金屬切削原理與刀具考試題庫

1、一、填空題(作業(yè)、考試、實驗報告和考試名單)1刀具材料的種類很多，常用的金屬材料有碳素工具鋼、高速鋼、硬質合金；非金屬材料有金剛石、 立方氮化硼等。3切削用量要素包括切削速度、進給量、切削深度三個。4切屑類型有帶狀切屑、節(jié)狀切屑 、粒狀切屑和崩碎切屑四種基本態(tài)。這通過切削速度、切削深度、刀具前角等可加以控制。5刀具的磨損有正常磨損的非正常磨損兩種。其中正常磨損有前刀面磨損、后刀面磨損和前后刀面同時磨損 三種。6防止積削瘤形成，切削速度可采用高速 或低速 加以避免。7常用的切削液有：水溶液 、乳化液和切削油三大類。采用硬質合金刀具時，由于刀具紅硬性 ，故一般不使用切削液。8乳化液主要起 冷卻 作

2、用，油溶液主要起 潤滑 作用。9切削液的作用有_冷卻作用_、_潤滑作用_、_防銹作用_和_清洗和排屑作用_等。10用圓柱銑刀加工平面時有： 逆銑 和 順銑 兩種銑削方式。其中 順銑 方式可以提高刀具耐用度；逆 銑 方式多用于粗加工。11車床的切削時的三個切削分力、和，在一般情況下， 、力最大。磨削呢？徑向分力大于切向分力 (FP=(1.6-3.2)Fc)，F(xiàn)c大于軸向分力Ff(Ff=(0.1-0.2)Fc)。12麻花鉆切削性能最差的部位是在橫 處；鉆頭最易磨損部位是在刀尖 處。鉆削加工時軸向力主要是由橫 刃產生。二、判斷題1鎢鈷類硬質合金（YG）因其韌性、磨削性能和導熱性好，主要用于加工脆性材

3、料，有色金屬及非金屬。 （ ）2刀具壽命的長短、切削效率的高低與刀具材料切削性能的優(yōu)劣有關。 （ ）3安裝在刀架上的外圓車刀切削刃高于工件中心時，使切削時的前角增大，后角減小。 （ ）4刀具磨鈍標準VB表中，高速鋼刀具的VB值均大于硬質合金刀具的VB值，所以高速鋼刀具是耐磨損的。 （ ）5刀具幾何參數(shù)、刀具材料和刀具結構是研究金屬切削刀具的三項基本內容。 （ ）6由于硬質合金的抗彎強度較低，沖擊韌度差，所取前角應小于高速鋼刀具的合理前角。（ ）7積屑瘤的產生在精加工時要設法避免，但對粗加工有一定的好處。 （ ） 8刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削條件，提高刀具壽命，可以增加切削用量，提高

4、生產效率。 （ ）9所謂前刀面磨損就是形成月牙洼的磨損，一般在切削速度較高，切削厚度較大情況下，加工塑性金屬材料時引起的。 （ ）10刀具材料的硬度越高，強度和韌性越低。 （ ）11立方氮化硼是一種超硬材料，其硬度略低于人造金剛石，但不能以正常的切削速度切削淬火等硬度較高的材料。 （ ）12當粗加工、強力切削或承沖擊載荷時，要使刀具壽命延長，必須減少刀具摩擦，所以后角應取大些。 （ ）15切屑形成過程是金屬切削層在刀具作用力的擠壓下，沿著與待加工面近似成45夾角滑移的過程。 （ ）16切削鑄鐵等脆性材料時，切削層首先產生塑性變形，然后產生崩裂的不規(guī)則粒狀切屑，稱為崩碎切屑。 （ ）18刀具的壽

5、命等于刀具的耐用度。 （ ）三、選擇題1在中等背吃刀量時，容易形成“C”形切屑的車刀卷屑槽宜采用。（外斜式 平行式 內斜式）2刀具產生積屑瘤的切削速度大致是在范圍內。 （低速 中速 高速）3切削過程中，車刀主偏角r增大，切削力FP。（增大 不變 減?。?當切屑變形最大時，切屑與刀具的摩擦也最大，對刀具來說，傳熱不容易的區(qū)域是在，其切削溫度也最高。（刀尖附近 前刀面 后刀面）6背吃刀量ap增大一倍時，切削力FC也增大一倍；但當進給量f增大一倍時，切削力FC約增大倍。 （0.5 0.8 1.0）7切削用量對刀具壽命的影響，主要是通過切削溫度的高低來影響的，所以影響刀具壽命最大的是切削速度其次是進給

6、量。（背吃刀量 進給量 切削速度）8車削時切削熱主要是通過和進行傳導的。 （切屑 工件 刀具 周圍介質）9刀具磨鈍標準通常都按后刀面的磨損值制訂值的。（月牙洼深度 KT 后刀面 VB 月牙洼深度KB）10刀具磨損過程的三個階段中，作為切削加工應用的是階段。（初期磨損 正常磨損 急劇磨損）11車削細長軸類零件時，為了減小徑向力Fp的作用，主偏角r，采用角度為宜。（小于30 3045 大于60）12切削刃形狀復雜的刀具有（）材料制造較合適。 A、硬質合金 B、人造金剛石 C、陶瓷 D、高速鋼14碳鋼精車時宜用牌號為（ ）的硬質合金作為刀具材料。 A、YT5 B、YT30 C、YG3 D、YG815

7、車削時為降低表面精糙度，可采用（ ）的方法進行改善。 A、增大主偏角 B、增大進給量 C、增大副偏角 D、增大刀尖圓弧半徑16槍鉆屬于（ ）。 A、外排屑深孔鉆 B、內排屑深孔鉆 C、噴吸鉆 D、BTA鉆17粗車時，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加工一些大直徑的孔，( )幾乎是唯一的刀具。麻花鉆深孔鉆餃刀鏜刀19當工件表面有硬皮時，不宜采用( )方式。順銑逆銑20粗加工時（ ）切削液更合適，精加工時（ ）切削液更合適。A，水 B，低濃度乳化液 C，高濃度乳化液 D，礦物油22金屬切削中多數(shù)以什么刀面的磨損量來制定刀具的磨鈍標準

8、 。A. 前刀面的磨損 B. 邊界磨損C. 后刀面的磨損23判別工件材料的切削加工性的優(yōu)劣時，所采用的基準是： 。（A）正火狀態(tài)下的45鋼 （B）淬火狀態(tài)下的45鋼 （C）回火狀態(tài)下的45鋼四、問答題：1為什么圓體成形車刀的加工精度低于棱體成形車刀？答：圓體成形車刀的加工誤差，等于圓體成形車刀本身的雙曲線誤差，加上由于刀刃與工件母線不重合產生的產生的雙曲線誤差。而棱體成形車刀本身不存在雙曲線誤差，只有刀刃和工件母線不重合（當p0）而產生的誤差。因此，圓體成形車刀的加工精度低于棱體成形車刀。2（前）后角的功用是什么？粗、精時加工時，如何選擇？答：前角的功用有：(1) 直接影響切削區(qū)域的變形程度（

9、增大前角，切削刃鋒利，變形程度降低，因而切削力和切削功率隨前角增大而降低）；(2) 直接影響刀刃強度，受力性質和散熱條件（刀刃強度散熱條件惡化；過大，改變刀刃和刀頭的受力狀態(tài)，過大的使刀刃承受彎曲應力減小，造成崩刀）；(3) 直接影響切屑形態(tài)和斷屑效果（較小的前角使切屑變形增大，切屑易于脆化斷裂）；(4) 影響已加工表面質量（與切削振動密切相關，減小，振幅急劇增大）。 粗加工時：特別是斷續(xù)切削、承受沖擊載荷，在有硬皮的鍛鑄件上進行粗加工時，為保證刀刃有足夠的強度（如采用負倒棱和負的刃傾角），應減小。但在采取刀刃強化措施之后也可增大至合理數(shù)值。工藝系統(tǒng)剛性差時，取大。后角的功用有：(1) 后角可

10、以減少后刀面與加工表面之間的摩擦；(2) 在前角一定時，可使刀具切削刃愈鋒利；(3) 在磨鈍標準一定的條件下，后角增大，允許磨出的金屬體積增大、刀具的耐用度提高，但會使工件尺寸精度下降過大；(4) 后角增大，又會使刀刃和刀頭部分強度削弱，散熱體積減少，刀具耐用度下降。粗加工時：強力（大進給量）切削及承受沖擊載荷的刀具，加固刀刃是首要任務，這時應該選取較小的后角。精加工時則應該選取較大的后角。尺寸精度要求高時：刀具應選用小后角，以減少刃磨后的尺寸變化。3刀具主偏角、刃傾角的功用如何？（如：如何控制切屑流出方向？對切削分力、如何影響？） 答： 刀具主偏角可以使刀具強度提高，散熱條件好，加工表面粗糙

11、度小。 刃傾角能控制切屑流出流向，為正時流向未加工表面，為負時流向已加工表面，等于0時偏向于已加工表面。4簡述切削速度與主切削力（表面粗糙度、切屑變形等）的關系？答：在有積屑瘤階段:隨v 積屑瘤高度變形程度F 隨v 積屑瘤高度變形程度F 在無積屑瘤階段:隨v 溫度升高摩擦系數(shù)(變形程度)F 切削速度與表面粗糙度 切削速度為中速和低速時易形成積屑瘤和鱗次，導致表面粗糙度增加。但是在高速時，如果系統(tǒng)性好，刀具材料好表面粗糙度切削速度與切削變形主要通過切削溫度和積屑瘤影響切削變形： 隨 V T 摩擦因素變形 隨 V T 摩擦因素變形 隨著V進一步切應力摩擦因素變形5深孔加式的主要有哪些問題？答：主要

12、問題有：斷屑、排屑、冷卻、潤滑以及導向。6刀具材料的基本要求有哪些？其硬度、耐磨性、強度之間有什么聯(lián)系？答：應具備高的硬度和耐磨性、高的強度和較好的韌性、較好的耐磨性和耐熱性、以及較好的工藝性和經濟性；刀具材料硬度越高，其耐磨性就越好，但強度下降。7砂輪磨損有那幾種形式？答：磨粒變鈍、磨粒潰落、表面堵塞、輪廓失真。8試述切削過程三個變形區(qū)的變形特點？答：第一變形區(qū)：從OA線開始發(fā)生塑性變形，到OM線晶粒的剪切滑移基本完成，這一區(qū)域（I）稱為第一變形區(qū)。該區(qū)產生剪切滑移變形，特點是：消耗的功率大、產生的熱量多。第二變形區(qū)：切屑沿前刀面進一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面處的金屬沿前刀面方向

13、拉長，基本上和前刀面相平行。纖維化的變形。第三變形區(qū)：已加工表面受到切削刃鈍園部分與后刀面的擠壓和摩擦，產生變形與回彈，造成纖維化與加工硬化。9積屑瘤是如何形成的？它對切削過程有何影響？若要避免產生積屑瘤要采取哪些措施？（見下T16）10切削液有何作用？有哪些種類？答：作用：冷卻作用、潤滑作用、防銹作用、清洗作用和排屑。種類：（1）水溶性切削液（水溶液，乳化液，合成切削液） （2）油溶性切削液（切削油，極壓切削油） （3）固體潤滑劑11刀具磨損的原因有哪些？答：（1）硬質點磨損；（2）粘結磨損；（3）擴散磨損；（4）化學磨損；（5）相變磨損；（6）熱電磨損。12簡述硬質合金的性能特點，常見類型

14、（YG類合金、YT類合金）及其常用于何種材料的加工。答：特點有：硬度、耐磨性、耐熱性很高，高溫硬度（紅硬性）好，抗彎強度比高速鋼低，斷裂韌度也較差，以及不能承受大的切削振動和沖擊負荷。常見類型及其用途：（1）YG類合金：主要用于加工鑄鐵、有色金屬及非金屬材料。（2）YT類合金：適于加工鋼料。13簡述機械加工時，切削液如何選擇？答：（1）精加工時：應選用潤滑性較好的切削液；（2）粗加工時：應選用以冷卻性能為主的切削液；（3）硬質合金刀具一般不用切削液。必要時，采用低溶度乳化液或水溶性切削液，但必須是充分連續(xù)澆注；（4）加工脆性材料時，一般不用切削液；（5）加工合金鋼時：如鋁、銅合金時，不能選用含

15、硫的切削液，因為硫具有腐蝕這些材料。14在切削用量三要素中，對刀具耐用度影響如何？切削力呢？答：對刀具耐用度：切削速度影響最大，其次是進給量 ；再是背吃到量對切削力影響最大的是：切削深度，其次是：進給量。15切屑的類型的種類？它們的形成條件及對加工的影響？答：切屑的形狀歸納起來有：帶狀切屑、擠裂切屑、單元切屑和崩碎切屑。帶狀切屑：它的內表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金屬材料，當切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大時，一般常得到這類切屑。擠裂切屑：這類切屑與帶狀切屑不同之處在外表面呈鋸齒形，內表面有時有裂紋。這種切屑大多在切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時產生。單元切屑：一般，如進一

16、步減小前角，降低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到單元切屑。以上三種切屑只有在加工塑性材料時才可能得到。其中，帶狀切屑的切削過程最平穩(wěn)，單元切屑的切削力波動最大。在生產中最常見的是帶狀切屑，有時得到擠裂切屑，單元切屑則很少見。假如改變擠裂切屑的條件，如進一步減小刀具前角，減低切削速度，或加大切削厚度，就可以得到單元切屑。反之，則可以得到帶狀切屑。這說明切屑的形態(tài)是可以隨切削條件而轉化的。掌握了它的變化規(guī)律，就可以控制切屑的變形、形態(tài)和尺寸，以達到卷屑和斷屑的目的。崩碎切屑：一般情況下，加工脆性材料時的切屑屬該種類型的切屑。這是屬于脆性材料的切屑。這種切屑的形狀是不規(guī)則的，加工表面是凸凹不平的

17、。它的切削過程很不平穩(wěn)，容易破壞刀具，也有損于機床，已加工表面又粗糙，因此在生產中應力求避免。其方法是減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀；同時適當提高切削速度，以增加工件材料的塑性。16積屑瘤的是如何形成的？它對切削加工有何影響？如何避免？答：在切削鋼、球墨鑄鐵、鋁合金等塑性金屬時，切削速度不高（中速），而又能形成帶狀切屑的條件下產生。積屑瘤的形成是切屑在前刀面粘結而成。在一定的切削條件下，隨著切屑和前刀面的溫度和壓力的增大，內摩擦力增大，使近前刀面切削層金屬流速減慢，產生滯流現(xiàn)象，當溫度和壓力一定時，滯流層和前刀面粘結，切屑底層和刀具的內摩擦力大于金屬材料的剪切強度時，金屬被剪下來，并粘結在前

18、刀面上，該粘結層由于受到劇烈的塑性變形而硬度提高，繼續(xù)切削時，硬的粘結層又剪斷軟金屬層，層層堆積，形成積屑瘤。 它對切削加工的主要有害影響有：降低尺寸精度、增大已加工表面粗糙度。對刀具耐用度的影響，在相對穩(wěn)定時，可替代刀刃切削，有減少刀具磨損、提高耐用度的作用。但在積屑瘤比較不穩(wěn)定的情況下，使用硬質合金刀具時，積屑瘤的破裂有可能使硬質合金刀具顆粒剝落，反而使磨損加劇。說法不一，通常認為：切屑在前刀面粘結而成，在一定的切削條件下，隨著切屑和前刀面的溫度和壓力的增大，內摩擦力增大，使近前刀面切削層金屬流速減慢，產生滯流現(xiàn)象，當溫度和壓力一定時，滯流層和前刀面粘結，切屑底層和刀具的內摩擦力大于金屬材

19、料的剪切強度時，金屬被剪下來，并粘結在前刀面上，該粘結層由于受到劇烈的塑性變形而硬度提高，繼續(xù)切削時，硬的粘結層又剪斷軟金屬層，層層堆積，形成積屑瘤。形成積屑瘤的主要條件是切削溫度 中溫。積屑瘤對切削過程的影響（積極、消極）：（1）實際前角增大： 變形減小切削力 （2）增大切削厚度： 積屑瘤的產生、成長與脫落是一個帶有一定的周期性的動態(tài)過程；值是變化的，因而有可能引起振動。 （3）使加工表面粗糙度增大： 積屑瘤容易破裂，一部分連附于切屑底部而排出，一部分留在加工表面上，積屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，在精加工時應設法避免產生積屑瘤。 （4）對刀具耐用度的影響： 在相對穩(wěn)定時，可替代刀

20、刃切削，有減少刀具磨損、提高耐用度的作用。但在積屑瘤較不穩(wěn)定的情況下，使用硬質合金刀具時，積屑瘤的破裂有可能導致硬質合金刀具顆粒剝落，反而使磨損加劇。防止措施： （1）（低速）； （2）（高速）；（3）減少摩擦（加切削液）；（4）；（5）提高工件材料硬度，減少加工硬化傾向。等等17磨削加工鑄鐵、黃銅、軟青銅或非金屬材料的工件時，選用何種磨料的砂輪合適?為什么？ 答：選用 黑碳化硅砂輪 因為碳化硅的硬度很大，具有優(yōu)良的導熱性能好，化學性能穩(wěn)定，耐磨性能好。18選擇切削用量的原則是什么？從刀具壽命出發(fā)時，按什么順序選擇切削用量？從機床動力出發(fā)，按什么順序選擇切削用量？為什么？答：制定合理的切削用量

21、，就是確定具體切削工序的背吃刀量、進給量f和切削速度v。制定時，要綜合考慮生產率、加工質量和加工成本。刀具壽命：首先應采用盡可能大的背吃刀量；然后再選用大的進給量；最后確定合理的切削速度。19砂輪的五因素有哪些？答：磨料，粒度，結合劑，組織(表示砂輪中磨料、結合劑和氣孔間的體積比例)，硬度。20氧化物系磨料，碳化物系磨料的特點及應用。答：氧化物系磨料，由于其強度高、韌性大、與鋼鐵不發(fā)生反應，主要用于磨削鋼類零件。碳化物系磨料，由于其硬度高，但強度低、韌性較差，故不宜磨削鋼類零件。而主要適用于磨削鑄鐵、硬質合金、寶石等硬而脆的材料。但脆性也較大。它的刃口很鋒利，易破碎形成新刃口。其導熱性能較好，

22、砂輪也不易堵塞，適于磨削硬而脆的材料。其中黑碳化硅主要用于磨削鑄鐵、黃銅、軟青銅及非金屬材料等，綠碳化硅主要用于磨削硬質合金。碳化硅不適合磨削鋼及耐熱臺金，因為這時會產生強烈的化學磨損。21了解磨削厚度的計算公式？(略)22降低表面燒傷的主要措施？答：合理選用砂輪；合理選用磨削用量；采用良好的冷卻措施；改進磨床結構。課后習題答案2-6答：YG類有：粗晶粒、中晶粒、細晶粒、超細晶粒之分。常用牌號有：YG3X、YG6X、YG6、YG8等，含鈷量分別為：3、6、6、8，主要用于加工鑄鐵及有色金屬。具有較高的抗彎強度及沖擊韌性，導熱性較好，主要用于加工鑄鐵、有色金屬及非金屬材料（加工這類材料時，切屑顯

23、崩碎壯，故對刀具沖擊很大，切削力和切削熱都集中在刀尖附近）。磨加工性較好，可以磨出較銳的切削刃，因此適于加工有色金屬和纖維層壓材料。YT類有：除WC外，還含有530的TiC，常用牌號：YT5、YT14、YT15、YT30，TiC含量分別為：5、14、15、30，相應的鈷含量為：10、8、6、4，YT類的突出優(yōu)點是耐磨性好，主要用于加工鋼料。T 碳化鈦，其后數(shù)字表示TiC含量。適于高速切削鋼料。加工鋼料時，金屬塑性變形很大，摩擦很劇烈，切削溫度很高。YT類合金具有較高的硬度和耐磨性，特別是有高的耐熱性，抗粘結擴散能力和抗氧化能力好。因此在加工鋼時，刀具磨損較小，刀具耐用度較高。但在低速切削鋼料時，由于切削過程不太平穩(wěn)，YT類合金的韌性較差，容易崩刀，這時用YG類合金反而較適宜。鈷含量增多（WC、TiC含量減?。r，其抗彎強度和沖擊韌度增高（硬度及耐熱性降低），適合于粗加工。含鈷量減小（WC、TiC含量增加）時，其硬度、耐磨性及耐熱性增加（強度及韌性降低）、適于精加工。在加工淬硬鋼、高強度鋼、奧氏體鋼和高溫合金時，由于切削力很大，切屑與前刀面接觸長度很短，切削力集中在切削刃附近，易造成崩刀，因而不宜采用強