1、1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出版社2目 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 .2第二章 金属切削刀具的基本知识 5第一节 刀具材料 .5第二节 切削刀具的分类及结构 .9第三节 刀具的几何角度 .9第四节 刀具的工作角度 .13第三章 切削加工的主要规律 15第一节 切削变形 15第二节 切屑的类型与控制 .16第三节 积屑瘤 .19第四节 切削力与切削功率 .20第五节 切削热和切削温度 .23第六节 刀具磨损与刀具耐用度 .25第四章 切削加工质量与效率 29第一节 工件材料的切削加工性 .29第二节 已加工表面质量 .3
2、0第三节 切削用量的选择 .32第四节 切削液 .33第五章 车刀 36第一节 焊接式车刀 .36第二节 可转位车刀 .37第三节 成形车刀 .39第六章 孔加工刀具 42第一节 麻花钻 .42第二节 深孔钻 .44第三节 铰刀 .46第四节 镗刀 .48第五节 其他孔加工刀具 .483第七章 铣刀 51第一节 铣刀的种类及用途 .51第二节 铣刀的几何参数及铣削要素 .53第三节 铣削方式 .55第八章 拉刀 57第一节 拉刀的种类 .57第二节 拉刀的结构组成及主要参数 .57第三节 拉削方式 .59第四节 拉刀的使用与刃磨 .60第九章 螺纹刀具 62第一节 螺纹车刀 .62第二节 丝锥
3、和板牙 .63第三节 螺纹铣刀 .64第四节 塑性变形法加工螺纹 .65第十章 齿轮加工刀具 66第一节 齿轮刀具的种类 .66第二节 齿轮滚刀 .66第三节 蜗轮滚刀 .68第四节 插齿刀 .69第五节 剃齿刀 .70第十一章 数控机床用刀具 71第一节 数控车床用刀具 .71第二节 数控铣床用刀具 .72第三节 数控加工中心用刀具 .741第一章 金属切削加工的基本知识第一节 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*23 4 5 6三、选择题*1B *2C 3A *4A *5A *6B *7A四、简答题写出下表中各种切削加工方法具备的主运动。序
4、号 切削加工方法 主运动1 车削加工 工件的旋转运动2 铣削加工 铣刀的旋转运动3 钻削加工 钻头的旋转运动4 镗削加工 镗刀的旋转运动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12345 67891011三、选择题1A 2B 3A 4C 5A 6B 7A 8A 9C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22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
5、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： m52708mwpdam/min6.14.310n2解：由题意得： m520mwdap .1.9sin5.0sin0rcf2m5.0faApciirpw3第二章 金属切削刀具的基本知识第一节 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、陶瓷、超硬材料2耐热性、抗弯、低、手用3钨、钼、铬、钒、白、锋4强度、韧性、切削、冲击5高速钢6耐热性、550600 、307钨系、钨钼系、W18C r4V、W6M o5Cr4V2、W9M o3Cr4V 8高于、80
6、01000 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12 3 4 5 6 7 8 9 101112131415 16 1718 19 20 21 22 三、选择题1B 2D 3C 4D 5A 6D 7A 8A 9D 10C 11A 12B 13 D 14D 15B 16A 17C 18B四、简答题1刀具材料应具备哪些基本性能？答：(1)高硬度； (2)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简述陶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 4陶瓷刀具
7、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）极高的硬度和耐磨性 可用于切削硬质合金、陶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 一般只适宜作精加工。（2）金刚石与铁和碳原子的亲和性强 不宜用于加工铁族材料。4 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
8、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（介于陶瓷与硬质合金之间） ，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 2 3 4 5 6 7 第三节 刀具的几何角度一、填空题1定义、规定、刀面、刀刃52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 rPsPo 6锐中求固、锋利、刀刃和刀尖二、判断题1234. 5. 6 7 8 9 10 11. 12 1314 9. 11 12 1314151617181
9、920 2122232425三、选择题1A 2C 3B 4 A 5B 6C 7A 8B 9C10C 11C 12B 13B 14. A 15.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 r 主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角副偏角 r 副切削刃在基面上的投影与背离进给运动方向间的夹角前角 o 在主正交平面内，
10、前刀面与基面的夹角主后角 o 在主正交平面内，主后刀面与主切削平面的夹角副后角 o 在副正交平面内，副后刀面与副切削平面的夹角6刃倾角 s 在主切削平面内，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
11、后5工作主偏角、工作副偏角二、判断题1 2 3 4. 56三、选择题 1A 2B 3B 4.A.四、简答题（略）在下图中作出切断时，若刀尖高于工件中心时切断刀工作角度的变化情况。7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、已加工表面。3.缩短、增加、切屑收缩4切削变形系数（切屑收缩系数） 二、判断题1 2 3. 4 5 6. 三、选择题1 A 2A 3 B 4 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。8第变形区：剪切滑移变形第变形区：切屑的挤压变形第变形区：已加工表面的变形第二节 切屑的类型与控制一、填空题1.
12、带状、节状、粒状、崩碎。2.带状、卷屑、断屑3卷碰断4.直线圆弧型、直线型、圆弧型。5外斜式、平行式、内斜式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. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 三、选择题1.A 2.A 3.B 4.A 5. B 6. C 7. C 8. B 9. C 10. D 11.A 12.B 13B四、简答题1较好的屑形有哪几种？9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
13、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 c 按比例增大，切削变形增大，切屑易折断。 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、
14、刀瘤。2.切削速度3增大二、判断题12 3 4567891011 三、选择题1. B 2. B 3. A 4.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 10（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（ 70m/min） ，高速钢刀具采用低速切削（ 5m/min） 。（2）增大前角 o ，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、
15、相互垂直、主运动、背吃刀量、进给。二、判断题1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18三、选择题1.A 2. A 3C 4. B 5A 6B 7A 8A 9C 10B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 Fc、背向力 Fp、进给力 Ff11（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；（2）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
16、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 ap 增大一倍，实际切削面积也增大一倍，变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% 。（3）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
17、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 55KW，传动效率为 08，车削某钢件时若选择背吃刀量为 5mm，进给量为 025mm/r。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： NfaFpc 250.20因为 且610mPmEP所以 mEcF8.056102124.2m/min6.105即：机床功率允许条件下可选择的最高切削速度为 m/min。6.1052一台 C6201 车床，P E=7KW，=0.8，如以 v=180m/min 车削短轴，根据推算 Fc=1700N，问这台车床能否切削。解： KW1.5601870cm
18、FKW.EP即： m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1. 2. 3. 4. 5. 67. 8. 9. 10. 三、选择题1. A 2. B 3. A、 B 4A 5.A 6A7. C 8.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13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.
19、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12. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 三、选择题1.B、D 2D 3A 4.C 5.A 6.A 7. D 8. C 9. A、B、C10 B 11. A 12. A、 B、 C 13. B 14.A 15. B、16. C 17.B 18.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。
20、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） 、钴（Co） 、钨（W）慢得多，故 YT 类硬质合金比 YG 类14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。15第四章 切削加工质量与
21、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384 60、 20、1、3、1、0.55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、镍、钛等二、判断题12 345三、选择题1 B 2B 3C 4B 5B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12345 6 7 8 916三、选择题1A 2A 3A 4 C 5A 6A 7B
22、8C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
23、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171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123三、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 ap，其次选择较大的进给量 f，最后根据已选定的 ap 和 f，并在工艺系统刚性、刀具耐用度和机床功率许可的条件下选择一个合理的切削速度 。*四、计算题车一直径为
24、50mm 的外圆，行程长度为 l=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tm。解： min7.152.0514.310pmaAfdlt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18二、判断题1234 567 8 9 10 111213141516 三、选择题1B 2A 3C 4D5B6B7 B 8C19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12
25、3456三、选择题1A 2C 3C 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） 内孔车刀 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203法后角、N、04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123456789 三、选择题1A 2B 3 B 4 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
26、，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范围内。（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。21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12345678910三、选择题1B 2 A 3A 4A四、简答题1成形车刀安装应注意哪些事项
27、？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。2认识下列成形车刀，写出名称。a） 平体成形刀 b） 棱体成形刀 c） 圆体成形刀 22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1 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 三、选择题1.B 2.B 3.B 4.A 5.B 6.C 7.A
28、8.C 9.A 10.C 11.B 12.B 13.A 四、简答题*1麻花钻的刃磨方法及刃磨要求是什么？答：麻花钻的刃磨方法：麻花钻刃磨时，一般只刃磨两个主后刀面，但同时要保证后角、顶角和横刃斜角合理正确。麻花钻刃磨后应达到下列两个要求：（1）麻花钻的两条主切削刃应该是轴对称，也就是两主切削刃与钻头轴线成相同的角度 r，并且长度相等。 （2）横刃斜角为 55。2普通麻花钻的结构上缺陷是什么？答：普通麻花钻由于其自身结构的原因，存在以下缺点：（1）主切削刃上各点前角变化很大（2）横刃太长（3）主切削刃长23（4）棱边处副后角为零*3麻花钻的修磨方法有哪些（标在图的下方）？a） 修磨横刃 b）修磨
29、前刀面 c） 双重刃磨 d） 修磨棱边 e） 开分屑槽 f） 磨出内凹圆弧刃 4在下图中填写标准麻花钻工作各部分的名称。 （略）第二节 深孔钻一、填空题152深孔钻的几何形状、冷却排屑3单刃、多刃；内排屑 、外排屑4钻头、内管、外管24二、判断题1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 三、选择题1.B 2.B 3.A 四、简答题深孔加工有什么特点？关键技术是什么？答：特点：深孔加工时，刀杆细长，刚性差；切削液难以引入到切削区，切屑不易排出，钻尖冷却困难；切削刃上各点的切削速度变化较大，尤其是近中心处的切削速度为零，切削条件差；转矩和轴向力大，钻进困难，且易引偏，致使刀具耐用度及生产率很低。深
30、孔加工的关键技术是深孔钻的几何形状和冷却排屑问题。第三节 铰刀一、填空题1手用铰刀、机用铰刀、整体式、可调式2浮动装夹3工作部分、颈部、柄部、引导、切削、修光、倒锥二、判断题1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 三、选择题1.B 2.B 3.B 4.C 5.D 6.D 7.A 四、简答题认识下列铰刀，在图的下面写出铰刀名称。25a) 直手用铰刀 b) 直柄机用铰刀 c) 锥柄机用铰刀 d) 硬质合金锥柄机用铰刀 e） 直柄圆锥铰刀 f) 锥柄圆锥铰刀 g） 可调节手用铰刀 h) 套式铰刀 i) 螺旋铰刀 第四节 镗刀一、填空题1单刃、双刃2整体式、机夹式二、判断题1. 2. 3. 4. 三、选择题1.B 2.B 3.A 4.C 5. A 26第五节 其他孔加工刀具一、填空题1粗加工、精加工2通孔车刀、盲孔车刀3盲孔、阶台孔、偏刀4同类或不同类二、判断题1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 三、选择题1.C 2.A 3.B 4.C 5. D 四、简答题孔加工复合刀具的优点有哪些？答：（1）生产效率高（2）加工精度高（3）加工成本低（4）加工范围广27
