(2)节状切屑.

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 (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)第三节刀具的几何角度 (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 (7)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)第三节铰刀 (23)第四节镗刀 (24)第五节其他孔加工刀具 (24)第七章铣刀 (26)第一节铣刀的种类及用途 (26)第二节铣刀的几何参数及铣削要素 (27)第三节铣削方式 (28)第八章拉刀 (30)第一节拉刀的种类 (30)第二节拉刀的结构组成及主要参数 (30)第三节拉削方式 (31)第四节拉刀的使用与刃磨 (32)第九章螺纹刀具 (34)第一节螺纹车刀 (34)第二节丝锥和板牙 (35)第三节螺纹铣刀 (35)第四节塑性变形法加工螺纹 (35)第十章齿轮加工刀具 (37)第一节齿轮刀具的种类 (37)第二节齿轮滚刀 (37)第三节蜗轮滚刀 (38)第四节插齿刀 (39)第五节剃齿刀 (40)第十一章数控机床用刀具 (41)第一节数控车床用刀具 (41)第二节数控铣床用刀具 (42)第三节数控加工中心用刀具 (43)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．√*2．√3．× 4．× 5．√ 6．×三、选择题*1．B *2．C 3．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。

第14章切削加工的基础知识切削加工是利用切削刀具从毛坯上切除多余的材料，以获得所需的形状、尺寸精度和表面粗糙度加工方法。

切削加工在工业生产中占有非常重要的地位，除了少数零件可以用铸造和锻造获得外，大部分的零件都要经过切削加工。

统计表明，金属切削加工的工作量占机器制造总工作量的40%〜60%。

金属切削加工与其他的加工方法相比主要有如下的优点：1、切削加工可获得相当高的尺寸精度和很小的表面粗糙度磨削外圆精度最高可高达IT5〜IT7级，粗糙度Ra=0.1〜0.8卩m,镜面磨削的粗糙度甚至可达0.006卩m,而最精密的压力铸造只能达到IT9〜IT10,R=1.6〜3.2 卩m .2.切削加工几乎不受零件的材料、尺寸和重量的限制目前尚未发现不能切削加工的金属材料.实际上，包括橡胶、塑料、木材这些非金属材料在内，也都可进行切削加工，这是任何其它冷热加工方法都无法做到的.金属切削加工的尺寸可小至不到0.1mm,大至几十米,重达几百吨.金属切削加工可分为钳工和机械加工。

钳工的内容在金工实习中介绍，本章只介绍机械加工的内容，机械加工是通过操纵机床对工件进行切削加工，其生产效率高，加工质量好，是现代金属加工的主要方式。

第一节切削加工的基本概念切削运动和切削要素在切削过程中是两个经常遇到的概念，因此必须正确理解。

一、切削运动（表面成型运动）切削加工是靠刀具和工件之间的相对运动来实现的。

刀具和工件之间的相对运动叫切削运动，它包括主运动和进给运动。

1.主运动是切除工件表面多余材料的基本运动，在切削运动中通常线速度最高，所消耗的功率也最多。

例如车削时工件的旋转运动；钻削时刀具的旋转运动；刨削时工件与刀具的相对往复运动等都属于1 / 10 主运动。

2 .进给运动是使工件未被切除的多余材料不断被切除的运动，又称走刀运动社过进给运动便可以切削出要加工的表面。

进给运动的速度一般远远小于主运动的速度。

例如，车削外圆时车刀的纵向移动；钻孔时钻头的轴向移动；铣平面时工件的纵向移动；牛头刨床刨削时工件的横向间歇移动等都属于进给运动。

《机械制造工程基础》课程习题解答一、填空：1。

表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法和展成法四种。

2。

从形态上看,切屑可以分为带状切屑、节状切削、粒状切削、和崩碎切削四种类型。

3. 刀具耐用度是指刀具从开始切削至达到磨损量达到磨钝标准为止所使用的切削时间，用T表示4.切削时作用在刀具上的力，由两个方面组成：1）三个变形区内产生的弹性变形抗力和塑性变形抗力；2）切屑、工件与刀具间的摩擦阻力。

5.刀具磨损可以分为四类：硬质点划痕、冷焊粘结、扩散磨损和化学磨损 .6.刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止所经历的总切削时间,称为刀具寿命。

7.磨削过程中磨粒对工件的作用包括摩擦阶段、耕犁阶段和形成阶段三个阶段。

8．靠前刀面处的变形区域称为第二变形区，这个变形区主要集中在和前刀面接触的切屑底面一薄层金属内。

9。

牛头刨床的主运动是工作台带动工件的直线往复移动，进给运动是的间歇移动.11.零件的加工精度包含尺寸精度、形状精度和位置精度等三方面的内容.12、切削过程中，切削层金属的变形大致可划分为三个区域。

13、切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦,使靠近前刀面处的金属纤维化、基本上和前刀面平行，这一区域称为第二变形区。

14、在一般切削速度范围内，第一变形区的宽度仅为0。

02mm—0.2mm，切削速度越高、其宽度越小，故可近似看成一个平面，称剪切面。

15、切削过程中，阻滞在前刀面上的积屑瘤有使刀具实际前角增大的作用（参见图2—19)，使切削力减小，使加工表面粉糙度增大。

16、在无积屑瘤的切削速度范围内，切削层公称厚度hD越大，变形系数Ah越小。

17、加工塑性金属时,在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常形成节状切屑切屑；在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生节状切屑切屑，又称挤裂切屑；在切屑形成过程中，如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度，切屑单元从被切材料上脱落，形成粒状切屑；切削脆性金属时，由于材料塑性很小、抗拉强度较低，刀具切入后，切削层金属在刀具前刀面的作用下，未经明显的塑性变形就在拉应力作用下脆断，形成形状不规则的崩碎切屑.18、研究表明，工件材料脆性越大、切屑厚度越大、切屑卷曲半径越小，切屑就越容易折断。

车削加工切屑形状分析及合理断屑方法摘要：车削加工过程中产生连续不断的带状切屑，不仅容易划伤工件的加工表面、损坏刀刃，严重时还会影响安全生产。

本文探讨通过采取一定的工艺方法来改变切削加工的条件，从而改变切屑种类实现有效断屑的方法。

关键词：车削加工？切削形状？分析？断屑？方法一、切屑形状分析在切削时由于材料塑性变形程度的不同，就会产生不同形状的切屑。

加工塑性材料时，主要形成带状切屑、节状切屑或粒状切屑；加工脆性材料时，一般形成崩碎状切屑。

带状切屑是一种连续不断的、底面光滑且背面呈毛刺状的切屑，当采用具有较大前角的刀具以较高的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。

它是切削层未充分变形的产物。

在产生带状切屑时，由于切削过程比较平稳，工件已加工表面粗糙度较小，使切屑不易折断，这样往往会引起缠绕，因此拉毛工件，甚至影响车削。

节状切屑是一种底面光滑、背面有明显裂纹且裂纹较深的切屑。

当采用具有减小前角的刀具，以较低的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。

它是切屑层较为充分变形的产物，已达到剪裂程度。

在产生节状切屑时，切屑工作不平稳，工件已加工表面粗糙度较大。

粒状切屑是一种均匀的颗粒状切屑。

当使用具有较小前角的刀具，以很低的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。

它是切削层充分变形的产物，其材料已产生剪切破坏，已使切屑沿厚度断裂。

在产生粒状切屑时，切削工作不平稳，工件已加工表面粗糙度大。

崩碎状切屑是一种不规则的细粒状切屑。

它是在切削脆性材料时，切削层弹性变形，几乎不经过塑性变形阶段，经突然崩裂而产生的切屑。

在产生崩碎状切屑时，切削工作不稳定，刀刃受到较大的冲击力，工件已加工表面粗糙不平。

切屑的形状随工件材料和切削条件的不同而不同。

因此，在加工过程中，我们可以通过观察切屑的形状来判断切屑条件是否合适，也可以通过转化切削条件改变切屑的形状，改进加工方法。

二、断屑方法切屑断与不断的根本原因在于切屑形成过程中材料的变形和所受应力的大小。

一、判断1.加工过程是由各工序组成。

√2.刀具的前角，是几面与前刀面的夹角。

√3.机群式布置适合中、小批量单件加工。

√4.切削宽度决定刀刃长度。

×5.大平面限制零件四个自由度。

×6.切削速度与主切削力成正比。

×7.刀具材料YT15一般用来加工铸铁。

×8.车削长轴时，径向力对工件变形影响最小。

×9.精磨属于光整加工阶段。

×10.受迫振动频率接近于激振频率。

√11.对某一零件加工过程中更换机床构成工序。

√12.成组加工分组是根据零件的相似性。

√13.机床流水线布置用于大批量生产。

√14.切削厚度是切削层的重要参数。

√15.短圆柱销圆柱面限制零件四个自由度。

×16.与切削速度垂直的参考面是正交平面（基面）。

×17.刀具YG8用来加工铸铁。

√18.自激振动的频率接近于激振频率。

×二、填空1.制造系统主要由：经营管理子系统、市场与销售子系统、研究与开发子系统、工程设计子系统、生产管理子系统、采购供应子系统、质量控制子系统、财务子系统、人事子系统、车间制造子系统组成。

2.敏捷制造系统主要特征是：虚拟公司、大范围的通信基础结构、模块化柔性化产品设计方法、模块化柔性制造系统、有知识有技术的人、给予人物的组织与管理。

3.生产系统输入的生产要素包括：物料、生产资料、劳动力、资金、生产信息。

4.精良生产原则是：消除浪费、完美质量、柔性制造、不断改进。

5.切削工艺的参数有：工艺参数（包括切削速度、进给量、切削深度、（铣削深度））、切削层参数（切削厚度、切削宽度）。

6.IT7级轴的加工方法有：精车、半精磨、滚压、精磨。

7.IT7级孔的加工方法有：精铰、精镗、精磨、金刚镗、精拉。

8.IT7级面的加工方法有：精铣、半精磨、精刨、精拉。

9.刀具磨损的原因有：磨粒磨损、粘接磨损、化学磨损、相面磨损、扩散磨损。

10.刀具角度坐标系的坐标面有：基面、切削平面、正交平面。

在过程中，当加工产生连绵不断的带状切屑时，不仅容易划伤工件加工表面和损坏刀刃，严重时还会威胁到操作者的安全，所以采取必要的工艺措施，控制屑型和断屑一直是机械加工行业中极为重要的工艺问题。

由于切屑是切屑层变形的产物，所以，改变切削加工条件是改变切屑种类、实现断屑的有效途径，而影响切屑加工条件的因素主要包括工件材料、刀具几何角度及切屑用量等。

一般切屑需要满足以下几个基本条件：切屑不得缠绕在刀具、工件及其相邻的工具、装备上；切屑不得飞溅，以保证操作者与观察者的安全；精加工时，切屑不可划伤工件的已加工表面，影响已加工表面的质量；保证刀具预定的耐用度，不能过早磨损并竭力防止其破损；切屑流出时，不妨碍切削液的喷注；切屑不会划伤机床导轨或其他部件等。

一、切屑形状的分类由于塑性变形程度的不同，可能会产生不同种类的切屑，如图1所示。

加工塑性材料时，主要形成带状切屑、节状切屑或粒状切屑，加工脆性材料时，一般形成崩碎状切屑。

1、带状切屑：带状切屑是一种连绵不断的，底面光滑，背面呈毛绒状的切屑，如图1—1a所示。

当采用较大前角的刀具，以较高的切削速度加工塑性金属材料时，容易产生这种切屑。

它是切削层不充分变形的产物。

产生带状切屑时，切削过程平稳，工件表面粗糙度较小，但切屑不易折断，往往引起缠绕，拉毛工件，甚至影响操作，所以不能忽视它的断屑问题。

2、节状切屑：节状切屑是一种底面光滑，背面有明显裂纹，且裂纹较深的切屑，如图1—1b所示。

当采用减小前角的刀具，以较低的切削速度加工塑性材料时，容易产生这种切屑。

它是切屑层较充分变形的产物，已达到了剪裂程度，产生节状切屑时，切屑工作不平稳，工件表面粗糙度较大。

3、粒状切屑：粒状切屑是一种均匀的颗粒状切屑，如图1—1c所示。

当采用小前角刀具，以很低的切削速度加工塑性金属材料时，容易产生这种切屑。

它是切削层充分变形的产物，达到了材料产生剪切破坏，使切屑沿厚度断裂的程度，产生粒状切屑时，切削工作不平稳，工件表面粗糙度较大。

考试简答题一览（考试时出4个，共20分）1.什么是生产过程、工艺过程和工艺规程？答：机械产品的生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程。

工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品或成品的过程。

机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是机械制造企业工艺技术人员的一项主要工作内容。

2.什么是工序、工位、工步和走刀？试举例说明。

答：在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程，称之为工序；为了完成一定的工序内容，一次安装工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位；加工表面不变、切削刀具不变、切削用量中的进给量和切削速度基本保持不变的情况下所连续完成的那部分工序内容，称为工步；在一个工步中，若需切去的金属层很厚，则可分为几次切削。

则每进行一次切削就是一次走刀。

3.什么是安装？什么是装夹？它们有什么区别？答：将工件在机床或夹具中每定位、夹紧一次所完成的那一部分工序内容称为安装；工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置（定位），然后再夹紧的过程称为装夹。

其区别在于：安装是通过可靠的机械连接方式，将零件或部件安装到指定位置（像：螺栓连接，过盈，铆接，电焊等）。

装夹是通过加紧机构，通过装夹力转换为摩擦力的形式夹紧工件。

4.单件生产、成批生产、大量生产各有哪些工艺特征？答：单件生产的基本特点是：生产的产品种类繁多，每种产品的产量很少，而且很少重复生产。

例如重型机械产品制造和新产品试制等都属于单件生产；成批生产的基本特点是：分批地生产相同的产品，生产呈周期性重复。

如机床制造、电机制造等属于成批生产。

成批生产又可按其批量大小分为小批生产、中批生产、大批生产三种类型。

其中，小批生产和大批生产的工艺特点分别与单件生产和大量生产的工艺特点类似，中批生产的工艺特点介于小批生产和大批生产之间；大量生产的基本特点是：产量大、品种少，大多数工作地长期重复地进行某个零件的某一道工序的加工。

作业简答1.铸件凝固⽅式依照什么来划分？哪些合⾦倾向于逐层凝固？在铸件化学成分已定的前提下铸件的凝固⽅式是否还能加以改变。

通常根据液固两相区的宽窄将铸件的凝固⽅式划分为逐层凝固⽅式，糊状凝固⽅式和中间凝固⽅式。

常见合⾦如灰铸铁、低碳钢、⼯业纯铜、⼯业纯铝、共晶铝硅合⾦及某些黄铜都属于逐层凝固的合⾦。

可以改变果改变结晶时的温度梯度，其凝固⽅式也可以改变。

2.铸件合⾦的收缩可分为哪三个阶段？缩孔缩松铸造应⼒及铸件变形各在哪个收缩阶段内形成？他们对铸件的质量各有何影响？①液态收缩：⾦属在液态时由于温度的降低⽽发⽣的体积收缩②凝固收缩：熔融⾦属在凝固阶段的体积收缩③固态收缩：⾦属在固态由于温度降低⽽发⽣的体积收缩（铸件变形）缩孔和缩松在液态凝固阶段形成危害：缩孔和缩松的形成，降低了铸件的⼒学性能和⽓密性，严重时可能使铸件成为废品铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩⽽引起的应⼒铸造应⼒是使铸件产⽣变形和裂纹的主要原因，它降低铸件的使⽤性能，严重影响铸件的质量3.什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采⽤什么措施来实现？它们各适⽤于哪些场合？定向凝固是使铸件按规定的⽅向从⼀部分到另⼀部分逐渐凝固的过程。

实现定向凝固的措施是：设置冒⼝；合理使⽤冷铁。

它⼴泛应⽤于收缩⼤或壁厚差较⼤的易产⽣缩孔的铸件，如铸钢、⾼强度铸铁和可锻铸铁等。

同时凝固原则：铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚⾄是同时完成凝固过程。

实现同时凝固的措施是，将浇⼝开在铸件的薄壁处，在厚壁处可放置冷铁以加快其冷却速度。

适⽤于凝固温度范围宽的合⾦且⽓密性要求不⾼的铸件4试分析图所⽰铸件热应⼒的形成过程，说出上下两部分的应⼒性质，并⽤虚线表⽰出铸件可能的变形⽅向结构不对称、壁厚不均匀、冷却速度不⼀致，在厚壁的部分受拉应⼒，薄的部分受压应⼒。

5铸造时，⾦属凝固温度范围的宽窄对铸件质量有何影响？为什么？⾦属凝固温度范围的宽窄表⽰的是⾦属处于结晶过程中时，其固液两相共存的温度范围。

任务1：金属切削和一般规律1.1.1 切削运动和工件上的加工表面在金属切削加工过程中，数控机床的运动主要包括金属切削运动和辅助运动。

1．金属切削运动金属切削加工就是用金属切削把工件毛坯上余量（预留的金属材料）切除，获得图样所要求的零件。

在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。

切削运动是由金属切削机床通过两种运动单元组合而成的，其—是产生切削力的运动，其二是保证了切削工作连续进行的运动，按照它们在切削过程中所起的作用，通常分主运动和进给运动。

1）主运动主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具接近工件并切除切削层。

主运动只有一个，可以是旋转运动，如车削时工件的旋转运动（图1-1），铣削时铣刀的旋转运动；也可以是直线运动，如刨削时刀具或工件的往复直线运动。

其特点是切削速度（v c）最高，消耗的机床功率也最图1-1 切削运动和工件表面大。

2）进给运动进给运动是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动，加上主运动即可不断地或连续地切除切削层，并得出具有所需几何特性的已加工表面。

进给运动可以是连续的运动，如车削外圆时车刀平行于工件轴线的纵向运动（图1-1）；也可以是间断运动，如刨削时刀具的横向运动。

其特点是消耗的功率比主运动小得多。

进给运动可以是一个，也可以有多个或没有。

3）合成切削运动当主运动和进给运动同时进行时，由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。

刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称为合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度，该速度方向与过渡表面相切，如图1-1所示。

合成切削速度v e等于主运动速度v c和进给运动速度v f的矢量和，即：v e=v c+v f（1.1）2．加工中的工件表面在金属切削加工过程中，工件上多余的材料不断地被刀具切除而转变为切屑，与此同时，工件在切削过程中形成了三个不断变化着的表面（图1-1），分别如下：1) 待加工表面 工件上有待切除切削层的表面称为待加工表面。