第2-7节工件材料的切削加工性

机械制造技术基础（第二版）习题与思考题答案第一章1-1以下硬度标注方法是否正确？如何改正？1）HBW210-240 ； 2） 450〜480HBW ； 3） 180〜210HRC ；4） HRC20〜25 ； 5） HBW150〜200答：1） 210〜240HBW； 2）正确；3） 180〜210HBW； 4） 20〜25HRC1- 2 A与Z哪个指标表征材料的塑性更准确，为什么？答：延伸率和断面收缩率相比，延伸率用的更多些，因为它的测量和计算比断面收缩率要方便些，准确度二者差不多。

1-3说明以下符号的含义及其所表示的力学性能指标的物理意义：ReL,Rm,HRC, HBW答：ReL—（屈服强度）表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。

Rm——（抗拉强度）表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。

HRC——洛氏硬度（c种）试验压头为120。

金刚石圆锥体。

HBW——布氏硬度，试验压头为硬质合金球。

1-4说明HBW和HRC两种硬度指标在测试方法、适用硬度范围以及应用范围上的区别。

答：HBW是用一定试验力，将直径为D的硬质合金球压入金属外表，保持一定时间后卸去试验力，然后测出金属外表的压痕直径d,载荷和压痕球形外表积的的比值。

适用于布氏硬度小于450的材料;尖圆弧半径左，可提高刀具强度和降低切削温度，均能提高刀具使用寿命。

（4）工件材料工件材料的强度、硬度和韧性越高、延伸率越小，均能使切削时切削温度升高，刀具使用寿命降低。

（5）刀具材料合理选用刀具材料、采用涂层刀具材料和使用新型刀具材料，是提高刀具使用寿命的有效途径。

2-11什么是工件材料的切削加工性？改善工件材料切削加工性的主要措施是什么？答：工件材料的切削加工性是指工件材料被切削加工的难易程度。

改善工件材料切削加工性的措施（1）选择易切钢（2）进行适当的热处理（3）合理选择刀具材料（4）加工方法的选择2-12切削液的作用是什么？常用切削液有那儿种？答：切削液的作用：冷却作用润滑作用清洗与防锈作用切削液的种类：水溶性切削液油溶性切削液固体润滑剂2-13刀具的前角、主偏角有何作用？应如何选择？答：前角的功用增大前角能减小切削变形和摩擦，降低切削力、切削温度，减少刀具磨损，改善加工质量，抑制积屑瘤等。

第一章绪论思考下列问题:1．机械制造工业的发展历史和现状.2．机械制造工业在国民经济中的地位作用.3．本课程的主要任务和要求。

第二章金属切削加工的基础知识一、填空题1。

在加工中，刀具和工件之间的相对运动称为切削运动，按其功用可分为主运动和进给运动。

其中主运动消耗功率最大.2。

切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。

*3。

刀具静止角度参考系的假定条件是假定安装条件和假定运动条件。

4。

常用的切削刃剖切平面有正交平面、法平面、背平面和假定工作平面，它们可分别与基面和切削平面组成相应的参考系。

5。

在正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角称为前角，后刀面与切削平面之间的夹角称为后角。

6。

正交平面与法平面重合的条件是刃倾角为0 。

7. 基准平面确定后，前刀面由前角和刃倾角两个角确定；后刀面由后角和主偏角两个角确定；前、后刀面确定了一条切削刃，所以一条切削刃由前角、后角、刃倾角、主偏角四个角度确定。

8. 用以确定刀具几何角度的两类参考坐标系为刀具标注角度参考系和刀具工作角度参考系。

二、判断题（正确的打√，错误的打×)1。

在切削加工中，进给运动只能有一个。

（× )2. 背平面是指通过切削刃上选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面的平面.（×）3. 其它参数不变，主偏角减少，切削层厚度增加。

（×）4. 其它参数不变，背吃刀量增加，切削层宽度增加.（√）5. 主切削刃与进给运动方向间的夹角为主偏角。

（×）＊6。

车削外圆时,若刀尖高于工件中心，则实际前角增大。

（√ )7. 对于切断刀的切削工作而言，若考虑进给运动的影响，其工作前角减少，工作后角增大。

（× )＊8。

当主偏角为时，正交平面与假定工作平面重合.（√）9. 切削铸铁类等脆性材料时，应选择K类（YG类）硬质合金。

（√）10。

粗加工时，应选择含钴量较低的硬质合金。

（× )三、名词解释1。

群钻的各种钻型基本型群钻在钻通用结构钢材料时，获得了良好的切削性能。

但是加工材料日益多样化，各类材料的加工性千差万别，加工零件的结构形状、工艺条件也有着很大的变化。

工件材料变了，孔的要求变了，促使钻型也必须跟着变，要有灵活性。

要正确分析和估计客观情况，并采取有效的措施。

本章将着重分析和总结各种情况下的钻孔经验和初步规律。

第一节钻孔中产生的问题钻孔中遇到的问题很多，下面从加工材料和工艺条件两个方面列举些实例，说明用普通麻花钻钻孔时所暴露出来的问题。

一、加工材料不同所产生的问题(1)钻强度大、硬度高的钢材时(如各种高强度合金钢、淬火钢等)，负荷大，钻不动，勉强钻下去，钻头很快磨钝、烧坏。

(2)钻高锰钢及奥氏体不锈钢时，产生严重的加工硬化现象，越钻越硬，钻头磨损很快，产生毛刺很严重。

(3)在钻床上钻钢时(如低碳钢、不锈钢)，切屑长而不断，象两条长蛇一样盘旋而出，缠绕在主轴上，乱甩伤人，很不安全，而且切削液加不进去。

在自动机床上这一问题更为突出。

(4)钻铸铁时，切屑成碎末，像研磨剂一样，高速切削时常把钻头两外缘转角磨损掉。

(5)钻紫铜时孔形常不圆，钻软紫铜也不易断屑，有时钻头被咬在孔内。

(6)钻黄铜等材料经常产生“扎刀”现象，轻则把孔拉伤，重则使钻头扭断。

(7)钻铝合金孔壁不光，切屑不易排出，尤其在钻深孔时切屑常挤死在钻沟里。

(8)钻层压塑料(如夹布胶木、夹纸胶木、玻璃丝夹布胶木等)，时常发生孔入口处有毛刺、中间分层、表面变色出黄边、出口处脱皮现象。

(9)钻有机玻璃时，孔不光亮，发暗(乌)，本来是透明净亮的，钻完孔后，孔壁变成乳白色了，更严重时孔壁烧伤，和产生“银斑”状裂纹。

(10)钻橡皮时，孔收缩量很大，易成锥形、上大下小，孔壁毛糙。

二、工艺条件不同产生的问题(1)钻薄板孔，有时工件不便于压紧，人们多采用手扶，但当钻头刚要钻出工件时，手就扶不住工件了，发生抖动，很容易出工伤事故。

另外，孔易产生多角形、毛刺和变形。

7章工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性是指在切削加工过程中，材料在切削力的作用下所表现出的性能。

它是评价材料是否适合切削加工的重要指标之一、材料的切削加工性直接影响到切削加工的效率和质量，因此对于工件材料的切削加工性能的研究非常重要。

一、工件材料的切削加工性能的影响因素1.材料的硬度：材料的硬度是指材料抵抗硬物侵入的能力。

在切削加工中，硬度较高的材料会导致刀具磨损加剧，切削力增大，切削温度升高等问题，从而影响到切削加工的效率和质量。

2.材料的韧性：材料的韧性是指材料抵抗断裂的能力。

韧性较好的材料容易产生切屑，切削力较小，切削加工时刀具磨损较少，切削加工效率较高。

3.材料的切削性状：材料的切削性状包括材料的切削硬度、切削韧性、切削塑性等。

这些性状直接影响到材料在切削加工过程中的表现。

4.材料的热导率：材料的热导率是指材料传导热量的能力。

热导率低的材料在切削加工中容易产生高温，加剧刀具磨损，降低切削加工效率。

5.材料的化学成分：材料的化学成分直接影响到材料的切削加工性能。

例如，含有硬质相的材料会增加材料的硬度，从而影响到切削加工性能。

二、工件材料的切削加工性能的评价指标1.切削力：切削力是指在切削加工过程中作用在刀具上的力。

切削力的大小直接影响到刀具的磨损和切削加工的效率。

2.切削温度：切削温度是指在切削加工过程中产生的温度。

切削温度的升高会导致刀具磨损加剧，切削加工效率降低。

3.切削表面质量：切削表面质量是指在切削加工过程中所得到的工件表面的质量。

切削表面质量的好坏直接影响到工件的使用性能。

4.切削加工效率：切削加工效率是指在单位时间内完成的切削量。

切削加工效率的高低直接关系到切削加工的经济效益。

三、提高工件材料的切削加工性能的方法1.选择合适的切削工艺参数：合理的切削工艺参数可以降低切削力和切削温度，提高切削加工的效率和质量。

2.选择合适的切削刀具：合适的切削刀具可以根据材料的硬度、韧性等性能进行选择，提高切削加工的效率和质量。

第一节工件材料的切削加工性材料的切削加工性是指对某种材料进行切削加工的难易程度。

1.衡量切削加工性的指标切削加工性的指标可以用刀具使用寿命、一定寿命的切削速度、切削力、切削温度、已加工表面质量以及断屑的难易程度等衡量。

某种材料切削加工性的好坏，是相对另一种材料而言的。

因此，切削加工性是具有相对性的。

一般以切削正火状态45钢的v60作为基准，其它材料与其比较，用相对加工性指标Kr表示：（3-1）式中,v60——某种材料其刀具使用寿命为60min时的切削速度；(v60) j——切削45钢，刀具使用寿命为60min时的切削速度。

二。

影响材料切削加工性的主要因素影响材料切削加工性的主要因素有材料的物理力学性能、化学成分和金相组织等。

三。

难加工材料的切削加工性（一）、高锰钢的切削加工性高锰钢加工硬化严重，塑性变形会使奥氏体组织变为细晶粒的马氏体组织，硬度急剧增加，造成切削困难。

高锰钢热导率低，仅为45钢的1/4，切削温度高，刀具易磨损，高锰钢韧度大，约为45钢的8倍，其伸长率也大，变性严重，导致切削力增加，并且不易断屑。

（二）不锈钢的切削加工性奥氏体不锈钢中的铬、镍含量较大，铬能提高不锈钢的强度及韧性，但使加工硬化严重，易粘刀。

不锈钢切屑与前刀面结出长度较短，刀尖附近应力较大，经计算刀尖所收的应力为切削碳钢的1.3倍，造成刀尖易产生塑性变形或崩刀。

奥氏体不锈钢导热性差，切削温度高。

另外，锯齿形切屑并不因速度增高而有所改变，所以切削波动大，易产生振动，使刀具破损。

断屑问题也是不锈钢车削中的突出问题。

车削不锈钢时，多采用韧性好的YG类硬质合金刀片，选择较大的前角和小的主偏角；较低的切削速度，较大的进给量和背吃刀量。

四、改善材料切削加工性的基本方法1．在材料中适当添加化学元素??? 在钢材中添加适量的硫、铅等元素，能够破坏铁素体的连续性，降低材料的塑性，使切削轻快，切屑容易折断，大大地改善材料的切削加工性。

在铸铁中加入合金元素铝、铜等能分解出石墨元素，利于切削。

1.2 何谓切削用量三要素？怎样定义？如何计算？答：切削用量三要素：切削速度V c、进给量f、背吃刀量ap；切削速度V c：主运动的速度，大多数切削加工的主运动采用回转运动。

回旋体（刀具或工件）上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下：m/s或m/min式中 d——工件或刀具上某一点的回转直径（mm）;n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。

进给量f：进给速度V f是单位时间的进给量，单位是mm/s (mm/min)。

进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r（毫米/转）。

对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然可以不规定进给速度却需要规定间歇进给量，其单位为mm/d.st（毫米/双行程）。

对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，季后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。

V f = f .n = fz . Z . n mm/s或mm/min背吃刀量ap:对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面的垂直距离，单位mm。

外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算：mm对于钻孔工作ap = mm上两式中——为已加工表面直径mm；——为待加工表面直径mm。

1.3刀具切削部分有哪里结构要素？试给这些要素下定义。

(1) 前刀面: 前刀面Ar是切屑流过的表面。

根据前刀面与主、副切屑刃相毗邻的情况分：与主切屑刃毗邻的称为主前刀面；与副切屑刃毗邻的称为副前刀面。

(2) 后刀面: 后刀面分为主后刀面与副后刀面。

主后刀面Aa是指与工件加工表面相面对的刀具表面。

副后刀面是与工件已加工表面相面对的刀具表面。

(3) 切屑刃：切削刃是前刀面上直接进行切削的边锋，有主切削刃和副切屑刃之分。

主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边；副切削刃指前刀面与副后刀面相交的锋边。

(4) 刀尖：刀尖可以是主、副切削刃的实际交点，也可以是主副两条切削刃连接起来的一小段切削刃，它可以是圆弧，也可以是直线，通常都称为过渡刃。