刀具 考试重点.docx

1. 待加工表面：指工件上即将被切除的表面
2. 过渡表面：是工件上由切削刃正在形成的表面
3. 已加工表面：工件上切削后形成的表面
4. 切削运动的主运动：主运动是切削时最主要的，消耗动力最多的的运动，它是道具与工件之间产生的相对运动。车，镗削等的主运动是机床主轴的旋转运动
5. 进给运动：是刀具与工件之间产生的附加运动，以保持切削连续的进行。车外圆时的纵向进给是连续的，横向进给是间断的
6. 切削层：切削时刀具切过工件的一个单程切除的工件材料层
7. 刀具角度：是表达刀具表面在空间方位的参数。在各类参考系中最基本的角度类型只有四个，前角、后角、偏角、刃倾角。
8. 正交平面参考系刀具角度定义 （1）前角 正交平面中测量的前面与基面之间的夹角 （2）后角 正交平面中测量的后面与切削平面间的夹角 （3）主偏角 基面中测量的主切削平面与假定工作平面间的夹角 （4）刃倾角 切削平面中测量的切削刃与基面间的夹角
9. 自由切削：只有一个主切削刃参加的切削 非自由切削：主、副切削刃同时参加的切削
10. 正交切削（直角）：切削刃与切削速度方向垂直的切削 非正交切削（斜角） 切削刃不垂直切削速度方向的切削
11. 实际前角：切削过程中实际起作用的前角称实际前角，他是包含切屑流出方向并与基面垂直的平面中测量的前面与基面的夹角
12. 刀具材料应有的性能：高硬度和高耐磨性、足够的强度与韧性，以及高耐热性，以及较好的工艺性与经济性。
13. 刀具材料的类型：工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，涂层硬质合金，金属陶瓷，非金属陶瓷，立方氮化硼，金刚石。
14. 陶瓷刀具的类型：氧化铝—碳化物系陶瓷、氮化硅基陶瓷
15. 金刚石刀具种类：1天然单晶金刚石刀具2人造聚晶金刚石3金刚石烧结体
16. 切削变形区 （1）第Ⅰ变形区 当切削刃处于起始切削点位置，切削层受刀具力的作用后引起金属材料组织中的晶格在晶面上剪切滑移，滑移方向与切应力方向一致，产生的塑性变形区域仅为0.02~0.2mm （2）第Ⅱ变形区 在切屑流出时其底层与刀具前面近刀尖接触处产生塑性变形区域。切屑在刀具前面流出时，受前面的挤压与摩擦，使切屑流速低温度高，并在一定压力、温度的条件下出现粘屑现象，形成积屑瘤 （3）第Ⅲ变形区 指在已加工表面层内近切削刃附近的变形区域，挤压变形，晶粒拉长、变形，出现硬化层
17. 切屑类型：（1）带状切屑 外形呈延绵不断的带状，沿刀具前面流出，在切削速度高，进给量小和前角大的条件下形成 （2）节状切屑 切屑顶面开裂形成节状；剪切面上局部位置处应力达到材料强度极限而产生的局部断裂 （3）粒状切屑 颗粒状，在剪切面上产生的切应力超过材料的强度极限，会产生粒状切屑 （4）崩碎切屑 在切削铸铁类金属时，切削层未经塑性变形，组织产生不规则断裂，形成崩碎切屑。在切削力小，冲击力大的环境下产生
18. 影响切削力的因素：切削用量（背吃刀量最大，进给量其次，切削速度最小）；工件材料；刀具几何参数
19. 切削热来源：切削变形和摩擦
20. 传散热方式：切屑、工件、刀具、周围介质
21. 工件材料的切削加工性：指在一定的加工条件下工件材料被切削的难易程度
22. 切削加工性指标：（1）加工材料的性能指标（2）相对加工性指标（3）刀具寿命指标
23. 改善材料切削加工性途径：（1）调剂工件材料中的化学元素和进行热处理（2）合理选用刀具材料（3）其他措施 a合理选择刀具几何参数b保持切削系统的足够刚性c选用高效切削液及有效的浇注方式d采用新的切削加工技术
24. 切削液的作用：（1）冷却作用（2）润滑作用（3）排屑和洗涤作用（4）防锈作用
25. 生产中常用的切削液有：以冷却为主的水溶性切削液和以润滑为主的油性切削液
26. 水溶性切削液：1）水溶液（用于粗加工和普通磨削加工中）2）乳化液（低浓度用于粗加工和普通磨削高浓度用于精加工和复杂刀具加工）3）合成切削液（高速磨削、钛合金的钻孔、铣削、攻螺纹等）
27. 油溶性切削液：（1）切削油（矿物油在普通精车、螺纹精加工中，煤油在精加工铝合金、精刨铸铁平面、高速钢铰刀铰孔）（2）极压切削油（精密切削）
28. 表面质量包括哪些内容：表面粗糙度、加工硬化程度、表层残余应力、表层微裂纹、表层金属相组织
29. 提高表面质量的途径（1）控制切削用量、刀具参数、刀具材料来改善表面粗糙度（2）采用热处理改善加工硬化和表面金相组织（3）喷丸处理可以清除残余应力，提高疲劳强度（4）合理选择切削液及其浇注方式，改善表面疲劳强度
30. 粗加工时切削用量的选择原则是：（1）分析加工材料的性能和加工要求、刀具材料性能，机床及其运动参数，装夹和加工系统、刚性等，适当选取切削用量（2）在加工余量不多并较均匀、加工工艺刚性足够时，被吃刀量ap一次切除余量A；如果在加工表面上有硬化层，加工余量若足够可加大ap（3）增加进给量f可提高生产效率，但要结合结构系统、工具和工件的刚度和刚性适当选取（4）切削速度Vc对刀具寿命影响最大，在选定ap、f后可根据要求达到的刀具寿命T来确定刀具寿命允许的切削速度Vtd（切削用量的合理选择：选定ap再选f最后确定vc。粗车尽量大的ap，较大的f提高生产效率。精车选较小的f确保加工表面质量）
31. 车刀的种类：按车刀用途 外圆车刀、端面车刀、切断车刀、螺纹车刀、内孔车刀。按结构 整体式、焊接式、机夹式、可转位式
32. 可转位车刀使用机械夹固方法将可转位刀片加紧在刀柄上的车刀。由刀片、刀垫、夹紧元件和刀柄等元件组成。与焊接车刀相比，它避免了因焊接、刃磨所引起的内应力，可使用涂层刀片，有合理的槽形和几何参数，刀片转位迅速，更换方便，因而具有较长的寿命和较高的生产效率，并且能实现一刀多用，减少刀具储备量，简化了刀具管理工作。 可转位车刀的应用与日俱增，但由于刃形和几何参数受到刀具结构与工艺限制，它尚不能完全取代焊接刀具和机夹式车刀。
33. 菱形成形车刀：距工件中心越远，后角越大，前角越小
34. 麻花钻组成：装夹部分（用于麻花钻与机床的联接并传递动力包括钻柄和颈部），工作部分（用于导向、排屑，也是切削部分的后备。外圆柱上两条螺旋形棱边也称刃带，可用于保持孔形尺寸和钻头进给时的导向。两条螺旋刃沟是排屑的通道。钻体中心部称钻芯，连接两条刃瓣），切削部分（指钻头前段有切削刃的区域，由两个前面、两个后面、两个副后面组成）。
35. 前面：两条螺旋沟槽中以切削刃为母线形成的螺旋面。
36. 后面：有刃磨方法与机床或夹具的运动决定。分为（圆锥面，螺旋面，平面，特殊曲面）。
37. 副后面：刃带棱面。
38. 主切削刃位于前、后面交汇的区域，横刃位于两主后面交汇的区域，切削刃是两条刀沟与刀带棱面交汇的两条螺旋线。
39. 普通麻花钻共有三条主切削刃，两条副切削刃，即左右切削刃、横刃和两条棱边。
40. 麻花钻结构参数：钻头在制造中控制的尺寸或角度。包括：直径，直径倒锥，钻芯直径，螺旋角。
41. 基面Pr，切削平面Ps，正交平面Po，假定工作平面Pf和背平面Pp，端平面Pt，中断面Pc，柱断面Pz。
42. 基面Pr：过切削刃某选定点包含钻头轴线的平面。
43. 端平面Pt：与钻头轴线垂直的投影面。
44. 中断面Pc：过钻头轴线与两主切削刃平行的平面。
45. 柱断面Pz：过切削刃选定点与钻头轴线平行的直线，该直线绕钻头轴线旋转形成的圆柱面。
46. 顶角（2φ）：顶角是两主切削刃在中断面投影中的夹角。普通麻花钻2φ=116°~118°。
47. 外缘后角（αf）：主切削刃靠刃带转角处在柱断面中表示的后角直径越小，钻头后角越大。
48. 横刃斜角（ψ）：端平面测量的中断面与横刃的顿夹角。横刃斜角ψ数值与钻头近中心处切削刃后角密切相关。

49. 刃磨钻头后面时，需控制钻头中心部位后角：越接近钻头中心，后角磨得越大。其目的有二：使横刃能获得较大的前角，增加横刃的锋利程度；使切削刃各点工作后角相差较少。
50. 通常钻芯主切削刃后角等于横刃后角αoψ，约为36°。
51. 高速钢钻头磨损的主要原因是相变磨损。
52. 钻头磨损的形式主要是后面磨损。
53. 影响钻头寿命的因素很多，主要包括钻头材料与热处理状态、钻头结构刃型参数、切削条件等。
54. 钻头直径由工艺尺寸决定，尽可能一次钻出所要求的孔。需扩孔者，钻孔直径取孔径的50%~70%。
55. 一般钻头进给量受钻头的刚性与强度限制。大直径钻头才受机床进给机构动力与工艺系统刚性限制。f=(0.01~0.02)d
56. 铰刀用于中小直径孔的半精加工和精加工。加工余量小，齿数多，刚性和导向性好，加工精度可达IT7~IT6级。甚至IT5级。表面粗糙度可达Ra1.6~0.4μm。
57. 铰刀由工作部分、颈部和柄部组成。工作部分有切削部分和校准部分，校准部分有圆柱部分和倒锥部分。倒锥部分可减少与孔壁的摩擦，减小扩张量。
58. 按方式分：手用铰刀，机用铰刀。
59. 机用铰刀可分为高速钢机用铰刀和硬质合金机用铰刀。
60. 铰削时余量较小，一般为0.05~0.2mm。
61. 铰削时，为了避免振动，通常取速度小于10m/min。此时极易产生积屑瘤使孔径扩大，内孔表面上产生螺旋沟。
62. 扩张量：由于径向圆跳动，铰刀安装误差，积屑瘤等影响，孔直径大于铰刀直径。
63. 收缩量：已加工表面的弹性变形和热变形恢复等原因。产生孔收缩。
64. 增多铰刀齿数，使切削厚度减薄，铰刀导向性好，可提高孔的加工质量。
65. 铰刀刀齿在圆周上可采用等齿距（制造方便）和不等齿距（避免铰刀振颤时使用刀齿切入的凹痕定向重复加深）分布。
66. 铰刀齿槽形状有直线齿背形，圆弧齿背形，圆弧直线齿背形三种。
67. 铰刀的齿槽可做成直槽或螺旋槽。直槽铰刀制造、刃磨和检验方便；螺旋槽铰刀具有切削轻快、平稳、排屑好等优点。
68. 铰刀主偏角：一般取较小的主偏角，减轻工人劳动强度和获得良好导向性。
69. 前背角和后角：前角影响不明显，后面磨损严重，应选较大后角。
70. 刃倾角：适用于铰削余量大，塑性材料的通孔。
71. 切削部分长度根据主偏角和铰削余量来决定，取L1=（1.3~1.4）Acotκr。
72. 硬质合金铰刀工作部分长度等于刀片长度。
73. 大螺旋推铰刀的主要特点是具有很小的主偏角和很大的螺旋角。与普通铰刀相比，其铰刀的工作长度有显著增加，降低了单位切削长度上的切削力和切削温度。抑制了积屑瘤的生成，铰削时不产生沟痕。不会出现切屑挤伤孔壁现象。不易引起震动。
74. 可转为单刃铰刀不但可以调整直径尺寸，也可调整锥度。刀片可转为一次，刀体可重复使用。它能获得高的加工精度、小的表面粗糙度，消除孔的多边形，提高孔的质量。
75. 金刚石或立方氮化硼铰刀是以金属镍、钴作为结合剂，利用电镀法或压砂法把金刚石或立方氮化硼颗粒包镶在铰刀基体上，再经磨削而成。立方氮化硼铰刀的耐热性好，与铁族元素惰性大，适用于铰削普通钢、淬硬钢、耐热钢和钛合金等材料；金刚石铰刀主要用于铰削铸铁、铝和铜等材料。
76. 圆周铣削有两种铣削方式：逆铣和顺铣
77. 铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反时称为逆铣；相同时称为顺铣
78. 逆铣时，切削厚度从零逐渐增大。铣切削刃口有一钝圆半径rn，造成开始切削时前角为负值，刀齿在过渡表面上挤压、滑行，使工件表面产生严重冷硬层，并加剧了刀齿磨损。此外，当瞬时接触角大于一定数值后，Ffn向上，有抬起工件趋势。应用：切削力较大时采用逆铣；普通机床上，丝杠螺母之间的间隙较大采用逆铣。 顺铣时，刀齿的切削厚度从最大开始，避免了挤压、滑行现象；并且Ffn始终压向工作台，有利于工件压紧，可延长铣刀寿命和提高加工表面质量。应用：切削力较小时；在数控机床上，一般采用滚珠丝杠，特点是间隙小，传递精度高，采用顺铣时，不会产生普通丝杠出现的问题，而且能够更好的提高已加工表面的光洁度与刀具使用寿命，因此多采用顺铣方式。
79. 砂轮的组成要素：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织
80. 常用的砂轮形状：平面砂轮（磨外圆、内孔、平面及刃磨刀具）；筒形砂轮（磨端面）；双斜边砂轮（磨齿轮及螺纹）；杯形砂轮（端磨平面，刃磨刀具后刀面）；碗形砂轮（端磨平面，刃磨刀具后刀面）；碟形一号砂轮（刃磨刀具前刀面）；薄片砂轮（切断及磨槽）
81. 磨削阶段：初磨阶段、稳定阶段、清磨阶段
82. 砂轮磨损与失去磨削性能的形式有以下几种：1磨粒的磨损2磨粒的破碎3砂轮表面堵塞4砂轮轮廓失真
83. 磨削表面质量：1表面粗糙度2表面烧伤3表面残余应力
84. 先进磨削方法：深切缓进给磨削、超精密磨削与镜面磨削、砂带磨削
85. 石材磨具切削时要用水充分冷却，水是石材磨具必需的切削液。

86. 积屑瘤的定义：积屑瘤是由切屑堆积在刀具前面近切削刃处的一个硬楔块，它是在第Ⅱ变形区内，是由摩擦和变形形成的物理现象。
87. 积屑瘤的形成：当压力、温度达到一定的程度时，切屑底层材料中切应力超过材料的剪切屈服强度，使“滞流层”中流速为零的切削层被剪切断裂粘结在前刀面上，粘结金属层经剧烈塑性变形后硬度提高，它可代替切削刃继续剪切较软的金属层，依次层层堆积，高度逐渐增大而形成了积屑瘤。
88. 积屑瘤的特点硬度高于工件2~3倍，可充当切削刃，在外力的作用下会脱落或局部断裂，继而又重复产生和脱落。
89. 积屑瘤对切削加工的影响是：由于它的硬度高于工件2~3倍，故堆积在切削刃上能代替切削刃切削并保护了切削刃；增大实际工作前角，减小切削变形；堆积成的钝圆弧刃口造成挤压和过切现象，降低加工精度；积屑瘤脱落后粘附在已加工表面上使表面粗糙不平。
90. 抑制或消除积屑瘤的措施：1采用低速或高速切削以控制切削温度2减小进给量、增大刀具前角、提高刀具刃磨质量和合理选用切削液，使摩擦和粘结减小，可达到抑制积屑瘤的作用3合理调整各切削参数值，以防止形成中温区域
91. 刀具几何参数主要包括刀具角度、前面与后面的形式、切削刃与刃口的形状等
92. 刀具几何参数的合理选择：Ⅰ前角的选择原则：1根据被加工材料选择（加工塑性材料、硬度较低的材料时前角大些；加工脆性材料、硬度较高的材料时前角小些）2根据加工要求选择（精加工的前角较大；粗加工和断续切削的前角小；加工成形面前角应小，这是为了能减小刀具的刃形误差对零件加工精度的影响）3根据刀具材料选择（高速钢刀具的抗弯强度和抗冲击韧度高，可选取较大前角；硬质合金刀具的抗弯强度低，前角较小；陶瓷刀具的抗弯强度是高速钢的1/2~1/3故前角应更小些）Ⅱ后角的选择 选择后角的原则是，在摩擦不严重的情况下，选取较小的后角：1根据加工精度选择（精加工时为了减少摩擦，后角取较大值αo=8~12度；粗加工时为提高刀具强度，后角应取较小值αo=6~8度）2根据加工材料选择（加工塑性材料、较软材料时，后角取较大值；加工脆性材料、硬材料时，后角取较小值；加工易产生硬化层的材料时，后角取大值）Ⅲ副后角的选择 副后角的选择原则与主后角基本相同，对于有些焊接刀具，为便于制造和刃磨，以及对于可转位刀具要求转位后的后角不变，选取主后角与副后角相同。有的刀具，如切槽刀和三面刃铣刀等，为加强刀齿强度和重磨后二侧间刃宽变化小，应选用1~2度较小副后角 Ⅳ主偏角的选择 主偏角的选择原则是：1根据加工材料选择（加工高强度、高硬度、热导率小和表面有硬化层的材料，为提高刀具强度和改善散热，应选用较小的主偏角）2根据加工工艺系统刚性选择（在加工工艺系统刚性不足的情况下，为减小背向力Fp，应选用较大的主偏角，一般取Kr=60~75度）3根据加工表面形状要求选择（车细长轴、阶梯轴时，选Kr=90°；用于车外圆、车端面和倒角时，应选择Kr=45°）Ⅴ副偏角的选择 副偏角的选择原则是，在不影响摩擦和振动条件下，应选较小副偏角Ⅵ刃倾角的选择原则：1根据加工要求选择（一般精加工时，为防止切屑划伤已加工表面，选择0~+5°；粗车时，为提高刀具强度，应选择0~-5°。车削高硬度、高强度等加工材料时，为提高刀具强度，也常取较大的副刃倾角）2根据加工条件选择（加工断续表面、加工余量不均匀表面 ，或在其他产生冲击振动的切削条件下，通常选取负的刃倾角） Ⅶ刀尖的选择：1修圆刀尖（通常可在半精加工和精加工时，刀尖圆弧半径约取进给量的2~3倍；在加工工艺系统刚性足够条件下切削难加工的材料和断续切削时，可适当增大半径值）2倒角刀尖（主要用于车刀、可转位面铣刀和钻头的粗加工、半精加工和有间断的切削中）3倒角带修光刃（主要用于工艺系统刚性足够的车刀、刨刀和面铣刀的较大进给量半精加工中）