(2)节状切屑.
4技能训练应知篇之金属切削过程及其基本规律
（3）影响积屑瘤形成的因素 1）工件材料塑性大，加工时产生积屑瘤的可能 性大，加工脆性材料时，一般不产生积屑瘤； 2）切削速度过高或过低都不会产生积屑瘤，中 等速度范围内最易产生，如图4-9所示；切削速 度是通过切削热变化来体现 出对积屑瘤形成的影响的； 3）刀具前角大，能减小切 屑变形和切削力，降低切削 温度，能抑制积屑瘤产生或 减小积屑瘤的高度； 4）切削液可减少切削热和 图4-9 切削速度对 改善摩擦，抑制积屑瘤产生。 积屑瘤的影响
四、切削变形程度的衡量
衡量切削变形常用切削变形系数Λh、剪切应变ε 和剪切角 作为衡量切削变形程度的指标。 1．切应变ε（也称剪应变或相对滑移） 它是反映切削变形中金属滑 移本质的系数，切削层中m'n' 线滑移至m"n" 位置时的瞬时 位移为Δy，实际上Δy的值 很小，滑移量为Δs。滑移量 Δs越大，说明变形越严重。 由右图所示几何关系可得出 以下相对滑移关系表达式：
在整个刀-屑接触区内的正应力 分布情况是， 在刀刃处最大，离切削刃越远，前刀面上的 正应力越小，并逐渐减小到零。在前刀面刀 -屑接触区内，各点的正应力和切应力是不 相等的，所以，前刀面上各点的摩擦状态是 不同的，刀-屑摩擦系数也是变化的。且内 摩擦系数远远大于外摩擦系数的值。 一般切削条件下，来自粘结区的摩擦力约占 切削过程中总摩擦力的85%，可见，内摩擦 在刀-屑接触摩擦中起了主要作用，所以， 研究前刀面摩擦时应以内摩擦为主，这也是 切削摩擦不服从古典滑动摩擦法则的原因。
（2）第二变形区（也写成第II变形区） 是指刀-屑接触区域II。切屑沿前刀面流出 时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，切屑 卷曲，使朝向前刀面的切屑底层金属呈纤 维化，流线方向基本上和前刀面平行。 （3）第三变形区（也写成第III变形区） 指刀-工接触区域III。已加工表面受到切削 刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦，产生 径向和切向弹性与塑性变形，造成工件已 加工表层晶粒纤维化与加工硬化。 三个变形区里的切削变形互相牵连，切削变 形是整体行为，是在极短时间内完成的。
切屑种类及断屑
其中带状屑连绵不断，经常缠绕工件或刀 具表面，且不易清除。不仅划伤工件表面、 损坏刀具，而且极易伤人。因此，除特殊 情况下，应尽量避免带状屑。
通常采用断屑的方法、即将带状屑折断成 为粒状、半环形状、螺旋状等。
1．车削切削层参数
如图所示，刀具车削工件外圆时，切削刃 上任一点走的是一条螺旋线运动轨迹，整 个切削刃切削出一条螺旋面。工件旋转一 周，车刀由位置I移动到位置II，移动一个 进给量f ，切下金属切削层。此点的参数是 在该点并与该点主运动方向垂直的平面内 度量。
（1） 切削层公称厚度hD 在主切削刃选定点的基面内，垂直 于过渡表面的切削层尺寸，称为切削层公称厚度。切削层截面 的切削厚度为
hD ＝ f sinκr
κr为刀具主偏角，即刀具主切削刃与进给 方向的夹角。根据上式可以看出，进给量f 或刀具主偏角κr增大，车削切削层厚度hD 增大。
（2） 切削层公称宽度bD 在主切削刃选 定点的基面内，沿过渡层表面度量的切削
层尺寸，称为切削层公称宽度。切削层截 面的公称切削宽度为
bD ＝ ap/sinκr
工件材料脆性越大， 刀具前角越小，切削 深度和进给量越大， 越易产生此类切削
(1)切屑的形态可随切削条件不同而改变
(2)可控制切削条件，使切屑形态向有利于生产的
方面转化，保证切削加工的顺利进行和工件的加工
质量
使粒状切屑、
增大前角
节状切屑向带 状切屑转化
提高切 削速度
减小进给量
有利于
使切削过 程平稳
带状切屑是一种连绵 不断的、底面光滑、背 面呈毛茸状的切屑。
金属切削的基础知识
切削过程： 三个变形区
（1）第一变形区
（2）第二变形区： （3）第三变形区：
制造技术
切屑种类：
1）带状切屑
外形连绵不断，与前刀 面接触的面很光滑，背面呈毛 茸状。用较大前角、较高的切 削速度和较小的进给量切削塑 性材料时，容易得到带状切屑。
制造技术
2）崩碎切屑 切削铸铁等脆性材料
制造技术
二、切削热的传散
在一般干切削的情况下，大部分的切削热由切屑传散出 去，其次由工件和刀具传散，而周围介质传散出去的热量很 少。但各种传散热量的比例，随着工件材料、刀具材料、切 削用量、刀具角度及切削方式等切削条件的不同而异。 切削热传散给切削及周围介质，对切削加工没有影响， 且传散得越多越好。 切削热传散给刀具切削部分，使刀具磨损加快，缩短刀 具的使用寿命；切削热传散给工件，影响工件的加工精度和 表面质量。 为了减小切削热对工件加工质量的不良影响，可采取的 两方面工艺措施：一是减小工件材料的变形抗力和摩擦阻力， 降低功率消耗和减少切削热；二是要加速切削热的传散，以 降低切削温度。
面粗糙度；严重时，会引起崩刀打刀，加速刀具的磨损。 二、表层材质变化
1.加工硬化
加工硬化是指在切削过程中，工件已加工表面受刀刃和后 面的挤压和摩擦而产生塑性变形，使表层组织发生变化，硬度 显著提高的现象。硬化层深度可达到0.02～0.03mm,表层硬度 约为工件材料的1.2～2倍。
制造技术
对加工硬化的影响因素：刀具几何参数、切削条件、工件
制造技术
2.润滑作用 金属切削加工液（简称切削液）在切削过程中的润滑作用， 可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部 分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件 坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工 性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒－工 件及磨粒－磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨 粒切削刃磨损和粘附切屑，从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮 耐用度以及工件表面质量。 3.清洗和排屑作用 在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生 成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的 沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。 对于油基切削油，粘度越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、 柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。含有表面活 性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附
金属切削基础学习知识原理与刀具(第四版)习题集册规范标准答案
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。
(2)节状切屑 又称挤裂切屑.它的外表面呈锯齿形,内表面有时重点
折线形
直线圆弧形
全圆弧形
（2）改变刀具角度 增大刀具主偏角 r ，切 削厚度变大，有利于断屑。减小刀具前角 o可使 切屑变形加大，切屑易于折断。刃倾角 s 可以控 制切屑的流向， s 为正值时，切屑常卷曲后碰到 后刀面折断形成 C形屑或自然流出形成螺卷屑。 s 为负值时，切屑常卷曲后碰到已加工表面折断成 C形屑或6字形屑。
（3）粒状切屑 又称单 元切屑。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。 （4）崩碎切屑 加工脆 性材料，切削厚度越大越易 得到这类切屑。
二、切屑的控制
采取以下措施对切屑实施控制。 （ 1）采用断屑槽 通过设置断屑槽对流 动中的切屑施加一定的约束力，使切屑应 变增大，切屑卷曲半径减小。 断屑槽截面形状
一、切屑的类型
（ 1 ）带状切屑 它的内 表面是光滑的，外表面呈毛 茸状。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 件下常形成此类切屑。
（ 2 ）节状切屑 又称挤 裂切屑。它的外表面呈锯齿 形，内表面有时有裂纹。在 切削速度较低、切削厚度较 大、刀具前角较小时常产生 此类切屑。
（3）调整切削用量 提高进给量 f使切削厚 度增大，对断屑有利；但增大 f 会增大加工表面 粗糙度。适当地降低切削速度使据实际条件适当选择切削用量。
切削加工的基础知识
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。
机械制造工程原理练习题
《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。
47821-00机械制造技术基础(第四版)司乃钧 思考题与作业题参考答案
切削热传散到工件上，可使工件产生热变形，影响尺寸和几何精度，传散到刀具上将使切 削部分温度升高，加快刀具磨损。
19．刀具磨损形式有哪几种？刀具耐用度的含义和作用是什么？用什么措施保证规定的刀 具耐用度？
后刀面磨损、前刀面磨损和前后刀面同时磨损。 刀具两次刃磨之间允许进行的总切削时间，称为刀具耐用度，用 T（分）表示。生产中不 能经常去测量后刀面的磨损值来判断刀具是否达到了磨损限度，这很不方便。用允许进行切削 总时间来判断刀具磨损限度的标准，既方便又科学合理。主要用调整切削用量，特别是限制切 削速度，调整刀具角度，使用切削液等措施来保证规定的刀具耐用度。 20．零件的加工质量包括哪些内容？举例说明。对高精度零件，能否选用 Ra 值大些的表 面粗糙度？为什么？有没有表面粗糙度值小而精度低的零件？若有，试举 2～3 例。 含加工精度和表面质量。表面质量含粗糙度、变形强化、残留应力的大小和性质、全相组 织。加工精度包括尺寸精度和几何精度。 零件精度高，Ra 值一定小，否则大的 Ra 值会影响零件尺寸和几何精度，以及配合性质的 稳定性和耐腐蚀。 有粗糙值小，但精度低的零件，例如机床操纵手柄，要求表面光滑，但尺寸精度和几何精 度低，还有一些电镀的零件等。 21．试述表面粗糙度的选用原则及其测量方法。试说明表面粗糙度对零件质量的影响。 上列情况应选用 Ra 值小的粗糙度： 摩擦面、速度高、单位面积压力大、承受变载荷的表面，以及圆角、沟槽处，配合性质要 求稳定可靠，公差等级和几何精度要求高的表面，有防腐、密封、装饰要求的表面。 尺寸公差、几何公差越小，粗糙度值越小。 生产中常用粗糙度标准样块与被测表面进行比较进行测量。也可用目测或抚摸、指甲划动 来判断粗糙度值大小。当要求测量小于 Ra 0.1μm 的粗糙度值时，需用粗糙度检测仪器、仪表 进行测量。 粗糙度值大小对零件耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀性、配合性质和密封性、美观均有影响。 通常这些性能要求越高，Ra 值应越小。 22．何谓技术经济效果？切削加工的技术经济指标主要有哪几个？ 技术经济效益是指在实现技术方案时，输出的使用价值或效益与输入的劳动耗费之间的比 值。使用价值是指生产中创造出的劳动成果，含数量和质量两个方面因素；劳动耗费是指生产 中消耗与占用的劳动量、材料、动力、工具和设备等，这些以货币形式表示，称为费用消耗。 影响切削加工技术经济效益的因素较多，很复杂，主要是加工质量、生产率和生产成本。 23．提高生产率的途径有哪些？粗、精加工时选择切削用量的原则是什么？切削用量的选 择与提高生产率有何关系？ 缩短基本工艺时间，例如合理选用刀材、刀具角度和切削液，提高刃磨质量，采用先进、 高效、自动化、大功率、刚性好的设备等。
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（3）粒状切屑 又称单 元切屑。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。
（4）崩碎切屑 加工脆 性材料，切削厚度越大越易 得到这类切屑。
二、切屑的控制
采取以下措施对切屑实施控制。 （1）采用断屑槽 通过设置断屑槽对流 动中的切屑施加一定的约束力，使切屑应 变增大，切屑卷曲半径减小。
断屑槽截面形状
折线形
直线圆弧形
全圆弧形
Hale Waihona Puke （2）改变刀具角度 增大刀具主偏角 r ，切
削厚度变大，有利于断屑。减小刀具前角 可使 o
切制屑切变屑形的加流大向，，切s屑为易正于值折时断，。切刃屑倾常角卷曲s 后可碰以到控 后刀面折断形成C形屑或自然流出形成螺卷屑。 s
为负值时，切屑常卷曲后碰到已加工表面折断成 C形屑或6字形屑。
一、切屑的类型
（1）带状切屑 它的内 表面是光滑的，外表面呈毛 茸状。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 件下常形成此类切屑。
（2）节状切屑 又称挤 裂切屑。它的外表面呈锯齿 形，内表面有时有裂纹。在 切削速度较低、切削厚度较 大、刀具前角较小时常产生 此类切屑。