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1、安职金属切削原理及刀具复习题安职金属切削原理及刀具复习题一、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，从而获得具有一定几何形状、尺寸和表面质量的零件。二、切削加工必备的三个条件。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三、切削运动包括主动、进给运动和合成切削运动1）主运动：迫使工件表面部分金属分离的运动2）进给运动：为了实现切削运动的连续性或使分离金属的面积增大，实现整个余量被切除的目的四、切削加工中工件上存在的三个表面是待加工表面、过度表面和已加工表面五、切削用量三要素是切削速度、进给量、背吃刀量切削用量和切削层参数包含横截面积、厚度
2、、宽度三个要素在切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最大的是切削速度，对切削力影响最大的是切削深度合理的切削用量：在充分利用刀具的切削性能和机床性能，保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低加工成本的切削速度、进给量、背吃刀量提高切削用量的途径：1）采用切削性能更好的新型刀具材料2）改善工件材料的加工性3）改进刀具结构和选用合理的刀具参数4）提高刀具的制造和刃磨质量5）采用新型的、性能优良的切削液和高效率的冷却方法六、刀具由刀头部分和刀体部分组成切削部分组成：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖前面：刀具上切屑流过的表面后面：与过度表面相对的表面副后面：与已加工面相对七、刀具参考
3、系：静止参考系，工作参考系静止参考系组成：基面 Pr，切削平面 Ps，主截面 Po八、静止参考系刀具角度定义：前角 0：前刀面与基面的夹角后角 0：后刀面与切削平面的夹角楔角 0：前刀面与后刀面的夹角主偏角：主切削刃与进给方向在基面上投影的夹角副偏角：副切削刃与进给方向在基面上投影的夹角刀尖角：主、副切削刃在基面上投影的夹角刃倾角：主切削刃与基面 Pr 间的夹角 改变切屑的流向、影响刀尖的强度、影响切削的平稳性九、切削层为切削部分的一个单一动作所切除的工件材料层切削方式：（1）自由切削（只有一个切削刃参加切削）与非自由切削（主副刃同时参与）（2）直角切削（切削刃与切削速度方向垂直的切削）与斜角
4、切削；刃倾角不等于 0 的刀具均属斜切削方式（3）材料的切除率：特定瞬间、单位时间里被切除工件材料的体积。十、刀具材料应具备的性能：1）高的硬度和耐磨性2）足够的强度和韧性3）高的耐热性4）良好的物理性能和耐热冲击性能5）良好的工艺性能6）经济性十一、刀具材料类型：工具钢（碳素工具钢、合金工具钢、高速钢） ，硬质合金，陶瓷，超硬刀具材料（金刚石、立方氮化硼）工具钢具有较高的热稳定性、高的强度，刀具制造工艺简单。硬质合金具有高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度低、冲击韧性差，很少用于制造整体刀具。陶瓷材料硬度高、耐用度高，还可用于冲击负荷下的粗加工，切削效率显著提高。涂层硬质合金优点是（硬度高、耐磨性
5、好、刀片基体强度高） ，陶瓷刀具材料特点是（硬度高、耐热性好、化学稳定性好，但脆性大）在硬质合金中，YG 类一般用于加工（铸铁、有色金属及非金属材料） 、YT 类硬质合金一般用于加工（钢料） ，而 YW 类硬质合金它的加工范围为（耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料）三个变形区特点：第一变形区：剪切滑移变形区第二变形区：挤压摩擦区第三变形区：挤压摩擦回弹区十三、切削变形程度的表示：绝对滑移，相对滑移，变形系数，剪切角十四、影响切削变形的主要因素：1）工件材料2）刀具前角 3）切削速度4）切削层公称厚度增大刀具前角，减小刀屑面间的摩擦，使剪切角增大，是减小切削变形的重要途径十五、积屑瘤影响：1）保
6、护刀具2）增大前角3）增大切削厚度4）增大已加工表面粗糙度5）降低切削刀具的耐用度积屑瘤抑制措施：采用低速或高速切削、减小进给量、增大刀具前角、提高刀具刃磨质量和合理选择切削液积屑瘤形成：当加工塑性材料时，温度达到一定值，压力又较高时，由于粘结和加工硬化便形成了积屑瘤。积屑瘤的形成主要取决于切削温度十六、切削类型：带状，粒状，节状，崩碎切屑十七、切削力来源：1）克服被加工材料对弹性变形的抗力2）克服被加工材料对塑性变形的抗力3）克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面和已加工表面的摩擦力十八、影响切削力的因素：1）切削用量2）工件材料3）刀具的几何参数4）刀具材料5）刀具磨损6）切削液十
7、九、切削热的产生：工件材料的弹、塑性变形功和前后刀面的摩擦功切削热的传出：由切屑、工件、刀具及周围介质传出二十、影响切削温度的因素：1）切削用量2）工件材料3）刀具几何参数4）切削液5）刀具磨损切削用量中，对切削温度的影响程度依次为切削速度、进给量、吃刀深度二十一、刀具的失效形式包括磨损和破损，破损又可分为脆性破损和塑性破损。刀具的磨损形态：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损。刀具的磨损原因：硬质点磨损、黏结磨损、扩散磨损、化学磨损、热电磨损、相变磨损刀具磨损的过程：初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段耐用度：新刃磨的刀具从开始使用到达到磨损极限所经过的切削时间切削用量对刀具耐用度的影响依次
8、为切削速度、进给量、吃刀深度刀具寿命是指，刀具从开始使用到报废为止所经历的切削加工时间合理耐用度的选择：最高生产率耐用度和最低成本耐用度二十二、切削加工性的衡量指标：1）加工质量2）刀具耐用度3）单位切削力4）断屑性能二十三、工件材料切削加工性的影响因素：1）工件材料硬度对切削加工性的影响 硬度高的加工性低2）工件材料强度对切削加工性的影响 切削加工性随工件材料强度的提高而降低3）工件材料塑性和韧性对切削加工性的影响 太大或太小切削加工性差4）工件材料热导率对切削加工性的影响 热导率低的材料切削加工性都低5)工件材料化学成分对切削加工性的影响 铸铁的化学成分中，能促进石墨化的元素能提高铸铁的切
9、削加工性，反之降低。6）金相组织对切削加工性的影响 金属成分不同，切削加工性不同7）切削条件对切削加工性的影响 特别是切削速度对加工性有一定影响二十四、改善工件材料切削加工性的措施：1）调整工件材料的化学成分2）改变工件材料的金相组织3）选择切削加工性好的材料状态4）合理选择工件材料5）采用新的切削加工技术二十五、切削液种类：以冷却为主的水溶性和以润滑为主的油溶性切削液、固体润滑剂切削液的主要作用：冷却 润滑 清洗 防锈切削液添加剂：油性添加剂、极压添加剂、表面活性剂和其他添加剂二十六、已加工表面质量的主要标志：表面粗糙度、表面层的加工硬化程度、硬化层深度、表面残余应力的性质、大小二十七、已加
10、工表面质量包括：1）表面几何学方面 表面粗糙度2）表面层材质的变化二十八、表面质量对零件使用性能的影响：1）影响零件的耐磨性2）影响零件的耐腐蚀性3）影像零件的疲劳强度4）影响零件的配合性质二十九、表面粗糙度产生原因：1）几何因素产生的粗糙度。主要取决于残留面积的高度2）切削过程中不稳定因素产生的粗糙度。包括积屑瘤、鳞刺、切削变形、刀具的边界磨损、刀具与工件相对位置变动等。三十、残余应力：指切削过程结束后，残留在金属中的应力，表现为拉应力或压应力产生原因：1）机械应力引起的塑性变形2）热应力引起的塑性变形3）相变引起的体积变化三十一、刀具几何参数的合理选择：1）前角 r0 选择：前角的作用：r
11、0 增大使刀刃锋利，切削阻力减小，变形小，温度低，刀具磨损小，但 r0 过大，刀具刚度强度差，不易散热，加剧磨损，降低寿命。原则：加工塑性材料 r0 大些，加工脆性材料前角小些；精加工前角较大，粗加工前角较小；高速钢刀具选大前角，硬质合金选小前角。2）后角 a0 的选择：后角作用：影响后刀面与切削面间摩擦；选择原则：精加工取较大值，粗加工取较小值；加工塑性软材料，后角取大值，打工脆硬材料取较小后角。3）主偏角 kr 选择：作用：kr 减小使刀具强度高，散热条件好，加工面粗糙度小，提高刀具寿命；增大 kr，切削平稳，断屑性能好。原则：加工高强度、硬度材料，kr 取较小；工艺系统刚性不足时，取较大
12、 kr。车削细长轴、阶梯轴时 kr=90 度，车外圆，端面，倒角 kr=45 度。?三十二、工件表面成形方法：轨迹法、成形法、相切法、范成法三十三、传动链：构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件称为传动链。分为外联系传动链和内联系传动链。三十四、车床运动：1）表面成形运动：工件的旋转运动（主运动） 、刀具的移动（进给运动）2）辅助运动三十五、卧式车床的传动系统：主运动传送链、车螺纹传送链、纵向进给传动链、横向进给传动链和刀架快速移动。三十六、车床常见故障：1）主轴启动、停止不正常2）主轴回转精度下降3）刀架移动轨迹误差较大三十七、车刀的分类：1）车刀按加工表面特征分为：外圆车刀，端面车刀，切
13、断车刀，螺纹车刀，内孔车刀2）车刀按结构分为：整体式、焊接式、机夹式、可转位式。三十八、磨床的机械传动：1）主运动 磨外圆砂轮的旋转运动、磨内孔砂轮的旋转运动2）进给运动 工件旋转运动、工件纵向往复运动或用手动纵向进给、砂轮横向进给运动，往复纵磨时是周期性切入运动；切入磨削时是连续进给运动。3）辅助运动 三十九、外圆磨削方法：1）磨外圆柱面：纵磨、横磨2）磨圆锥面：扳转磨床工作台、扳转磨床头架、扳转磨床砂轮架四十、砂轮的选择：1）工件材料和加工工艺2）形状及其尺寸3）加工精度4）磨削用量5）切削液和磨削方式6）机床结构四十一、砂轮的组成与特性：1）磨料 普通磨料（氧化铝、碳化硅等）和超硬磨料（
14、金刚石、立方氮化硼等）2）结合剂 种类：陶瓷（耐热性、耐腐蚀性好、弹性差） 、树脂、橡胶（强度高、弹性大、耐热性差）和金属结合剂3）硬度 指磨粒在外力作用下脱落的难易程度 工件硬度较高时，砂轮的硬度应较低，反之，应选较硬的砂轮。4）组织 砂轮中磨料、结合剂和气孔间的体积比例，组织越紧密，气孔越小，组织号越大，气孔越大 5）粒度 磨粒颗粒的大小6）强度 砂轮高速旋转时抵抗自身破碎的能力砂轮的硬度是指磨粒从砂轮上脱落的难易程度，而磨料的硬度是指磨粒本身的硬度；砂轮的软硬直接会影响磨削的质量，例如：砂轮会在磨粒钝化后引起表面烧伤等。四十二、铣床的主运动是铣刀的旋转运动，进给运动由工件作直线运动来完成
15、。铣削方式：端铣和周铣 端铣：对称铣、不对称铣 周铣：顺铣、逆铣顺铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相同的铣削方式。铣刀对工件的作用力在垂直方向上的分力始终向下，有利于工件的夹紧和铣削的顺利进行。但刀齿作用在工件上的水平分力与进给方向相同，容易引起振动，仅能对表面无硬皮的工件进行加工。逆铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相反的铣削方式。铣刀对工件的作用力在垂直方向上的分力始终向上，不利于工件的夹紧。但水平分力的方向与进给方向相反，有利于工作台的平稳运行。四十三、比较圆周铣削时，顺铣和逆铣的区别。顺铣：铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。?逆铣：铣刀对工件的作用力在进给方向
16、上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。1）顺铣：铣刀刀齿的切屑厚度由厚到薄。工件表面加工硬化现象不显著，但刀齿切入时，冲击力较大，不适合加工表面有硬皮的工件。逆铣：铣刀刀齿的切屑厚度由薄到厚，开始时，刀齿不能立刻切入工件，而在已加工表面滑行，这就对已加工表面有挤压作用，使工件表面的硬化现象严重，降低表面质量。此外，刀齿磨损快耐用度降低。2）顺铣：铣刀对工件作用力 Fc 在垂直方向分力 Fz 始终向下，对工件起压紧作用，切削平稳，适于不易夹紧或细长薄板形工件。 逆铣：垂直分力 Fz 向上，工件需较大的夹紧力。3）逆铣：F 水平分力 Ff 与工作台进给方向相反，使工作台进给丝杠与螺母的传动工作面紧靠，工作平稳。顺铣：f 与工作台进给方向相同，使工作台易出现轴向窜动。影响加工质量及损坏刀具。总体而言，零件粗加工时，通常采用逆铣，因为逆铣时，刀具从已加工表面切入，不会蹦刃，且机床的传动间隙不会引起振动和爬行。精加工时，为
