第三章：金属切削过程基本规律

第三章：金属切削过程的基本规律

一、选择

54、切屑形成过程中剪切角φ是

A 剪切滑移面与切削速度之间的夹角 B 切削合力方向与剪切滑移面之间的夹角 C 切削合力方向与切削速度之间的夹角 D 55、减少切削厚度压缩比的主要措施是

A 减少前角 B 提高切削速度 C 减少切削深度 D 增加进给量 56、影响切削厚度压缩比的主要因素是

A 工件材料、切削用量 B 工件材料、切削速度

C 工件材料、背吃刀量、进给量 D 工件材料、刀具角度 57、表示塑性金属切削变形程度最常用的指标是

A 剪切角 B 切削厚度压缩比 C 前刀面与切屑的摩擦系数 D 相对滑移 58、减少刀具与切屑摩擦系数的主要措施是

A 低速切削 B 增大前角 C 增大进给量 D 加润滑液 59、前刀面上的摩擦（刀屑间）属：

A 外摩擦 B 内摩擦 C 外摩擦与内摩擦兼有 D 加切削液时属液体摩擦 60、切削时减小刀具与切屑间摩擦系数的最有效方法是

A 提高工件强度 B 提高切削速度 C 增大切削厚度 D 增大前角 61、刀具角度对切削变形影响较大的是

A 增大前角，变形减少 B 增大后角，变形减少 C 增大刃倾角，变形减少 D增大主偏角，变形减少 62、增大切削厚度引起的效应是

A 增加切削变形 B 减少切削力 C 减少单位面积切削力 D 减小刀具磨损 63、增大进给量引起的效应是

A 增加切削变形 B 减少切削力 C 减少单位面积切削力 D 减小刀具磨损 64、背吃刀量对切削变形的影响是

A 背吃刀量增大，切削变形增大 B背吃刀量增大，切削变形减小 C 背吃刀量增大，切削变形基本不变 D 可忽略不计 65、高速切削对切削变形的影响是

A 高速切削切屑来不及变形使剪切角减小 B高速切削切屑来不及变形使剪切角增大 C高速切削切屑流速大于变形速度使剪切角增大 D高速切削切屑流速大于变形速度使剪切角减小

66、积屑瘤对切削过程的影响是

A 增大前角 B 增大背吃刀量 C 增大表面粗糙度 D 加剧刀具磨损 67、影响积屑瘤形成的主要条件是

A 切削温度 B 切削速度 C 刀具角度 D 背吃刀量 68、高速切削时不易产生积屑瘤的主要原因是：

A 高速切削切削变形小 B 高速切削摩擦力小 C 高速切削切削温度高 D 高速切削切削力小

69、防止积屑瘤最主要的两种措施是

A 加切削液 B 减小进给量 C 避免中等切削速度 D 增大前角 70、Fc—Vc曲线的第2段，增大Vc，Fc升高的原因是

A 切削速度提高，摩擦力加大，使切削力增大 B 切削速度使温度升高，产生积屑瘤，切削力增大

C切削速度使温度升高，积屑瘤减少，切削力增大 D 71、硬质合金刀具精加工时常采用高速度，其主要原因是：

A 提高刀具耐用度 B 降低切削力 C 防止机床振动 D 防止产生积屑瘤 72、用硬质合金车刀加工碳钢时，以下几种看法哪种比较正确

A 希望产生积屑瘤，以增大前角，减小切削力 B 不希望产生积屑瘤，以防产生振动 C希望产生积屑瘤，以保护刀刃，减少磨损 D 不希望产生积屑瘤，以防降低表面加工质量

73、高速钢刀具精加工时降低切削速度，其主要目的是

A 提高刀具耐用度 B 降低切削力 C 防止机床振动 D 防止产生积屑瘤 74、形成加工表面硬化最主要的一种原因是

A 已加工表面弹性回复形成的后刀面摩擦 B已加工表面弹性回复形成的后刀面挤压 C 刃口圆弧对刃前区及已加工表面的摩擦 D刃口圆弧对刃前区及已加工表面的挤压 75、减少表面加工硬化的主要措施有：

A 提高切削速度 B 加切削液 C 增大后角 D 减小进给量 76、切削时，增大进给量而保持其他条件不变时，将使：

A 切削变形减小 B 切削变形增大 C 平均摩擦系数增大 D平均摩擦系数减小 77、切削时、增大背吃刀量而保持其他条件不变时，将使：

A 切削变形减小 B切削变形增大 C 摩擦系数增大 D 切削力增大 78、车削时增大进给量，单位切削力

A 增大 B 减小 C 增大0.75倍 D 减小0.75倍 79、车削时增大背吃刀量，单位切削力

A 增大 B 减小 C 增大0.75倍 D 不变 80、测量切削区的平均温度可用

A 人工热电偶法 B 自然热电偶法 C 半导体热电偶法 D 红外线测温装置 90、车削钢时，前刀面上切削温度最高点在

A 刀尖处 B 刀刃处 C 与刀刃有一定距离处 D 切屑脱离前刀面处 91、在切削温度实验公式中背吃刀量指数最小的主要原因是

A 背吃刀量增大摩擦系数减小 B 背吃刀量增大传到刀具上的热量少 C 背吃刀量增大刀具的散热条件改善显著 D 背吃刀量增大切削变形减小

二、课后练习

3-1衡量切削变形用什么方法？如何计算它们？ 答：剪切角φ：剪切面和切削速度方向的夹角 相对滑移ε：切削层在剪切面上的相对滑移量

厚度变形系数ξa(切削厚度压缩比Ach，长度变形系数ξL）：切屑外形尺寸的相对变化量 剪切角的计算：? ??4?????o?

cos?o相对滑移ε的计算： ??ctg??tg????o??sin?cos????o?

hchOMsin?90????0?cos????o?????切削厚度压缩比Ach的计算 hhdOMsin?sin?

3-2试述切削过程3个变形区和它们的特点

答：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

第二变形区发生于切屑底面和前刀面的接触处，主要特点是产生纤维化 第三变形区发生于以加工表面上，主要特点是产生纤维化和加工硬化。

3-3试述前角、切削速度vc和进给量对切削变形的影响规律。 答：

1、刀具前角对切削变形的影响:前角增加，会使剪切角φ增加，切削变形降低。 2、切削速度对切削变形的影响：切削速度提高，变形程度越小。

3、进给量对切削变形的影响：进给量增加，会使切削厚度hD增加，摩擦系数降低，切削变形降低。

3-4试述背吃刀量ap，进给量f对切削力Fc的影响规律？

答：增加背吃刀量ap，进给量f都会使切削力Fc增大，但ap和f对Fc的影响是不同的。

进给量f增加，会使切削变形降低，单位面积的切削力下降，因此，进给量增加1倍，切削力Fc只增加75%左右。

背吃刀量ap增加，不会使切削变形降低，单位面积的切削力不变，因此，背吃刀量增加1倍，切削力Fc增加1倍。

3-5试述主偏角对Fc、Fp、Ff的影响规律？

答：主偏角增加，会使切削厚度HD增加，切屑变形下降，从而使切削力Fc下降。但Kr＞60-75 °时，非自由切削成分增加，Fz会增大。 主偏角增加， Fp增大、Ff减小。

3-7用硬质合金车刀P10（YT15）粗车外圆，工件材料为45钢（229HBS）,背吃刀量为ap=3mm，进给量f=0.3mm\\r，切削速度vc=90m/min，刀具几何角度γo=10°，λs=-5 °，κr=75 °，计算切削力Fc和切削功率Pc。

解：查表3-1、表3-2得：CFc=2795，xFc=1，yFc=0.75

kc=3777，nFc=-0.15、kγoFc=0.95，kκrFc=0.92 xFcyFcnFc求得切削力： cFcpFc

10.75?0.15F?2795?2?0.3?100?0.95?0.92?992(N) c

切削功率：Pc=Fcvc/60×103=992×(100/60)×103=1.653kW

3-8试述背吃刀量和进给量对切削温度的影响规律？ 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%

因为切削温度不但和切削热的产生有关，也和切削热的传出有关，增加背吃刀量，虽然可使切削热增加，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小，

3-10试述刀具正常磨损形式和刀具的破损形式有哪些？ 1、正常磨损

（1）前刀面的磨损 （2）主后刀面的磨损 （3）副后刀面的磨损

2、刀具的破损形式：切削刃崩碎、切削刃剥落、热裂、沟槽磨损、切削刃细小缺口、塑性变形

F?CafvK3-11简述刀具磨损的原因。高速钢刀具、硬质合金刀具在中速、高速时产生磨损是什么原因？ 答：刀具磨损的四个主要原因是： 一、硬质点磨损 二、粘结磨损 三、扩散磨损

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高，主要产生塑性变形破坏。

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；低速切削主要产生硬质点磨损和崩刃。

3-12什么叫刀具磨损标准，规定的磨损位置和数值有多大？

答：以1/2背吃刀量处后刀面上的磨损带宽度VB达到正常磨损阶段的结束和急剧磨损阶段的开始时的磨损量作为刀具磨钝标准。

3-13什么叫刀具寿命？

答：刀具寿命是刀具磨损达到磨钝标准时的总切削时间（min） 其它刀具寿命：

（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。

3-14切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损对刀具寿命有何影响？

答：切削塑形材料时，随着切削变形的增加，变形抗力增大，切削力增加，切削热增加，切削温度升高，刀具的磨损增加，刀具寿命降低。

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，刀具的后刀面磨损加大。

3-15确定刀具合理寿命有哪两种方法？有何特点？各适用在什么条件下？

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最少来衡量的刀具寿命。

特点：生产率最高

适用：生产有特殊需要或交货时间较紧的情况。

最低成本刀具寿命：以每件产品或工序的加工费用最低为原则来制定的刀具寿命。 特点：生产成本最低

适用：普通机床生产，订单不紧的情况。

3-16举例说明普通硬质合金车刀、可转位硬质合金车刀和陶瓷车刀刀具寿命各是多少？为什么？

答：普通硬质合金车刀的寿命为60分钟，规定寿命较短，这是因为：刀具简单，制造成本低，刃磨方便 可转位硬质合金车刀的寿命为30-45分钟，规定寿命短，因为切削刃转位迅速，刀片更换简便 陶瓷车刀的寿命一般为180-240分钟，刀具寿命较长，因为陶瓷刀主要用于精加工，半精加工。

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，ap=3mm、f=0.2mm/r，刀具几何角度为κr=60°， κ’r=15°。试求刀具寿命T=60min时的切削速度v60多少？在数控机床上切削速度是多少？

解：查表3-4,3-5得各影响系数、影响指数分别为： Cv=189.8，m=0.2，xv=0.15，yv=0.2

各修正系数分别为：材料修正系数为KMv=0.89

主偏角修正系数为：Kkrv=0.88，刀具材料修正系数为Krv=1

C代入公式：

vT?mxvvyvKvT Tapf

189.8v60?0.20.150.2?0.89?0.88?77m/min

6030.2

在数控机床上，切削速度为15m/min

189.8v15?0.20.150.2?0.89?0.88?122m/min

1530.2

3-18在下表中分别用“↑↓”或变化曲线表示各因素对切削规律的影响趋势。 切削切削用量 规律 vc↑ ap↑ f↑ Fc θ VB T ↓ ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↓ 工件刀具几何参数 材料硬度↑ ↑ ↑ ↓ γo ↑ κ↑ r rε ↑ bε1×γ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↑

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/oi0t.html