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刀具复习题库

1、切削加工的定义是使用切削工具从毛坯上切除多余的材料，从而获得具有一定[形状]、[精度]和[表面质量]的零件。

2、切削加工：

使用切削工具从毛坯上切除多余的材料，从而获得具有一定形状、精度和表面质量的零件。

3、实现切削过程必须具备的三个条件是刀具与工件之间具有[相对运动]、刀具具有一定的[几何形状]、刀具材料具备[切削性能]。

4、简述实现切削加工必备的三个条件。

答：

1）刀具与工件之间的相对运动；

2）刀具具有一定的空间几何形状；

3）满足切削需要的刀具材料性能。

5、切削运动包括[主运动]和[进给运动]。

6、简述主运动和进给运动的特征。

答:

主运动特点：

速度最高、消耗功率最大、回转或直线运动、连续或往复运动、只有一个

进给运动特点：

速度低、消耗功率小、回转或直线运动、连续或间歇运动、可能不止一个（拉削无）

7、主运动：

使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动称为主运动。

8、切削加工中工件上存在的三个表面是[待加工表面]、[已加工表面]、[过渡表面]。

9、在图中标出待加工表面、过度表面和已加工表面。

10、在图中标出加工的主运动和进给运动。

11、切削用量三要素是[切削速度v]、[进给量f]、[被吃刀量ap]。

12、在图中标出切削速度v、进给量f、背吃刀量ap。

13、刀具由[切削]部分和[装夹]部分组成。

14、在图中标出前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、过渡刃。

15、标注角度：

标注角度是图纸上标注的角度是刃磨角度是静态角度。

16、标注参考系是用来定义刀具[标注]角度的参考系，以刀具结构为基础，建立在刀具假定[安装位置]和假定[切削运动]基础上；工作参考系是用来定义刀具[工作]角度的参考系，建立在刀具[实际]安装位置和[实际]切削运动基础上。

17、车刀标注参考系的假定条件是进给运动只考虑[方向]，不考虑大小（即不考虑合成切削运动）、刀刃上选定点与[工件中心]等高刀杆与工件轴线[垂直]。

18、简述车刀标注参考系的假定条件。

答：

进给运动只考虑方向，不考虑大小（即不考虑合成切削运动）；

刀刃上选定点与工件中心等高；

刀杆垂直工件轴线。

19、在图中标出基面、切削平面、正交平面、法平面、背平面和假定工作平面。

20、正交平面参考系中的六个独立角度是[λs]、[γo]、[κr]、[αo]、[κr']、[αo']。

21、正交平面参考系中常用的三个派生角度是[βo（楔角）]、[ψr（余偏角）]、[εr（刀尖角）]。

22、在图中标出前角、后角、主偏角、刃倾角、副偏角、副后角。

23、在图中标出楔角、余偏角、刀尖角。

24、切削中，切屑流出的刀面是[前刀面]，与工件上[过渡表面]表面对应的刀面是后刀面，与工件上已加工表面对应的刀面是[副后刀面]。

25、主切削刃由[前]刀面和[后]刀面相交而成，副切削刃由[前]刀面和[副后]刀面相交而成，过渡刃位于[主切削刃]和[副切削刃]相交处。

26、在工作参考系与标注参考系中完全重合的坐标平面是[法平面]。

27、切槽时，由于进给运动的影响，刀具的[前]角增大，[后]角减小。

28、当刀具的工作后角小于等于0度时，刀具丧失[切削]能力。

29、在车床上用前角为10度，后角为6度，主偏角为90度，刃倾角为0度，副偏角为1.5度，副后角为2度的切断刀切断直径为40mm的工件，进给量为1.5mm/r，主轴转速为80r/min，背吃刀量为5mm，计算剪断芯柱的直径。

30、车削螺纹时，由于进给运动的影响，螺纹刀左侧刃前角变[大]后角变[小]，右侧刃前角变[小]后角变[大]。

31、在车床上用主偏角90度，副偏角1度，前角15度，后角7度，刃倾角0度，副偏角1度，副后角3度的切断刀切断直径50mm棒料，刀刃安装高于工件中心0.4mm，计算切断后端面留下的剪断芯柱直径。

32、切断时，切削刃低于工件中心会导致，工作前角变[小]，工作后角变[大]。

33、切削层：

工件上正被刀具切削着的一层金属

34、切削层参数是[切削层公称厚度]、[切削层公称宽度]、[切削层公称面积]。

35、在图中标出切削层参数。

36、切削方式可根据切削刃形状分为[自由]切削和[非自由]切削，也可根据刃倾角分为[直角]切削和[斜角

]切削。

37、自由切削：

一条直线切削刃参加切削二维切削（变形发生在平面内）。

38、非自由切削：

曲线切削刃或多条直线切削刃参加切削三维切削（变形发生在立体空间）。

39、工作角度：

工作角度是刀具在实际工作状态下的角度是动态角度。

40、进给运动：

使主运动能够继续切除工件上多余金属，以便形成工件表面的运动称为进给运动。

41、简述刀具材料应具备的性能。

答：

1）高硬度和耐磨性

2）足够的强度和韧性

3）高耐热性

4）良好的热物理性能和耐热冲击性能

5）良好的工艺性

6）经济性

42、刀具材料可分为工具钢、[硬质合金]、[陶瓷]、[超硬材料]，其中工具钢包括[碳素工具钢]、[合金工具钢]、[高速钢]。

43、低速手用工具使用[碳素工具钢]制作，低速机用工具使用[合金工具钢]制作。

中速机用工具使用[高速钢]制作，高速机用工具使用[硬质合金]制作。

44、[硬质合金]由高硬度、高熔点的重金属[碳化物]（WC、TiC、TaC钽、NbC铌）粉末和金属[结合剂]（Co、Ni）粉末冶金而成。

45、刀具涂层按层数可分为[单涂层]和[多涂层]，按厚度可分为[纳米涂层]和[微米涂层]，按作用可分为[硬涂层]和[软涂层]。

46、[错]涂层刀具可以焊接和刃磨。

（判断题）

47、陶瓷刀具材料可分为[高纯氧化铝]陶瓷、[复合氧化铝]陶瓷、[复合氮化硅]陶瓷

48、超硬刀具材料包括[金刚石]和[立方氮化硼]。

49、[错]金刚石车刀适合精车淬硬钢。

（判断题）

50、切屑的形成过程依次为[弹性变形]、[塑性变形]、[挤裂]、[切屑]。

51、简述切削塑性材料时的三个变形区及其变型特征。

答：

第一变形区，切削层内的剪切滑移塑性变形区，剪切滑移；

第二变形区，切屑底层受到前刀面挤压摩擦的塑性变形区，内摩擦、外摩擦变形；

第三变形区，已加工表面受到后刀面挤压摩擦的塑性变形区，摩擦变形。

52、在图中标出三个变形区的位置。

53、剪切角：

第一变形区简化成的剪切面与切削速度的夹角。

54、[错]剪切角可以采用麦钱特公式或李和谢弗公式进行精确计算。

（判断题）

55、切屑与前刀面的接触区分为粘结区和滑动区，粘结区的是[内]摩擦，滑动区是[外]摩擦，其中[内]摩擦大于[外]摩擦。

56、内摩擦的实质是[切屑底层的滑移变形]。

57、简述积屑瘤的成因及预防措施。

答：

切削塑性金属，形成连续切屑，切屑底层与前刀面粘结形成滞留层；

抑制措施

1）预热处理，减小工件塑性

2）增大刀具前角γo≥35°，积屑瘤基础不能形成

3）减小f，减小前刀面正压力，避免冷焊发生

4）改变v，避开积屑瘤生长区间（HSS低速宽刀精车Y高速精车）

5）采用加热切削或低温切削

6）使用润滑性能好的切削液，破坏冷焊条件

58、简述积屑瘤的利弊及其对粗精加工的影响。

答：

利：

保护刀刃（稳定的积屑瘤）

增大前角为30°左右

弊：

过切

引起振动，已加工表面质量下降

磨损刀具

弊大于利，稳定的积屑瘤对粗加工有利，对精加工不利

59、衡量切屑变形的参数中[相对滑移]更能反映变形的真实情况，[变形系数]更容易实际测量。

60、简述切屑的类型及其切削特征。

答：

1）带状切屑，切削特征：

切削力平稳表面粗糙度小

2）挤裂切屑，切削特征：

力的波动较大表面粗糙度高

3）单元切屑，切削特征：

力的波动更大粗糙度更高有鳞刺出现

4）崩碎切屑，切削特征：

力的波动最大表面凸凹不平易破坏刀具对机床不利

61、切屑的类型有[带状]切屑、[挤裂]切屑、[单元]切屑、[崩碎]切屑，产生[带状]切屑时加工精度最高，切削脆性材料产生[崩碎]切屑。

62、切削力：

切削过程中作用在工件或刀具上的力

63、简述切削力的来源。

答：

来源

克服被加工材料对弹性变形的抗力

克服被加工材料对塑性变形的抗力

克服切屑对前刀面、过渡表面和已加工表面对后刀面的摩擦

64、切削塑性材料时切削力来源于[弹性]抗力、[塑性]抗力、[切屑]与前刀面的摩擦力、[过渡表面]与后刀面的摩擦力。

65、切削热产生于剪切面的[变形]功、切屑与前刀面接触区[变形]功和[摩擦]功、后刀面与过渡表面接触区[变形]功和[摩擦]功。

66、简述切削热的传散途径及其对加工的影响。

答：

切屑：

对加工无影响

工件：

热变形，影响加工精度和表面质量

刀具：

加剧刀具磨损，热变形影响加工精度

周围介质（空气、切削液）：

对加工无影响

67、切削热的传散途径有[切屑]、[刀具]、[工件]、[周围介质]。

68、简述温度场的分布。

答：

1）剪切面上各点温度基本一致

2）温度最高点在前刀面上距离切削刃较近处

3）剪切区域内，垂直剪切方向的温度梯度较大

4）垂直前刀面的切屑底层温度梯度大

5）后刀面上和工件接触区较短，受到一次热冲击

6）不同材料温度分布有区别

7）工件导热系数低，刀具前后刀面温度高

69、切削温度的高低取决于[产生]热量和[散失]热量的平衡。

70.切削塑性材料时，刀具上温度最高处位于[前刀面]上接近[切削刃]处，切削脆性材料时切削温度最高处位于[后刀面]上[切削刃]处。

71.切削用量中，对切削温度的影响程度依次为[切削速度]大于[进给量]大于[背吃刀量]。

72.刀具的失效形式包括[磨损]和破损，破损又可分为[塑性]破损和[脆性]破损。

73.刀具的磨损形态分为[前刀面]磨损、[后刀面]磨损、[边界]磨损。

74.刀具磨损的原因有[机械]磨损、[粘结]磨损、[扩散]磨损、[热电]磨损、[化学]磨损。

其中[扩散]磨损通过[粘结]磨损表现出来，[热电]磨损会促进[扩散]磨损。

75.刀具磨损的过程分为[初期磨损]阶段、[正常磨损]阶段、[急剧磨损]阶段。

76.耐用度：

刃磨后的刀具从开始使用到达到磨钝标准为止所使用的纯切削时间

77.最高生产率耐用度比最低成本耐用度[小]，正常生产中应采用[最低成本]耐用度。

78.切削用量对刀具耐用度的影响依次为[切削速度]大于[进给量]大于[背吃刀量]。

79.已加工表面的形成经历了[撕裂]、[挤压变形]、[弹性恢复]和[摩擦]的过程。

80.表面质量涵盖表面[几何学]和表面[材质]两个方面的问题。

81.已加工表面质量的衡量指标有表面[粗糙度]、表面加工[硬化]程度和[硬化层]深度、[残余应力]的大小和分布。

82.由于刀具几何形状和切削运动形成的粗糙度称为[理论]粗糙度。

83.有一刀尖圆弧半径为零的75°外圆车刀，其副偏角Kr'=15°，当切削速度v＝30m/min，进给量f=0.8mm/r，背吃刀量ap=1mm时，求主偏角Kr及其残留面积高度。

84.形成鳞刺的四个阶段是[抹拭]、[导裂]、[层积]、[切顶]。

85.已加工表面的加工硬化可以用[硬化]程度或[硬化层]深度来衡量。

86.已加工表面的残余应力分为[压]应力和[拉]应力。

其中[压]应力可以提高疲劳强度。

87.残余应力产生的原因有塑性变形引起的[压]应力，切削温度引起的[热]应力，金相改变引起的[体积]应力。

88.灰铸铁、白口铁、球墨铸铁、马口铁中按切削加工性从难到易依次为[白口铁]、[马口铁]、[灰铸铁]、[球墨铸铁]。

89.索氏体、片状珠光体、铁素体、球状珠光体、马氏体、回火马氏体、渗碳体中按从难到易依次为[铁素体]、[球状珠光体]、[片状珠光体]、[索氏体]、[回火马氏体]、[马氏体]、[渗碳体]。

90.改善材料切削加工性的途径有调整[化学]成分、[热处理]、改善[切削条件]。

91.影响材料加工性的因素有[物理力学性能]、[化学成分]、[金相组织]以及[加工条件]。

92.根据材料的[相对加工性]可将材料的切削加工性分为8级。

93.切削液分为[非水溶性]切削液和[水溶性]切削液。

94.切削液具有[冷却]、[润滑]、[清洗排屑]、[防锈]作用。

95.切削液渗入工件和刀具之间的途径有[毛细]作用、[泵吸]作用、[汽化分子扩散]。

96.起到润滑作用的是切削液吸附膜，据其形成机理可以分为[物理吸附]和[化学反应]。

97.添加剂的作用是改善切削液的性能，主要有[油性添加剂]、[极压添加剂]、[表面活性剂]、[其他添加剂]。

98.刃区的剖面形式有[锋刃]、[负倒棱]、[倒圆刃]、[消振棱]、[刃带]。

99.用YT14硬质合金车刀车削40Cr钢（σb=0.98GPa）外圆，刀具几何参数为前角γο＝10°，主偏角Kr＝75°。

所选用切削用量为：

切削深度ap＝3mm，进给量f＝0.25mm/r，试从表中查出各修正参数并求刀具的V60。

切削速度修正系数KV=KMvKTvKKrv，工件材料修正系数KMv＝0.637/σb

系数及指数

加工材料

刀具材料

进给量mm/r

Cv

Xv

Yv

m

碳钢和合金钢

YT15（干切削）

f≤0.30

291

0.15

0.20

0.2

碳钢和合金钢

YT15（干切削）

f≤0.70

242

0.15

0.35

0.2

碳钢和合金钢

YT15（干切削）

f＞0.70

235

0.15

0.45

0.2

刀具材料修正系数KTv

YT5

YT14

YT15

YT30

结构钢、铸钢

0.65

0.8

1.0

1.4

主偏角修正系数KKrv

30°

45°

60°

75°

90°

结构钢

1.13

1.0

0.92

0.86

0.81

100.砂轮由[磨料]、[结合剂]、[气孔]组成，特性由[磨料]、[粒度]、[结合剂]、[硬度]、[组织]决定。

101.人造磨料分为[氧化物]系、[碳化物]系、[超硬材料]系。

102.砂轮的结合剂包括[陶瓷]结合剂、[树脂]结合剂、[橡胶]结合剂、[金属]结合剂。

103.砂轮的硬度是指在[磨削力]作用下，[磨粒]从砂轮表面脱落的难易程度

104.砂轮的气孔分为[开式]和[闭式]两种，其中[开式]又可细分为[空洞]型、[蜂窝]型、[管道]型。

105.[空洞]型和[蜂窝]型气孔构成砂轮的内冷却通道。

106.单个磨粒的磨削过程为[滑擦]、[耕犁]、[切削]。

107.磨削的阶段分为[初磨]阶段、[稳定]阶段、[清磨]阶段。

108.砂轮的磨损分为[磨耗]磨损和[破碎]磨损，[破碎]磨损对砂轮损耗较大。

109.砂轮的破碎磨损分为[磨粒]破碎和[结合剂]破碎，在初期磨损阶段主要是[磨粒]破碎磨损，二期磨损阶段主要是磨耗磨损，三期磨损阶段主要是[结合剂]破碎磨损。

110.砂轮的修整的作用是去除[钝化]或[糊塞]的磨粒，使新磨粒露出来，同时增加有效[切削刃]，提高加工表面质量。

111.车刀按结构分为[整体式]车刀、[焊接式]车刀、[装配式]车刀、[机夹可重磨式]车刀、[机夹可转位式]车刀。

112.简述车刀结构的发展和解决的主要问题。

答：

整体式车刀到装配式车刀，解决了重型车刀的刃磨问题；

整体式车刀到焊接式车刀，解决了高性能刀具材料的使用问题；

焊接式车刀到机夹可重磨车刀，解决了焊接带来的刀具缺陷问题；

机夹可重磨车刀到机夹可转位车刀，解决了刃磨刀具带来的刀具缺陷问题。

113.焊接车刀上的刀槽类型分为[通]槽、[半通]槽、[封闭]槽，焊接应力最小的是[通]槽。

114.焊接车刀的刀杆常用[中碳钢]或[合金结构钢]材料制作。

115.焊接车刀的硬质合金刀片用其[牌号]来表示刀片材料，用其[型号]来表示刀片的形状。

116.车刀的刀杆截面形状有[矩形]、[正方形]和[圆形]。

117.焊接车刀焊接刀片后置于石灰粉中冷却或回火处理，是为了减小[焊接应力]。

118.成形车刀：

根据零件形状和尺寸，专门设计切削刃形状的车刀。

119.成形车刀按结构分为[平体]成形车刀、[棱体]成形车刀、[圆体]成形车刀。

120.成形车刀按进给方向分为[径向]成形车刀和[切向]成形车刀。

121.成形车刀角度是由[刃磨]和[安装]形成的。

122.简述成形车刀双曲线误差的成因和消除方法。

答：

原因

误差1：

切削刃与工件母线不重合；

误差2：

切削刃与圆体刀母线不重合；

消除方法

前角为0

倾斜前刀面，使刃倾角为0

CAD设计，CAM加工

123.为减轻下一工序的切削负荷以及对工件倒角、修光，可在成形车刀上设置[附加刃]。

124.成形车刀制作中的检验样板用于检验[工作样板]，工作样板用于检验[成形车刀廓形]。

125.沉孔加工应使用[锪钻]，定位销孔的加工应使用[铰刀]，深孔加工应使用[深孔钻]，中心孔加工应使用[中心钻]，大尺寸孔的精加工应使用[镗刀]。

126.在图中标出前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、过渡刃。

127.在图中标出待加工表面、过度表面和已加工表面。

128.在图中标出加工的主运动和进给运动。

129.在图中标出切削速度v、进给量f、背吃刀量ap。

130.构成正交平面标注参考系的平面是[基面]、[切削平面]、[正交平面]，构成法平面标注参考系的平面是[基面]、[切削平面]、[法平面]，构成背平面及假定工作平面标注参考系的平面是[基面]、[背平面]、[假定工作平面]。

131.车刀按用途分为[外圆车刀]、[端面车刀]、[内孔车刀]、[成型车刀]、[切断刀和切槽刀]。

132.简述焊接车刀的特点。

答：

1、结构简单，制造方便

2、可根据需要进行刃磨

3、硬质合金利用充分

4、切削性能取决于工人刃磨水平，与现代化生产不适应

5、刀杆不能重复使用，浪费材料

6、材料线膨胀系数不同，产生热应力和裂纹（焊接和磨刀时）

133.焊接车刀刀片的牌号用于标示刀片的[材料]，型号用于标示刀片的[形状]。

134.焊接车刀在焊接刀片时使用的是[钎焊]焊接。

135.焊接车刀在焊接刀片时使用的焊料是[铜]合金，焊剂是[工业脱水硼砂]。

136.简述机夹可重磨车刀的特点。

答：

1、刀杆可重复使用，简化刀具管理

2、避免焊接产生应力和裂纹

3、刀杆可以热处理，提高支撑面硬度和强度（相当于提高刀片强度）

4、人工磨刀（应力、裂纹、磨刀水平）

5、刀杆制造复杂

137.简述机夹可转位车刀的特点。

答：

1、使用方便，换刀时间短

2、切削性能稳定，适合大批量生产

3、是用高硬度刀垫，允许使用较薄刀片

4、通用性较差

5、不适合小尺寸刀具

138.在棱体成型车刀上，沿着切削刃远离工件中心方向，侧前角[减小]，侧后角[增大]，侧楔角[不变]。

139.在圆体成型车刀上，沿着切削刃远离工件中心方向，侧前角[减小]，侧后角[增大]，侧楔角[减小]。

140.在刃磨棱体成型车刀时，应保证[侧楔角]不变。

141.在刃磨圆体成型车刀时，应保证[前刀面距刀心距离]不变。

142.成型车刀廓形修正的方法有[作图法]、[计算法]。

143.简述成型车刀廓形修正的方法和特点。

答：

作图法简单、直观、精度不高

计算法精度高、复杂

144.简述成型车刀进行廓形修正的已知条件。

答：

1、零件的形状

2、αf、γf

3、圆体成形车刀外圆半径R

145.简述棱体成型车刀廓形修正图解法的步骤。

答：

作工件主、俯视图，选点

作前刀面投影线，得刀上点

作后刀面投影线，得廓形深度

作刀具廓形图

146.简述圆体成型车刀廓形修正图解法的步骤。

答：

作工件主、俯视图，选点

作前刀面投影线，得刀上点

最外点与水平线夹角αf作线，截R1长，得刀具圆心

作同心圆，得廓形深度

作刀具廓形图

147.用图解法绘制加工图示零件的棱体成型车刀的廓形图。

解：

148.用图解法绘制加工图示零件的圆体成型车刀的廓形图。

解：

149.计算加工图示零件的棱体成型车刀廓形，并绘制刀具廓形图。

解：

150.计算加工图示零件的圆体成型车刀廓形，并绘制刀具廓形图。

解：