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第一章：刀具几何角度及切削要素mmfnrmin间Qpc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：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后工件端面留下的剪断心柱直径为mmmmmmmm刀具前解：所加工梯形螺纹的螺旋升角为n：=artgf式中f=6mm，dw=36mm，计算得η=°rmin切削面积：AD=apf=4×=2mm23、耐热性(高温硬度，抗氧化，抗粘结，抗扩散)答：W18Cr4V(W18)，化学成分中含钨量18%(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)(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。(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。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YT类的常用牌号有：YT5、YT14、YT15、YT30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YG为基体，韧性较好，而涂层一般要求硬度较，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(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)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。及应用(1)硬度不如氧化铝陶瓷，(2)较高的抗弯强度、韧性度：(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(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(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(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，镗孔的切答：W18Cr4V(W18)，化学成分中含钨量18%(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)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)(3)成本低(4)刃磨性差(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哪些常用牌号，其性能特点如何加工钢料和加工铸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。性、焊接性下降；耐热性好。常用牌号有：YT5、YT14、YT15、YT30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,YG3YTYT0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些YG基体，韧性较好，而涂层一般要求硬度较，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(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)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(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(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(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，：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切屑底面和前刀面的接触处，主要特点是产生纤维化小。PYTHBS),背吃刀量为FcFcFck=3777，n=、k=，k=cFcγoFcκrFc切削功率：Pc=Fv/60×103=992×(100/60)×103=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%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(1)前刀面的磨损(2)主后刀面的磨损(3)副后刀面的磨损削刃剥落、热裂、沟槽磨损、切削刃细小缺口、塑四、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；低速答：刀具寿命是刀具磨损达到磨钝标准时的总切削时间(min)(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。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高产有特殊需要或交货时间较紧的情况。低么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，vvv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=，刀具材料修正系数为K=1krvrv代入公式：v=vKTTmaxvfyvvTp15m/min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(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)、冲击韧锈，排屑洗涤答切削液主要有：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(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apf时，减小Kr可减轻单位长度切削刃上的负荷，散热好(2)提高刀尖强度，散热体积大。(3)减少因冲击造成的刀尖损坏(4)影响背向力高刀具耐用度的角度，应减小主偏角(1)控制切屑流向；(2)影响刀头强度和断续切削时切削刃上受冲击的位置；(3)影响刀刃的锋利程度；(4)影响切削分力的大小(1)加工精度高时，应选择大的刃倾角；(2)有冲击或加工高强度钢，淬硬钢等应选择负的刃倾角。切削用量的选择原则选取尽可能大的背吃刀量，其次根据机床动力和刚性等选取尽可能大的进给量；最根据粗加工后的余量确定背吃刀量，其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小工时，根据机床功率、刀片强度尽量大。精加工、半精加工时根据表答：车刀按用途分为：外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断车刀、螺纹车刀、成形车刀等(1)整体车刀：小型刀具和加工非铁金属刀具(2)焊接式车刀：各类刀具，特别是小刀具(3)机夹式车刀：大型车刀，螺纹车刀、切断车刀(4)机夹可转位式车刀：普通车床刀具，自动线、数控机床刀具答：刀片型号用一个字母和三个数字表示。第一个字母和第一位数字表示刀片形状，后两位数字表示刀片主要尺寸。若型号相同，个别结构尺寸不同时，在后两位数字后加一个字答：数控车床所采用的可转位车刀，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所。性高的断屑槽型或有断屑的车刀，采用复合式夹紧同形式的切削高(1)不需焊接、重磨，刀片性能好；(2)生产率高；(3)更换方便，易保证加工精度；(4)刀片标准化，可使用涂层刀片。答：成形车刀的前、后角都在规定的纵剖面内(假定工作表面)(进给表面)、制造和重磨规定此各点的切削平面和基面与所在点的后面、前面形成的后角与前角都不相同。离工件中角越小答：零件廓形是在相当于基面的投影内测量，成形车刀廓形是在垂直于刀具的后刀面的投几种形状分为什么还要规定是在基准点处的前后角答：成形车刀的前、后角都在规定的纵剖面内(假定工作表面)(进给表面)车刀切削刃每一点的前角、后角都不相同，切削时，切削刃的基准点调整到工件中心(1)改变零件廓形；(2)端面切削