二、判断题<正确的打√，错误的打×）1、用中等切削速度切削塑性金属时最容易产生积屑瘤。
（ √>
2、在金属切削过程中，高速加工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。
（ ×>
3、刀具前角越大，切屑越不易流出、切削力也越大，但刀具的强度越高。
< × ）
4、主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。
< √）
5、精加工时首先应该选取尽可能大的背吃刀量。
< × ）
6、外圆车刀装得低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。
< √ ）
7、进给速度由F指令决定，其单位为m/min。
<×）
8、前角增加，切削力减小，因此前角越大越好。
<×）
9、背吃刀量是根据工件加工余量进行选择的，因而与机床功率和刚度无关。
<×）
10、选择合理的刀具几何角度以及适当的切削用量都能大大提高刀具的使用寿命。
< × ）
三、简答题
1、什么是刀具磨钝标准？
什么叫刀具耐用度？
影响刀具耐用度的因素有哪些？
答：
根据加工要求规定的主后刀面中间部分的平均磨损量VB允许达到的最大值作为磨钝标准。
刀具从刃磨后开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准为止所经过的总切削时间T，称为刀具的耐用度，单位为min。
刀具耐用度T不包括对刀、测量、快进、回程等非切削时间。
SixE2yXPq5
影响刀具耐用度的因素
a.切削用量切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为：
vc最大、f次之、aP最小。
b.刀具几何参数前角γO增大，切削力降低和切削温度降低，刀具耐用度提高；但前角太大，刀具强度降低，散热变差，刀具耐用度反而降低了。
主偏角减小，刀尖强度提高，散热条件改善，刀具耐用度提高；但是主偏角kr太小，FP增大，当工艺系统刚性较差时，易引起振动。
6ewMyirQFL
c.刀具材料刀具材料的红硬性越高，则刀具耐用度就越高。
但是，在有冲击切削、重型切削和难加工材料切削时，影响刀具耐用度的主要因素为冲击韧性和抗弯强度。
kavU42VRUs
d.工件材料工件材料的强度、硬度越高，产生的切削温度越高，故刀具耐用度越低。
2、前角的作用和选择原则是什么？
前角的作用：
影响切削变形和切削力的大小、刀具耐用度及加工表面质量高低。
合理前角的选择原则：
①加工塑性材料取较大前角；加工脆性材料取较小前角；
②当工件材料的强度和硬度低时，可取较大前角；当工件材料的强度和硬度高时，可取较小前角；
③当刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较低时，取较小前角；高速钢刀具的前角比硬质合金刀具的合理前角大，陶瓷刀具的合理前角比硬质合金刀具小；y6v3ALoS89
④粗加工时取较小前角甚至负前角，精加工时应取较大前角；
⑤工艺系统刚性差和机床功率小时，宜选较大前角，以减小切削力和振动；
⑥数控机床、自动线刀具，为保证刀具工作的稳定性<不发生崩刃及破损），一般选用较小的前角。
3、后角的作用和选择原则是什么？
答：
后角的作用：
减小后面与过渡表面和已加工表面之间的摩擦；影响楔角βo的大小，从而配合前角调整切削刃的锋利程度和强度。
M2ub6vSTnP
合理后角的选择原则：
①粗加工时，为保证刀具强度，应选较小后角；精加工时，以保证表面质量，应取较大的后角。
②工件材料的强度、硬度高时，宜取较小的后角；工件材料硬度低、塑性较大时，主后刀面的摩擦对已加工表面质量和刀具磨损影响较大，此时应取较大的后角；加工脆性材料时，切削力集中在切削刃附近，为强化切削刃，宜选取较小的后角。
0YujCfmUCw
③对于尺寸精度要求较高的精加工刀具<如铰刀、拉刀），为减少重磨后刀具尺寸变化，应取较小的后角。
④工艺系统刚性差，容易产生振动时，应取较小的后角以增强刀具对振动的阻尼作用。
4、主偏角的作用和选择原则是什么？
答：
主偏角的作用：
影响刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。
合理主偏角的选择原则：
a.粗加工和半精加工时，硬质合金车刀应选择较大的主偏角，以利于减少振动，提高刀具耐用度和断屑。
b.加工很硬的材料，如淬硬钢和冷硬铸铁时，为减少单位长度切削刃上的负荷，改善刀刃散热条件，提高刀具耐用度，应取Kr=10º~30º，工艺系统刚性好的取小值，反之取大值。
eUts8ZQVRd
c.工艺系统刚性低<如车细长轴、薄壁筒）时，应取较大的主偏角，甚至取Kr≥90º，以减小背向力Fp，从而降低工艺系统的弹性变形和振动。
sQsAEJkW5T
d.单件小批生产时，希望用一两把车刀加工出工件上所有表面，则应选用通用性较好的Kr=45º或90º的车刀。
GMsIasNXkA
e.需要从工件中间切人的车刀，以及仿形加工的车刀，应适当增大主偏角和副偏角；有时主偏角的大小决定于工件形状，例如车阶梯轴时，则需用Kr=90º的刀具。
TIrRGchYzg
5、切削液的作用有哪些？
答：
冷却作用、润滑作用、清洗作用、防锈作用。
6、粗、精加工时，切削用量的选择原则分别是什么？
答：
①粗加工时切削用量的选择原则首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。
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②精加工时切削用量的选择原则首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。
lzq7IGf02E
四、分析题
1、外圆车刀：
Kr=90︒，Kr'=35︒，γo=8︒，αo=αo'=10︒，λs=-5︒，要求绘制刀具示意图并标注上述几何角度。
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2、<1）45︒端面车刀：
Kr=Kr'=45︒，γo=-5︒，αo=αo'=6︒，λs=-3︒
<2）内孔镗刀：
Kr=75︒，Kr'=15︒，γo=10︒，αo=αo'=10︒，λs=10︒
要求绘制刀具示意图并标注上述几何角度。
答：
题1
题2<1）
题2<2）
第2章数控机床刀具的选择
作业答案
思考与练习题
1、简述数控刀具材料的种类、特点及其应用场合？
答：
<1）高速钢：
具有较好的力学性能和良好的工艺性，可以承受较大的切削力和冲击，但红硬性、耐磨性较差。
应用场合：
①普通高速钢——不适于高速和硬材料切削；②高性能高速钢——用于制造出口钻头、铰刀、铣刀等；③粉末冶金高速钢——用于制造大型拉刀和齿轮刀具，特别是切削时受冲击载荷的刀具。
NrpoJac3v1
<2）硬质合金：
具有硬度高<大于89HRC）、熔点高、化学稳定性好、热稳定性好的特点，但其韧性差，脆性大，承受冲击和振动能力低。
应用场合：
①普通硬质合金：
YG类——主要用于加工铸铁及有色金属；YT类——主要用于加工钢料。
②新型硬质合金——既可用于加工钢料，又可加工铸铁和有色金属。
1nowfTG4KI
<3）陶瓷刀具：
硬度高，耐磨性比硬质合金高十几倍，具有良好的抗粘性能，化学稳定性好，脆性大、强度低、导热性差。
应用场合：
Al2O3基陶瓷刀具——适用于各种铸铁及钢料的精加工、粗加工；Si3N4基陶瓷刀具——适于端铣和切有氧化皮的毛坯工件等。
此外，可对铸铁、淬硬钢等高硬材料进行精加工和半精加工。
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<4）立方氮化硼有很高的硬度及耐磨性，仅次于金刚石；热稳定性比金刚石高1倍；有优良的化学稳定性；导热性比金刚石差但比其他材料高得多，抗弯强度和断裂韧性介于硬质合金和陶瓷之间。
应用场合：
可加工以前只能用磨削方法加工的特种钢，它还非常适合数控机床加工tfnNhnE6e5
<5）金刚石：
具有极高的硬度，耐磨性高，很高的导热性，刃磨非常锋利，粗糙度值小，可在纳M级稳定切削，较低的摩擦系数。
应用场合：
主要用于加工各种有色金属、各种非金属材料，不能用于加工黑色金属。
HbmVN777sL
2、选择刀片<刀具）通常应考虑哪些因素？
答：
①被加工工件材料的类别：
有色金属<铜、铝、钛及其合金）；黑色金属<碳钢、低合金钢、工具钢、不锈钢、耐热钢等）；复合材料；塑料类等。
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②被加工件材料性能的状况：
包括硬度、韧性、组织状态—铸、锻、轧、粉末冶金等。
③切削工艺的类别：
分车、钻、铣、镗，粗加工、精加工、超精加工，内孔，外圆，切削流动状态，刀具变位时间间隔等。
83lcPA59W9
④被加工工件的几何形状<影响到连续切削或间断切削、刀具的切入或退出角度）、零件精度<尺寸公差、形位公差、表面粗糙度）和加工余量等因素。
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⑤要求刀片<刀具）能承受的切削用量<切削深度、进给量、切削速度）。
⑥生产现场的条件<操作间断时间、振动、电力波动或突然中断）。
⑦被加工工件的生产批量，影响到刀片<刀具）的经济寿命。
3、可转位刀具有哪些优点？
答：
①刀具寿命高由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷，刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。
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②生产效率高由于机床操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅助时间。
③有利于推广新技术、新工艺可转位刀具有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。
4、数控加工对刀具有哪些要求？
答：
①刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化；
②刀片或刀具材料及切削参数与被加工工件的材料之间匹配的选用原则；
③刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化；
④刀片及刀柄的定位基准的优化；
⑤刀片及刀柄对机床主轴的相对位置的要求高；
⑥对刀柄的强度、刚性及耐磨性的要求高；
⑦刀柄或工具系统的装机重量限制的要求；
⑧对刀具柄的转位，装拆和重复精度的要求；
⑨刀片及刀柄切入的位置和方向的要求；
⑩刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系列化；
整个数控工具系统自动换刀系统的优化。
5、镗铣类工具系统的结构形式分哪两类？
各有何特点？
答：
①整体式结构——结构简单、使用方便、可靠、更换迅速等。
缺点是锥柄的品种和数量较多。
②模块式结构——减少了工具的规格、品种和数量的储备，对加工中心较多的企业有很高的实用价值。
但刚性没有整体式好。
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6、HSK刀柄与7：
24锥柄相比，有何优点？
适用于什么场合？
答：
①定位精度高。
②静态、动态刚度高。
③空心刀柄高速旋转时，在离心力作用下能够“胀大”，与主轴内孔紧密贴合。
④重量轻、尺寸小、结构紧凑。
⑤清除污垢方便。
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主要用于高速加工。
模拟自测题
一、单项选择题
1、切削刃形状复杂的刀具宜采用2、用硬质合金铰刀铰削塑性金属材料时，由于工件弹性变形的影响，容易出现3、刀具切削部分材料的硬度要高于被加工材料的硬度，其常温硬度应在4、数控机床一般采用机夹可转位刀具，与普通刀具相比机夹可转位刀具有很多特点，但gIiSpiue7A
5、YG类硬质合金主要用于加工6、下列那种刀具材料硬度最高7、刀具材料在高温下能够保持较高硬度的性能称为8、HRC表示9、JT/BT/ST刀柄柄部锥度为24；10；5；12
10、HSK刀柄柄部锥度为24；10；5；12
11、车削阶梯轴时，主偏角Kr的大小应满足12、金刚石刀具与铁元素的亲和力强，通常不能用于加工13、机夹可转位刀片的ISO代码是由14、高速钢刀具的合理前角15、下列哪种刀柄适用于高速加工二、判断题<正确的打√，错误的打×）1、YT类硬质合金中，含钴量多，承受冲击性能好，适合粗加工。
<√）uEh0U1Yfmh
2、可转位式车刀用钝后，只需要将刀片转过一个位置，即可使新的刀刃投入切削。
当几个刀刃都用钝后，更换新刀片。
<√）IAg9qLsgBX
3、在高温下，刀具切削部分必须具有足够的硬度，这种在高温下仍具有较高硬度的性质称为红硬性。
<√）WwghWvVhPE
4、YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。
<× ）
5、由于硬质合金的抗弯强度较低，抗冲击韧性差，其合理前角应小于高速钢刀具的合理前角。
< √ ）
6、金刚石刀具主要用于加工各种有色金属、非金属及黑色金属。
< ×）
7、高速钢与硬质合金相比，具有硬度较高，红硬性和耐磨性较好等优点。
< × ）
8、硬质合金按其化学成分和使用特性可分为钨钴类< √ ）asfpsfpi4k
9、高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，但不能用于高速切削。
< √ ）
10、JT/BT/ST刀柄的定心精度比HSK刀柄高。
<×）
第3章数控加工中工件的定位与装夹
作业答案
思考与练习题
1、车削薄壁零件如何夹紧工件？
答：
轴向夹紧或增加夹紧力作用点面积。
2、确定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么？
答：
根据工件加工精度要求。
3、试简述定位与夹紧之间的关系。
答：
任务不同，定位使加工前工件在机床上占有正确的位置，而夹紧则使工件在加工过程中始终保持在原先确定的位置上。
两者相辅相成，缺一不可。
ooeyYZTjj1
4、采用夹具装夹工件有何优点？
答：
a.易于保证工件的加工精度。
b.使用夹具可改变
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