1、 金属切削机床与刀具 复习题一、填空题（每题 2 分，共 20 分）1刀具材料的种类很多，常用的金属材料有工具钢、高速钢、硬质合金；非金属材料有 金刚石、立方氮化硼等。2刀具的几何角度中，常用的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角和副后角六个。3切削用量要素包括背吃刀量、进给量、切削速度三个。4由于工件材料和切削条件的不同，所以切屑类型有带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎状切屑四种。5刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有前刀面磨损、后刀面磨损和前后刀面同时磨损三种。6所有机床都必须通过刀具 和工件之间的相对运动来形成一定形状，尺寸和质量的表面。7加工脆性材料时，刀具切削力集
2、中在刀尖附近，宜取较小的前角和较小的后角。8刀具切削部分材料的性能，必须具有高的硬度、良好的强度和韧性、良好的耐磨性和良好的工艺性及经济性。9防止积屑瘤形成，切削速度可采用高速或低速。10写出下列材料的常用牌号：碳素工具钢 T8A、T10A、T12A ；合金工具钢 9SiCr、CrWMn ；高速工具钢 W18Cr4V 、 W6Mo5Cr4V2 。11. 楔角（ 前刀面 ）与（ 后刀面 ）的夹角12. YT 类硬质合金的主要化学成分是 Co、（ TiC ）和（WC ），其中（ TiC ）含量越多，硬质合金硬度越高，耐热性越好，但脆性越大。13按照机床工艺范围宽窄，可分为通用机床（万能） 、 专门
3、化机床 和专用机床 三类。14. 在金属切削过程中，在（ 中 ）速度加（ 塑性 ）材料时易产生积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响，故在（ 精 ）加工时应尽量避免。15. 外圆车削时，在刀具 6 个标注角度中，对切削温度影响较大的角度是（ o ）和 Kr。16金属切削机床是一种用切削方法加工金属零件的工作机械，它是制造机器的机器，因此又称为工作母机或工作机。17. 常用的切削液有水溶液、（ 乳化液 ）和（ 切削油 ）三大类。采用硬质合金刀具时，由于（ 刀具红硬性 ），故一般不使用切削液。18. 使用可转位车刀生产率较高，原因是由于它减少了（更换 ）及（ 刃磨 ）所需的辅助时间，故特别适合于自动
4、化生产。19. 麻花钻切削性能最差的部位是在（ 横刃 ）处；钻头最易磨损部位是在（ 刀尖 ）处。钻削加工时轴向力主要是由（ 横刃 ）刃产生。20.主剖面（正交平面）标注角度参考系中三个坐标平面是指（ 基面）、（ 正交平面 ）和（ 主切削平面 ），它们之间关系为（ 相互垂直） 。21.一般在精加工时，对加工表面质量要求高时，刀尖圆弧半径宜取较（大 ）。22.磨平面和磨内孔时，应比磨外圆时选用粒度较（大 ），硬度较（小），组织较（大 ）的砂轮。23.在加工细长轴类零件时，刀具的刃倾角 s 常取为（ 正值）值，这是因为 s 使（背吃刀力减小 ）。24扩孔钻既可用作孔的最后加工，也可用作 铰孔 前的预
5、加工。25不同于普通的孔加工，深孔加工的主要问题有三，即：断屑和排屑、冷却和润滑以及导向 。26铣削加工时，铣刀绕其轴线转动是主运动。27铣削时，切削厚度 ac 是指 铣刀相邻刀齿主切削刃的运动轨迹间的垂直距离 。28尖齿成形铣刀用钝后重磨 后刀面。29蜗轮滚刀切削刃切削蜗轮时，模拟着工作蜗杆与蜗轮的啮合过程。二、判断题：（在题末括号内作记号：“”表示对，“”表示错）（每题 1 分，共 20 分）1钨钴类硬质合金（YG ）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属及非金属。 2刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。 3安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件
6、中心时，使切削时的前角增大，后角减小。 4刀具磨钝标准 VB 表中，高速钢刀具的 VB 值均大于硬质合金刀具的 VB 值，所以高速钢刀具是耐磨损的。 5刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内容。 6由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前角。 7切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下，沿着与待加工面近似成 45夹角滑移的过程。 8积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。 9切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了内在的有利条件。 10一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时，所发生的磨
7、损往往在刀具的主后刀面上。 11刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件，提高刀具寿命，可以增加切削用量，提高生产效率。 12进给力是纵向进给方向的力，又称轴向力。 13刀具的磨钝出现在切削过程中，是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦，失去正常切削能力的现象。 14所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损，一般在切削速度较高，切削厚度较大情况下，加工塑性金属材料时引起的 。 15刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。 16粗加工磨钝标准是按正常磨损阶段终了时的磨损值来制订的。 17切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称为崩碎切屑。 18当粗加工、强力切削
8、或承冲击载荷时，要使刀具寿命延长，必须减少刀具摩擦，所以后角应取大些。三、选择题（将正确答案填在空格内）（每题 2 分，共 30 分）1.下列哪种机床属于专门化机床:( B )A.卧式车床 B.凸轮轴车床 C. 万能外圆磨床 D.摇臂钻床2刀具产生积屑瘤的切削速度大致是在中速 范围内。 （低速 中速 高速）3切削过程中，车刀主偏角 r 增大，切削力 FP 减小。（增大 不变 减小）4高速钢刀具切削温度超过 550600 时工具材料发生金相变化，使刀具迅速磨损，这种现象称为 相变 磨损。（300350 550600 700800 扩散 相变 氧化）5当切屑变形最大时，切屑与刀具的摩擦也最大，对刀
9、具来说，传热不容易的区域是在 前刀面，其切削温度也最高。（刀尖附近 前刀面 后刀面）6在切削金属材料时，属于正常磨损中最常见的情况是前后刀面同时磨损。（前刀面 后刀面 前后刀面同时）7背吃刀量 ap 增大一倍时，切削力 FC 也增大一倍；但当进给量 f 增大一倍时，切削力FC 约增大 0.8 倍。（0.5 0.8 1.0）8切削用量对刀具寿命的影响，主要是通过切削温度的高低来影响的，所以影响刀具寿命最大的是切削速度 其次是进给量 。（背吃刀量 进给量 切削速度）9成形车刀磨损后要刃磨 ，铲齿铣刀磨损后要刃磨 ，才能保持其原来要求的廓形精度。（前刀面 后刀面 前、后刀面）10一般在中、低速切削塑
10、性金属材料时，刀具在切屑与工件接触压力和切削温度的作用下会发生扩散磨损。（磨粒 粘结 扩散）11车削时切削热主要是通过切屑和刀具进行传导的。 （切屑 工件 刀具 周围介质）12刀具磨钝标准通常都按后刀面的磨损值制订后刀面 VB 值的。（月牙洼深度 KT后刀面 VB 月牙洼深度 KB）13刀具磨损过程的三个阶段中，作为切削加工应用的是 正常磨损 阶段。（初期磨损 正常磨损 急剧磨损）14车削细长轴类零件时，为了减小径向力 Fp 的作用，主偏角 r，采用大于 60 角度为宜。（小于 30 3045 大于 60）15切削塑性较大的金属材料时形成带状切屑，切削脆性材料时形成 崩碎切屑。 （带状挤裂 粒
11、状 崩碎）16、切削刃形状复杂的刀具有（ D ）材料制造较合适。 A、硬质合金 B、人造金刚石 C、陶瓷 D、高速钢17、切削用量 v、f、ap 对切削温度的影响程度是（ C ） A、ap 最大、f 次之、v 最小 B、f 最大、v 次之、ap 最小C、v 最大、f 次之、ap 最小 D、v 最大、ap 次之、f 最小 18、碳钢精车时宜用牌号为（ B ）的硬质合金作为刀具材料。 A、YT5 B、YT30 C、YG3 D、YG8 19、前刀面上（刀屑间）的磨擦是（ C ） A、外磨擦 B、内磨擦 C、内磨擦与外磨擦兼有之 D、不一定 20、一般情况，刀具的后角主要根据（ C ）来选择。 A、切
12、削宽度 B、切削厚度 C、工件材料 D、切削速度 21、切削用量选择的一般顺序是（ A ） A、ap-f- v B、ap-v-f C、v-f-ap D、f-ap-v22、车削时为降低表面精糙度，可采用（D ）的方法进行改善。 A、增大主偏角 B、增大进给量 C、增大副偏角 D、增大刀尖圆弧半径 23、可转位车刀（ A ）式的刀片夹固结构所占空间位置最小，故较适合于内孔镗刀。 A、偏心 B、杠杆 C、楔销 D、压板（上压） 24、当 f0,f0,刀具的廓形深度（ B ）工件的廓形深度。 A、大于 B、小于 C、等于 D、不一定 25、标准齿轮滚刀采用阿基米德滚刀原因是（B ） A、理论要求这种滚
13、刀 B、便于制造和测量其齿形C、可以减少加工齿面的粗糙度 D、修正齿形误差 26、磨削硬质合金材料时，宜选用（ D ）磨料的砂轮。A、棕刚玉 B、白刚玉 C、黑碳化硅 D、绿碳化硅 27、齿轮铣刀所加工的齿轮精度较低原因是（ C ） A、机床精度低 B、加工时分度精度低 C、铣刀采用刀号制 D、制造公差大28、粗车时，切削速度的增大，主要受（ D ）限制。 A、表面粗糙度 B、尺寸精度 C、刀具角度 D、刀具耐用度 29、当加工细长的和刚性不足的轴类工件外圆，或同时加工外圆和凸肩端面时，可以采用主偏角 Kr( )的偏刀。=90 90 90 =45 30、( )硬质合金车刀能消除刃磨或重磨时内应
14、力可能引起的裂纹。焊接式 机夹重磨式 机夹式可转位31、设计一把加工阶梯轴零件的可转位车刀时，应选择( )边形的刀片。三 四 五32、加工一些大直径的孔，( )几乎是唯一的刀具。 麻花钻 深孔钻 饺刀 镗刀33、当工件表面有硬皮时，不宜采用( )方式。顺铣 逆铣34、丝锥是用于加工各种( )螺纹的标准刀具。内 外 内、外35、螺纹铣刀是用铣削方式加工( )螺纹的刀具。内 外 内、外36、对于螺旋导程角 。5的右螺旋滚刀，其容屑槽应做成 ( )左螺旋 右螺旋 直槽37、渐开线蜗杆的轴向齿形是( )直线 曲线38、蜗轮滚刀切向进给切削蜗轮的过程中，滚刀与蜗轮的中心距( )逐渐变大 逐渐变小 保持不
15、变39CA6140 型车床主传动系统采用了（ D ）传动系统。A多公比 B多速电机 C分支传动 D交换齿轮 40根据我国机床型号编制方法，最大磨削直径为320 毫米、经过第一次重大改进的高精度万能外圆磨床的型号为（ A）AMG1432A BM1432A CMG432 DMA1432 四、简答题：（每题 6 分，共 30 分）1、后角的功用是什么？怎样合理选择？、答：后角主要影响刀具后面与加工表面的摩擦、加工精度、刀具刃口强度和耐用度。 精加工时，为防止挤压摩擦，应选用较大的后角；粗加工时，为增加刀头强度，应选用较小的后角。2切削加工性：答：切削加工性指工件材料切削加工的难易程度。3 简述刀具寿
16、命：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。4、普通麻花钻的主要缺点是什么？如何改进？答：1.主要缺点：（ 1）麻花钻的主切削刃前角分布不合理，外大内小。（2 ）主切削刃长度大影响切削的卷曲。（3）横刃前角小而长（ 4）主切削刃与负切削刃刃转角处强度低散热差。2.改进措施：（1 ）修磨横刃（2）修磨过渡刃（3）修磨分屑槽（4）修磨棱边。 5、切削用量中，切削深度（背吃刀量）ap 和进给量 f 对切削力 影响有何不同？试分别详述其影响规律。答：影响：因为切削深度增大时切削力成倍增大而进给力增大时切削力只增大 7080，而切削速度增大对切削力变化较小。 规律：、 f. 6、接其
17、用途不同，常用的车刀有哪几种类型?简单介绍这几类车刀的主要用途。答：三类：外圆车刀、端面车刀和切断车刀；(3 分) 用途：外圆车刀主要用于加工工件的圆柱形或圆锥形外表面，弯头外圆车刀还可用于车端面和内、外例棱；(2 分) 端面车刀专门用于加工工件的端面；(1 分) 切断车刀专门用于切断工件。(1 分)7.溜板箱的功用是什么?答：溜板箱的功用是将丝杠或光杠传来的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通，断开和换向，机床过载时控制刀架自动停止进给。8.卧式车床进给传动系统中，为何既有光杠又有丝杠来实现刀架的直线运动？可否单独设置丝杠或光杠？为什么？光杠时实现纵横向直线进给，而丝杠则
18、在加工螺纹是实现刀架的进给，不能单独设置丝杠或光杠。设置光杠可以保证丝杠的传动精度不被磨损。9、车螺纹时，主运动与进给运动之间应保持什么关系？答：车削时应保证车刀的轴向位移与工件的角位移成正比，即工件每回转一圈时，车刀相应的沿轴向移动几倍螺距。五、综合题：1、某传动系统如图所示要求：（1）写出此传动路线的表达式并说明有多少种转速；（2）计算主轴极限转速 nmax和 nmin。解：1.主运动的传动路线表达式：27/43 39/39电动机（1440r/min）I 27/49 II35/35III26/52IV 31/3924/54V30/67VI（主轴）50/282.nmax = 1440 X 2
19、7/49 X 35/35 X 39/39 X 50/28 X 30/67 = 634.4(r/min) nmin = 1440 X 27/49 X 27/43 X 26/52 X 24/54 X 30/67 = 49.6(r/min) 答： 主轴的最高转速为 634.4 r/min 。 主轴的最低转速为 49.6 r/min 。2、按图所示传动系统，试计算：轴 A 的转速（r/min）；轴 A 转 1 转时，轴 B 转过的转数；轴 B 转 1 转时，螺母 C 移动的距离。1.轴 A 转速 ：1440r/min*5/22*23/23*20/20*20/80=81.7r/min2.轴 A 转 1
20、转轴 B 转速：1*80/20*20/20*23/23*35/30*30/50*25/40*1/84=0.02 3.3、按图所示传动系统作下列各题：写出传动路线表达式；分析主轴的转速级数；计算主轴的最高最低转速。（注：图中 M1为齿轮式离合器）答： 传动路线表达式电动机90/15036/22ll 22/45iii178/20017/42 42/2626/32 38/30IV27/63VM1VI（主轴）17/58(主轴 ) 主轴的转速级数：332=18 级 主轴的最高转速：nmax=143015090223626422001786327=336.81r/min 主轴的最低转速：nmin=1430
21、150904217452220017863275817=62.72r/mi4、某立式钻床的主传动系统如图所示要求：（1） 列出传动路线表达式；（2）列出传动链运动的平衡式；计算主轴的最大转速。解:1 传动路线表达式55/27 电机（1440r/min）140/170 34/48 34/4821/6117/68 55/34 主轴 35/502 平衡方程式 1440140/170U34/48U=n 主3 主轴的最大转速 nmax=1440140/17034/4834/4855/34=962.5r/min六、分析题：（共 15 分）1、如图所示，车刀切削部分的构成。指出 符号各代表的内容。SAar2
22、、如图所示，画出 外圆车刀的正交平面参考系及其相应几何角度，刀杆90rk尺寸为长宽高1001625。车刀的角度：主偏角 ，90前角 ，后角 ，副后角 ，刃倾角 ，副偏角15885153、在铣床上使用分度头 F11125 型加工直齿齿轮，已经齿轮齿数如下，请选择正确的分度方法进行分度计算。 （孔盘孔数为：24、25、28、30、34、37、38、39、41、42、43、46、47、49、51、53、54、57、58、59、62、66）（1） 、Z=28（2） 、=112（3） 、=116解：1. N = 40/Z = 40/28 = 1 + 12/28 2. N = 112/9 = 12 + 4/9 = 12 + 24/54 、 3. N = 116/9 = 1 + 2.1/9 = 1 + 7/30
