金属切削加工与刀具

习题集

主编:机制教研室 主审：胡照海

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四川工程职业技术学院

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第1章、 刀具材料与选择

一、 填空

1. 在金属切削过程中，刀具切削部分是在 高温 、 高压 、和剧烈 摩擦 的恶劣条件下工作的。 2. 刀具材料的硬度必须 高于 工件材料的硬度。

3. 常用的刀具材料分为 碳素工具钢 、 合金工具钢 、 高速钢 及 硬质合金 四类。 4. 碳素工具钢及合金工具钢的耐热性较差，故只用于制造 低切削速度的 切削刀具和

手用 刀具，如 锉刀 、 手用铰刀 、 手用丝锥和板牙 。 5. 普通高速钢的 硬度 不高、其耐热温度为 550～600℃ ，通常允许的最大切削速度为 15～25 m/min。

6. 制造形状复杂的刀具通常用 高速钢 材料。

7. 普通高速钢按钨、钼质量分为 钨系 高速钢和 钼系 高速钢，主要牌号有 W18Cr4V 、 W6Mo5Cr4V2 。 8. 硬质合金的主要缺点是 抗弯强度 、 冲击韧度 较低、 硊性 大，因此不耐冲击和振动。 9. 硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都 高于 高速钢，耐热温度可达 800～1000℃ ，切削速度为高速钢的数倍。 10. 常用硬质合金分为 钨钴类YG 、 钨钛类YT 和 钨钛钽（铌）类YW 等。其中 YG类适合用于铸铁等脆性工件， YT 类适用于加工钢类等普通塑性工件。

11. 各类硬质合金牌号中，含钴量越多， 抗冲击 越好；含碳化物越多， 硬度、耐磨性 越高。粗加工时应选用含 钴 多的硬质合金刀具。

12. 陶瓷刀具材料以 氧化铝 或 复合氧化铝 为主要成分。

13. 陶瓷材料的优点是高 硬度与耐磨性 、高 耐热性 、高 化学稳定性 及抗粘结性好，一般适用于 精加工和半精 加工硬材料。 14. 超硬刀具材料主要有 陶瓷 和 金刚石 、 立方氮化硼 三种。 15. 由于金刚石与 铁 原子的亲和性强，易使其丧失切削能力，故不宜用于加工 铁族 材料。 16. 金刚石的主要缺点是 耐热性 差、 强度 低、 脆性 大，故对冲击、振动敏感，因而

对机床的精度、刚度要求 高 ，一般只适宜作 非铁合金的精加工 。

二、 判断题

1. 刀具切削部分的材料影响刀具切削性能的好坏。 （√） 2. 刀具材料硬度越高，强度和韧性越低。 （√） 3. 刀具材料的工艺性是指可加工性、可磨削性和热处理特征等。 4. 刀具材料的耐热性是指高温下保持高硬度、高强度的性能。

（√） （√）

（√） （×）

5. 高速钢材料具有比工具钢强度、硬度、耐磨性和耐热性高的特点。 6. 普通高速钢车刀不仅用于冲击较大的场合，也常用于高速切削。

7. 硬质合金的性能主要取决于金属碳化物的种类、性能、数量、粒度和粘接剂的含量。 （√）

8. YG类硬质合金一般用于高速切削钢料；YT类硬质合金一般用于加工铸铁、有色金属及其合金。 （×）

9. 涂层硬质合金是在韧性较好的硬质合金基体上，涂一层硬度、耐磨性极高的难熔金属化合物获得的。 （√）

10. 涂层硬质合金车刀中的涂层有单涂层、双涂层和多涂层之分，各种涂层材料性质不同，

可用于不同的场合。 （×）

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11. 硬质合金是粉末冶金制品。 12. 13. 14. 15.

（√）

（√） （×）

YW类硬质合金即可切削铸铁，又可切削钢料及难加工材料。 YN类硬质合金进行淬火钢的断续切削。 （×）

硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性、抗粘结性均高于高速钢。 陶瓷材料的特点为强度低，韧性和导热性能差。 （√）

16. 陶瓷材料适合用于粗加工硬度高的材料。 （×）

17. 金刚石的热稳定性极好，可在800度的高温下正常车削任何材料。

（×）

18. 金刚石车刀的刀刃可磨得非常锋利，可对有色金属进行精密和超精密高速车削加工。

（×） 19. 立方氮化硼的热稳定性和化学惰性比金刚石好的多，立方氮化硼可耐1300~1500℃的高

温。

（√） （√）

20. 刀具材料中，耐热性由低到高的排列次序是：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质

合金。

三、 选择题

1. 切削时，刀具要承受切削力和冲击力，所以必须具有（ D ）。 A、高硬度 B、高耐磨性 C、耐热性 D、足够的强度和韧性 2. YG8硬质合金，其中数字8表示（ D ）含量的百分数。 A、 碳化钛 B、 钨 C、 碳化钨 D、 钴 3. 精车45钢应选用（ D ）牌号的硬质合金刀具。 A、YT30 B、YG3 C、YG8 D、YT5 4. 精车铸铁件应选用（ A ）牌号的硬质合金刀具。 A、YG3 B、YG6 C、YG8 D、YG10 5. 刀具材料硬度越高，耐磨性（ B ）。

A、越差 B、越好 C、不变

6. 在高温下能保持刀具材料的切削性能称为（ D ）。 A、硬度 B、强度 C、耐磨性 D、耐热性 7. 刀具材料允许的切削速度的高低取决于其（ D ）的高低。 A、硬度 B、强度 C、耐磨性 8. 高速切削钢料宜选用（ C ）。

A、高速钢 B、钨钴类硬质合金

D、耐热性 C、钨钛类硬质合金

9. 切削难加工材料宜选用（ ）类硬质合金。 A、YT B、YG C、YA

10. 在普通高速钢中加入一些其他合金元素，如（ B ）等，以提高其耐热性和耐磨性，这就是高性能高速钢。 A、镍、铝 B、钒、铝 C、钴、铝

11. 硬质合金是由高硬度、高熔点的金属（ A ）粉末，用钴或镍等金属作粘接剂烧结而成

的粉末冶金制品。

A、碳化物 B、氧化物 C、氮化物

12. 与未涂层刀具比，使用涂层刀具后切削力和切削温度（ B ）。 A、降低了 B、提高了 13. 陶瓷刀具对冲击力（ B ）敏感。

C、不变

A、很不 B、十分 C、一般

14. 使用陶瓷刀具可加工钢、铸铁，对于冷硬铸铁、淬火钢的车削效果（ C ）。

A、一般 B、很好 C、较差

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四、 简答题

1. 简述刀具材料应具备的性能。

高硬度和高耐磨性；足够的强度和韧性；高的耐热性；良好的工艺性， 稳定的化学性能。

2. 简述各种高速钢的应用范围。

（1）W18Cr4V普通高速钢用于制造钻头，丝锥、铣刀及形状复杂的刀具。

（2）高性能高速钢（高铝高速钢、高钴高速钢）用于难加工材料，如不锈钢、高温合金、钛合金等。

（3）粉末冶金高速钢：制造各种精密刀具和形状复杂的刀具。

（4）涂层高速钢：涂覆一层TiN，已在钻头、齿轮刀具、拉刀等形状复杂刀具上应用。

3. 简述陶瓷刀具的特点及应用范围。

（1）特点：

①高硬度和高耐磨性，耐热温度达1200℃，化学稳定性好，与金属的亲合力小。 ②抗弯强度低，冲击韧性很差。

（2）主要用于金属材料和高硬度材料的半精加工和精加工。

第2章、 金属切削加工的基本术语和定义

切削运动和切削用量

一、 填空

1. 将工件上的被切削层转化成切屑所需要的运动是 主运动 。 2. 切削加工时 刀具 与 工件 的相对运动称为切削运动。 3. 切削运动分为 主运动 和 进给运动 两类。

4. 工件在切削过程中形成三个不断变化着的表面，即： 已加工 表面、 过渡 表面和 待加工 表面。

5. 切削用量是衡量 切削过程 和 切削变形 大小的参数，包括 切削速度 、进给量 、 背吃刀量 三个要素。

6. 金属切屑层的参数有 切削厚度hD 、 切削宽度bD 及 切削层面积A 。

7. 车削外圆时，当主、副切削刃为直线，刃倾角为零度，主偏角小于90°时，切削层横

截面为 平行四边 形。 8. 当刃倾角为0°，主偏角为90°，切削深度为5mm，进给量为0.4mm/r时，切削宽度

是 5 mm，切削厚度是 0.4 mm，切削面积是 2 mm2。

二、 判断

1. 使新的切削层不断投入切削的运动称为主运动。（ × ） 2. 切削用量就是用来表征切削运动大小的参数，是金属切削加工之前操作者调整机床的依据。（ √ ）

3. 无论哪种切削加工，主运动往往不止一个。（ × ）

4. 工件的旋转速度就是切削速度。（ × ）

5. 工件每转一分钟，车刀沿着进给方向运动的距离称为进给量。（ × ）

6. 由于在切削刃上各点相对于工件的旋转半径不同，所以切削刃上各点的切削速度也不

4

同。（ √ ） 7. 8. 9. 10.

主运动的特征是速度高，消耗的功率大。（ √ ）

进给运动的速度较低，消耗功率小，可以是一个、两个或多个。（ √ ） 进给量是衡量进给运动大小的参数。（ √ ）

车削时工件的旋转运动是主运动；刨削时刨刀的往复直线运动是主运动。（ √ ）

11. 切削面积由切削深度和进给量决定。（ √ ）

12. 切屑层的参数通常在平行于主运动方向的基面内测量。（ × ）

三、 选择

1. 在各种切削加工中，（ B ）只有一个。

A、切削运动 A、已加工

B、主运动 B、待加工

C、进给运动 C、过渡

C、工件不动，刀

2. 主切削刃正在切削着的表面称为（ C ）表面。

3. 车削加工的切削运动形式属于（ A ）

A、工件转动，刀具移动 B、工件转动，刀具往复运动

具作回转运动

4. （ A ）的大小直接影响刀具主切削刃的工作长度，反映其切削负荷的大小。 A、切削深度 B、进给量 C、切削速度

5. 切削厚度与切削宽度随刀具（ C ）大小的变化而变化。

A、前角 B、后角 C、主偏角

四、 简答

1. 切削用量包括哪几个参数？指出各参数的含义。

?dnm(（1）Vc：切削速度，即主运动的线速度Vc?1000)

min（2）f：进给量，车削时工件每转一转，刀具沿进给方向的移动距离(mmd待－d已2r)

（3）ap：前吃刀量，ap?(mm)，垂直于进给方向所试题的切削层尺寸。

2. 什么是主运动？什么是进给运动？它们之间有什么区别？ （1）主运动是刀刃上线速度最高点的值。

?dnmVc?()

1000min※特点：线速度高，消耗功率大

（2）进给运动：工件每转一转刀具沿进给方向的移动距离。 ※特点：消耗功率小，f(mmr)直线移动量。

3. 切削运动有哪些形式，并举例。 （1）车圆柱面：①主运动、工件转动n(r（2）铣平面：①主运动：铣刀转动n(rmin)；②进给运动，刀具直线移动f(mmr) )

min)；②进给运动，工件直线移动fmin(mmmin 5