金屬切削原理與刀具第版課后習(xí)題答案

金屬切削原理與刀具第版課后習(xí)題答案第一章：刀具幾何角度及切削要素mmfnrmin間Qpc答：基面pr：過切削刃上選定點(diǎn)，平行或垂直與刀具上的安裝面(軸線)的平面答：法平面參考系和正交平面參考系的相同點(diǎn)：都有基面和切削平面。不同點(diǎn)：法平面參考系的法平面是過切削刃選定點(diǎn)垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于幾面；正交平：都有偏角，刃傾角。不同點(diǎn)是：法平面參考系中定義前角和后角分別為法平面中測量的法前角和法后角；而正交平面參考系定義的前角和后角為正假定工作平面參考系刀具角度定義了在基面中測量的主偏角和副偏角，在假定工作平料，若切削刃安裝時高于工件中心，試計(jì)算(不考慮進(jìn)給運(yùn)動的影響)切斷后工件端面留解：在車床上進(jìn)行切斷加工時，若切削刃安裝高于工件中心，加工過程中會使工作后角后工件端面留下的剪斷心柱直徑為mmmmmmmm刀具前解：所加工梯形螺紋的螺旋升角為n：=artgf式中f=6mm，dw=36mm，計(jì)算得η=°rmin切削面積：AD=apf=4×=2mm23、耐熱性(高溫硬度，抗氧化，抗粘結(jié)，抗擴(kuò)散)答：W18Cr4V(W18)，化學(xué)成分中含鎢量18%(1)綜合性能較好(2)淬火過熱傾向小，熱處理易控制，刃磨性能好(3)含碳量高，塑性變形抗力大(4)碳化物分布不均，剩余碳化物顆粒大(30μm(5)抗彎強(qiáng)度、韌性較低，鎢鉬鋼W6Mo5Cr4V2(M2)(1)碳化物細(xì)小均勻，機(jī)械性能好，可做大尺寸刀具；(2)熱塑性好；(3)刃磨性好。(4)熱穩(wěn)定性稍低于W18，V>40m/min時，性能稍差；(5)熱處理時脫碳傾向大，易氧化，淬火溫度范圍較窄。W9Mo3Cr4V(1)熱穩(wěn)定性能高于M2(2)碳化物均勻性接近M2，良好的熱塑性；(3)脫碳傾向小于M2(4)耐用度較高。(1)硬度，耐磨性提高，當(dāng)強(qiáng)度，韌性有所下降(2)高溫硬度提高(3)釩高速鋼刃磨難度大。答：常用硬質(zhì)合金有四大類：鎢鈷類(YG)、鎢鈦鈷類(YT)、鎢鈦鉭(鈮)鈷類(YT)和碳(氮)化鈦類(YN)。YG類常用牌號有：YG3X、YG6X、YG6、YG8。主要特點(diǎn)為：硬度較低、韌性高、導(dǎo)熱好，切削溫度低、刃磨性好，刃口鋒利。主要用于加工鑄鐵等脆性材料，或加工有色金YT類的常用牌號有：YT5、YT14、YT15、YT30和鋼YN類硬質(zhì)合金的常用牌號有：YN05、YN10主要性能為：硬度最高、耐磨性好；摩擦系數(shù)小，抗粘結(jié)能力好；耐熱性好，化學(xué)穩(wěn)定性YG為基體，韌性較好，而涂層一般要求硬度較，與金屬親和力小，高溫下有良好的熱穩(wěn)定性，因此涂層硬質(zhì)合金的主要優(yōu)(1)涂層比基體硬度高；(2)涂層具有高的抗氧化性，抗粘結(jié)性，耐磨性，抗月牙洼磨損(3)低的摩擦系數(shù)，可降低切削力，切削溫度25%(4)耐用度提高1-3倍(WC)化鋁基陶瓷刀具的特點(diǎn)及應(yīng)用(1)高硬度和耐磨性(2)耐熱性高，切削速度較硬質(zhì)合金高2-5倍(3)很高的化學(xué)穩(wěn)定性：抗粘結(jié)，抗擴(kuò)散；(4)較低的摩擦系數(shù)Al2O3的σ彎為，(6)導(dǎo)熱率低，熱沖擊性差(6)主要用于高速精車、半精車鑄鐵及調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。及應(yīng)用(1)硬度不如氧化鋁陶瓷，(2)較高的抗彎強(qiáng)度、韌性度：(4)較高的導(dǎo)熱系數(shù)，較低的熱膨脹系數(shù)，小的彈性模量，耐熱沖擊性能好于氧化鋁陶答：刀具工作時，要承受很大的壓力，同時，由于切削是產(chǎn)生的金屬塑性變形以及在刀具、切屑工件相互接觸表面間產(chǎn)生的強(qiáng)烈摩擦，使刀具切削刃上產(chǎn)生很高的溫度和受到很脆性材料，斷續(xù)切削，粗加工過程中，刀具切削部分要承受一定的沖擊力的答：高速鋼的特點(diǎn)：耐熱溫度低，切削速度低；強(qiáng)度高，工藝性最好。主要低速加工鑄(1)隨碳化物含量的提高，其熔點(diǎn)、硬度、耐磨性提高；(2)化學(xué)穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性好(3)切削速度高(4)抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性低(1)硬度高，耐磨性好，切削速度高(2)熱化學(xué)穩(wěn)定性好，耐熱溫度高(3)抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差(4)導(dǎo)熱性能差(1)具有極高的硬度和耐磨性(2)切削刃可以刃磨得非常鋒利(3)導(dǎo)熱性能非常好(4)熱穩(wěn)定性能較低(5)高溫下和黑色金屬(鐵碳合金)在加工中會發(fā)生化學(xué)磨損應(yīng)用：主要用于磨料，用作刀時，多用于在高速下對有色金屬及非金屬進(jìn)行精細(xì)車削，鏜孔的切答：W18Cr4V(W18)，化學(xué)成分中含鎢量18%(1)綜合性能較好(2)淬火過熱傾向小，熱處理易控制，刃磨性能好(3)含碳量高，塑性變形抗力大(4)碳化物分布不均，剩余碳化物顆粒大(30μm(5)抗彎強(qiáng)度、韌性較低，鎢鉬鋼W6Mo5Cr4V2(M2)優(yōu)點(diǎn)：(1)碳化物細(xì)小均勻，機(jī)械性能好，可做大尺寸刀具；(2)熱塑性好；(3)刃磨性好。(4)熱穩(wěn)定性稍低于W18，V>40m/min時，性能稍差；(5)熱處理時脫碳傾向大，易氧化，淬火溫度范圍較窄。W9Mo3Cr4V(1)熱穩(wěn)定性能高于M2(2)碳化物均勻性接近M2，良好的熱塑性；(3)脫碳傾向小于M2(4)耐用度較高。W2Mo9Cr4VCo8(M42)(1)67-69HRC，600℃時，55HRC(2)含V量低，刃磨性好(3)含Co，成本高(4)綜合性能好，應(yīng)用廣泛(5)可加工耐熱鋼、不銹鋼，加工材料硬度越高，效果越明顯。W6Mo5Cr4V2Al(501)(1)Al的作用：提高高溫硬度，熱塑性與刃性，高溫形成Al2O3，減輕粘刀。(提高W,Mo的溶解度，組織晶粒長大)(3)成本低(4)刃磨性差(1)在通用性高速鋼成分中再增加含碳量、含釩量及添加鈷、鋁等合金元素(2)采用粉末冶金的方法制備高速鋼哪些常用牌號，其性能特點(diǎn)如何加工鋼料和加工鑄精加工應(yīng)如何選擇硬質(zhì)合金為什么答：常用硬質(zhì)合金有四大類：鎢鈷類(YG)、鎢鈦鈷類(YT)、鎢鈦鉭(鈮)鈷類(YT)和碳(氮)化鈦類(YN)。YG類的主要特點(diǎn)為：硬度較低、韌性高、導(dǎo)熱性好，切削溫度低、刃磨性好，刃口鋒利，常用牌號有：YG3X、YG6X、YG6、YG8。性、焊接性下降；耐熱性好。常用牌號有：YT5、YT14、YT15、YT30粗加工加工鋼料時，應(yīng)選擇耐熱溫度高，有一定抗沖擊性能的硬質(zhì)合金，如YT5,YG3YTYT0粗加工加工鑄鐵時，應(yīng)選擇抗彎強(qiáng)度高，沖擊性能好的硬質(zhì)合金，如YG6，YG8精加工加工鑄鐵時，應(yīng)選擇沖擊韌性較好，硬度高，耐磨性好的硬質(zhì)合金，如YG3，YT5些YG基體，韌性較好，而涂層一般要求硬度較，與金屬親和力小，高溫下有良好的熱穩(wěn)定性，因此涂層硬質(zhì)合金的主要優(yōu)(1)涂層比基體硬度高；(2)涂層具有高的抗氧化性，抗粘結(jié)性，耐磨性，抗月牙洼磨損(3)低的摩擦系數(shù)，可降低切削力，切削溫度25%(4)耐用度提高1-3倍(WC)車；(3)低速精車合金鋼蝸桿；(4)高速精車調(diào)質(zhì)鋼長軸；(5)高速精密鏜削鋁合金缸套；(6)中速車削淬火鋼軸；(7)加工65HRC冷硬鑄鐵(1)45號鋼鍛件粗車的特點(diǎn)：工件表面有硬皮，要求刀具耐磨性好，切削力加大，切削溫度高，要求刀具耐熱性能好，因此選擇YT5，YW1，(2)HT200鑄鐵精車的特點(diǎn)：切削力不大，有較小的沖擊，由于是精車，要求較好的耐(3)低速精車合金鋼蝸桿：特點(diǎn)：加工余量小，切削力小，無沖擊，由于是合金鋼，要(4)高速精車調(diào)質(zhì)鋼長軸：特點(diǎn)：由于是長軸，要求刀具耐磨性很好，對高速精車，要求耐熱性良好，選擇刀具：CBN，YN10，陶瓷刀(5)高速精密鏜削鋁合金缸套：特點(diǎn)：工件材料塑性極好，精密鏜削，要求刀刃鋒利，抗粘結(jié)性好。選擇刀具：PCD，YG3X(6)中速車削淬火鋼軸：特點(diǎn)：要求刀具硬度高，耐磨性好耐熱性好，由于是中等切削速度，易產(chǎn)生積屑瘤，因此選擇抗粘結(jié)的涂層刀具材料(TiN涂層)或陶瓷刀具(7)加工65HRC冷硬鑄鐵：特點(diǎn)：工件材料硬度較高，脆性大，粗加工是切削力大，要求刀具材料人性較高，同時硬度也較高，粗加工時易選擇YG6A，精加工時可選CBN，：第一變形區(qū)，位于始滑移面和終止滑移面之間，主要特點(diǎn)是產(chǎn)生剪切變形切屑底面和前刀面的接觸處，主要特點(diǎn)是產(chǎn)生纖維化小。PYTHBS),背吃刀量為FcFcFck=3777，n=、k=，k=cFcγoFcκrFc切削功率：Pc=Fv/60×103=992×(100/60)×103=答：背吃刀量aP↑一倍→切削溫度↑5%~8%進(jìn)給量f↑一倍→切削溫度↑15%~20%然可使切削熱增加，但也增加了刀屑的接觸長度，改善了散熱條件，因此對切削溫度的影響最(1)前刀面的磨損(2)主后刀面的磨損(3)副后刀面的磨損削刃剝落、熱裂、溝槽磨損、切削刃細(xì)小缺口、塑四、化學(xué)磨損(氧化磨損)高速鋼在中速切削是主要產(chǎn)生硬質(zhì)點(diǎn)磨損(切削溫度較低)，高速時由于切削溫度過硬質(zhì)合金車刀高速切削時，主要以擴(kuò)散磨損為主；中速切削主要以粘結(jié)磨損為主；低速答：刀具壽命是刀具磨損達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時的總切削時間(min)(1)規(guī)定加工條件下，按質(zhì)完成額定工作數(shù)量的可靠性壽命；(2)刀具達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時實(shí)際加工工件數(shù)量——一般用于精加工(3)刀具達(dá)到規(guī)定承受沖擊次數(shù)的疲勞壽命。切削脆性材料時，由于形成崩碎切屑，雖然切削變形輕，但后刀面發(fā)熱集中，刀具的后刀答：最高生產(chǎn)率刀具壽命：以單位時間生產(chǎn)最多數(shù)量產(chǎn)品或加工每個零件所消耗的時間為高產(chǎn)有特殊需要或交貨時間較緊的情況。低么3-17用K10(YG6)車刀車削灰鑄鐵220HBS工件外圓，選用切削用量為vc=80m/min，vvv各修正系數(shù)分別為：材料修正系數(shù)為K=Mv主偏角修正系數(shù)為：K=，刀具材料修正系數(shù)為K=1krvrv代入公式：v=vKTTmaxvfyvvTp15m/min答：根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，短管狀切屑、平盤旋狀切屑、錐盤旋狀切屑、短環(huán)形螺旋切屑等是可其中理想的切屑形狀為：定向流出的“C”、“6”形切屑，不超過50mm長度的短螺(1)加工質(zhì)量(2)以單位切削力衡量：機(jī)床動力不足，工藝系統(tǒng)剛性差；(3)以斷屑性能衡量：自動機(jī)床，組合機(jī)床，自動線，深孔鉆。根據(jù)工件材料的以下性能判斷加工性等級：硬度、抗拉強(qiáng)度、伸長率(塑形)、沖擊韌銹，排屑洗滌答切削液主要有：水溶性切削液和油性切削液。水溶性切削液又分為水溶液、乳化液和性切削液冷卻性和排屑性好，有一定的防銹性，但潤滑性差；主要用于對加工質(zhì)不高，但發(fā)熱量大的粗加工，或磨削加工。其中高濃度的乳化液可用于高速精加確定原則是在不產(chǎn)生摩擦條件下盡量減小后角，主要取決于切削厚度。實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)(1)切削厚度；(2)加工精度；(3)工件材料的強(qiáng)度硬度、塑性、彈性等；(4)工藝系統(tǒng)剛度apf時，減小Kr可減輕單位長度切削刃上的負(fù)荷，散熱好(2)提高刀尖強(qiáng)度，散熱體積大。(3)減少因沖擊造成的刀尖損壞(4)影響背向力高刀具耐用度的角度，應(yīng)減小主偏角(1)控制切屑流向；(2)影響刀頭強(qiáng)度和斷續(xù)切削時切削刃上受沖擊的位置；(3)影響刀刃的鋒利程度；(4)影響切削分力的大小(1)加工精度高時，應(yīng)選擇大的刃傾角；(2)有沖擊或加工高強(qiáng)度鋼，淬硬鋼等應(yīng)選擇負(fù)的刃傾角。切削用量的選擇原則選取盡可能大的背吃刀量，其次根據(jù)機(jī)床動力和剛性等選取盡可能大的進(jìn)給量；最根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量，其次根據(jù)已加工表面的粗糙度要求，選取較小工時，根據(jù)機(jī)床功率、刀片強(qiáng)度盡量大。精加工、半精加工時根據(jù)表答：車刀按用途分為：外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、切斷車刀、螺紋車刀、成形車刀等(1)整體車刀：小型刀具和加工非鐵金屬刀具(2)焊接式車刀：各類刀具，特別是小刀具(3)機(jī)夾式車刀：大型車刀，螺紋車刀、切斷車刀(4)機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車刀：普通車床刀具，自動線、數(shù)控機(jī)床刀具答：刀片型號用一個字母和三個數(shù)字表示。第一個字母和第一位數(shù)字表示刀片形狀，后兩位數(shù)字表示刀片主要尺寸。若型號相同，個別結(jié)構(gòu)尺寸不同時，在后兩位數(shù)字后加一個字答：數(shù)控車床所采用的可轉(zhuǎn)位車刀，其幾何參數(shù)是通過刀片結(jié)構(gòu)形狀和刀體上刀片槽座的方位安裝組合形成的，與通用車床相比一般無本質(zhì)的區(qū)別，其基本結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)是相同的。但數(shù)控車床的加工工序是自動完成的，因此對可轉(zhuǎn)位車刀的要求又有別于通用車床所。性高的斷屑槽型或有斷屑的車刀，采用復(fù)合式夾緊同形式的切削高(1)不需焊接、重磨，刀片性能好；(2)生產(chǎn)率高；(3)更換方便，易保證加工精度；(4)刀片標(biāo)準(zhǔn)化，可使用涂層刀片。答：成形車刀的前、后角都在規(guī)定的縱剖面內(nèi)(假定工作表面)(進(jìn)給表面)、制造和重磨規(guī)定此各點(diǎn)的切削平面和基面與所在點(diǎn)的后面、前面形成的后角與前角都不相同。離工件中角越小答：零件廓形是在相當(dāng)于基面的投影內(nèi)測量，成形車刀廓形是在垂直于刀具的后刀面的投幾種形狀分為什么還要規(guī)定是在基準(zhǔn)點(diǎn)處的前后角答：成形車刀的前、后角都在規(guī)定的縱剖面內(nèi)(假定工作表面)(進(jìn)給表面)車刀切削刃每一點(diǎn)的前角、后角都不相同，切削時，切削刃的基準(zhǔn)點(diǎn)調(diào)整到工件中心(1)改變零件廓形；(2)端面切削