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金属切削原理与刀具第版课后习题答案

金属切削原理与刀具第版课后习题答案
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第一章:刀具几何角度及切削要素 1-1 车削直径80mm ,长200mm 棒料外圆,若选用ap=4mm ,f=,n=240r/min ,试计算切削速度vc ,机动切削时间tm ,材料去除率Q 是多少

答:切削速度 机动时间

材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ,ps ,po 及刀具角度γo ,αo ,κr ,λs 如何定义

答:基面pr :过切削刃上选定点,平行或垂直与刀具上的安装面(轴线)的平面 切削平面Ps :过切削刃上选定点,与切削刃相切并垂直于基面的平面 正交平面po :过切削刃上选定点,同时垂直于基面和切削平面的表面

前角γo :在正交平面中测量的,基面和前刀面的夹角

后角αo :在正交平面中测量的,切削平面和后刀面的夹角,主偏角κr :在切削平面中测量的,切削刃和进给运动方向的夹角。

刃倾角λs :在切削平面中测量的,切削刃和基面的夹角。

1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同在什么情况下, γo= γn

答:法平面参考系和正交平面参考系的相同点:都有基面和切削平面。不同点:法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面,法平面不一定垂直于几面;正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。 刀具角度定义的相同点为:都有偏角,刃倾角。不同点是:法平面参考系中min

/32.601000240801000m dn v c =??==

ππmin /12064032.605.0410*******mm fv a Q c p =???==

定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角;而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。

只有当刀具的刃倾角为0时,γo= γn

1-4假定进给工作平面pf,背平面pp,假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的在什么情况下γf= γo,γp= γo

答:假定工作平面Pf:过切削刃选定点,平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面

背平面Pp:过切削刃上选定点,同时垂直于假定工作平面和基面的平面。

假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角,在假定工作平面Pf中测量的侧前角和侧后角,背平面Pp中测量的背前角和背后角。

当刀具的主偏角为90度时,γf= γo,当刀具的主偏角为0度时γp= γo 1-6 poe系平面poe,pse,pre及工作角度γoe,αoe,κre,λse如何定义答:工作基面pre:过切削刃上选定点,垂直于合成切削速度的平面。

工作切削表面pse:过切削刃上选定点,和切削刃相切并垂直于工作基面的平面。

工作正交表面poe:过切削刃上选定点,同时垂直于工作基面和工作切削表面的平面。

γoe,αoe:在工作正交表面中测量的前刀面和工作基面的夹角为γoe,后刀面和工作切削表面的夹角为αoe。

κre:在工作基面中测量的切削刃和进给运动方向的夹角。λse:在工作

切削表面中测量的切削刃和工作基面的夹角。

1-7已知用κr= 90°,κ’r= 2°γo=5°,αo=12°,λs=0 °的切断刀切断直径50mm棒料,若切削刃安装时高于工件中心,试计算(不考虑进给运动的影响)切断后工件端面留下的剪断心柱直径。

解:在车床上进行切断加工时,若切削刃安装高于工件中心,加工过程中会使工作后角减小,若减小到0°,切削刃将无切削作用。即后角的减小值ε=αo=12°时,对应的直径为剪断心柱直径。

D=2h/sinε=2×sin12=

答:切断后工件端面留下的剪断心柱直径为

1-8: 车削外径36mm,中径33mm、内径29mm、螺距6mm的梯形螺纹时,若使用刀具前角为0°、左刃后角αoL为12°,右刃后角αoR为6°,试问左右刃工作前、后角是多少

式中f=6mm,dw=36mm,计算得η=°

在pf平面内,对左切削刃,工作前角增大了η,变为°,工作后角减小了η,变为°。

对右切削刃,工作前角减小了η,变为°,工作后角增大了η,变为°。

1-9车削直径80mm,长200mm棒料外圆,若选用ap=4mm,f=,n=240r/min,刀具主偏角κr= 75°试问切削厚度,切削宽度,切削层公称横截面积为多少解:

切削厚度:hD=f sin κr==

切削宽度:bD=ap/ sin κr=4/sin75=

切削面积:AD=apf=4×=2mm2

2-1刀具切削部分材料应具备哪些性能

答:刀具材料应具备的性能

1、硬度,耐磨性

2、强度和韧性

3、耐热性(高温硬度,抗氧化,抗粘结,抗扩散)

4、热物理性能和热冲击性能,热冲击系数

5、工艺性

6、(经济性)

2-2普通高速钢有哪几种牌号他们的主要物理、力学性能如何适合于做什么刀具答: W18Cr4V(W18),化学成分中含钨量18%

主要特点:

(1)综合性能较好

(2)淬火过热倾向小,热处理易控制,刃磨性能好

(3)含碳量高,塑性变形抗力大

(4)碳化物分布不均,剩余碳化物颗粒大(30μm

(5)抗弯强度、韧性较低,

钨钼钢 W6Mo5Cr4V2(M2)

特点:

优点:

(1)碳化物细小均匀,机械性能好,可做大尺寸刀具;

(2)热塑性好;

(3)刃磨性好。

(4)热稳定性稍低于W18,V>40m/min时,性能稍差;

(5)热处理时脱碳倾向大,易氧化,淬火温度范围较窄。

W9Mo3Cr4V

(1)热稳定性能高于M2

(2)碳化物均匀性接近M2,良好的热塑性;

(3)脱碳倾向小于M2

(4)耐用度较高。

2-3高生产率高速钢有几种类型,与普通高速钢比较有什么特点

答:高生产率高速钢有高碳高速钢,高钒高速钢,钴高速钢,铝高速钢等。

与普通高速钢比较有以下特点:

(1)硬度,耐磨性提高,当强度,韧性有所下降

(2)高温硬度提高

(3)钒高速钢刃磨难度大。

2-4 P、K、M硬质合金的色标是何颜色

答:P蓝色、 M黄色、K红色

2-5常用硬质合金有哪些牌号他们的用途如何为什么

答:常用硬质合金有四大类:钨钴类(YG)、钨钛钴类(YT)、钨钛钽(铌)钴类(YT)和碳(氮)化钛类(YN)。

YG类常用牌号有: YG3X、YG6X、YG6、YG8。主要特点为:硬度较低、韧性高、导热性好,切削温度低、刃磨性好,刃口锋利。主要用于加工铸铁等脆性材料,或加工有色金属。

YT类的常用牌号有: YT5、YT14、YT15、YT30

主要特点为:硬度高,σ弯和αk较低,随着TiC含量的增加,其导热性、刃磨性、焊接性下降;耐热性好。主要用于加工钢。

YW类的常用牌号有:YW1、YW2。主要特点为:晶粒细化,提高σ弯、αk、σ-1和高温性能,同时保持较高的硬度。可加工铸铁和钢

YN类硬质合金的常用牌号有:YN05、YN10

主要性能为:硬度最高、耐磨性好;摩擦系数小,抗粘结能力好;耐热性好,化学稳定性高;抗弯强度,韧性不如WC基,易崩刃。

应用:高速精加工淬火钢,较长较大件。

2-6 涂层硬质合金有什么优点有几种涂层材料他们各有何特点

答:涂层硬质合金一般选择YG类硬质合金为基体,韧性较好,而涂层一般要求硬度较高,耐磨性好,与金属亲和力小,高温下有良好的热稳定性,因此涂层硬质合金的主要优点有:

(1)涂层比基体硬度高;

(2)涂层具有高的抗氧化性,抗粘结性,耐磨性,抗月牙洼磨损

(3)低的摩擦系数,可降低切削力,切削温度25%

(4)耐用度提高1-3倍(WC)

常用涂层材料有:TiC、 TiN、 Al2O3

2-8陶瓷刀具材料有何特点各类陶瓷刀具材料的适用场合如何

答:氧化铝基陶瓷刀具的特点及应用

(1)高硬度和耐磨性

(2)耐热性高,切削速度较硬质合金高2-5倍

(3)很高的化学稳定性:抗粘结,抗扩散;

(4)较低的摩擦系数

(5)抗弯强度低:冷压纯Al2O3的σ弯为,

(6)导热率低,热冲击性差

(6)主要用于高速精车、半精车铸铁及调质结构钢。

氮化硅基陶瓷刀具的特点及应用

(1)硬度不如氧化铝陶瓷,

(2)较高的抗弯强度、韧性

(3)热稳定性:切削温度可达1300-1400度:

(4)较高的导热系数,较低的热膨胀系数,小的弹性模量,耐热冲击性能好于氧化铝陶瓷。

应用:加工铸铁,镍基合金。

三、补充练习

1、刀具在什么条件下工作

答:刀具工作时,要承受很大的压力,同时,由于切削是产生的金属塑性变形以及在刀具、切屑工件相互接触表面间产生的强烈摩擦,使刀具切削刃上产生很高的温度和受到很大的应力。

另外,在加工脆性材料,断续切削,粗加工过程中,刀具切削部分要承受一定的冲击力的作用。2、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼各有何性能特点,适用于何处

答:高速钢的特点:耐热温度低,切削速度低;强度高,工艺性最好。主要低速加工铸铁,结构钢

硬质合金的主要特点:

(1)随碳化物含量的提高,其熔点、硬度、耐磨性提高;

(2)化学稳定性好,热稳定性好

(3)切削速度高

(4)抗弯强度低,冲击韧性低

主要应用:加工铸铁,结构钢,不锈钢,耐热合金,钛合金等

陶瓷刀具的主要特点:

(1)硬度高,耐磨性好,切削速度高

(2)热化学稳定性好,耐热温度高

(3)抗弯强度低,冲击韧性差

(4)导热性能差

主要应用:氧化铝基陶瓷刀具主要用于高速精车、半精车铸铁及调质结构钢;氮化硅基陶瓷刀具加工铸铁,镍基合金。

金刚石主要特点:

(1)具有极高的硬度和耐磨性

(2)切削刃可以刃磨得非常锋利

(3)导热性能非常好

(4)热稳定性能较低

(5)高温下和黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损应用:主要用于磨料,用作刀具时,多用于在高速下对有色金属及非金属进行精细车削,镗孔

3、常用高速钢有哪些牌号其化学成分和性能特点如何目前通过那些途径提高高速钢的切削性能

答: W18Cr4V(W18),化学成分中含钨量18%

主要特点:

(1)综合性能较好

(2)淬火过热倾向小,热处理易控制,刃磨性能好

(3)含碳量高,塑性变形抗力大

(4)碳化物分布不均,剩余碳化物颗粒大(30μm

(5)抗弯强度、韧性较低,

钨钼钢 W6Mo5Cr4V2(M2)

特点:

优点:

(1)碳化物细小均匀,机械性能好,可做大尺寸刀具;(2)热塑性好;

(3)刃磨性好。

(4)热稳定性稍低于W18,V>40m/min时,性能稍差;(5)热处理时脱碳倾向大,易氧化,淬火温度范围较窄。W9Mo3Cr4V

(1)热稳定性能高于M2

(2)碳化物均匀性接近M2,良好的热塑性;

(3)脱碳倾向小于M2

(4)耐用度较高。

W2Mo9Cr4VCo8(M42)

(1)67-69HRC,600 ℃时,55HRC

(2)含V量低,刃磨性好

(3)含Co,成本高

(4)综合性能好,应用广泛

(5)可加工耐热钢、不锈钢,加工材料硬度越高,效果越明显。

W6Mo5Cr4V2Al(501)

(1)Al的作用:提高高温硬度,热塑性与刃性,高温形成Al2O3,减轻粘刀。(提高W,Mo的溶解度,组织晶粒长大)

(2)600 ℃时,54HRC;抗弯强度,

(3)成本低

(4)刃磨性差

(5)切削性能优良:加工30-40HRC调质钢,耐用度较HSS高3-4倍。目前提高高速钢切削性能的主要途径有:

(1)在通用性高速钢成分中再增加含碳量、含钒量及添加钴、铝等合金元素(2)采用粉末冶金的方法制备高速钢

4、常用硬质合金有哪几大类,各有哪些常用牌号,其性能特点如何加工钢料和加工铸铁、粗加工和精加工应如何选择硬质合金为什么

答:常用硬质合金有四大类:钨钴类(YG)、钨钛钴类(YT)、钨钛钽(铌)钴类(YT)和碳(氮)化钛类(YN)。

YG类的主要特点为:硬度较低、韧性高、导热性好,切削温度低、刃磨性好,刃口锋利,常用牌号有: YG3X、YG6X、YG6、YG8。

YT类的主要特点为:硬度高,σ弯和αk较低,随着TiC含量的增加,其导热性、刃磨性、焊接性下降;耐热性好。常用牌号有: YT5、YT14、YT15、YT30

YW类的主要特点为:晶粒细化,提高σ弯、αk、σ-1和高温性能,同时保持较

高的硬度。

粗加工加工钢料时,应选择耐热温度高,有一定抗冲击性能的硬质合金,如YT5,YG3精加工加工钢料时,应选择硬度高,耐磨性好的硬质合金,如YT15,YT30

粗加工加工铸铁时,应选择抗弯强度高,冲击性能好的硬质合金,如YG6,YG8

精加工加工铸铁时,应选择冲击韧性较好,硬度高,耐磨性好的硬质合金,如YG3,YT5

5、涂层硬质合金有哪些优点常用涂层材料有哪些

答:涂层硬质合金一般选择YG类硬质合金为基体,韧性较好,而涂层一般要求硬度较高,耐磨性好,与金属亲和力小,高温下有良好的热稳定性,因此涂层硬质合金的主要优点有:

(1)涂层比基体硬度高;

(2)涂层具有高的抗氧化性,抗粘结性,耐磨性,抗月牙洼磨损

(3)低的摩擦系数,可降低切削力,切削温度25%

(4)耐用度提高1-3倍(WC)

常用涂层材料有:TiC、 TiN、 Al2O3

7、按下列条件选择刀具材料类型和牌号:(1)45号钢锻件粗车;(2)HT200铸铁精车;(3)低速精车合金钢蜗杆;(4)高速精车调质钢长轴;(5)高速精密镗削铝合金缸套;(6)中速车削淬火钢轴;(7)加工65HRC冷硬铸铁

答:

(1)45号钢锻件粗车的特点:工件表面有硬皮,要求刀具耐磨性好,切削力加大,切削温度高,要求刀具耐热性能好,因此选择YT5,YW1,

(2)HT200铸铁精车的特点:切削力不大,有较小的冲击,由于是精车,要求较好的耐磨性,因此选择CBN ,陶瓷刀YG3

(3)低速精车合金钢蜗杆:特点:加工余量小,切削力小,无冲击,由于是合金钢,要求刀具耐磨性好,选择刀具:YT30,YG3

(4)高速精车调质钢长轴:特点:由于是长轴,要求刀具耐磨性很好,对高速精车,要求耐热性良好,选择刀具:CBN,YN10,陶瓷刀

(5)高速精密镗削铝合金缸套:特点:工件材料塑性极好,精密镗削,要求刀刃锋利,抗粘结性好。选择刀具:PCD,YG3X

(6)中速车削淬火钢轴:特点:要求刀具硬度高,耐磨性好耐热性好,由于是中等切削速度,易产生积屑瘤,因此选择抗粘结的涂层刀具材料(TiN涂层)或陶瓷刀具

(7)加工65HRC冷硬铸铁:特点:工件材料硬度较高,脆性大,粗加工是切削力大,要求刀具材料人性较高,同时硬度也较高,粗加工时易选择YG6A,精加工时可选CBN,Sailon陶瓷刀

3-1衡量切削变形用什么方法如何计算它们

答:剪切角φ:剪切面和切削速度方向的夹角

相对滑移ε:切削层在剪切面上的相对滑移量

厚度变形系数ξa(切削厚度压缩比Ach,长度变形系数ξL):切屑外形尺寸的相对变化量

相对滑移ε的计算:

切削厚度压缩比Ach的计算

3-2试述切削过程3个变形区和它们的特点

答:第一变形区,位于始滑移面和终止滑移面之间,主要特点是产生剪切变形

第二变形区发生于切屑底面和前刀面的接触处,主要特点是产生纤维化

第三变形区发生于以加工表面上,主要特点是产生纤维化和加工硬化。

3-3试述前角、切削速度vc和进给量对切削变形的影响规律。

答:1、刀具前角对切削变形的影响:前角增加,会使剪切角φ增加,切削变形降低。

2、切削速度对切削变形的影响:切削速度提高,变形程度越小。

3、进给量对切削变形的影响:进给量增加,会使切削厚度hD增加,摩擦系数降低,切削变形降低。

3-4试述背吃刀量ap,进给量f对切削力Fc的影响规律

答:增加背吃刀量ap,进给量f都会使切削力Fc增大,但ap和f对Fc的影响是不同的。

进给量f增加,会使切削变形降低,单位面积的切削力下降,因此,进给量增加1倍,切削力Fc只增加75%左右。

背吃刀量ap增加,不会使切削变形降低,单位面积的切削力不变,因此,背吃刀量增加1倍,切削力Fc增加1倍。

3-5试述主偏角对Fc、Fp、Ff的影响规律

答:主偏角增加,会使切削厚度HD增加,切屑变形下降,从而使切削力Fc下降。但Kr>60-75 °时,非自由切削成分增加,Fz会增大。

主偏角增加, Fp增大、Ff减小。

3-7用硬质合金车刀P10(YT15)粗车外圆,工件材料为45钢(229HBS),背吃刀

量为ap=3mm ,进给量f=\r ,切削速度vc=90m/min ,刀具几何角度γo=10°,λs=-5 °,κr=75 °,计算切削力Fc 和切削功率Pc 。

解:查表3-1、表3-2得:C Fc =2795,x Fc =1,y Fc =

k c =3777,n Fc =、k γoFc =,k κrFc =

求得切削力:

切削功率:Pc=F c v c /60×103=992×(100/60)×103=

3-8试述背吃刀量和进给量对切削温度的影响规律

答:背吃刀量aP ↑一倍→切削温度↑5%~8%

进给量f ↑一倍→切削温度↑15%~20%

因为切削温度不但和切削热的产生有关,也和切削热的传出有关,增加背吃刀量,虽然可使切削热增加,但也增加了刀屑的接触长度,改善了散热条件,因此对切削温度的影响最小,

3-10试述刀具正常磨损形式和刀具的破损形式有哪些

1、正常磨损

(1)前刀面的磨损

(2)主后刀面的磨损

(3)副后刀面的磨损

2、刀具的破损形式:切削刃崩碎、切削刃剥落、热裂、沟槽磨损、切削刃细小缺口、塑性变形

3-11简述刀具磨损的原因。高速钢刀具、硬质合金刀具在中速、高速时产生磨损是什么原因

答:刀具磨损的四个主要原因是:

一、硬质点磨损

二、粘结磨损

三、扩散磨损

四、化学磨损(氧化磨损)

高速钢在中速切削是主要产生硬质点磨损(切削温度较低),高速时由于切削温度过高,主要产生塑性变形破坏。

硬质合金车刀高速切削时,主要以扩散磨损为主;中速切削主要以粘结磨损为主;低速切削主要产生硬质点磨损和崩刃。

3-12什么叫刀具磨损标准,规定的磨损位置和数值有多大

答:以1/2背吃刀量处后刀面上的磨损带宽度VB达到正常磨损阶段的结束和急剧磨损阶段的开始时的磨损量作为刀具磨钝标准。

3-13什么叫刀具寿命

答:刀具寿命是刀具磨损达到磨钝标准时的总切削时间(min)

其它刀具寿命:

(1)规定加工条件下,按质完成额定工作数量的可靠性寿命;

(2)刀具达到磨钝标准时实际加工工件数量——一般用于精加工

(3)刀具达到规定承受冲击次数的疲劳寿命。

3-14切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损对刀具寿命有何影响

答:切削塑形材料时,随着切削变形的增加,变形抗力增大,切削力增加,切削热增加,切削温度升高,刀具的磨损增加,刀具寿命降低。

切削脆性材料时,由于形成崩碎切屑,虽然切削变形轻,但后刀面发热集中,刀具的后刀面磨损加大。

3-15确定刀具合理寿命有哪两种方法有何特点各适用在什么条件下

答:最高生产率刀具寿命:以单位时间生产最多数量产品或加工每个零件所消耗的时间为最少来衡量的刀具寿命。

特点:生产率最高

适用:生产有特殊需要或交货时间较紧的情况。

最低成本刀具寿命:以每件产品或工序的加工费用最低为原则来制定的刀具寿命。特点:生产成本最低

适用:普通机床生产,订单不紧的情况。

3-16举例说明普通硬质合金车刀、可转位硬质合金车刀和陶瓷车刀刀具寿命各是多少为什么

答:普通硬质合金车刀的寿命为60分钟,规定寿命较短,这是因为:刀具简单,制造成本低,刃磨方便

可转位硬质合金车刀的寿命为30-45分钟,规定寿命短,因为切削刃转位迅速,刀片更换简便

陶瓷车刀的寿命一般为180-240分钟,刀具寿命较长,因为陶瓷刀主要用于精加工,半精加工。

3-17用K10(YG6)车刀车削灰铸铁220HBS工件外圆,选用切削用量为vc=80m/min,ap=3mm、f=r,刀具几何角度为κr=60°,κ’r=15°。试求刀具寿命T=60min 时的切削速度v60多少在数控机床上切削速度是多少

解:查表3-4,3-5得各影响系数、影响指数分别为:

C

v =,m=,x

v

=,y

v

=

各修正系数分别为:材料修正系数为K

Mv

=

主偏角修正系数为:K

krv =,刀具材料修正系数为K

rv

=1

在数控机床上,切削速度为15m/min

3-18在下表中分别用“↑↓”或变化曲线表示各因素对切削规律的影响趋势。二、课后练习

4-1在各类切屑形状中较为理想的有哪几种

答:根据生产经验,短管状切屑、平盘旋状切屑、锥盘旋状切屑、短环形螺旋切屑等是可以接受的切屑形状。

其中理想的切屑形状为:定向流出的“C”、“6”形切屑,不超过50mm长度的短螺旋切屑。

4-4衡量材料切削加工性的指标有哪些其中根据工件材料的哪几项性能来判断加工性等级

答:衡量材料切削加工性的指标有:

1、加工材料的性能指标

2、相对加工性指标

3、刀具寿命指标

4、其他指标

(1)加工质量

(2)以单位切削力衡量:机床动力不足,工艺系统刚性差;

(3)以断屑性能衡量:自动机床,组合机床,自动线,深孔钻。

根据工件材料的以下性能判断加工性等级:硬度、抗拉强度、伸长率(塑形)、冲击韧度、导热率

4-5分析不锈钢1Cr18Ni9Ti的加工特点

答:1、不锈钢1Cr18Ni9Ti的强度、韧性较大,增加了粘结倾向,消耗功率大,。

2、易产生加工硬化,切削力大。

3、导热性低,切削温度高,刀具磨损严重;

4、塑形高,断屑困难。

5、线膨胀系数大,易产生热变形,精加工时影响尺寸精度。

6、线膨胀系数大,易产生热变形,精加工时影响尺寸精度。

4-6改善难加工材料加工性能的途径有哪些

答:

1.调整工件材料化学成分和合理进行热处理

2.合理选择刀具材料;

3.合理选择刀具几何参数,刀具表面研磨,和切削用量

4、提高工艺系统的刚性,机床功率

5.使用切削液

6.注意断屑、排屑

7.采用新的加工技术

4-7浇注切削液起什么作用

答:冷却,润滑,防锈,排屑洗涤

4-8切削液有哪几类各适用何场合

答切削液主要有:水溶性切削液和油性切削液。水溶性切削液又分为水溶液、乳化液和合成切削液。油性切削液主要有切削油和极压切削油。

水溶性切削液冷却性和排屑性好,有一定的防锈性,但润滑性差;主要用

于对加工质量要求不高,但发热量大的粗加工,或磨削加工。其中高浓度的乳化液可用于高速精加工。

油性切削液润滑性和防锈性好,排屑性和冷却性较差,主要用于低速精加工。

4-9已加工表面质量包括哪些指标

答:几何方面(Ra),表面材质的变化

1、加工硬化

2、表层残余应力

3、表层微裂纹

4、表层金相组织

5、表面粗糙度

4-10表面理论粗糙度如何计算实际粗糙度受哪些因素的影响

答:表面理论粗糙度根据已加工表面质量残留面积的高度计算。

影响实际粗糙度的因素有:

1.积屑瘤,

2.鳞刺,

3.切削过程中的变形

4.刀具的边界磨损

5.刀刃与工件相对位置的变化

4-11减小表面粗糙度要改善哪些因素

答:1、提高切削速度,降低进给量

2、增大刀具前角,合理确定后角,减小副偏角,合理使用修光刃。

3、选择抗粘结的刀具材料

4、合理使用切削液

5、调整工建材料性能

4-12试述前角、后角的作用和选择原则

答:

前角的功用:前角大小主要影响:切削变形,切削力,切削热,耐用度,散热条件。

确定原则:在保证刀具耐用度的前提下,尽量选择大的前角。

确定前角时,还应考虑:1、刀具材料的强度,韧性;2、工件材料的塑性,

脆性;3.加工条件

后角的主要功用是:减少后刀面的摩擦,提高刀具的耐用度,提高加工质量。1.增大后角,减小弹性恢复层和后刀面的接触长度;2.刀具锋利;3.在相同VB 标准时,提高刀具的耐用度。4、后角太大,降低切削部分的强度和散热条件。

确定原则是在不产生摩擦条件下尽量减小后角,主要取决于切削厚度。实际生产中应考虑:

(1)切削厚度;

(2)加工精度;

(3)工件材料的强度硬度、塑性、弹性等;

(4)工艺系统刚度

4-13主偏角、刃倾角的功用及选择原则是什么

答:主偏角的功用是:

(1)ap,f不变时,减小Kr可减轻单位长度切削刃上的负荷,散热好

金属切削原理与刀具试卷和答案

《金属切削原理与刀具》试题(1) 一、填空题(每题2分,共20分) 1.刀具材料的种类很多,常用的金属材料有工具钢、高速钢、硬质合金钢;非金属材料有金刚石、立方氮化硼等。 2.刀具的几何角度中,常用的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角 和副后角六个。 3.切削用量要素包括切削深度、进给量、进给速度三个。 4.由于工件材料和切削条件的不同,所以切屑类型有带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑四种。 5.刀具的磨损有正常磨损和非正常磨损两种。其中正常磨损有前面磨损、后面磨损 和前面和后面同时磨损三种。 6.工具钢刀具切削温度超过200度时,金相组织发生变化,硬度明显下降,失去切削能力而使刀具磨损称为相变磨损。 7.加工脆性材料时,刀具切削力集中在刀尖附近,宜取较小的前角和较小的后角。 8.刀具切削部分材料的性能,必须具有高的硬度、良好的强度和韧性、良好的耐磨性和良好的工艺性及经济性。 9.防止积削瘤形成,切削速度可采用低速或高速。 10.写出下列材料的常用牌号:碳素工具钢T8A 、T10A 、T12A ;合金工具钢9SiCr 、CrWMn ;高速工具钢W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。 二、判断题:(在题末括号内作记号:“√”表示对,“×”表示错)(每题1分,共20分)

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.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

刀具角度选用原则

刀具角度选用原则 Prepared on 22 November 2020

刀具几何角度的作用及选择原则答: 1是前角; 2是后角; 3是副偏角; 4是刀尖角; 5是主偏角; 6是副后角; 7是副前角; 8是刃倾角 名称:前角 作用:加大前角,刀具锋利,切削层的变形及前面摩擦阻力小,切削力和切削温度可减低,可抑制或消除积屑瘤,但前角过大,刀尖强度降低; 选择原则: (1)工件材料的强度、硬度低,塑性好时,应取较大的前角;反之应取较小的前角;加工特硬材料(如淬硬钢、冷硬铸铁等)甚至可取负的前角(2)刀具材料的抗弯强度及韧性高时,可取较大的前角 (3)断续切削或精加工时,应取较小的前角,但如果此时有较大的副刃倾角配合,仍可取较大的前角,以减小径向切削力 (4)高速切削时,前角对切屑变形及切削力的影响较小,可取较小前角(5)工艺系统钢性差时,应取较大的前角 名称:后角 作用:减少刀具后面与工件的切削表面和已加工表面之间的摩擦。前角一定时,后角愈锋利,但会减小楔角,影响刀具强度和散热面积。

选择原则: (1)精加工时,切削厚度薄,磨损主要发生在后刀面,宜取较大后角;粗加工时,切削厚度大,负荷重,前、后面均要发生磨损、宜取较小后角(2)多刃刀具切削厚度较薄,应取较大后角 (3)被加工工件和刀具钢性差时,应取较小后角,以增大后刀面与工件的接触面积,减少或消除振动 (4)工件材料的强度、硬度低、塑性好时,应取较大的后角,反之应取较小的后角;但对加工硬材料的负前角刀具,后角应稍大些,以便刀刃易于切入工件; (5)定尺寸刀具(如内拉刀、铰刀等)应取较小后角,以免重磨后刀具尺寸变化太大; (6)对进给运动速度较大的刀具(如螺纹车刀、铲齿车刀等),后角的选择应充分考虑到工作后角与标注后角之间的差异; (7)铲齿刀具(如成形铣刀、滚刀等)的后角要受到铲背量的限制,不能太大,但要保证侧刃后角不小于2°。 名称:主偏角 作用: (1)改变主偏角的大小可以调整径向切削分力和轴向切削分力之间的比例,主偏角增大时,径向切削分力减小,轴向切削分力增大;

金属切削原理及工具实验指导书

金属切削原理及工具 实验指导书 湖南工业大学机械工程学院

实验一 车刀几何角度的测量 一、实验目的及要求: 1. 研究车刀(直头外园车刀、弯头车刀和切断刀等)的构造。 2. 根据刀具几何角度的定义,使用车刀量角仪,按主剖现参考系和法剖面参考系测量车刀的0γ、0α、s λ、r k 、 n γ、n α等角。 3. 根据测量结果绘制车刀的角度标注图及其与工件的相关位置。 二、实验所用的设备及工具 1. 车刀量角仪。 2. 直头外园车刀、弯头车刀、切断刀、900外园车刀、螺纹车刀。 三、仪器的构造与说明: 车刀量角仪的构造如图所示 车刀的几何角度是在车刀的各辅助平面内测量的,而车刀上除法剖面以外的所有剖面均垂直于车刀的基面,因此,以工作台上平面作为车刀的基面,以大指针的量刀板平面代表各剖面,当工作台转到不同位置时,即能测出车刀各剖面内角度(包括切削平面内角度)。 测量基面内角度时,大指针量刀板代表走刀方向。 将副量角器上的小指针指着测出的刃倾角入S s 的值,这时大指针量刀板所在的平面即为车刀的法剖面,因此能测出车刀法剖面内角度。 四、车刀几何角度的测量方法和步骤 将车刀置于如图所示的矩形工作台面上,侧面紧靠定位块,测量车刀主、副切削刀上角度的顺序依次是: r k →s λ→0γ→0α→→' r k →' s λ →' 0γ→' 0α l 、主偏角r k 的测量 大小指针对零,以顺时针方向旋转矩形工作台,同时推动车刀沿刀台侧面(紧贴)前进,使主切副刃与量刀板正面密合,这时量刀板面为切削平面,则矩形工作台指针2a 指向盘形工作台上的刻度值即为主偏角r k 。 2、刃倾角s λ的测量

《金属切削原理》作业(二).

1.主剖面(正交平面标注角度参考系中三个坐标平面是指 面切削平面 ,它们之间关系为相互垂直 2.切屑形成过程实质上是工件材料的 削过程中的变形程度近似可用变形系数指标来度量。 3.外圆车削时,在刀具 6个标注角度中,对切削温度影响较大的角度是 Kr 。 4.在工艺系统刚性好的情况下,刀具有磨钝标准应规定得较 定较小的磨钝标准。 5.一般在精加工时,对加工表面质量要求高时,刀尖圆弧半径宜取较 6. 一般在精加工时,对加工表面质量要求高时,刀尖圆弧半径宜取较 7.在加工细长轴类零件时,刀具的刃倾角λs 常取为正值,这是因为λs 使背吃刀力减小。 8. 加工钢件时常选用什么牌号的硬质合金加工铸铁件时, 常选用什么牌号的硬质合金 YG3或 YG8。 9. 刃倾角的作用有改变切屑流向,影响刀尖强度; 、影响切削平稳性 , 砂轮磨损形式有磨粒变钝、磨粒溃落、表面堵塞。 10. 在切削用量三要素中, 对刀具耐用度影响最大的是、对切削力影响最大的是背吃刀量。 11.在金属切削过程中,一般衡量切削变形的方法有 和相对滑移法。 12.在硬质合金中, YG 类一般用于加工 ; YT 类硬质合金一般用于加

工钢料等塑性材料而 YW 类硬质合金它的加工范围为铸铁、钢料等塑、脆性材料 13.在切削过程中,当系统刚性不足时为避免引起振动,刀具的前角与主偏角应选大 14.确定刀具几何角度的参考坐标系有两大类:一类称为和另一类称为工作参考系。 15.刀具磨损的主要原因有: 16影响切削力的主要因素包括 17. 切削液的作用包括四方面 : 二、单项选择题: 1.切削用量 v 、 f 、 a p 对切削温度的影响程度是(C A 、 a p 最大、 f 次之、 v 最小 B 、 f 最大、 v 次之、 a p 最小 C 、 D 、 v 最大、 a p 次之、 f 最小 2.一般情况,刀具的后角主要根据(C 来选择。 A 、切削宽度 B 、切削厚度 C 、 D 、切削速度 3.刀具的选择主要取决于工件的结构、材料、加工方法和(B 。 A 、加工设备 B 、 C 、加工余量 D 、被加工工件表面粗糙度 4.在切削平面内测量的车刀角度有(A 。 A 、 B 、后角 C 、锲角 D 、前角 5.切削力主要来源于( D A 、第一变形区 B 、第二、三变形区的挤压与摩擦力

金属切削原理与刀具练习题及答案

《刀具》练习题 基本定义 一.单选题 1.磨削时的主运动是( ) A.砂轮旋转运动B工件旋转运动C砂轮直线运动D工件直线运动 2.如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM,平均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量(切削深度)应为( ) 3.随着进给量增大,切削宽度会( ) A.随之增大 B.随之减小C与其无关D无规则变化 4.与工件已加工表面相对的刀具表面是( ) A.前面B后面C基面D副后面 5.基面通过切削刃上选定点并垂直于( ) A.刀杆轴线B工件轴线C主运动方向D进给运动方向 6.切削平面通过切削刃上选定点,与基面垂直,并且( ) A.与切削刃相切B与切削刃垂直C与后面相切D与前面垂直 7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为( ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为( ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 9外圆车削时,如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心,则刀具的工作前角与标注前角相比会( ) A增大B减小C不变D不定 10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时,其工作后角( ) A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定 二填空题: 1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为_______________. 2外圆磨削时,工件的旋转运动为_______________运动 3在普通车削时,切削用量有_____________________个要素 4沿_____________________方向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度. 6正交平面参考系包含三个相互垂直的参考平面,它们是_________,___________和正交平面7主偏角是指在基面投影上主刀刃与______________的夹角 8刃倾角是指主切削刃与基面之间的夹角,在___________面内测量 9在外圆车削时如果刀尖低于工件旋转中心,那么其工作前角会___________________ 10刀具的标注角度是在假定安装条件和______________条件下确定的. 三判断题:判断下面的句子正确与否,正确的在题后括号内画”√”,错误的画”×” 1在外圆车削加工时,背吃刀量等于待加工表面与已知加工表面间的距离.() 2主运动即主要由工件旋转产生的运动.( ) 3齿轮加工时的进给运动为齿轮坯的啮合转动.( ) 4主运动.进给运动和切削深度合称为切削量的三要素.( ) 5进给量越大,则切削厚度越大.( ) 6工件转速越高,则进给量越大( )

《金属切削原理及刀具》实验报告

河南理工大学万方科技学院 金属切削原理与刀具设计 实验报告 班级 学号 姓名 机械与动力工程学院 机械制造实验室

注意事项 为了实验的顺利进行,确保学生人身安全和国家财产安全,特提出以下注意事项: (1)上实验课前必须按指导书作好预习及准备工作。 (2)除了必要的书籍和文具外,其他物品不得带入实验室。 (3)进入实验室后,应保持室内安静和整洁。不准打闹、乱扔纸屑和随地吐 痰。 (4)凡与本次实验无关的仪器设备,均不得使用或触摸。 (5)做实验时应按指导细心操作。如仪器发生故障,应立即报告指导老师, 不得自行拆修或安装软件。 (6)爱护国家财产,实验完毕应将实验仪器整理好,如损坏仪器,按有关规 定处理。 实验结束后,需在三日内上交实验报告,如有特殊情况,需向老师说明原因! 机械与动力工程学院 机械制造实验室

实验1切削力测量 1.1实验目的和要求: (1)了解切削测力仪的工作原理及测力方法。 (2)掌握切削深度、进给量对车削力的影响规律。 (3)掌握有关软件的应用。 1.2实验内容 (1)测力仪标定。 (2)切削速度、进给量一定的情况下,测量不同的切削深度下车削力的大小。 (3)切削速度、切削深度一定的情况下,测量不同的进给量下车削力的大小。 1.3实验设备、仪器和试件 CA6140车床一台 Kistler测力仪一台 计算机系统(数据分析软件)一台 1.4实验数据处理 初始条件: D=mm n=rpm ν=m/min a p=mm 1实验数据记录 记录ν、a p一定的条件下,不同的测得的切削力(如下图)。 表1.1:ν、a p一定的条件下,f对切削力的影响 序号f F x(N)F y(N)F z(N) 1 2 3 4 5 1

金属切削原理的答案整理

《金属切削原理与刀具》试题 一,填空题 1.刀具材料的种类很多,常用的金属材有、、;非金属材料有、等。(工具钢、高速钢、硬质合金;金刚石、立方氮化硼) 2.切削用量要素包括、、三个。(切削深度、进给量、切削速度 3.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 4.由于工件材料和切削条件的不同,所以切削类型有、、和四种。带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎状切屑 5.工具钢刀具切削温度超过时,金相组织发生变化,硬度明显下降,失去切削能力而使刀具磨损称为。200度相变磨损 6.刀具的几何角度中,常用的角度有、、、、 和六个。前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角、副后角 7.刀具切削部分材料的性能,必须具有、、和。高的硬度、良好的强度和韧性、良好的耐磨性、良好的工艺性及经济性。 8.YT类硬质合金的主要化学成分是Co、()和(),其中()含量越多,硬质合金硬度越高,耐热性越好,但脆性越大。TiC WC TiC 9.不同于普通的孔加工,深孔加工的主要问题有三,即:断屑和排屑、冷却和润滑以 及。导向; 10.直齿插齿刀沿其轴线方向往复运动时,切削刃的运动轨迹就象一个直齿渐开线齿轮的齿面,这个假想的齿轮为。“产形”齿轮 11.常用切削液有哪些类型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 12.外圆车削时,在刀具6个标注角度中,对切削温度影响较大的角度是()和K r. γo

13. 在工艺系统刚性好的情况下,刀具有磨钝标准应规定得较();精加工时应规定较()的磨钝标准。大小 14.使用可转位车刀生产率较高,原因是由于它减少了()及()所需的辅助时间,故特别适合于自动化生产。更换刃磨 15.主剖面(正交平面)标注角度参考系中三个坐标平面是指()、()和(),它们之间关系为()。基面正交平面主切削平面相互垂直16.在加工细长轴类零件时,刀具的刃倾角λs常取为()值,这是因为λs 使()正值背吃刀力减小 17. 磨平面和磨内孔时,应比磨外圆时选用粒度较(),硬度较(),组织较()的砂轮。大小大 18.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 19. 在金属切削过程中,在()速度加()材料时易产生积屑瘤,它将对切削过程带来一定的影响,故在()加工时应尽量避免。中塑性精 20.防止积削瘤形成,切削速度可采用或。高速;低速 21.铣削加工时,是主运动。铣削时,切削厚度a c是指。铣刀绕其轴线转动;铣刀相邻刀齿主切削刃的运动轨迹间的垂直距离 22.蜗轮滚刀切削刃切削蜗轮时,模拟着与蜗轮的啮合过程。蜗轮滚刀采用切向进给方式切削蜗轮,要求机床有专用附件。工作蜗杆;切向刀架 23.一般在精加工时,对加工表面质量要求高时,刀尖圆弧半径取较()。大二,判断题 1.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。 V 2.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。X 3.切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高,脆性降低,使断屑形成了内在的有 利条件。X

金属切削原理及金属切削刀具A

. 四川建筑职业技术学院2004年秋期期末考试 《金属切削原理及刀具》试卷(A 卷) 一、 填空题:在下列各题的空格中填上正确的文字及其有关符号(每题4分,共60分) 1.车削的主运动是______________,钻削的主运动是 ______________;磨削的主运动是______________。 2.标柱刀具静态角度的静态坐标系包括:(1)____________,(2)____________,测量平面有(1)_________,(2)_________,(3)_________,(4)_________。 3.刀具的前角γo 是在_________平面内测量的_________与_________之间的夹角。 4.表示切削变形程度的方法有:(1)___________________________,(2)__________________,(3) __________________。 5.切屑的类型有以下四种:(1)__________________,(2)__________________,(3)__________________,(4)__________________。 6.工件加工表面质量的指标包括:(1)_________________ (2)__________________,(3)__________________。 7.切削热的产生是切削过程中______________________转换而成的,切削温度是__________和__________综合结果。 8.刀具磨损的主要原因有:__________、__________、 __________、__________等。 9.影响刀具磨损的切削量中,影响最大的是__________,影响最小的是__________,所以选择切削用量时应首先选择尽可能大的__________________。 10.切削液的种类有(1)________切削液,其主要作用是_______,(2)________切削液,其主要作用是_______。 11.刀具材料要求具备的性能有:(1)_______、(2)_______、(3)_______、(4)_______、(5)_______、(6)_______等。 12.硬质合金刀具有以下几类:(1)_______、(2)_______、(3)_______、(4)_______。 13.砂轮的性能参数包括:(1)_______、(2)_______、 (3)_______、(4)_______、(5)_______和(6)_______。 14.磨削过程包括三个阶段:(1)_______阶段、(2)_______阶段和(3)_______阶段。 15.圆周铣削的铣削方式有_______铣和_______铣。端面铣的铣削方式有 班级 姓名 学号

金属切削原理与刀具 (1)

一、选择题 1、在工艺系统刚性很好时,加工硬度高的材料时,为提高刀具强度和寿命,应选取较(B)主偏角。 A、大 B、小 C、中等 2、切削塑性材料与脆性材料相比,刀具的前角应(B) A、减小 B、增大 C、不改变其大小 3、麻花钻的(C)产生的轴向力最大。 A、主切削刃 B、副切削刃 C、横刃 4、在其它条件相同的情况下,进给量增大则表面残留面积高度(A) A、随之增大 B、随之减小 C、基本不变 D、先小后大 5、切削用量选择的一般顺序是(A) A、a p—f—v c B、a p—v c—f C、v c—f—a p D、f—a p—v c 6、一般只重磨前刀面的刀具有(C) A、麻花钻、尖齿成型铣刀、圆柱铣刀。 B、尖齿成型铣刀、圆柱铣刀、成形车刀。 C、成形车刀、铲齿成形铣刀、拉刀。 D、铲齿成形铣刀、拉刀、铰刀。 7、圆柱孔拉刀的齿升量是相邻两刀齿(或两组切削齿)的(B)。 A、直径差 B、半径差 C、齿距差 8、既能车削外圆又能车削端面和倒角的车刀是(C) A、90°偏刀 B、尖头车刀 C、45°弯头车刀 D、75°偏刀 9、W6Mo5Cr4V2是下列哪一类刀具材料(D)。 A、钨系高速钢 B、硬质合金 C、合金工具钢 D、钨钼系高速钢 10、标准麻花钻的前角从外缘向钻心逐渐(D) A、增大 B、先减少后增大 C、先增大后减少 D、减少 11、下列四种结合剂中,适用于金刚石砂轮的结合剂是(D) A、陶瓷结合剂 B、树脂结合剂 C、橡胶结合剂 D、金属结合剂 12、外圆车削时的径向切削力又称为(C) A总切削力B、切削力C、背向力D、进给力 13、平行于铣刀轴线,测量的切削量尺寸是(B)

第一章金属切削原理

第一章金属切削原理 一、单项选择题 1.切削铸铁工件时,刀具的磨损部位主要发生在() A.前刀面 B.后刀面 C.前、后刀面 D.前面三种情况都可能 2.影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是( ) A.主偏角 B.前角 C.副偏角 D.刃倾角 3.粗车碳钢工件时,刀具的磨损部位主要发生在( ) A.前刀面 B.后刀面 C.前、后刀面 D.前面三种情况都可能 4.钻削时,切削热传出途径中所占比例最大的是( ) A.刀具 B.工件 C.切屑 D.空气介质 5.车削时切削热传出途径中所占比例最大的是( ) A.刀具 B.工件 C.切屑 D.空气介质 6.对铸铁材料进行粗车,宜选用的刀具材料是( ) A.YT15(P10) B.YT5(P30) C.YG3X(K01) D.YG8(K20) 7.下列刀具材料中,强度和韧性最好的是( ) A.高速钢 B.YG类硬质合金 C.YT类硬质合金 D.立方氮化硼 8.任何一种机床必定有,且通常只有一个( ) A.主运动 B.进给运动 C.简单成形运动 D.复合成形运动 9.ISO标准规定刀具的磨钝标准是控制( ) A.沿工件径向刀具的磨损量 B.后刀面上平均磨损带的宽度VB C.前刀面月牙洼的深度KT D.前刀面月牙洼的宽度 10.一般当工件的强度、硬度、塑性越高时,刀具耐用度( ) A.不变 B.有时高,有时低 C.越高 D.越低 11.下列刀具材料中,适宜制造形状复杂的机用刀具的材料是: A.碳素工具钢 B.人造金刚石 C.高速钢 D.硬质合金 12.精车碳钢工件时,刀具的磨损部位主要发生在( ) A.前刀面 B.后刀面 C.前、后刀面 D.前面三种情况都可能 13.滚切或插削钢质齿轮时,一般( ) A.不用切削液 B.用极压切削油 C.用水溶液 D.用低浓度乳化液 14.磨削加工时一般采用低浓度的乳化液,这主要是因为( ) A.润滑作用强 B.冷却、清洗作用强 C.防锈作用好 D.成本低 15.对下述材料进行相应热处理时,可改善其切削加工性的是( ) A.对高碳钢进行球化退火处理 B.对中碳钢的淬火处理 C.对中碳钢进行渗碳处理 D.对低碳钢进行时效处理 16.在机床——工件——夹具——刀具所组成的工艺系统刚性不足时,下列哪个力是造成振动的主要因素?() A.主切削力 B.背向力 C.进给力 D.三者的影响程度相同 17.生产中用来衡量工件材料切削加工性所采用的基准是( ) A.切削退火状态下的45钢,切削速度为60m/min时的刀具耐用度 B.切削正火状态下的45钢,刀具工作60min时的磨损量

实验一_刀具几何角度的测量

实验一 刀具几何角度的测量 一、实验目的: 1.学习测量车刀几何角度的方法及仪器使用。 2.加深对车刀几何角度的定义和理解。 二、实验内容和要求 1.使用车刀量角台,测量给定外圆车刀的前角γo 、后角α 0 、主偏角K r 和副偏角'r K ,并将测量结果记入实验报告;了解刃倾角λs 定义和作用。 2.每人测两把车刀,切断刀和外圆各一把。 ⒊ 根据测量结果,绘制车刀简图,并回答问题。 三、仪器及工具 图1 BR-CLY 车刀量角仪 87 摇 臂 轴定位螺钉序号 名 称 车 刀 量 角 台 序号 名 称 底 盘支 脚小 刻 度 盘工 作 台导 条小 指 针指 针转 动 轴螺 钉 螺 钉 轴大 刻 度 盘大 指 针升 降 螺 母滑 体立 柱定 位 块

2、所配车刀规格: 配四把车刀:400车刀(车外圆、平端面、倒角)、900车刀(精车刀、车外圆、平端面)、750车刀(精车刀、车外圆、平端面)、切断刀(切断、切槽)。精度:7~8级左右 四、车刀量角台结构介绍与测量方法 l.量角台的主要测量参数及其范围 车刀量角台能够测量主剖面和法剖面内的前角、后角、主偏角、副偏角及刃倾角。 测量范围:前角测量范围0-45度后角测量范围0-30度 刃倾角测量范围0-45度主(副偏测量范围0-45度。 外形尺寸(㎜) 185×250×240 2.车刀量角仪的使用方法(以40°外圆车刀为例) (1)测量主偏角:主偏角是在基面上测量的主切削刃与车刀进给方向之间的夹角。测量时,车刀放在工作台上,用刀台的侧面和底面定位。此时刀台底面表示基面,刀台侧面表示车刀轴线,量刀板正面表示车刀进给方向。以顺时针方向旋转矩形工作台,同时推动车刀沿刀台侧面(紧贴)前进,使主切削刃与量刀板正面密合。此时工作台指针指向盘形工作台上的刻度值即为主偏角。(如图所示)

《金属切削原理与刀具》课程教案

《金属切削原理与刀具》课程教案

《金属切削原理与刀具》课程授课教案 课次一:绪论 0.1 机械制造过程分析 机械是由零件、组件、部件等组成的,因而一台机器的制造过程包含了从零件,部件加工到整机装配的全过程。这一过程可以用图4-1所示的系统图来表示。

图4-1 机械制造过程的构成 首先,从图中可以看出机器中的组成单元是一个个的零件。它们都是由毛坯进过相应的机械加工工艺过程变为合格零件的,在这一过程中要根据零件的设计信息制订每一个零件的适当的加工方法。加工成在形状、尺寸、表面质量等各方面都符合加工使用要求的合格零件。 其次,要根据机器的结构和技术要求,把某些零件装配成部件。部件是由若干组件、套件和零件在一个基准上装配而成的。部件在整个机器中能完成一定的、完整的功能。这种把零件和组件、套件装配成部件的过程称为部装过程。部装过程是依据部件装配工艺,应用相应的装配工具和技术完成的。部件装配的质量直接影响整个机器的性能和质量。 最后在一个基准零部件上把各个部件、零件装配成一个完整的机器。我们把零件和部件装配最终机械产品的过程为总装过程。总装过程是依据总装工艺文件进行的。在产品总装后,还要经过检验、试车、喷漆、包装等一系列辅助过程最终形成合格的产品。 0.2 机械加工工艺系统与金属切削加工 从机械制造的整个过程来看,机器的最基本组成单元为零件,也就是首先要制造出

合格的零件,然后组装成部件,再由零、部件装配成机器。因此,制造出符合要求的各种零件是机械加工的主要目的,而机械加工中绝大部分材料是金属材料,故机械加工主要是对各种金属进行切削加工。 零件的表面通常是几种简单表面如平面、圆柱面、圆锥面、球面、成形表面等的组合,而零件的表面是通过各种加工方法得到的,其中在金属切削机床上利用工件和刀具彼此间协调的相对运动切除被加工零件多余的材料,获得符合要求的尺寸精度和表面质量的这种加工方法称为金属切削加工。与其他金属加工方法相比具有如下特点: 1. 2. 3. 因此金属切削加工常作为零件的最终加工方法,它需要用金属切削刀具直接对零件进行加工,它们之间要有确定的相对运动和承受很大的切削力,必须在金属切削机床上进行加工,零件和刀具需通过机床夹具和刀架与机床可靠的联接,带动它们做相对的运动,实现切削加工,这种由金属切削机床、刀具、夹具和工件(被加工零件的总称)构成的机械加工封闭系统称为机械加工工艺系统(如图4-2所示),其中金属切削机床是加工机械零件的工作机械,起支承和提供动力作用;刀具起直接对零件进行切削加工作用;夹具用来对零件定位和夹紧,使之有正确的加工位置。本章就围绕机械加工工艺系统四个组成部分进行分析,阐述机械零件加工的整个过程。 图4-2 0.3 我国切削加工技术发展概况 切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法。它加工的零件能获得较高的尺寸精度与表面质量,是机械制造业中最基本的加工方法,在国民经济中占有重要地位。 我国古代切削加工方面有着光辉的成就。公元前二千多年青铜器时代已出现了金属切削的萌芽。当时青铜刀、锯、锉等已经类似于现代的刀具。春秋中晚期,有一部现存最早的工程技术著作《考工记》上面介绍了木工、金工等三十个专业技术知识。书中指出:“材美工巧”是制成良器的必要条件。“材美”是指用优良的材料,“工巧”则是指采用合理的制造工艺。由大量出土文物与文献推测,最迟在8世纪(唐代)我国已有了原始的车床。 公元1668年(明代)加工2m直径的天文仪器铜环,其外径、内孔、平面及刻度的精度与表面粗糙度均已达到相当高的水平。 近代历史中,由于封建制度的腐败和帝国主义的侵略,我国机械工业非常落后。 新中国成立以来,我国切削加工技术得到飞速的发展。50年代起广泛使用了硬质合金,推广高速切削、强力切削、多刀多刃切削,兴起了改革刀具的热潮。80年代后,在改革开放的新阶段,机械行业从引进国外的先进技术中得到了进一步发展,在与国际学术组织、专家学者的交流活动中,促进了我国切削技术水平的进一步提高,并正在努力

金属切削原理及刀具

涂层技术对刀具磨损的影响及其发展趋势 陈君(G机械091 220911104) (淮海工学院连云港222005) 摘要:磨损是影响生产效率、加工成本和加工质量的重要问题,所以为了解决这一问题涂层 技术的发展就尤为重要。涂层技术起源于上个世纪的五、六十年代;特别是近30年来,刀具涂层技术迅速发展,使得涂层刀具得到了广泛应用。随着涂层技术迅速发展,它已成为解决刀具磨损的有效方法并且在很大程度上影响刀具的寿命。所以说对刀具进行涂层是机械加工行业前进道路上的一大变革。 关键词:涂层技术刀具磨损发展趋势 The Influence of Tool Wear and Its Development Trend for Coating Technology CHEN Jun (Huaihai Institute of Techology,Lianyungang,222005) Abstract:Wear is the important impact for the production efficiency, processing cost and processing quality of the important problem, so in order to solve this problem the development of coating technology, is important. Coating technology originated in the last century 5, 6 s; Especially for nearly 30 years, the cutting tool coating technology rapid development, make coated tools to a wide range of applications. With the rapid development of coating technology, it has become a effective method to solve the tool wear and significantly impact on the life of cutting tools. So say to coating is of tool machine processing industry on the road of advance a big change. Key words:Coating technology Tool wear Development trend 0 前言 人类社会已经迈入21世纪,科学技术得到了前所未有的发展。在机械加工中金属切削技术是其重要组成部分,并且随着科技的发展越发显示出它在机械加工中的核心地位。目前,切削加工约占整个机械加工工作量的

金属切削原理与刀具习题及答案全精编

一.单选题 1.磨削时的主运动是( a ) A.砂轮旋转运动 B工件旋转运动 C砂轮直线运动 D工件直线 运动 2.如果外圆车削前后的工件直径分别是100CM和99CM,平均分成两次进刀切完加工余量,那么背吃刀量(切削深度)应为( c ) 3.随着进给量增大,切削宽度会(c ) A.随之增大 B.随之减小 C与其无关 D无规则变化 4.与工件已加工表面相对的刀具表面是( d ) A.前面 B后面 C基面 D副后面 5.基面通过切削刃上选定点并垂直于( c ) A.刀杆轴线 B工件轴线 C主运动方向 D进给运动方向 6.切削平面通过切削刃上选定点,与基面垂直,并且( a ) A.与切削刃相切B与切削刃垂直 B.C与后面相切D与前面垂直 7能够反映前刀面倾斜程度的刀具标注角度为 ( c ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 8能够反映切削刃相对于基面倾斜程度的刀具标注角度为 ( d ) A主偏角B副偏角C前角D刃倾角 9外圆车削时,如果刀具安装得使刀尖高于工件旋转中心,则刀具的工作前角与标注前角相比会( a ) A增大B减小C不变D不定 10切断刀在从工件外表向工件旋转中心逐渐切断时,其工作后角( b ) A逐渐增大B逐渐减小C基本不变D变化不定 二填空题: 1工件上由切削刃形成的那部分表面,称为_过渡表面______________. 2外圆磨削时,工件的旋转运动为_____进给运动__________运动 3在普通车削时,切削用量有_____________)三________个要素 4沿__________主刀刃___________方向测量的切削层横截面尺寸,称为切削宽度.

《金属切削原理》作业(一)答案

《金属切削原理》作业(一)答案 《金属切削原理》作业(一) 一、填空题: .刀具材料的种类很多,常用的金属材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金;非金属材料有陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。 金属及非金属。(√) .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。(√) .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。(√) .刀具磨钝标准表中,高速钢刀具的值均大于硬质合金刀具的值,所以高速钢刀具是耐 磨损的。(×) .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。(√)

.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。(√) .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°夹角滑移的过程。(√) .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。(×) .切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高,脆性降低,使断屑形成了内在的有利条件。(×) (√) .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。(×) 三、选择题(将正确答案填在空格内) .在中等背吃刀量时,容易形成“”形切屑的车刀卷屑槽宜采用。 、外斜式、平行式、内斜式)

.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 .切削过程中,车刀主偏角κ增大,切削力。 、增大、不变、减小 .前刀面上(刀屑间)的磨擦是() 、外磨擦、内磨擦、内磨擦与外磨擦兼有之 .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 .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、后刀面、月牙洼深度 .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 .车削时为降低表面精糙度,可采用()的方法进行改善。

金属切削原理与刀具第版课后习题答案

第一章:刀具几何角度及切削要素 1-1 车削直径80mm ,长200mm 棒料外圆,若选用ap=4mm ,f=0.5mm ,n=240r/min ,试计算切削速度vc ,机动切削时间tm ,材料去除率Q 是多少? 答:切削速度 机动时间 材料去除率Q 1-2 正交平面参考系中参考平面pr ,ps ,po 及刀具角度γo ,αo ,κr ,λs 如何定义? 答:基面pr :过切削刃上选定点,平行或垂直与刀具上的安装面(轴线)的平面 切削平面Ps :过切削刃上选定点,与切削刃相切并垂直于基面的平面 正交平面po :过切削刃上选定点,同时垂直于基面和切削平面的表面 前角γo :在正交平面中测量的,基面和前刀面的夹角 后角αo :在正交平面中测量的,切削平面和后刀面的夹角,主偏角κr :在切削平面中测量的,切削刃和进给运动方向的夹角。 刃倾角λs :在切削平面中测量的,切削刃和基面的夹角。 1-3法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同?在什么情况下, γo= γn 答:法平面参考系和正交平面参考系的相同点:都有基面和切削平面。不同点:法平面参考系的法平面是过切削刃选定点垂直于切削刃的表面,法平面不一定垂直于几面;正交平面参考系中的正交平面是过切削刃选定点同时垂直于切削min /32.601000240801000m dn v c =??== ππmin /12064032.605.0410*******mm fv a Q c p =???==

平面和基面的表面。 刀具角度定义的相同点为:都有偏角,刃倾角。不同点是:法平面参考系中定义前角和后角分别为法平面中测量的法前角和法后角;而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。 只有当刀具的刃倾角为0时,γo= γn 1-4假定进给工作平面pf,背平面pp,假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的?在什么情况下γf= γo,γp= γo 答:假定工作平面Pf:过切削刃选定点,平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面 背平面Pp:过切削刃上选定点,同时垂直于假定工作平面和基面的平面。 假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角,在假定工作平面Pf中测量的侧前角和侧后角,背平面Pp中测量的背前角和背后角。 当刀具的主偏角为90度时,γf= γo,当刀具的主偏角为0度时γp= γo 1-6 poe系平面poe,pse,pre及工作角度γoe,αoe,κre,λse如何定义?答:工作基面pre:过切削刃上选定点,垂直于合成切削速度的平面。 工作切削表面pse:过切削刃上选定点,和切削刃相切并垂直于工作基面的平面。 工作正交表面poe:过切削刃上选定点,同时垂直于工作基面和工作切削表面的平面。 γoe,αoe:在工作正交表面中测量的前刀面和工作基面的夹角为γoe,

金属切削原理与刀具考试题库

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,常用的金属材料有碳素工具钢、高速钢、硬质合金;非金属材料有金刚石、立方氮化硼等。 3.切削用量要素包括切削速度、进给量、切削深度三个。 4.切屑类型有带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑四种基本态。这通过切削速度、切削深度、刀具前角等可加以控制。 5.刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有前刀面磨损、后刀面磨损和前后刀面同时磨损三种。 6.防止积削瘤形成,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类。采用硬质合金刀具时,由于刀具红硬性,故一般不使用切削液。 8.乳化液主要起冷却作用,油溶液主要起润滑作用。 9.切削液的作用有____冷却作用______、____润滑作用_____、__防锈作用____和__清洗和排屑作用____等。 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F Z、 F X和 F Y,在一般情况下, F Z、 F Y、 F X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横处;钻头最易磨损部位是在刀尖处。钻削加工时轴向力主要是由横刃产生。 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。()× 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

金属切削原理及刀具期末测试1答案

《金属切削原理及刀具》期末测试1答案 一、填空。(每空1分,,共20分) 1. k 钨钴类 2. 工作基面 工作切削平面 工作正交平面 3. 第一变形区 第二变形区 第三变形区 4. 带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑 5. 切削力c F 、背向力p F 和进给力f F 6. 常磨损阶段和急剧磨损阶段 7. 常温硬度、高温硬度。 8. 内孔车刀 二、是非题。(正确的在括号内画√,错的画×,每题1分,,共20分) 1. (√) 2. (×) 3. (√) 4. (√) 5. (√) 6. (×) 7. (×) 8. (√) 9. (×) 10. (√) 11. (×) 12. (√) 13. (×) 14. (√) 15. (×) 16. (√) 17. (×) 18. (√)

19. (√) 20. (×) 三、概念题。(每题4分,共20分) 1. 刀具的工作角度:刀具在工作时的实际切削角度,即在考虑刀具的具体安装情况和运动影响的条件下而确定的刀具角度。 2. 法向力即为克服切削层金属的塑性变形和弹性变形所施加的正压力,切向力即为克服刀具前刀面上的摩擦力。 3. 切削时,切屑、工件材料中含有的一些硬度极高的微小的硬质点(如碳化物、氮化物和氧化物等)以及积屑瘤碎片等,可在刀具表面刻划出沟纹,这就是硬质点磨损。 4. 一把新刀从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止总的切削时间,或者说是刀具两次刃磨之间总的切削时间称为刀具耐用度,用符号T 表示,单位为min 。 5. 刀具切削刃形状决定于工件轮廓形状的刀具,称为成形刀具。 四、简答。(本题40分,每题5分,共8题) 1. 答: 积屑瘤对切削过程有积极的影响,也有消极的影响。 (1)保护刀具 积屑瘤一旦形成,它便代替切削刃和刀具前面进行切削。于是,切削刃和刀具前面都得到积屑瘤的保护,从而减少了刀具磨损。 (2)增大前角 增大了刀具的实际前角,当积屑瘤最高时,刀具前角 o γ可达30°左右,从而减小了切 屑变形,降低了切削力。 (3)增大切削厚度 积屑瘤前端伸出于切削刃外,伸出量为D h ?,由于有积屑瘤时的切削厚度比没有积屑瘤时的切削厚度增大了D h ?,因而影响了工件的加工尺寸。 (4)增大已加工表面粗糙度 积屑瘤的产生与大小是周期性变化的。积屑瘤的周期性变化对工件的尺寸精度和表面质量影响较大,所以在精加工时应避免积屑瘤的产生。 2.答: 工件材料强(硬)度增高.即工件材料的剪切屈服强度增大,切削力呈正比例增大,但

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