金屬切削原理與刀具第版課后習(xí)題答案

箕一章：刀具幾何角度及切削要素

1-1車削直徑801nm,長200mm棒料外圓，若選用ap=4mm,f=,n=240r/min,試計(jì)

算切削速度vc,機(jī)動(dòng)切削時(shí)間tm,材料去除率Q是多少

7ah7斤?80x240

答:切削速度匕=60.32〃〃min

"looo-1000

機(jī)動(dòng)時(shí)間

Q=1000cifv=1000x4x0.5x60.32=1206407〃〃'/min

材料去除率Qf)e

1-2正交平面參考系中參考平面pr,ps,po及刀具角度Yo,ao,Kr,入s如

何定義

答：基面pr：過切削力上選定點(diǎn)，平行或垂直與刀具上的安裝面（軸線）的平面

切削平面Ps：過切削刃上選定點(diǎn)，與切削刃相切并垂直于基面的平面

正交平面P。：過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和切削平面的表面

前角丫。：在正交平面中測量的，基面和前刀面的夾角

后角ao：在正交平面中測量的，切削平面和后刀面的夾角，主偏角Kr：在切

削平面中測量的，切削刃和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。

刃傾角入s：在切削平面中測量的，切削刃和基而的夾角。

1-3法平面參考系與其基本角度的定義與正交平面參考系及其刀具角度的定義有

何異同在什么情況下，Yo=yn

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

直于兒面；正交平面參考系中的正交平面是過切削刃選定點(diǎn)同時(shí)垂直于切削平面

和基面的表面。

刀具角度定義的相同點(diǎn)為：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

的前角和后角為正交平面中測量的前角和后角。

只有當(dāng)?shù)毒叩娜袃A角為。時(shí)，Yo=yn

-4假定進(jìn)給工作平面pf,背平面pp,假定工作平面參考系刀具角度是如何定義

的在什么情況下yf=yo,yp=yo

答：假定工作平面Pf：過切削刃選定點(diǎn)，平行與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于基面

的平面

背平面Pp：過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于假定工作平面和基面的平面。

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

定工作平面Pf中測量的側(cè)前角和側(cè)后角，背平面Pp中測量的背前角和背后

角。

當(dāng)?shù)毒叩闹髌菫?0度時(shí)，yf=yo,當(dāng)?shù)毒叩闹髌菫椤６葧r(shí)YP=yo

1-6poe系平面poe,pse,pre及工作角度Yoe,aoe,Kre,入se如何定義

答：工作基面pre：過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于合成切削速度的平面。

工作切削表面pse：過切削刃上選定點(diǎn)，和切削刃相切并垂直于工作基

面的平面。

工作正交表面poe：過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于工作基面和工作切

削表面的平面。

Yoe,aoe：在工作正交表面中測量的前刀面和工作基面的夾角為Yoe,

后刀面和工作切削表面的夾角為aoeo

Kre：在工作基面中測量的切削刃和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。入se：在工作

切削表面中測量的切削刃和工作基面的夾角。

1-7已知用K廠90°,K'r=2°yo=5°,ao=12°,Xs=0°的切斷刀

切斷直徑50mm棒料，若切削刃安裝時(shí)高于工件中心，試計(jì)算（不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的

影響）切斷后工件端面留下的剪斷心柱直徑。

解：在車床上進(jìn)行切斷加工時(shí)，若切削刃安裝高于工件中心，加工過程中會(huì)使工

作后角減小，若減小到0°,切削刃將無切削作用"即后角的減小值e=a

0=12°時(shí)，對(duì)應(yīng)的直徑為剪斷心柱直徑。

D=2h/sin￡=2Xsinl2=

答：切斷后工件端面留下的剪斷心柱直徑為

1-8:車削外徑36mm,中徑33mm、內(nèi)徑29mm、螺距6mm的梯形螺紋時(shí)，若使用刀

具前角為0°、左刃后角aoL為12°,右刃后角aoR為6°,試問左右刃工作前、

后角是多少

解：所加工梯形螺紋的螺旋升?！ǘ阱?J

式中f=6mm,dw=36mm,計(jì)算得n二°

在pf平面內(nèi)，對(duì)左切削刃，工作前角增大了明變?yōu)椤?工作后角減小了n,

變?yōu)椤恪?/p>

對(duì)右切削刃，工作前角減小了q,變?yōu)椤?工作后角增大了n,變?yōu)椤恪?/p>

1-9車削直徑80mm,長200mm棒料外圓，若選用ap=4mm,f=,n=240r/min,刀具

主偏角KL750試間切削厚度，切削寬度，切削層公稱橫截面積為多少

解：

切削厚度：hD=fsinKr==

切削寬度：bD=ap/sinKr=4/sin75=

切削面積：AD=apf=4X=2mm2

（4）熱穩(wěn)定性稍低于W18,V>40m/min時(shí)，性能稍差；

（5）熱處理時(shí)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。

2-3高生產(chǎn)率高速鋼有幾種類型，與普通高速鋼比較有什么特點(diǎn)

答：高生產(chǎn)率高速鋼有高碳高速鋼，高帆高速鋼，鉆高速鋼，鋁高速鋼等。

與普通高速鋼比較有以下特點(diǎn)：

（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）鈾高速鋼刃磨難度大。

2-4P、K、M硬質(zhì)合金的色標(biāo)是何顏色

答：P藍(lán)色、M黃色、K紅色

2-5常用硬質(zhì)合金有哪些牌號(hào)他們的用途如何為什么

答：常用硬質(zhì)合金有四大類：筲鉆類（YG）、筲鈦鉆類（YT）、筲鈦留（銀）鉆類

（YT）和碳（氮）化鈦類（YN）o

YG類常用牌號(hào)有：YG3X、YG6X、YG6、YG8。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。主要用于加工鑄鐵等脆性材料，

或加工有色金屬。

YT類的常用牌號(hào)有：YT5、YT14、YT15、YT30

主要特點(diǎn)為：硬度高，。彎和ak較低，隨著TiC含量的增加，其導(dǎo)熱性、刃磨

性、焊接性下降；耐熱性好。主要用于加工鋼。

YW類的常用牌號(hào)有：YW1、YW2o主要特點(diǎn)為：晶粒細(xì)化，提高。彎、ak、。-1

和高溫性能，同時(shí)保持較高的硬度?？杉庸よT鐵和鋼

YN類硬質(zhì)合金的常用牌號(hào)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)定性高；抗彎強(qiáng)度，韌性不如WC基，易崩刃，

應(yīng)用：高速精加工淬火鋼，較長較大件。

2-6涂層硬質(zhì)合金有什么優(yōu)點(diǎn)有幾種涂層材料他們各有何特點(diǎn)

答：涂層硬質(zhì)合金一般選擇YG類硬質(zhì)合金為基體，韌性較好，而涂層一般要求硬

度較高，耐磨性好，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)點(diǎn)有：

(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，抗月牙注磨損

(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)

常用涂層材料有：TiC、TiN、A1203

2-8陶瓷刀具材料有何特點(diǎn)各類陶瓷刀具材料的適用場合如何

答：氧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)

(5)抗彎強(qiáng)度低：冷壓純A1203的。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。

氮化硅基陶瓷刀具的特點(diǎn)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

(3)熱穩(wěn)定性：切削溫度可達(dá)1300-1400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

化鋁陶瓷。

應(yīng)用：加工鑄鐵，銀基合金。

三、補(bǔ)充練習(xí)

1、刀具在什么條件下工作

答：刀具工作時(shí)，要承受很大的壓力，同時(shí)，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

的溫度和受到很大的應(yīng)力。

另外，在加工脆性材料，斷續(xù)切削，粗加工過程中，刀具切削部分要承受一定的

沖擊力的作用。2、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石、立方氮化硼各有何性能特

點(diǎn)，適用于何處

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

加工鑄鐵，結(jié)構(gòu)鋼

硬質(zhì)合金的主要特點(diǎn):

(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

主要應(yīng)用：加工鑄鐵，結(jié)構(gòu)鋼，不銹鋼，耐熱合金，鈦合金等

陶瓷刀具的主要特點(diǎn)：

(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

主要應(yīng)用：氧化鋁基陶瓷刀具主要用于高速精車、半精車鑄鐵及調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；氮

化硅基陶瓷刀具加工鑄鐵，銀基合金。

金剛石主要特點(diǎn)：

(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(huì)發(fā)生化學(xué)磨損應(yīng)用：主要用于磨料,

用作刀具時(shí)，多用于在高速下對(duì)有色金屬及非金屬進(jìn)行精細(xì)車削，鑲孔

3、常用高速鋼有哪些牌號(hào)其化學(xué)成分和性能特點(diǎn)如何目前通過那些途徑提高高速

鋼的切削性能

答：W18Cr4V(W18),化學(xué)成分中含鴇量18%

主要特點(diǎn)：

(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(30um

(5)抗彎強(qiáng)度、韌性較低，

鋁鋁鋼W6Mo5Cr4V2(M2)

特點(diǎn)：

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/niin時(shí)，性能稍差；

(5)熱處理時(shí)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(shí)，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A1203,減輕粘刀°(提

高W,Mo的溶解度，組織晶粒長大)

(2)600℃時(shí)，54HRC；抗彎強(qiáng)度，

(3)成本低

(4)刃磨性差

(5)切削性能優(yōu)良：加工30-40HRC調(diào)質(zhì)鋼，耐用度較HSS高3-4倍。目前提高

高速鋼切削性能的主要途徑有：

(1)在通用性高速鋼成分中再增加含碳量、含鋼量及添加鉆、鋁等合金元素

(2)采用粉末冶金的方法制備高速鋼

4、常用硬質(zhì)合金有哪幾大類，各有哪些常用牌號(hào)，其性能特點(diǎn)如何加工鋼料和加

工鑄鐵、粗加工和精加工應(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：鴇鉆類(YG)、鴇鈦鉆類(YT)、鋁鈦鋁(鋁)鉆類

(YT)和碳(氮)化鈦類(YN)o

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(hào)有：YG3X、YG6X、YG6、YG8。

YT類的主要特點(diǎn)為：硬度高，。彎和ak較低，隨著TiC含量的增加，其導(dǎo)熱性、

刃磨性、焊接性下降；耐熱性好。常用牌號(hào)有：YT5、YT14、YT15、YT30

YW類的主要特點(diǎn)為：晶粒細(xì)化，提高。彎、ak、。-L和高溫性能，同時(shí)保持較

高的硬度。

粗加工加工鋼料時(shí)，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,YG3

精加工加工鋼料時(shí)，應(yīng)選擇硬度高，耐磨性好的硬質(zhì)合金，如YT15,YT30

粗加工加工鑄鐵時(shí)，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(shí)，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

5、涂層硬質(zhì)合金有哪些優(yōu)點(diǎn)常用涂層材料有哪些

答：涂層硬質(zhì)合金一般選擇YG類硬質(zhì)合金為基體，韌性較好，而涂層一般要求硬

度較高，耐磨性好，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)點(diǎn)有：

（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）

常用涂層材料有：TiC、TiN、A1203

7、按下列條件選擇刀具材料類型和牌號(hào)：（1）45號(hào)鋼鍛件粗車；（2）HT200鑄

鐵精車；（3）低速精車合金鋼蝸桿；（4）高速精車調(diào)質(zhì)鋼長軸；（5）高速精密鍵

削鋁合金缸套；（6）中速車削淬火鋼軸；（7）加工65HRC冷硬鑄鐵

答：

（1）45號(hào)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

好的耐磨性，因此選擇CBN，陶瓷刀YG3

(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，要求刀具耐磨性好，選擇刀具：YT30,YG3

(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(duì)高速精

車，要求耐熱性良好，選擇刀具：CBN,YN10,陶瓷刀

(5)高速精密鏈削鋁合金缸套：特點(diǎn)：工件材料塑性極好，精密鏡削，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(shí)硬度也較高，粗加工時(shí)易選擇YG6A,精加工時(shí)

可選CBN,SaiIon陶瓷刀

3-1衡量切削變形用什么方法如何計(jì)算它們

答：剪切角剪切面和切削速度方向的夾角

相對(duì)滑移￡：切削層在剪切面上的相對(duì)滑移量

厚度變形系數(shù)ga(切削厚度壓縮比Ach,長度變形系數(shù)gL)：切屑外形尺寸的相

對(duì)變化量

剪切角的計(jì)然句”(尸-%)

相對(duì)滑移￡的計(jì)算：

切削厚度壓縮比Ach的計(jì)算

3-2試述切削過程3個(gè)變形區(qū)和它們的特點(diǎn)

答：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

第二變形區(qū)發(fā)生于切屑底面和前刀面的接觸處，主要特點(diǎn)是產(chǎn)生纖維化

第三變形區(qū)發(fā)生于以加工表面上，主要特點(diǎn)是產(chǎn)生纖維化和加工硬化。

3-3試述前角、切削速度vc和進(jìn)給量對(duì)切削變形的影響規(guī)律.

答：1、刀具前角對(duì)切削變形的影響:前角增加，會(huì)使剪切角。增加，切削變形降

低。

2、切削速度對(duì)切削變形的影響：切削速度提高，變形程度越小。

3、進(jìn)給量對(duì)切削變形的影響：進(jìn)給量增加，會(huì)使切削厚度hD增加，摩擦系數(shù)降

低，切削變形降低。

3-4試述背吃刀量ap,進(jìn)給量f對(duì)切削力Fc的影響規(guī)律

答：增加背吃刀量ap,進(jìn)給量f都會(huì)使切削力Fc增大，但ap和f對(duì)Fc的影響

是不同的。

進(jìn)給量f增加，會(huì)使切削變形降低，單位面積的切削力下降，因此，進(jìn)給量增加

1倍，切削力Fc只增加75%左右。

背吃刀量ap增加，不會(huì)使切削變形降低，單位面積的切削力不變，因此，背吃刀

量增加1倍，切削力Fc增力口1倍。

3-5試述主偏角對(duì)Fc、Fp、Ff的影響規(guī)律

答：主偏角增加，會(huì)使切削厚度HD增加，切屑變形下降，從而使切削力Fc下降。

但Kr>60-75°時(shí)，非自由切削成分增加，F(xiàn)z會(huì)增大。

主偏角增加，F(xiàn)p增大、Ff減小。

3-7用硬質(zhì)合金車刀PIO(YT15)粗車外圓，工件材料為45鋼(229HBS)，背吃刀

量為ap=3mm,進(jìn)給量f=\r,切削速度vc=90m/min,刀具幾何角度yo=10°,入

s=-5。，Kr=75°,計(jì)算切削力Fc和切削功率Pc。

解:查表3-1、表3-2得：CFC=2795,XFC=1,yFc=

kc=3777,nFc=>kyoFc=,kKrFc=

求得切削力：

切削功率：Pc=Fcvc/60X103=992X(100/60)X103=

3-8試述背吃刀量和進(jìn)給量對(duì)切削溫度的影響規(guī)律

答:背吃刀量aPt一倍一切削溫度t5%?8%

進(jìn)給量ft一倍一切削溫度t15%?20%

因?yàn)榍邢鳒囟炔坏颓邢鳠岬漠a(chǎn)生有關(guān)，也和切削熱的傳出有關(guān)，增加背吃刀量,

雖然可使切削熱增加，但也增加了刀屑的接觸長度，改善了散熱條件，因此對(duì)切

削溫度的影響最小，

3-10試述刀具正常磨損形式和刀具的破損形式有哪些

1、正常磨損

(1)前刀面的磨損

(2)主后刀面的磨損

(3)副后刀面的磨損

2、刀具的破損形式：切削刃崩碎、切削刃剝落、熱裂、溝槽磨損、切削刃細(xì)小缺

口、塑性變形

3-11簡述刀具磨損的原因。高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具在中速、高速時(shí)產(chǎn)生磨損

是什么原因

答：刀具磨損的四個(gè)主要原因是:

一、硬質(zhì)點(diǎn)磨損

二、粘結(jié)磨損

三、擴(kuò)散磨損

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(shí)由于切削

溫度過高，主要產(chǎn)生塑性變形破壞。

硬質(zhì)合金車刀高速切削時(shí)，主要以擴(kuò)散磨損為主；中速切削主要以粘結(jié)磨損為

主；低速切削主要產(chǎn)生硬質(zhì)點(diǎn)磨損和崩刃。

3T2什么叫刀具磨損標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的磨損位置和數(shù)值有多大

答：以"2背吃刀量處后刀面上的磨損帶寬度VB達(dá)到正常磨損階段的結(jié)束和急劇

磨損階段的開始時(shí)的磨損量作為刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。

3-13什么叫刀具壽命

答：刀具壽命是刀具磨損達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的總切削時(shí)間（min）

其它刀具壽命：

（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(shí)實(shí)際加工工件數(shù)量-----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。

3-14切削變形、切削力、切削溫度、刀具磨損對(duì)刀具壽命有何影響

答：切削塑形材料時(shí)，隨著切削變形的增加，變形抗力增大，切削力增加，切削

熱增加，切削溫度升高，刀具的磨損增加，刀具壽命降低。

切削脆性材料時(shí)，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

具的后刀面磨損加大。

3T5確定刀具合理壽命有哪兩種方法有何特點(diǎn)各適用在什么條件下

答：最高生產(chǎn)率刀具壽命：以單位時(shí)間生產(chǎn)最多數(shù)量產(chǎn)品或加工每個(gè)零件所消耗

的時(shí)間為最少來衡量的刀具壽命。

特點(diǎn)：生產(chǎn)率最高

適用：生產(chǎn)有特殊需要或交貨時(shí)間較緊的情況.

最低成本刀具壽命：以每件產(chǎn)品或工序的加工費(fèi)用最低為原則來制定的刀具壽命。

特點(diǎn)：生產(chǎn)成本最低

適用：普通機(jī)床生產(chǎn)，訂單不緊的情況。

3-16舉例說明普通硬質(zhì)合金車刀、可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金車刀和陶瓷車刀刀具壽命各是

多少為什么

答：普通硬質(zhì)合金車刀的壽命為60分鐘，規(guī)定壽命較短，這是因?yàn)椋旱毒吆唵危?/p>

制造成本低，刃磨方便

可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金車刀的壽命為30-45分鐘，規(guī)定壽命短，因?yàn)榍邢魅修D(zhuǎn)位迅速，

刀片更換簡便

陶瓷車刀的壽命一般為180-240分鐘，刀具壽命較長，因?yàn)樘沾傻吨饕糜诰?/p>

工，半精加工。

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,

ap=3mm、f=r,刀具幾何角度為Kr=60°,K，r=15°。試求刀具壽命T=60min

時(shí)的切削速度v60多少在數(shù)控機(jī)床上切削速度是多少

解：查表3-4,3-5得各影響系數(shù)、影響指數(shù)分別為：

===

Cy,xv,yv

各修正系數(shù)分別為：材料修正系數(shù)為KM產(chǎn)

主偏角修正系數(shù)為：Kkrv=,刀具材料修正系數(shù)為K：產(chǎn)1

代入公式：%=下缶/

在數(shù)控機(jī)床上，切削速度為15m/min

3-18在下表中分別用“fl”或變化曲線表示各因素對(duì)切削規(guī)律的影響趨勢。

二、課后練習(xí)

4-1在各類切屑形狀中較為理想的有哪幾種

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

屑等是可以接受的切屑形狀。

其中理想的切屑形狀為：定向流出的“C”、“6”形切屑，不超過50mni長

度的短螺旋切屑。

4-4衡量材料切削加工性的指標(biāo)有哪些其中根據(jù)工件材料的哪幾項(xiàng)性能來判斷加

工性等級(jí)

答：衡量材料切削加工性的指標(biāo)有：

1、加工材料的性能指標(biāo)

2、相對(duì)加工性指標(biāo)

3、刀具壽命指標(biāo)

4、其他指標(biāo)

（1）加工質(zhì)量

（2）以單位切削力衡量：機(jī)床動(dòng)力不足，工藝系統(tǒng)剛性差；

（3）以斷屑性能衡量：自動(dòng)機(jī)床，組合機(jī)床，自動(dòng)線，深孔鉆。

根據(jù)工件材料的以下性能判斷加工性等級(jí)：硬度、抗拉強(qiáng)度、伸長率（塑形）、

沖擊韌度、導(dǎo)熱率

4-5分析不銹鋼lCrl8Ni9Ti的加工特點(diǎn)

答：1、不銹鋼lC「18Ni9Ti的強(qiáng)度、韌性較大，增加了粘結(jié)傾向，消耗功率大，。

2、易產(chǎn)生加工硬化，切削力大。

3、導(dǎo)熱性低，切削溫度高，刀具磨損嚴(yán)重；

4、塑形高，斷屑困難.

5、線膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生熱變形，精加工時(shí)影響尺寸精度。

6、線膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生熱變形，精加工時(shí)影響尺寸精度。

4-6改善難加工材料加工性能的途徑有哪些

答：

1.調(diào)整工件材料化學(xué)成分和合理進(jìn)行熱處理

2.合理選擇刀具材料；

3.合理選擇刀具幾何參數(shù)，刀具表面研磨，和切削用量

4、提高工藝系統(tǒng)的剛性，機(jī)床功率

5.使用切削液

6.注意斷屑、排屑

7.采用新的加工技術(shù)

4-7澆注切削液起什么作用

答：冷卻，潤滑，防銹，排屑洗滌

4-8切削液有哪幾類各適用何場合

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、

乳化液和合成切削液。油性切削液主要有切削油和極壓切削油。

水溶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(duì)加工質(zhì)量要求不高，但發(fā)熱量大的粗加工，或磨削加工。其中高濃度的乳化

液可用于高速精加工。

油性切削液潤滑性和防銹性好，排屑性和冷卻性較差，主要用于低速精加

Io

4-9已加工表面質(zhì)量包括哪些指標(biāo)

答：幾何方面(Ra),表面材質(zhì)的變化

1、加工硬化

2、表層殘余應(yīng)力

3、表層微裂紋

4、表層金相組織

5、表面粗糙度

4-10表面理論粗糙度如何計(jì)算實(shí)際粗糙度受哪些因素的影響

答：表面理論粗糙度根據(jù)己加工表面質(zhì)量殘留面積的高度計(jì)算。

影響實(shí)際粗糙度的因素有：

1.積屑瘤，

2.鱗刺,

3.切削過程中的變形

4.刀具的邊界磨損

5.刀刃與工件相對(duì)位置的變化

4-11減小表面粗糙度要改善哪些因素

答：1、提高切削速度，降低進(jìn)給量

2、增大刀具前角，合理確定后角，減小副偏角，合理使用修光刃。

3、選擇抗粘結(jié)的刀具材料

4、合理使用切削液

5、調(diào)整工建材料性能

4-12試述前角、后角的作用和選擇原則

答：

前角的功用：前角大小主要影響：切削變形，切削力，切削熱，耐用度，

散熱條件。

確定原則：在保證刀具耐用度的前提下，盡量選擇大的前角。

確定前角時(shí)，還應(yīng)考慮：1、刀具材料的強(qiáng)度，韌性；2、工件材料的塑性,

脆性；3.加工條件

后角的主要功用是：減少后刀面的摩擦，提高刀具的耐用度，提高加工質(zhì)量。

1.增大后角，減小彈性恢復(fù)層和后刀面的接觸長度；2.刀具鋒利；3.在用同VB

標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，提高刀具的耐用度。4、后角太大，降低切削部分的強(qiáng)度和散熱條件。

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)考慮：

（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

4-13主偏角、刃傾角的功用及選擇原則是什么

答：主偏角的功用是：

（1）ap,f不變時(shí)，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

選擇原則：從提高刀具耐用度的角度，應(yīng)減小主偏角

刃傾角的功用

（1）控制切屑流向；（2）影響刀頭強(qiáng)度和斷續(xù)切削時(shí)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

選擇原則：

1.根據(jù)加工要求

（1）加工精度高時(shí)，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。

2.根據(jù)加工條件：加工斷續(xù)表面或余量不均勻時(shí)，選較大的負(fù)刃傾角。

4-16試述選擇切削用量三要素的原則分別說明他們的選擇方法

答：粗加工時(shí)切削用量的選擇原則

首先選取盡可能大的背吃刀量，其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性等選取盡可能大的

進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。

精加工、半精加工時(shí)切削用量的選擇原則：

首先根據(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,

選取較小的進(jìn)給量，最后在保證刀具耐用度的前提下，盡可能選取較高的切削速

度。

他們的選擇方法分別為：

他們的選擇：背吃刀量主要根據(jù)加工余量確定。余量盡量一次切除，如果余

量過大，需分兩次切除，第一刀的背吃刀量要大，通常為總余量的2/3-3/4

進(jìn)給量的選擇：粗加工時(shí)，根據(jù)機(jī)床功率、刀片強(qiáng)度盡量大。精加工、半精加工

時(shí)根據(jù)表面粗糙度要求選擇。

切削速度根據(jù)刀具的壽命要求和選定的背吃刀量、進(jìn)給量計(jì)算獲得。

5-1車刀按用途與結(jié)構(gòu)來分有哪些類型它們的使用場合如何

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

按結(jié)構(gòu)分為

（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(dòng)線、數(shù)控機(jī)床刀具

5-2常用硬質(zhì)合金焊接車刀的刀片型號(hào)如何表示

答：刀片型號(hào)用一個(gè)字母和三個(gè)數(shù)字表示。第一個(gè)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(hào)相同，個(gè)別結(jié)構(gòu)尺寸不同時(shí)，在后兩

位數(shù)字后加一個(gè)字母以示區(qū)別。

5-5臥式車床和數(shù)控車床上所使用的可轉(zhuǎn)位刀片有什么區(qū)別

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(dòng)完成的，因此對(duì)可轉(zhuǎn)位車刀的

要求又有別于通用車床所使用的刀具，具體要求和特點(diǎn)如表所示。

HSi

精度高采用M級(jí)或更高精度等級(jí)的刀片；保證刀片重復(fù)定位精度，

多采用精密級(jí)的刀桿；用帶微調(diào)裝置方便坐標(biāo)設(shè)定，保證刀尖

的刀桿在機(jī)外預(yù)調(diào)好。位置精度。

可靠性高采用斷屑可靠性高的斷屑槽型或有斷斷屑穩(wěn)定，不能有紊亂和

屑臺(tái)和斷屑署的車刀：采用結(jié)構(gòu)可靠帶狀切屑：適應(yīng)刀架快速

的車刀，采用復(fù)合式夾緊結(jié)構(gòu)和夾緊可移動(dòng)和換位以及整個(gè)自

靠的其它結(jié)構(gòu)。動(dòng)切削過程中夾緊不得

有松動(dòng)的要求。

換刀迅速采用車削工具系統(tǒng)；采用快換小刀迅速更換不同形式的切

夾。削部件，完成多種切削加

工，提高生產(chǎn)效率。

刀片材料刀片較多采用涂層刀片。滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求，提高

加工效率。

刀桿截形刀桿較多采用止方形刀桿，但因刀架系刀桿與刀架系統(tǒng)匹配。

統(tǒng)結(jié)構(gòu)差異大，有的需采用專用刀桿,

補(bǔ)1、和機(jī)夾重磨式車刀相比，機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀有何優(yōu)點(diǎn)

答：和機(jī)夾重磨式車刀相比，機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的主要優(yōu)點(diǎn)為:

（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。

6-1成形車刀的前后角規(guī)定在那個(gè)表面中表示，為什么

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）

這是方便：測量、制造和重磨

6-2成形車刀切削刃上各點(diǎn)前后角是否相同為什么

答：成形車刀切削刃上各點(diǎn)前后角不相等。

因?yàn)椋撼尚诬嚨兜那敖遣粸榱悖邢鲿r(shí)，切削刃的基準(zhǔn)點(diǎn)調(diào)整到工件中心等高，

因此規(guī)定是在基準(zhǔn)點(diǎn)處的前、后角為成形車刀的名義后角。

切削刃上其余各點(diǎn)低于工件中心水平位置，其余各點(diǎn)的切削平面和基面的位置是

變化的，因此各點(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。離工件中心越遠(yuǎn)，后角越大，前角越小

6-4分別說明零件廓形和成形車刀廓形在哪個(gè)投影平面內(nèi)測量，在什么條件下兩

者廓形相同

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

刀面的投影內(nèi)測量。

當(dāng)成形車刀的前角、后角均為0度時(shí)，兩者廓形相同

1、成形車刀按結(jié)構(gòu)和形狀分為哪幾種按進(jìn)給方式分為哪幾種

答：按結(jié)構(gòu)和形狀分

1.平體成形車刀

2.棱體成形車刀

3.圓體成形車刀

按進(jìn)刀方式分

1、徑向進(jìn)給成形刀

2、切向進(jìn)給成形車刀

3、斜向進(jìn)給成形車刀

2、成形車刀的前角、后角是指哪一個(gè)剖面內(nèi)的角度為什么還要規(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）

成形車刀切削刃每一點(diǎn)的前角、后角都不相同，切削時(shí)，切削刃的基準(zhǔn)點(diǎn)調(diào)整到

工件中心等高，因此規(guī)定是在基準(zhǔn)點(diǎn)處的前、后角為成形車刀的名義后角。

3、成形車刀正交平面內(nèi)的后角過小時(shí)，通常采用什么辦法改善切削情況

答：改善措施：

（1）改變零件廓形；

（2）端面切削刃的后面上磨出凹槽；

（3）斜裝成形車刀，krx>7°

（4）端面刃磨出2。?3°的側(cè)隙角。

4、為什么要進(jìn)行成形車刀截形的修正計(jì)算

答：成形車刀后刀面截形修正計(jì)算的必要性

1.制造時(shí)必須知道法向剖面N—N的輪廓

2.在N—N內(nèi)，廓形深度P與工件在軸向剖面內(nèi)的深度ap不等；

3.由于前后角的存在，使刀形廓形不等于工件廓形。

7-2麻花鉆的刃磨角度數(shù)值范圍是多少

答：

1、頂角標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭的26=116°-118°

2、外緣后角標(biāo)準(zhǔn)值（af）：8°-20°

3、橫刃斜角標(biāo)準(zhǔn)值：133°-125°

7-4麻花鉆的后角為什么標(biāo)注在外圓周柱剖面中為什么近鉆頭中心處后角數(shù)值要

磨得大些

答：麻花鉆的后角標(biāo)注在外圓周柱剖面中是為了方便刃磨和測量

近鉆頭中心處后角數(shù)值要磨得大些，因?yàn)椋?/p>

1、使橫刃獲得較大的前角，增加橫刃的鋒利程度

2、使切削刃上各點(diǎn)工作后角相差較少。

3、為和