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第2章 金属切削过程及其控制
一、 选择题
1．车床上镗内孔时，刀尖安装高于工件回转中心，则刀具工作角度与标注角度相比，后角 。 …………………………………………………………………（ ） （A）增大 （B）减小 （C）不变 2．纵车外圆时，不消耗功率但影响工件精度的切削分力是（ ） （A） 进给力 （B）背向力 （C）主切削力 （D）总切削力 4．在车削细长轴时，为了减小工件的变形和振动，故采用较大的车刀进行切削,以减小径向切削分力。…………………………………………………………………（ ） （A）主偏角 （B）副偏角 （C）后角
5．在车削加工铸铁工件外圆时，应选用的硬质合金刀具材料种类为……………（ ） （A）YT类 （B）YT或YG类 （C）YG类
6．刃倾角的功用之一是控制切屑流向，若刃倾角为负，则切屑流向为……………（ ） （A）流向已加工面 （B）流向待加工面 （C）沿切削刃的法线方向流出 7． 粗加工时，前角应取（ ）；加工材料塑性越大，前角应取（ ）的值。 （A）相对较大 （B）相对较小 （C）任意取
8．车45钢调质工件外圆时，产生表面粗糙度主要原因是残留面积、塑性变形和因素引起的。…………………………………………………（ ）
（A）切屑崩碎 （B）鳞刺 （C）积屑瘤
9．刀具磨损到一定的限度就不能再继续使用，这个磨损限度称为（ ）。
（A）磨钝标准 （B）磨损极限 （C）耐用度 （D）刀具寿命 10．在基面内测量的角度有（ ）
（A）前角和后角 （B）主偏角和副偏角 （C）刃倾角 11．前刀面与基面间的夹角是( )。
12．切削用量中对切削力影响最大的是 （ ）。
（A） 切削速度 Vc （B） 进给量f （C）切削深度 ap （D）三者一样 13．在切削平面内测量的角度有（ ）。
（A）前角 （B）后角 （C）主偏角 （D）刃倾角
14．下列哪种刀具不适宜进行沟槽的铣削（ ） 。
(A) 立铣刀 (B)圆柱形铣刀 (C)锯片铣刀 (D)三面刃铣刀
15．YT 类硬质合金适用于加工钢材，其中（ ）适合于精加工。 （A）YT1 （B）YT5 （C）YT15 （D）YT30 16．（ ）切削液主要起冷却作用。
（A）水溶液 （B）乳化液 （ C）切削油 （D）防锈剂 17．砂轮的硬度是指（ ）
（A）磨粒的硬度（B）磨粒脱落的难易程度 （C）磨粒、结合剂、气孔的体积比例 二．填充题
1. 在切削加工中刀具与工件的相对运动称为切削运动，按其功用可分为 和 。其中 运动消耗功率最大。 2．切削三要素是指金属切削过程中的 、 和 三个重要参数，总称切削用量，其中对刀具寿命影响最大的是 .。
3．刀具静止角度参考系的假定条件是 和 。 4．切削层公称截面参数有 、 和 。
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等
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5.车床上镗内孔时，刀尖安装高于工件回转中心，则刀具工作角度与标注角度相比，前角 ，而后角 。(增大或减小) 6．切削热的主要来源有 、 和 三个。 7．确定刀具静态坐标系的三个主要基准平面是 、 和 。 8. 金属切削过程中常见的物理现象有 、 、 和 等。
9．根据切屑形成过程中变形程度的不同，可把切屑的基本形态分为四种类型，分别是 、 、 、和 。
10．切削力的来源主要是 和 两方面。
11.下图为车削工件端面的示意图，图上标注的主运动是 ，进给运动是 ，加工（过渡）表面是 ，已加工表面是 。主偏角是 ，刀具前角是 ，副偏角是 ，刃倾角 ，刀具后角是 。
213410 12．金属切削过程中常见的物理现象有 、 、 、 等。
四、判断题 （10% 正确打1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
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错误打 ）
在切削加工中，进给运动只能有一个……………………………………………（ ） 其他参数不变，被吃刀量增加，切削层宽度增加………………………………（ ） 其他参数不变，主偏角减少，切削层宽度增加……… ………………………（ ） 车削外圆时，在负刃倾角的影响下，切屑流向待加工面………………………（ ） 硬质合金刀具热效应磨损的主要形式包括：相变磨损、扩散磨损和氧化磨损。（ ） 积屑瘤在加工中没有好处，应设法避免…………………………………………（ ） 刀具耐用度是指一把新刃磨的刀具，从开始切削至报废为止所经过的总切削时间。（ ） 在切削铸铁类脆性材料时，应选用YG类硬质合金作为刀具材料………………（ ） YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。 ………………（ ） 刀具刃倾角的功用是控制切屑的流动方向。 ………………………………（ ）
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11. 车削细长轴时，为了减小径向切削力，应减小车刀主偏角 ………………（ ） 12. 刀具前角越大，切屑越不易流出，切削力越大，但刀具的强度越高。………………（ ） 13. 主偏角和副偏角减少，能使加工残留面积高度降低，可以减小表面粗度表面粗糙其中副
偏角减小更明显。 ……………………………………………………（ ）
14. 立式车床车削盘类零件外圆时，其主运动是工件的旋转运动。 ………………（ ） 15. 切削层公称截面积是在给定瞬间，切削层在切削层平面里的实际截面积。………（ ） 16. 高速钢刀具比合金工具钢刀具所允许的切削速度要大，主要是因为其具有较高的热硬
性。 ……………………………………………………………………………………（ ） 17. 磨具的硬度是指组成磨具中磨料的硬度。……………………………………………（ ） 18. 在刀具角度中，对切削温度有较大影响的是前角和主偏角。………………（ ）
19. 当用较低的切削速度时，切削中等硬度的塑性材料时，常形成挤裂断屑。……（ ） 20. 硬质合金受制造方法的限制，目前主要用于制造形状比较简单的切削刀具。（ ） 21. 带状切屑容易刮伤工件表面，所以不是理想的加工状态，精车时应避免产生带状切屑，
而希望产生挤裂切屑。……………………………………………………（ ）
22. 切削用量三要素对切削力的影响程度是不同的，背吃刀量影响最大，进给量次之，切削
速度影响最小。 ……………………………………………………（ ）
23. 在刀具角度中，对切削温度有较大影响的是前角和主偏角。…………………（ ） 五、简答题
1．试述刀具标注角度与工作角度的区别。为什么横向进给时，进给量不能过大?
2．试标出图1-2所示端面切削情况下该车刀的γ0，α0，λs，αn，kr，kr’， γ0’，α0’，以及αp，f，hD，bD。如果刀尖的安装高于工件中心h值，切削时a，b点的实际前、后角是否相同?以图说明之。
图1-2 题11图示
4．金属切削层的变形可划分为几个区?各有什么特点?
5．何为积屑瘤？说明其形成过程以及对切削加工的影响？如何抑制积屑瘤?
答:积屑瘤是指在某一切削速度范围内，加工钢件、有色金属等塑性材料时，在切削刃附近的前刀面上会产生一块高强度的金属，包围切削刃，且覆盖着部分前面，这块强度很高的金属称为积屑瘤。这对加工的影响是：(1)增大实际前角，保护刃口和前面。(2)增加切削厚度。(3)影响表面粗糙度。(4)影响切削力的波动。
积屑瘤的形成与切削速度、工件材料及产生粘结现象的条件有关，所以控制积屑瘤的生长可以采用如下措施：
（1） 降低切削速度，使切削温度降低，粘结现象不易发生； （2） 采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤存在的相应温度；
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（3） 采用润滑性能好的切削液，可减少摩擦，控制粘结； （4） 增加刀具前角，以减小刀具、切屑接触区的压力
（5） 提高工件材料硬度，可减小加工硬化倾向。
6．切削加工由哪些运动组成？各成形运动的特点是什么？。
7. 在车床上，切断工件时，切到最后时工件常常被挤断。试分析其原因。？ 9.车削时切削合力为什么常分解为三个垂直的分力？说明这三个分力的作用。
答：切削合力为空间的某一方向，与切削运动中的三个运动方向均不重合，切削力是设计、计算机床功率、校验运动机构强度、合理选择切削用量、提高工件加工精度的一个重要参数或影响因素。所以按照车削的实际情况，将切削力沿车削时的三个运动方向分解成三个力。各分力的名称、定义及作用为：
（1） Fc——切削力或切向力。它切于加工表面并垂直于基面。是计算车刀强度、设计机
床零件、确定机床功率所必须的基本参数
（2） Ff——进给力或走刀力。它是处于基面内并与工件轴线平行，与走刀方向相反的力。
是设计计算车刀、进给机构所必需的参数。
（3） Fp——切深力或背向力。它是处于基面内并与工件轴线垂直的力。用来确定与工件
加工精度有关的工件挠度，是计算零件和车刀强度所必需的参数，也是导致工件在切削过程中振动的力。
10．增大前角可以使切削温度降低的原因是什么？是不是前角越大切削温度越低？
答：前角γ0的大小影响切削过程中的变形和摩擦。增大前角，切削力下降，产生的切削热减少，切削温度降低。但是前角过大时，由于刀具楔角变小，而使散热体积减小，切削温度反而上升。所以不是前角越大，温度越低。 11．加工钢料等塑性材料和加工铸铁等脆性材料，前刀面和后刀面哪一方面切削温度高？为什么？
答：加工钢料塑性材料时，前刀面的切削温度比后刀面的高，而加工铸铁等脆性材料时，后刀面比前刀面切削温度高。因为加工塑性材料时，切屑在前刀面的挤压作用下，其底层金属和前刀面发生摩擦而产生大量切削热，使前刀面的温度升高。加工脆性材料时，由于塑性变形很小，崩碎的切屑在前刀面滑移的距离短，所以前刀面的切削温度不高，而后刀面的摩擦产生的切削热使后刀面切削温度升高超过前刀面切削温度。
12.什么刀具寿命？刀具寿命和磨钝标准有什么关系？试分析切削用量三要素对刀具寿命的 影响规律。
答：刀具寿命指刀具从切削开始至磨钝标准的切削时间，用T 表示。刀具允许的最大磨损 限度称为磨钝标准,通常以正常磨损终了点的后刀面磨损宽度VB作标准,由于其停机检测不 方便,因而采用刀具寿命做衡量标准。切削用量Vc、f、ap增大，摩擦和切削热增加，切削温 度升高，将加速刀具的磨损，从而使刀具寿命下降。但它们对切削温度的影响程度是不同的。 Vc、影响最大，f次之、ap影响最小。这是因为随着Vc、提高，单位时间内金属切除量增多， 功耗大，热量增大；同时，使摩擦热来不及向切屑内部传导，而是大量积聚在切屑底层，从 而使切削温度升高，刀具磨损加剧，寿命降低。而ap增加，参加工作的刀刃长度增加，散 热条件得到改善，所以切削温度升高不多，刀具磨损不多。 14.改变切削参数后，分别用曲线或↑（增大或升高）、↑↑（急剧增大或升高）、↓）减小或降低）符号来表示对切削变形系数ξ、切削力FC，切削温度θ和刀具耐用度T的影响规律。 参切削速进给背吃刀工件材刀具前主偏刀尖圆弧度VC↑ 量f↑ 量αp↑ 料HBS角γ0↑ 角kr↑ 半径rε.
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数 切削规律 切削变形 系数ξ 切削力FC 切削温度 θ 刀具耐用 度T ↑ ↑ 第3章 机械加工方法及装备
一．填空题
1. 卧式车床的主参数是 ,第二主参数是 。
2．主轴箱中滑移齿轮与轴一般采用 花键 连接，固定齿轮则用_花键_或_平键__连接。
3．铣床上用 _指状铣刀__和 盘铣刀 刀铣削齿轮。
4. 牛头刨床的主运动是 ；龙门刨床的主运动是 。 5. 卧式铣镗床的进给运动有： 、平旋盘刀具溜板的径向进给运动、 、 和工作台的纵向进给运动。
（答案）进给运动有: 镗轴轴向运动、平旋盘刀具溜板的径向进给运动、主轴箱的垂直进给运动、工作台的纵向和横向进给运动 。 6．龙门刨床的主参数是 。
7．钻床的主要类型有: , , 及专门化钻床等。
8．可以用来加工平面的机床有车床、 、 、 、 镗床等。
9.卧式铣镗床的主运动有: , 。
卧式铣镗床的主运动有: 镗轴和平旋盘的旋转运动 ;
10.铣床使用旋转的多刃刀具加工工件,同时有数个刀齿参加切削,所以 。 但是,由于铣刀每个刀齿的 ,且每个刀齿的切削厚度又是变化的。这就使 相应地发生变化,容易引起 。
（答案）铣床使用旋转的多刃刀具加工工件,同时有数个刀齿参加切削,所以 生产率高 .但是,由于铣刀每个刀齿的 切削过程是断续 的, 且每个刀齿的切削厚度又是变化的.这就使 切削力 相 应地发生变化,容易引起 机床振动 .
11.插床的主运动是 滑枕带动插刀沿垂直方向的直线往复运动 。
12.镗床是加工内孔的机床,通常用于加工 , 特别是 。 13.CK6140B中，“C”的含义是 ，“K”的含义是 ，“40”的含义是 ，“B”的含义是 。 14．．顺铣指的是铣刀旋转方向和工件进给方向 铣削方式，逆铣指的是铣刀旋转方向和工件进给方向 铣削方式。 二、选择题
1．砂轮的硬度是指………………………………………………………（ ）
（A）磨粒的硬度 （B）磨粒脱落的难易程度 （C）磨粒、结合剂、气孔的体积比例
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机械制造技术基础（高教版，吉卫喜主编）复习题
