=(1.6-3.2)Fc)，Fc大于轴向分力Ff(Ff=(0.1-0.2)Fc)。12．麻花钻切削性能最差的部位是在处；钻头最易磨损部位是在处。钻削加工时轴向力主要是由刃产生。横刃刀尖横刃13．刀具磨损的形态有_________、_________和_________。二、判断题1．钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属及非金属。（）√2．刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。（）√3．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。（）√4．刀具磨钝标准VB表中，高速钢刀具的VB值均大于硬质合金刀具的VB值，所以高速钢刀具是耐磨损的。（）×5．刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内容。（）√6．由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前角。（）√7．积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。（）√8．刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件，提高刀具寿命，可以增加切削用量，提高生产效率。（）√9．所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损，一般在切削速度较高，切削厚度较大情况下，加工塑性金属材料时引起的。（）√10．刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。（）√11．立方氮化硼是一种超硬材料，其硬度略低于人造金刚石，但不能以正常的切削速度切削淬火等硬度较高的材料。（）√12．当粗加工、强力切削或承冲击载荷时，要使刀具寿命延长，必须减少刀具摩擦，所以后角应取大些。（）×13．钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属及非金属。（）14．当粗加工、强力切削或承冲击载荷时，要使刀具寿命延长，必须减少刀具摩擦，所以后角应取大些。（）15．切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下，沿着与待加工面近似成45°夹角滑移的过程。（）√16．切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称为崩碎切屑。（）√??×17．积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。（）18．刀具的寿命等于刀具的耐用度。（）×三、选择题1．在中等背吃刀量时，容易形成“C”形切屑的车刀卷屑槽宜采用。（外斜式平行式内斜式）2．刀具产生积屑瘤的切削速度大致是在范围内。（低速中速高速）3．切削过程中，车刀主偏角κr增大，切削力FP。（增大不变减小）5．当切屑变形最大时，切屑与刀具的摩擦也最大，对刀具来说，传热不容易的区域是在，其切削温度也最高。（刀尖附近前刀面后刀面）6．背吃刀量ap增大一倍时，切削力FC也增大一倍；但当进给量f增大一倍时，切削力FC约增大倍。（0.50.81.0）7．切削用量对刀具寿命的影响，主要是通过切削温度的高低来影响的，所以影响刀具寿命最大的是切削速度其次是进给量。（背吃刀量进给量切削速度）8．车削时切削热主要是通过和进行传导的。（切屑工件刀具周围介质）9．刀具磨钝标准通常都按后刀面的磨损值制订值的。（月牙洼深度KT后刀面VB月牙洼深度KB）10．刀具磨损过程的三个阶段中，作为切削加工应用的是阶段。（初期磨损正常磨损急剧磨损）11．车削细长轴类零件时，为了减小径向力Fp的作用，主偏角κr，采用角度为宜。（小于30°30°~45°大于60°）12．切削刃形状复杂的刀具有（）材料制造较合适。A、硬质合金B、人造金刚石C、陶瓷D、高速钢13．切削刃形状复杂的刀具有（）材料制造较合适。A、硬质合金B、人造金刚石C、陶瓷D、高速钢14．碳钢精车时宜用牌号为（）的硬质合金作为刀具材料。A、YT5B、YT30C、YG3D、YG815．车削时为降低表面精糙度，可采用（）的方法进行改善。A、增大主偏角B、增大进给量C、增大副偏角D、增大刀尖圆弧半径16．枪钻属于（）。A、外排屑深孔钻B、内排屑深孔钻C、喷吸钻D、BTA钻17．粗车时，切削速度的增大，主要受（）限制。A、表面粗糙度B、尺寸精度C、刀具角度D、刀具耐用度18．加工一些大直径的孔，()几乎是唯一的刀具。①麻花钻②深孔钻③饺刀④镗刀19．当工件表面有硬皮时，不宜采用()方式。①顺铣②逆铣20．粗加工时（）切削液更合适，精加工时（）切削液更合适。A，水B，低浓度乳化液C，高浓度乳化液D，矿物油22．金属切削中多数以什么刀面的磨损量来制定刀具的磨钝标准。A.前刀面的磨损B.边界磨损C.后刀面的磨损23．判别工件材料的切削加工性的优劣时，所采用的基准是：。（A）正火状态下的45钢（B）淬火状态下的45钢（C）回火状态下的45钢四、问答题：1．为什么圆体成形车刀的加工精度低于棱体成形车刀？答：圆体成形车刀的加工误差，等于圆体成形车刀本身的双曲线误差，加上由于刀刃与工件母线不重合产生的产生的双曲线误差。而棱体成形车刀本身不存在双曲线误差，只有刀刃和工件母线不重合（当γp≠0）而产生的误差。因此，圆体成形车刀的加工精度低于棱体成形车刀。2．（前）后角的功用是什么？粗、精时加工时，如何选择？答：前角的功用有：(1)直接影响切削区域的变形程度（增大前角，切削刃锋利，变形程度降低，因而切削力和切削功率随前角增大而降低）；(2)直接影响刀刃强度，受力性质和散热条件（o刀刃强度散热条件恶化；o过大，改变刀刃和刀头的受力状态，过大的o使刀刃承受弯曲应力减小，造成崩刀）；(3)直接影响切屑形态和断屑效果（较小的前角使切屑变形增大，切屑易于脆化断裂）；(4)影响已加工表面质量（o与切削振动密切相关，o减小，振幅急剧增大）。粗加工时：特别是断续切削、承受冲击载荷，在有硬皮的锻铸件上进行粗加工时，为保证刀刃有足够的强度（如采用负倒棱和负的刃倾角），应减小o。但在采取刀刃强化措施之后也可增大o至合理数值。工艺系统刚性差时，取o大。后角的功用有：(1)后角可以减少后刀面与加工表面之间的摩擦；(2)在前角一定时，可使刀具切削刃愈锋利；(3)在磨钝标准一定的条件下，后角增大，允许磨出的金属体积增大、刀具的耐用度提高，但会使工件尺寸精度下降过大；(4)后角增大，又会使刀刃和刀头部分强度削弱，散热体积减少，刀具耐用度下降。粗加工时：强力（大进给量）切削及承受冲击载荷的刀具，加固刀刃是首要任务，这时应该选取较小的后角。精加工时则应该选取较大的后角。尺寸精度要求高时：刀具应选用小后角，以减少刃磨后的尺寸变化。3．刀具主偏角、刃倾角的功用如何？（如：s如何控制切屑流出方向？对切削分力Fx、Fy如何影响？）4．简述切削速度与主切削力（表面粗糙度、切屑变形等）的关系？在有积屑瘤阶段:随v↑→积屑瘤高度↑→o变形程度↓→F↓随v↑→积屑瘤高度↓→o↓→变形程度↑→F↑在无积屑瘤阶段:随v↑→温度升高→摩擦系数↓(→变形程度↓)→F↓5．深孔加式的主要有哪些问题？答：主要问题有：断屑、排屑、冷却、润滑以及导向。6．刀具材料的基本要求有哪些？其硬度、耐磨性、强度之间有什么联系？答：应具备高的硬度和耐磨性、高的强度和较好的韧性、较好的耐磨性和耐热性、以及较好的工艺性和经济性；刀具材料硬度越高，其耐磨性就越好，但强度下降。7．砂轮磨损有那几种形式？答：磨粒变钝、磨粒溃落、表面堵塞。8．试述切削过程三个变形区的变形特点？答：第一变形区：从OA线开始发生塑性变形，到OM线晶粒的剪切滑移基本完成，这一区域（I）称为第一变形区。该区产生剪切滑移变形，特点是：消耗的功率大、产生的热量多。第二变形区：切屑沿前刀面进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属沿前刀面方向拉长，基本上和前刀面相平行。纤维化的变形。第三变形区：已加工表面受到切削刃钝园部分与后刀面的挤压和摩擦，产生变形与回弹，造成纤维化与加工硬化。9．积屑瘤是如何形成的？它对切削过程有何影响？若要避免产生积屑瘤要采取哪些措施？（见下）10．切削液有何作用？有哪些种类？答：冷却作用、润滑作用、防锈作用、清洗作用和排屑。11．刀具磨损的原因有哪些？答：（1）硬质点磨损；（2）粘结磨损；（3）扩散磨损；（4）化学磨损；（5）相变磨损；（6）热电磨损。12．简述硬质合金的性能特点，常见类型（YG类合金、YT类合金）及其常用于何种材料的加工。答：特点有：硬度、耐磨性、耐热性很高，高温硬度（红硬性）好，抗弯强度比高速钢低，断裂韧度也较差，以及不能承受大的切削振动和冲击负荷。常见类型及其用途：（1）YG类合金：主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。（2）YT类合金：适于加工钢料。13．简述机械加工时，切削液如何选择？答：（1）精加工时：应选用润滑性较好的切削液；（2）粗加工时：应选用以冷却性能为主的切削液；（3）硬质合金刀具一般不用切削液。必要时，采用低溶度乳化液或水溶性切削液，但必须是充分连续浇注；（4）加工脆性材料时，一般不用切削液；（5）加工合金钢时：如铝、铜合金时，不能选用含硫的切削液，因为硫具有腐蚀这些材料。14．在切削用量三要素中，对刀具耐用度影响如何？切削力呢？答：切削速度，其次是：进给量；对切削力影响最大的是：切削深度，其次是：进给量。15．切屑的类型的种类？它们的形成条件及对加工的影响？答：切屑的形状归纳起来有：带状切屑、挤裂切屑、单元切屑和崩碎切屑。带状切屑：它的内表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金属材料，当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，一般常得到这类切屑。挤裂切屑：这类切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。这种切屑大多在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。单元切屑：一般，如进一步减小前角，降低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中，带状切屑的切削过程最平稳，单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑，有时得到挤裂切屑，单元切屑则很少见。假如改变挤裂切屑的条件，如进一步减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到单元切屑。反之，则可以得到带状切屑。这说明切屑的形态是可以随切削条件而转化的。掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸，以达到卷屑和断屑的目的。崩碎切屑：一般情况下，加工脆性材料时的切屑属该种类型的切屑。这是属于脆性材料的切屑。这种切屑的形状是不规则的，加工表面是凸凹不平的。它的切削过程很不平稳，容易破坏刀具，也有损于机床，已加工表面又粗糙，因此在生产中应力求避免。其方法是减小切削厚度，使切屑成针状或片状；同时适当提高切削速度，以增加工件材料的塑性。16．积屑瘤的是如何形成的？它对切削加工有何影响？如何避免？答：在切削钢、球墨铸铁、铝合金等塑性金属时，切削速度不高（中速），而又能形成带状切屑的条件下产生。积屑瘤的形成是