金属切削原理与刀具(第四版)习题册答案

金属切削原理与刀具

（第四版）习题册答案

中国劳动社会保障

0录

第一章金属切削加工的基本知识...........................................1

第一节切削运动.......................................................1

第二节切削要素........................................................1

第二章金属切削刀具的基本知识..........................................3

第一节刀具材料.......................................................3

第二节切削刀具的分类及结构...........................................4

第三节刀具的儿何角度.................................................4

第四节刀具的工作角度.................................................6

第三章切削加工的主要规律...............................................7

第一节切削变形.......................................................7

第二节切屑的类型与控制...............................................8

第三节积屑瘤.........................................................9

第四节切削力与切削功率..............................................10

第五节切削热和切削温度..............................................12

第六节刀具磨损与刀具耐用度.........................................12

第四章切削加工质量与效率..............................................14

第一节工件材料的切削加工性..........................................14

第二节已加工表面质量................................................14

第三节切削用量的选择................................................15

第四节切削液.........................................................16

第五章车刀.............................................................18

第一节焊接式车刀....................................................18

第二节可转位车刀....................................................18

第三节成形车刀......................................................20

第六章孔加工刀具......................................................21

第一节麻花钻........................................................21

第二节深孔钻........................................................22

第三节较刀...........................................................23

第四节镶刀...........................................................24

第五节其他孔加工刀具................................................24

第七章铳刀...................错误!未定义书签。

第一节铳刀的种类及用途...........错误!未定义书签。

第二节铳刀的几何参数及铳削要素........错误!未定义书签。

第三节铳削方式................错误!未定义书签。

第八章拉刀...................错误!未定义书签。

第一节拉刀的种类...............错误!未定义书签。

第二节拉刀的结构组成及主要参数........错误!未定义书签。

第三节拉削方式................错误!未定义书签。

第四节拉刀的使用与刃磨............错误!未定义书签。

第九章螺纹刀具................错误!未定义书签。

第一节螺纹车刀................错误!未定义书签。

第二节丝锥和板牙...............错误!未定义书签。

第三节螺纹铳刀................错误!未定义书签。

第四节塑性变形法加工螺纹...........错误!未定义书签。

第十章齿轮加工刀具..............错误!未定义书签。

第一节齿轮刀具的种类.............错误!未定义书签。

第二节齿轮滚刀................错误!未定义书签。

第三节蜗轮滚刀................错误!未定义书签。

第四节插齿刀.................错误!未定义书签。

第五节剃齿刀.................错误!未定义书签。

第十一章数控机床用刀具.............错误!未定义书签。

第一节数控车床用刀具.............错误!未定义书签。

第二节数控铳床用刀具.............错误!未定义书签。

第三节数控加工中心用刀具...........错误!未定义书签。

第一章金属切削加工的基木知识

第一节切削运动

一、填空题

1.刀具、工件、主、进给

2.待加工、已加工、过渡

二、判断题

*1.心.x4.x5.x

三、选择题

*1.B*2.C3.A*4.A*5.A*6.B*7.A

四、简答题

写出下表中各种切削加工方法具备的主运动。

序号切削加工方法主运动

1车削加工工件的旋转运动

2铳削加工铳刀的旋转运动

3钻削加工钻头的旋转运动

4镇削加工镣刀的旋转运动

5刨削加工工件（刀具）的直线往复运动

第二节切削要素

一、填空题

1.主运动、进给运动、背吃刀量、进给量、切削速度

2.切削厚度、切削宽度、切削层面积

二、判断题

1.迫.x3.44.616.x7.x8.x9.Y10.xll.Y

三、选择题

1.A2.B3.A4.C5.A6.B7.A8.A9.C

四、名词解释

1.背吃刀量：工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直距离

2.进给量：工件或刀具每转一转或往复一次或刀具每转过一齿时，工件与

刀具在进给方向上的相对位移。

3.切削速度：主运动的线速度。

4.切削厚度：垂直于工件过渡表面测得的切削层尺寸。

5.切削宽度：平行于工件过渡表面测得的切削层尺寸。

6.切削层面积：切削层截面的面积。

五、计算题

1.解：由题意得：

d-d80-70

a=wm^==ocrnm

P22

上几dn=3.14x80x500

_1256m/min10001000

2.解：由题意得：

d60-50

awrr>==5mm

P22

a=fsinK=0.5xsin90o=0.5x1=0.5mm

cr

a55

a=p-=---------=_=5mm

wsinKsin9Oo1

r

A=at=5x0.5=2.5mm2

cP

第二章金属切削刀具的基木知识

第一节刀具材料

一、填空题

1.工具钢、碳素钢工具、合金工具、高速钢、硬质合金、瓷、超硬材料

2.耐热性、抗弯、低、手用

3.鸨、铝、格、钮、白、锋

4.强度、韧性、切削、冲击

5.高速钢

6.耐热性、550℃*00℃、30

7.铝系、鸽铝系、W18c4V、W6M5c4V2、W9M

3C4Vroror

8.高于、800℃-1000℃

9.强度、韧性、脆、冲击、振动

10.金刚石、立方氮化硼

11.铁和碳、铁族

二、判断题

1.啦.43.x4.45.76.47.x8.A/9.410.V11.7

12.xl3.414.xl5.xl6,X17.418.V19.420.x21.422.4

三、选择题

1.B2.D3.C4.D5.A6.D7.A8.A9.D10.C11.A

12.B13.D14.D15.B16.A17.C18.B

四、简答题

1.刀具材料应具备哪些基本性能？

答：⑴高硬度；⑵高耐磨性；（3）足够的强度和韧性

（4）高耐热性；（5）良好的工艺性

2.简述瓷刀具材料的主要特点及应用。

答：（1）高硬度与高耐磨性；（2）高耐热性

（3）有高的化学稳定性；（4）强度、韧性差瓷

刀具一般适用于高速精细加工硬材料。

3.简述金刚石的主要特点及应用。

答：金刚石刀的优点

(1)极高的硬度利耐磨性可用于切削硬质合金、瓷等高硬度高耐磨性材料。

(2)很好的导热性和很低的热膨胀系数

(3)刀具的切削刃很锋利，刃面的粗糙度很小可进行微量切削和镜面切削。

(4)摩擦系数低于其他刀具材料

金刚石的主要缺点及适用

(1)耐热性差、强度低、脆性大(2)一般只适宜作精加工。

金刚石与铁和碳原子的亲和性强4.不宜用于加工铁族材料。

简述立方氮化硼的主要特点及应用。

答：(1)很高的硬度与耐磨性；

(2)很高的热稳定性；

(3)有较好的导热性，与钢铁的摩擦系数较小。

可用于淬硬钢、冷硬铸铁的粗加工与半精加工，以及高速切削高温合金等难

加工材料但由于其强度及韧性仍较低(介于瓷与硬质合金之间)，因此不宜用

于低速切削。

第二节切削刀具的分类及结构

一、填空题

1.单刃、多刃

2.整体式、焊接式、机夹式

3.两面一刃、刀面、刀刃、刀尖

二、判断题

1.x2.Y3.44.x5.46.x7.V第三节刀具

的几何角度

一、填空题

1.定义、规定、刀面、刀刃

2.标注(静止)、工作(动态)

3.设计、制造、刃磨、测量、工作

4.正交平面、法平面、进给平面、背平面、正交平面

5.基面、切削平面、正交平面、P—

SO

6.锐中求固、锋利、刀刃和刀尖

二、判断题

1.S.心.也X7.X8.49.410.711712.7

13.山4.x9.411.«12.Y13.xl4.xJ5.X16.山7.xl8.x

19.x20.A/21.啦2.x迫3.y/24.啦5.T

三、选择题

1.A2.C3.B4.A5.B6.C7.A8.B9.C

10.C11.C12.B13.B14.A15.A

四、名词解释

1.基面：通过切削刃上某一选定点，垂直于该点主运动（切削速度v）方

向的平面。

2.切削平面：通过切削刃上某一选定点，切于工件过渡表面并垂直于基面

平面。

3.正交平面：通过切削刃上某一选定点，同时垂直于基面和切削平面的平

面。也叫剖面或截面。

五、简答题

1.在下表中写出六个基本角度的名称、符号及定义。

名称及符号定义

主偏角K主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角

t

副偏角

副切削刃在基面上的投影与背离进给运动方向间的夹角

K,

r

前角Y

O在主正交平面，前刀面与基面的夹带

主后角a

0在主正交平面，主后刀面与主切削平面的夹角

副后角

a，在副正交平面，副后刀面与副切削平面的夹角

0

力倾角入

在主切削平面，主切削刃与基面的夹角

2.前角的作用是什么?

答：前角主要影响刀刃的锋利程度和强度，影响切削变形和切削力，影响工

件已加工表面质量。

3.主偏角的作用是什么？

答：1）影响刀尖强度和散热性能；2）影响切削分力大小；3）影响断屑

4.刃倾角有哪些作用？

答：1）影响排屑方向；2）影响刀头强度

3）影响切削的平稳性；4）影响切削刃的锋利性

第四节刀具的工作角度

一、填空题

1.相对位置、相对运动

2.瞬时主运动、合成运动

3.工作基面、工作切削平面

4.工作前、工作后

5.工作主偏角、工作副偏角

二、判断题

1.42.43.Y4.x5.x6.x

三、选择题

1.A2.B3.B4.A.

四、简答题（略）

在下图中作出切断时，若刀尖高于T件中心时切断刀T作角度的变化情况0

第三章切削加工的主要规律

第一节切削变形

一、填空题

1.切割、推挤、剪切滑移

2.剪切滑移、切屑的挤压、己加工表面。

3.缩短、增加、切屑收缩

4.切削变形系数（切屑收缩系数）匕

二、判断题

1.72.«3.44.x5.76/

三、选择题

1.A2.A3.B4.C

四、简答题

在下图中标出三个变形区位置，写出三个变形区的名称C

第I变形区：剪切滑移变形

第【I变形区：切屑的挤压变形

第III变形区：已加工表面的变形

第二节切屑的类型与控制

一、填空题1.带状、

节状、粒状、崩碎。2.带状、

卷屑、断屑

3.卷一碰一断4.直线圆

弧型、直线型、圆弧型。

5.外斜式、平行式、斜式6.

断屑槽、切削用量、刀具角度

7.进给量、背吃刀量、进给量、背吃刀量、减小。

8.进给量、背吃刀量、切削速度。

9.排屑方向

二、判断题

1.42.43.x4.45.x6.x7.Y

8.Wx10.411.412.413.x14.x15.Y16.，

三、选择题

l.A2.A3.B4.A5.B6.C7.C8.B9.C

10.Dll.AI2.B13.B

四、简答题

1.较好的屑形有哪几种？

答：在切削中能获得短管状切屑、短环形螺旋切屑、短锥形螺旋切屑、弧形

切屑，以及带防护罩的数控机床和自动机床上得到单元切屑和针形切屑均可列为

可接受的屑形。

2.切削用量中对断屑影响最大的要素是什么？如何影响？

答：切削用量中对断屑影响最大的是进给量f。

进给量f加大，切削厚度a按比例增大，切削变形增大，切屑易折断。

C

3.试分析切削速度、刀具前角和切削厚度（进给量）对切削变形的影响。

答：（1）切削速度：切削速度越高，切屑流动越快，前刀面对切屑的挤压作

用时间短，因此切屑的变形小。

（2）刀具前角：刀具前角越大，排屑越顺利，前刀面对切屑的挤压作用

小，因此，切屑的变形小。

(3)切削厚度：切削厚度越大，切屑与前刀面之间的挤压作用越大，切

屑的变形就越大。

第三节积屑瘤

一、填空题1.中等、

塑性、前刀面、刀瘤。2.切削

速度

3.增大

二、判断题

1.x2.73.44.x5.x6.V7.x8.x9.710.xll.4

三、选择题

l.B2.B3.A4.A、C

四、简答题

1.积屑瘤对切削加工有哪些影响。

答：(1)保护刀具

(2)增大实际前角

(3)影响加工精度和表面粗糙度

2.精加工塑性金属时采取哪些措施避免产生积屑瘤。

答：(1)避开中等切削速度

硬质合金刀具采用高速切削(i)>70m/min),高速钢刀具采用低速切削(V

<5m/mid。

(2)增大前角丫，减小刀具前刀面的表面粗糙度值，

(3)使用润滑效果好的切削液

第四节切削力与切削功率

一、填空题

1.工件、刀具、相等、相反、刀具、工件

2.变形、摩擦3.主切削力、背向力、进给力、

相互垂直、主运动、背吃刀量、进给。

二、判断题

1.^2.73.x4.x5.x7.<8.x9.410.x]1.Y12.x

13J14J15J16.x17.x18.4

三、选择题

l.A2.A3.C4.B5.A6.B7.A8.A9.C10.B

四、简答题

1.切削力可分解成哪几个分力？各分力有何实用意义？

答：通常将切削力分解成三个分力：主切削力F、背向力F、进给力F

CPf

(1)主切削力是最大的分力，它是确定机床电动机功率、计算机床强度和刚度,

设计夹具主要零部件、验算刀杆和刀片强度的主要依据；

⑵背向力是切削时引起振动的主要因素，也是引起工件弯曲变形的主要原因；

(3)进给力是验算机床进给机构主要零部件的强度。

2.切削用量三要素是怎样影响切削力的？

答：(1)背吃刀量：当背吃刀量a增大一倍，实际切削面积也增大一倍，变

P

形抗力和摩擦力成倍增加，故切削力成正比的增大一倍。

(2)进给量：当进给量f增大一倍，由于残留面积也增大，实际切削面积未

成倍增大，且切削厚度的增大，使切屑与前刀面的摩擦面积不成倍增大，故切削

力增大约68%~86%o

⑶切削速度：切削塑性金属时，切削速度V对切削力的影响主要受积屑瘤

影响实际前角所造成。

切削脆性金属时，产生崩碎切屑，切屑与前刀面挤压和摩擦作用较小，没有

积屑瘤产生，切削速度对切削力无显著影响。

3.如何选择刀具几何参数以减小背向力？

答：(1)增大刀具前角

(2)增大刀具主偏角

(3)增大刀具刃倾角

(4)减小刀尖圆弧半径

五、计算题

1.某车床电机功率为5.5KW,传动效率为0.8,车削某钢件时若选择背

吃

刀量为5mm,进给量为0.25mmk求机床功率允许条件下可选择的最高切削

速度。

解：工件为钢件：F必2000af=2000x5x0.25=2500N

cP

因为P=FAc—且P<P・v

m1000X60mEm

所以F%<p・v

1000X60Em

2500>A

15510.8

—MO和

24

A<4.4X24

A<105.6ni/niin

即：机床功率允许条件下可选择的最高切削速度为105.6m/min。

2.一台C620—1车床，P=7KW,t]=0.8,如以v=180m/min车削短轴，根据

E

推算Fc=1700N,问这台车床能否切削。

解：P=?一J700,180=5.

1KW01100。x601000x60

P=7x0.8=5.6KW

m

即：P<P.V

mEm

所以这台车床能切削

第五节切削热和切削温度

一、填空题

1.变形、摩擦2.

切屑、工件、刀具

3.切削区域

4.切削速度、进给量、背吃刀量

5.增大、降低

二、判断题

l.x2.x3.“45.必Wx8.9.x10.x

三、选择题

1.A2.B3.A、B4.A5.A6.A7.C8.D

四、简答题

切削用量三要素怎样影响切削温度？

答：实验得出，当切削速度增大一倍时，切削温度约增高20%~33%；进给

量增大一倍时，切削温度约增高10%；背吃刀量增大一倍时，切削温度只增高约

5%

第六节刀具磨损与刀具耐用度

一、填空题

1.后刀面、前刀面、前后刀面同时

2.初期、正常、急剧

3.刀具允许的磨损量、是否需要重磨、换刀

4.磨粒、相变、黏结、扩散、氧化

5.耐热性

二、判断题

1.x2.也.45.x6.S.的的.x10.411.4

三、选择题

LB、D2.D3.A4.C5.A6.A7.D8.C9.A、B、CIO.B

ILA12.A、B、C13,B14.A15.B、16.C17.B18.B

四、简答题

1.实际生产中可从哪些方面判断刀具已经磨损？

答：实际生产中，较少用磨钝标准值VB去判断刀具的磨损情况，而是凭借

感观去判断。如通过观察工件已加工表面的粗糙度变化、切屑颜色的变化、切屑

形态的变化、听噪音的大小、感觉切削时产生的振动等。但在采用数控机床、自

动化机床加工及进行大批量生产时，就应该按试验等得到的参数制订出合理的刀

具耐用度，从而定时换刀。

2.切削钢时为什么选用YT类硬质合金而不选YG类硬质合金？

答：YT类硬质合金切削钢料的黏结温度高，故不易发生黏结磨损。

扩散磨损速度主要与切削温度、刀具材料的化学成分有关。如钛(Ti)的扩

散速度要比碳(C)、钻(C。)、鸨(W)慢得多，故YT类硬质合金比YG类硬质合

金要耐磨。

3.为什么硬质合金刀具在切削速度较低时刀具耐用度反而下降？

答：低速时，切削温度低，工件硬度高，刀具主要受机械磨损，由于硬质合

金脆性大易崩刃，故低速时刀具耐用度较低。

第四章切削加工质量与效率

第一节工件材料的切削加工性

一、填空题

1.难易程度

2.刀具耐用度、已加工表面质量、切屑控制难易、切削力切削温度、切削

功率

3.8

4.u、u、>1>>3、VI、<0.560

20

5.质量越好

6.强度和硬度、塑性和韧性、导热系数、线膨胀系数

7.硫、铅、硒、钙等；硅、铝、银、钛等

二、判断题

1.x2.43.也.x5.x

三、选择题

1.B2.B3.C4.B5.B

第二节已加工表面质量

一、填空题

1.表面粗糙度、加工硬化、残余应力

2.积屑瘤、残留面积、振动

3.硬点、毛刺

4.强度和硬度

5.塑性变形

6.切削变形、摩擦、切削温度

7.弹性变形、热塑性变形、相变

8.减小、降低

二、判断题

1.S.x3.x4.45.76.Q7.78.49.7

三、选择题

1.A2.A3.A4.C5.A6.A7.B8.C

四、简答题

1.表面粗糙度对零件的使用性能有何影响？

答：零件表面粗糙度值过大时，会减小配合件之间的实际接触面积，降低其

接触刚度和配合精度；增加摩擦副表面的摩擦力和磨损量；容易产生应力集中，

降低疲劳强度；容易吸附和积聚周围介质而遭受腐蚀。所以，应适当减小工件的

表面粗糙度值。

2.如何防止切削加工中出现振动？

答：(1)提高工艺系统的刚性

(2)选择合理的刀具几何参数减小背向力

(3)适当减小切削用量

3.减小残留面积高度的措施有哪些？

答：减小进给量；

适当减小主偏角；

减小副偏角；

适当增大刀尖圆弧半径

4.加工硬化对切削过程有什么影响？

答：加工硬化会降低已加工表面质量，降低材料的疲劳强度。同时，切削加

工时，出现加工硬化，会给下一道工序的切削带来困难，加剧刀具的磨损，甚至

无法加工。但加工硬化也有其有利的一面，它可提高工件表层的强度、硬度、耐

磨性，提高其使用性能。

第三节切削用量的选择

一、填空题

1.生产率

2.加工余量

3.切削力

4.刀具耐用度、已加工表面质量

5.表面粗糙度

二、判断题

1.也.x3.4

三、简答题

粗加工时切削用量的选择原则及方法是什么？

答：粗加工时的切削用量，以提高生产率为主，并应考虑加工成本。

粗加工时选择切削用量的基本原则是：首先选择尽可能大的背吃刀量a,其

次选择较大的进给量f,最后根据已选定的a和f,并在工艺系统刚性、刀具看

P

用度和机床功率许可的条件下选择一个合理的切削速度VO

*四、计算题

车一直径为50mm的外圆，行程长度为1=1000mm,采用切削速度为v=50m/min,

进给量f=0.2mm/r,一次进给车•成，求车此工件需要的基本时间t。

解：A/篇5黑吗力/Imin

m10OOAfL1000X50X0.2

第四节切削液

一、填空题

1.冷却、润滑、清洗与排屑、防锈

2.水溶液、乳化液、切削油

3.水、冷却、电介质、表面活性

4.浇注法、高压冷却法、喷雾冷却法、浇注法

一、判断题

1.啦.x3.x4.45.47.48.49.710.411.xl2.7

13.x14.xl5.x!6.Y

三、选择题

1.B2.A3.C4.D5.B6.B7.B8.C

第五章车刀

第一节焊接式车刀

一、填空题

1.整体式、焊接式、机夹式

2.硬质合金刀片、刀杆

3.型式、形状、长度

二、判断题

1.X2.3.45.x

三、选择题

1.A2.C3.C

四、简答题

认识下列车刀，写出车刀名称。

a）外圆车刀b）端面车刀c）孔车刀d）切断刀e）螺纹车刀

第二节可转位车刀

一、填空题

1.字母、数字、九

2.字母、形状

3.法后角，N、0°

4.字母、主要尺寸允许的偏差、12、普通级、中等级、精密级

5.字母、断屑槽、中心固定孔

6.数字、边长

7.数字、厚度

8.刀尖形状、数字、字母

9.字母、刀刃截面形状

10.字母、切削方向

11.偏心式、杠杆式、杠销式、楔块式、上压式

12.底面、刀垫

13.断屑、切削

二、判断题

1.迫・><3.>4.我也x7.x8.馈x

三、选择题

1.A2.B3.B4.D

四、简答题

1.对可转位车刀的夹紧形式有哪些要求？

答：(1)夹紧可靠，不允许刀片在切削时产生松动。

(2)定位精确，刀片转位或更换时，刀尖位置的变化在工作精度允许的

(3)结构简单，操作方便，以减少转位或更换刀片时间。

(4)夹紧元件不应妨碍切屑的流出及切屑流出时不会擦坏夹紧元件。

2.使用可转位车刀时要注意哪些问题？

答：(1)安装刀片时应使刀片底面与刀垫接触良好。

(2)夹紧刀片时夹紧力不必太大。

(3)合理选择切削用量

(4)使用时可根据刀片状况、切削条件对刀刃和刀尖作适当的修研。

第三节成形车刀

一、填空题

1.平体、棱体、圆体

2.制造、安装

3.设计

4.中心、工作端面

二、判断题

1.也也.x4.x5.x8.49.xlO.4

三、选择题

1.B2.A3.A4.A

四、简答题

1.成形车刀安装应注意哪些事项？

答：（1）车刀装夹必须牢固。

（2）刀刃上最外缘点（刀具基准点）应对准工件中心。

（3）成形车刀的定位基准应与零件轴线平行。

（4）刀具安装后获得的前角和后角应符合设计时所规定的参数。

a）平体成形刀b）棱体成形刀c）圆体成形刀

第六章孔加工刀具

第一节麻花钻

一、填空题

1.钻孔、扩孔

2.柄部、颈部、工作部分、切削部分、导向部分

3.直柄、莫氏锥柄

4.保持钻削方向、修光孔壁、切削部分

5.三尖七刃两种槽

6.五刃六面、正反

二、判断题

i.Y2.x3J4J5.x6.\7.V8J9.x10J11.V12.V

三、选择题

l.B2.B3.B4.A5.B6.C7.A8.C9.A10.C11.B

12.B13.A

四、简答题

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