第一模块金属切削原理及过程控制.docx
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第一模块金属切削原理及过程控制
第一模块金属基本原理及过程控制
习题及答案
一.填空题
1.普通外圆车刀的刀头是由（3）个面
（2）个刃
（1）个尖组成的。
2.正交平面参考系由3各平面组成，分别是（基面）、（切削平面）、（正交平面）。
3.标注刀具角度时，静止状态所指的三个假设条件分别是：
1.（切削时只有主运动）2.（倒杆安装与零件中心线垂直）3.（刀尖与工件中心等高）。
4.静止状态下定义的刀具角度称为刀具的（标注）角度，它是刀具设计、制造、测量的依据。
5.组成普通外圆车刀的三个平面应标注的6个独立角度分别是：
（前角,主后角,副后角,主偏角,副偏角,刃倾角.）。
6.在车刀的6各独立角度中，（前角,刃倾角）确定前刀面的方位；（）确定后刀面的方位；确定后刀面方位的角度是（）。
7.在车削多头螺纹或大螺距螺纹时，因（纵向进给量）值较大，则必须考虑由此引起的角度变化对加工过程的影响。
8.在车床上用切断刀切断时，越到工件中心，刀具的前角越大，后角越（）。
9.在车床上车外圆时，刀尖相对于工件中心线安装的越高，车削半径越小，车刀的工作后角就越（）。
10.车刀的几何角度应根据（）、（）和（）等因素选择，而车刀刀杆的尺寸一般安装机床的（）来选择。
11.按进给时的走刀方向，车刀可以分为（）和（）两种。
12.按整体结构，车刀可以分为四种：
（）、（）、（）、（）。
13.对于中小尺寸的6~8级标准孔的加工，最典型的加工方案是，先（）、后（）、再（）。
14.由于铰刀的切削齿后面有（），通过它的刮削作用，使孔达到较高精度。
15.（）用来加工轴类零件两端中心孔，也可以在钻孔前用来打定心孔。
16.因为拉刀刀齿间存在（），所以一次走刀就可以切除表面所有余量。
17.（）和（）是加工各种中、小尺寸内外螺纹的标准刀具。
18.最常用的用展成法加工齿轮的刀具是（）和（）。
19.对于箱体或支架类零件上孔或孔系、或孔径在80mm以上的大孔，通常采用（）的方法加工，所用的刀具叫（）。
20.在机床上加工零件时，最常用的刀具材料是（）和（）。
21.砂轮的性能参数主要包括：
（）、（）、（）、（）和（）。
22.砂轮的特性主要由（）、（）、（）、（）、（）及（）等因素所决定。
23.砂轮的切削特性主要取决于（）、（）、（）、（）和（）等基本要素。
24.积屑瘤是在（）切削速度加工（）材料条件下的一个重要物理现象。
25.由于切削变形复杂，用材料力学、弹性、塑性变形理论推倒的计算切削力的理论公式与实际差距较大，故在实际生产中常用（）计算切削力的大小。
26.在切削塑性材料时，切削区温度最高点在前刀面上（）处。
27.刀具的磨损形态包括（）、（）、（）。
28.切削用量三要素为（）、（）、（）。
29.零件表面的形成是由一条线（母线）沿着另一条线（导线）运动的轨迹，这两条线称作发生线，发生线由（）和（）间的相对运动得到的，而这两者间的相对运动由机床来提供。
30.切削运动一般由（）和（）组成。
31.切削层参数包括：
（）、（）、（）。
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答案
1.（3）、
（2）、
（1）
2.（基面）、（切削平面）、（正交平面）。
3.（切削时只有主运动）、（刀杆安装成与工件中心线垂直）、（刀尖与工件中心线等高）
4.（标注）
5.（γo、αo、κr、λs、αoˊ、κrˊ）
6.（γo、λs）、（αo、κr）、（αoˊ、κrˊ）。
7.（纵向进给量）
8.（小）。
9.（小）。
10.（工件材料）、（系统刚性）、（加工要求）、（中心高）
11.（左偏刀）、（右偏刀）
12.（整体式）、（焊接式）、（机夹式）、（可转位式）。
13.（钻）、（扩）、（铰）。
14.（校准齿）
15.（中心钻）
16.（齿升量）
17.（丝锥）、（板牙）
18.（滚刀）、（插齿刀）。
19.（镗削）、（镗刀）。
20.（高速钢）、（硬质合金）。
21.（磨料的种类）、（磨料的粒度）、（结合剂）、（砂轮硬度）、（砂轮组织）。
22.（磨料）、（粒度）、（结合剂）、（硬度）、（组织）、（形状尺寸）
23.（磨料）（粒度）（结合剂）（硬度）、（组织）
24.（较低）、（塑性）
25.（经验公式）
26.（靠近刀刃）
27.（前刀面磨损或月牙洼磨损）、（后刀面磨损）、（边界磨损）。
28.（切削速度υC）、（进给量f）、（背吃刀量ap）。
29.（母线）、（导线）、（刀具的切削刃）、（工件）
30.（主运动）、（进给运动）
31.（切削厚度）、（切削宽度）、（切削面积）
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二.选择题
单选
1.在正交平面内测量的基面与前刀面的夹角为（）。
A前角；B后角；C主偏角；D刃倾角；
2.刃倾角是主切削刃与（B）之间的夹角。
A切削平面；B基面；C主运动方向；D进给方向；
3.背吃刀量是指主刀刃与工件切削表面接触长度（）。
A在切削平面的法线方向上测量的值；B在正交平面的法线方向上测量的值；
C在基面上的投影值；D在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值；
4.切削塑性材料时，切削区温度最高点在（）。
A刀尖处；B前刀面上靠近刀刃处；C后刀面上靠近刀尖处；D主刀刃处；
5.车削加工时，车刀的工作前角（）车刀标注前角。
A大于；B等于；C小于；D有时大于，有时小于；
6.在背吃刀量ap和进给量f一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（）。
A刀具前角；B刀具后角；C刀具主偏角；D刀具负偏角；
7.垂直于过度表面度量的切削层尺寸称为（）。
A切削深度；B切削长度；C切削厚度；D切削宽度；
8.通过切削刃选定点的基面是（）。
A垂直于该点切削速度方向的平面；B与切削速度相平行的平面；
C与过度表面相切的平面；
9.过切削刃选定点垂直于主运动方向的平面称为（）。
A切削平面；B进给平面；C基面；D主剖面；
10.切屑类型不但与工件材料有关，而且受切削条件的影响。
如在形成挤裂切屑的条件下，若减小刀具前角，减低切削速度，或加大切削厚度，就可能得到（）。
A带状切屑；B单元切屑；C崩碎切屑；
11.内摩擦实际就是金属内部的滑移剪切，同粘结面积有关。
这部分的摩擦力Ffi约占切屑与前刀面总摩擦力的（）。
A55%；B65%；C75%；D85%；
12.切屑与前刀面粘结区的摩擦是（）变形的重要原因。
A第Ⅰ变形区；B第Ⅱ变形区；C第Ⅲ变形区；
13.切削用量对切削力影响最大的是（）。
A切削速度；B切削深度；C进给量；
14.切削用量对切削温度影响最小的是（）。
A切削速度；B切削深度；C进给量；
15.积屑瘤是在（）切削塑性材料条件下的一个重要物理现象。
A低速；B中低速；C中速；D高速；
16.切削用量对刀具耐用度影响最大的是（）。
A切削速度；B切削深度；C进给量；
17.影响切削层公称厚度的主要因素是（）。
A切削速度和进给量；B背吃刀量和主偏角；C进给量和主偏角；D背吃刀量和切削速度；
18.确定刀具标注角度的参考系选用的三个主要基准平面是（）。
A切削平面、已加工平面和待加工平面；B前刀面、主后刀面和副后刀面；
C基面、切削平面和正交平面；
19.刀具的主偏角是（）。
A在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角；
B主切削刃与工件回转轴线间的夹角，在基面中测量；
C主切削刃与刀杆的角度；D主切削刃与基面的夹角；
20.在切削平面内测量的角度有（）。
A前角和后角；B主偏角和负偏角；C刃倾角；
21.安装车刀时，若刀尖低于工件回转中心，其工作角度与其标注角度相比将会（）。
A前角不变，后角变小；B前角变大，后角变小；
C前角变小，后角变大；D前后角均不变；
22.影响刀具的锋利程度、减小切削变形、减小切削力的刀具角度是（）。
A主偏角；B前角；C负偏角；D刃倾角；E后角；
23.刀具上能使主切削刃的工作长度增大的几何要素是（）。
A增大前角；B减小后角；C减小主偏角；D增大刃倾角；E减小负偏角；
24.车削时切削热传出的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；
25.刀具磨钝标准是规定控制（）。
A刀尖磨钝量；B后刀面磨钝高度VB；C前刀面月牙洼的深度；
D后刀面磨损的厚度（即深度）；
26.高速钢刀具的耐热性较差，容易发生（）。
A脆性破损；B碎断；C剥落；D塑性破损；
27..用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加工时，应选择刀具材料的牌号为（）。
AYT30；BYT5；CYG3；DYG8；
28.直角自由切削，，是指没有副刃参加切削，并且刃倾角（）的切削方式。
Aλs>0；Bλs=0；Cλs<0；
29.切削加工过程中的塑性变形大部分集中于（）。
A第Ⅰ变形区；B第Ⅱ变形区；C第Ⅲ变形区；D已加工表面；
30.下列刀具材料中，强度和韧性最好的材料是（）。
A高速钢；BP类（钨钛钴类）硬质合金；
CK类（钨钴类）硬质合金；D合金工具钢；
31.下列材料中，综合性能最好，适宜制造形状复杂的机动工具的材料是（）。
A碳素工具钢；B合金工具钢；C高速钢；D硬质合金；
32刀具上能减小工件已加工表面粗糙度值的几何要素是（）。
A增大前角；B减小后角；C减小主偏角；D增大刃倾角；E减小负偏角；
33.车外圆时，能使切屑流向工件待加工表面的几何要素是（）。
A刃倾角大于0；B刃倾角小于0；C前角大于0；D前角小于0；
34当工件的强度、硬度、塑性较大时，刀具耐用度（）。
A不变；B不定；C增高；D降低；
35切削铸铁工件时刀具的磨损主要发生在（）。
A前刀面；B后刀面；C前、后刀面；
36粗车碳钢工件时，刀具的磨损主要发生在（）。
A前刀面；B后刀面；C前、后刀面；
37.加工铸铁时，产生表面粗糙度的主要原因是残留面积和（）等因素引起的。
A塑性变形；B塑性变形和积屑瘤；C积屑瘤；D切屑崩碎；
38.进给运动通常是机床中（）。
A切削运动中消耗功率最多的；B切削运动中速度最高的运动；
C不断把切削层投入切削的运动；D使工件或刀具进入正确加工位置的运动
多选
1.实现切削加工的基本运动是（）。
A主运动；B进给运动；C调整运动；D分度运动；
2.在正交平面P0中测量的角度有（AB）。
A前角；B后角；C主偏角；D负偏角；
3.目前在切削加工中最常用的刀具材料是（）。
A碳素工具钢；B高速钢；C硬质合金；D金刚石；
4．主切削力Fc垂直于基面，与切削速度方向一致，作用于工件切线方向，是（）的主要依据。
A计算切削功率；B设计夹具；C设计刀具；D设计机床；
5.切削热由（ABCD）向外传导。
A切屑；B刀具；C工件；D空气，切削液；
6.主运动和进给运动可以（）来完成。
A单独由工件；B单独由刀具；C分别由工件和刀具；D分别由刀具和工件；
7.在切削加工中，主运动可以是（）。
A工件的旋转；B工件的平动；C刀具的转动；D刀具的平动；
8.切削用量包括（）。
A切削速度；B进给量；C切削深度；D切削厚度；
9.影响切削力的因素很多，其中最主要的是（）。
A工件材料；B切削用量；C刀具材料；D刀具几何形状与几何角度；
10.切削过程中影响散热的因素有（）。
A工件材料的导热系数；B刀具材料的导热系数；C冷却润滑液；D刀具主刀刃与工件接触长度；
11.合理的控制切削条件、调整切削参数，尽量不形成中温区就能较有效地抑制或避免积屑瘤形成。
一般可采用的措施包括（）。
A控制切削速度；B减小刀具前角；C使用高效切削液；D当工件材料塑性过高，硬度很低时，可进行适当热处理，提高硬度，降低塑性；
12.残余应力产生的原因有（）。
A塑性变形效应；B里层金属弹性恢复；C表层金属变相；D热变形；
13.当（）时易发生前刀面磨损。
A切削塑性材料；B切削速度较高；C切削厚度较大；D切削深度较大；
14.当（）时，易发生后刀面磨损。
当（）时，由于形成崩碎切屑也会出现后刀面磨损。
A切削脆性金属；B切削塑性材料；C切削速度较低；D切削厚度较薄；
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答案
单选
1.（A）
2.（B）
3.（D）
4.（B）
5.（D）
6.（C）。
7.（C）。
8.（A）。
9.（C）。
10.（B）。
11.（D）。
12.（B）。
13.（A）。
14.（B）。
15.（C）
16.（A）。
17.（C）。
18.（C）。
19.（A）。
20.（C）。
21.（C）。
22.（B）。
23.（C）。
24.（C）。
25.（B）。
26.（D）。
..
27.（C）
28.（B）
29.（A）
30.（A）
31.（C）
32.（E）
33.（A）
34.（D）
35.（B）
36.（C）
37.（D）
38.（C）
多选
1.（AB）。
2.（AB）。
3.（BC）。
4.（AD）。
5.（ABCD）。
6.（BCD）
7.（ACD）
8.（ABC）
9.（ABC）
10.（ABCD）
11.（ACD）
12.（ABCD）
13.（ACD）
14.（CD）（A）
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三、判断题（正确的在题后括号内划“√”，错误的划“×”）
1.不论刀具外形多么复杂，它的切削部分的几何形状都可以看做是以普通外圆车刀的切削部分的几何形状为基本形态。
（√）
2.在基面内测量的车刀的角度包括前角和后角。
（×）
3.在切削平面内测量的车刀的角度包括刃倾角和后角。
（×）
4.在主剖面内测量的车刀的角度包括前角和后角。
（√）
5.确定副后刀面方位的角度是αoˊ、κrˊ；（√）
6.确定前刀面的方位的角度是γo、λs；（√）
7.确定后刀面的方位的角度是αo、κr；（√）
8.在车床上用切断刀切断时，越到工件中心，刀具的后角越大；（×）
9.在车床上车外圆时，刀尖相对于工件中心线安装的越高，车削半径越小，车刀的工作后角就越小。
（√）
10.车刀刀杆的形状均为矩形，刀杆的尺寸只需根据刀杆的刚度要求选择即可。
（×）
11.车削深度较大、材料较硬时，车刀的前、后角均可取负值，这样可以增加刀具刃口的强度，顺利完成切削。
（×）
12.任何尺寸的孔用镗削的方法加工都很经济、方便；（×）
13.中小尺寸8~6级的孔，都可以很方便的采用钻、扩、铰的方法获得。
（×）
14.滚刀比插齿刀更适合加工多联齿轮。
（×）
15.滚刀既可以加工内齿轮，也可以加工外齿轮。
（×）
16.高速钢的耐热性优于硬质合金。
（×）
17.硬质合金比高速钢更适合做成复杂形状的刀具。
（×）
18.砂轮越硬，它表面的磨粒脱落越难。
（√）
19.砂轮的硬度和磨料的硬度具有相同的概念。
（×）
20.砂轮的组织号数代表砂轮组织的紧密程度。
（√）
21.砂轮的组织号越大，磨粒所占体积越小，表明砂轮越疏松。
（√）
22.砂轮的粒度号数越大，则构成砂轮的磨料的尺寸越小。
（√）
23.金属切削过程中，绝对不允许积屑瘤的存在。
（×）
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答案：
1.（√）
2.（×）
3.（×）
4.（√）
5.（√）
6.（√）
7.（√）
8.（×）
9.（√）
10.（×）
11.（×）
12.（×）
13.（×）
14.（×）
15.（×）
16.（×）
17.（×）
18.（√）
19.（×）
20.（√）
21.（√）
22.（√）
23.（×）
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四、分析计算题
1.什么是切削用量三要素？
在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？
2.确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？
试画图标出这些基本角度。
3.试述刀具标注角度和工作角度的区别。
为什么车刀作横向切削时，进给量取值不能过大？
4.金属切削过程的实质是什么?
在切削过程中,三个变形区是如何划分的?
各变形区有何特点?
它们之间有何联系?
试绘图表示其位置?
5.什么是积削瘤？
积屑瘤产生的条件？
它对加工过程有什么影响？
如何控制积削瘤的产生？
6.试述影响切削变形的主要因素及影响规律。
7.常用的切屑形态有哪几种？
它们一般都在什么情况下生成？
8.影响切削力的主要因素有哪些？
试论述其影响规律。
9.影响切削温度的主要因素有哪些？
试论述其影响规律。
10.试分析刀具磨损四种磨损机制的本质与特征，它们各在什么条件下产生？
11.什么是刀具的磨钝标准？
制定刀具磨钝标准要考虑哪些因素？
12.什么是刀具使用寿命？
试分析切削用量三要素对刀具使用寿命的影响规律。
13.刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？
14.常用硬质合金有哪几类？
各类中常用牌号有哪几种？
哪类硬质合金用于加工钢料？
哪类硬质合金用于加工铸铁等脆性材料？
为什么？
同类硬质合金刀具材料中，哪种牌号用于粗加工？
哪种牌号用于精加工？
为什么？
15.试述前角的功用及选择原则。
16.试述后角的功用及选择原则。
17.选择切削用量的原则是什么？
选择切削用量的方法是什么？
18.衡量切削加工性的指标有哪些？
19.什么叫主运动？
什么叫进给运动？
试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨削为例进行说明。
20.画出Y0=10°、s=6°、0=6°、
=60°、Kr=60°、
=15°的外圆车刀刀头部分投影图。
21.用Kr=70°、
=15°、s=7°的车刀，以工件转速n=4r/s，刀具每秒钟沿工件轴线方向移动1.6mm，把工件直径由dw=60mm一次车削到dm=54mm，计算：
1）切削用量（asp、f、v）；2）切削层参数（asp、af、Ac）；3）刀刃工作长度LS；4）合成切削速度Ve；
22.什么叫刀具的工件角度参考系？
什么叫刀具的标注角度参考系？
这二者有何区别？
在什么条件下工作角度参考系与标注角度参考系重合？
23.标注角度参考系中，主剖面参考系的座标平面：
Pr、Ps、Po及刀具角度：
0、Kr、s是怎样定义的？
试用这些定义分析45°弯头车刀在车削外圆、端面、及镗孔时的角度，并用视图正确地标注出来。
25.常用高速钢的牌号有哪些？
根据我国资源条件创造的新高速钢牌号有哪些？
其化学成分如何？
主要用在什么地方？
26.按下列条件选择刀具材料类型或牌号：
1）45#钢锻件粗车；2）HT20—40铸铁件精车；
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）中速车削高强度淬火钢轴；
7）加工HRC65冷硬铸铁或淬硬钢；
27.选出下列加工条件的刀具材料：
加工类型
车削
铣削
拉削
加工条件
C620车床
无冲击粗切
C620车床
粗切
C620车床
半精切
端面粗铣
拉圆孔
加工材料
45#钢
中硬铸铁
不锈钢
灰铸铁
钢料
刀具材料
28.什么叫剪切面?
它的位置如何确定?
影响剪切角中的因素有哪些?
29.试述切削厚度、切削速度、刀具前角、工件材料等对金属变形程度的影响。
30.切削力是怎样产生的？
为什么要把切削力分解为三个互相垂直的分力？
各分力对切削过程有什么影响？
试绘图表示出车削、铣削、钻削时三个切削分力的方向。
31.asp、f和v对切削力的影响有何不同？
为什么？
如果机床动力不足，为保持生产率不变，应如何选择切削用量？
32.用YT15硬质合金车刀，车削b为650N/mm2的40#钢外圆。
切削用量为asp=4mm，f=0.6mm/r，v=110/min；刀具几何度为：
0=10°，s=–5°，0=8°，Kr=60°，=1mm。
按公式计算及查表方法确定切削为Fr、FP、Fc及切削时所消耗的功率。
33.甲、乙二人每秒钟切下的金属体积完全相同（即生产率相同），只是甲的吃刀深度比乙大1倍，而走刀量f比乙小1倍。
试比较二人主切削力的大小，由此可得出什么有益的结论？
34.切削用量中，哪一个因素对切削温度影响最大？
哪一个因素对削温度影响最小？
为什么？
35.何谓磨料损、粘接磨损、扩散磨损、氧化磨损、热裂磨损和相变磨损？
它们分别发生在什么条件下？
36.刀具磨损过程大致可分成几个阶段？
试绘出磨损曲线。
刀具磨损与普通机械零件磨损有何相似之处？
又有何不同之处？
37.切削用量（asp、f、v）中，哪个因素对刀具耐用度影响最大？
哪一个因素对刀具耐用度影响最小？
为什么？
38.什么叫材料的切削加工性？
为什么说它是一个相对的概念？
材料的切削加工性有哪几种表示方法？
一般讲怎样的材料才算切削加工性好？
39.何谓相对加工性系数Kr难加工材料是指什么意义？
例如K=0.5，Kr=2表示什么意义？
相对加工性有什么特点？
40.工件材料的物理性能和机械性能中影响加工性能的主要有哪些？
材料的化学成分对加工性能有何影响？
在普通的
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