机械制造技术基础(第2版)第二章课后习题答案

《机械制造技术基础》部分习题参考解答第二章金属切削过程

2-1什么是切削用量三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？答：切削用量三要素是指切削速度v、进给量f、背吃刀量a

p（切削深度）。

在外圆车削中，它们与切削层参数的关系是：

切削层公称厚度：h

D fsin

r

切削层公称宽度：b

D a

p/sin

r

切削层公称横截面积：A

D fa

p

2-2确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？试画图标出这些基本角度。

答：确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要7个基本角度：前角、后角、主偏角、副偏角、副前角、副后角和刃倾角，这些基本角度如下图所示（其中副前角、副后角不做要求）。

2-3试述刀具标注角度和工作角度的区别。为什么车刀作横向切削时，进给量取值不能过大？

答：刀具标注角度是在静态情况下在刀具标注角度参考系中测得的角度；而刀具工作角度是在刀具工作角度参考系中（考虑了刀具安装误差和进给运动影响等因素）确定的刀具角度。

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车刀作横向切削时，进给量取值过大会使切削速度、基面变化过大，导致刀具实际工作前角和工作后角变化过大，可能会使刀具工作后角变为负值，不能正常切削加工（P23）。

2-4刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？

答：（P24）(1)高的硬度和耐磨性；(2)足够的强度和韧性；(3)高耐热性；

(4)良好的导热性和耐热冲击性能；(5)良好的工艺性。

2-5常用的硬质合金有哪几类？如何选用？

答：（P26）常用的硬质合金有三类：P类（我国钨钴钛类YT），主要用于切削钢等长屑材料；K类（我国钨钴类YG），主要用于切削铸铁、有色金属等材料；M类（我国通用类YW），可以加工铸铁、有色金属和钢及难加工材料。

2-6怎样划分切削变形区？第一变形区有哪些变形特点？

答：切削形成过程分为三个变形区。第一变形区切削层金属与工件分离的剪切滑移区域，第二变形区前刀面与切屑底部的摩擦区域；第三变形区刀具后刀面与已加工表面的摩擦区域。

第一变形区的变形特点主要是：金属的晶粒在刀具前刀面推挤作用下沿滑移线剪切滑移，晶粒伸长，晶格位错，剪切应力达到了材料的屈服极限。

2-7什么是积屑瘤？它对加工过程有什么影响？如何控制积屑瘤的产生？答：（P32-34）切削塑性材料又能形成带状切屑时在前刀面刀尖处粘附的三角形金属硬块是积屑瘤。

它对加工过程的影响是：使刀具前角增大，切削厚度变化，加工表面粗糙度增大，刀具寿命降低；粗加工时影响不大，精加工必须防止。

控制积屑瘤的措施是正确选用切削速度（避开易产出积屑瘤的切削速度范围）、使用润滑性能好的切削液、增大刀具前角、适当提高工件材料硬度。

2-8试述影响切削变形的主要因素及影响规律。

答：（P34）影响切削变形的主要因素是：

工件材料：强度越高，切削变形系数越小；

刀具前角：增大刀具前角，切削变形系数减小；

切削速度：切削速度越大，切削变形系数越小；

切削层公称厚度：厚度越大，切削变形系数越小。

2

2-9常用的切屑形态有哪几种？它们一般都在什么情况下生成？控制切屑形态有哪几种方法？

答：（P34-36）常用的切屑形态有带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑。

带状切屑：加工塑性金属时，在切削厚度较小、切速较高、刀具前角较大的工况条件下常形成此类切屑。

节状切屑、粒状切屑：在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生此类切屑。

崩碎切屑：加工脆性材料，切削厚度越大越易得到这类切屑。

控制切屑形态的方法：采用断屑槽、改变刀具角度（主偏角、前角和刃倾角）、调整切削用量（主要是f）。

2-10在CA6140型车床上车削外圆，已知：工件材料为灰铸铁，其牌号为HT200；刀具材料为硬质合金，其牌号为YG6；刀具几何参数为：γ

o=10°，α

o=α

o’

= 8°，κ

r=45°，κ

r’

=10°，λ

s=-10°（

s对三向切削分力的修正系数分别为

F 1.0,

F 1.5,

F0.75），sCSpsfr

ε= 0.5mm；切削用量为：a

p=3mm，f=0.4mm/r，v

c=8m/min。试求切削力F

c、F

f、F

p及切削功率。

解：根据已知条件，查教材p39表2-3，得到C

Fc900,x

Fc 1.0,y

Fc0.75,n

Fc0;

C

Fp530,x

Fp0.9,y

Fp0.75,n

Fp0;

C

Ff450,x

Ff 1.0,y

Ff0.40,n

Ff0

代入p39公式(2-20)，可得x

Fc

F

c C

Fca

pfy

Fcv

cn

sFc900310.40.75800 1.01358N v

cFpK

sFp53030.90.40.75800 1.51075N v

cFfK

sFf450310.40.48000.75702N

n

n

F

p C

Fpa

pFpf

F

f C

Ffa

pFff