精加工加工钢料时，应选择硬度高，耐磨性好的硬质合金，如YT15,YT30
粗加工加工铸铁时，应选择抗弯强度高，冲击性能好的硬质合金，如YG6，YG8
精加工加工铸铁时，应选择冲击韧性较好，硬度高，耐磨性好的硬质合金，如YG3，YT5
5、涂层硬质合金有哪些优点？常用涂层材料有哪些？
答：涂层硬质合金一般选择YG类硬质合金为基体，韧性较好，而涂层一般要求硬度较高，耐磨性好，与金属亲和力小，高温下有良好的热稳定性，因此涂层硬质合金的主要优点有： （1）涂层比基体硬度高；
（2）涂层具有高的抗氧化性，抗粘结性，耐磨性，抗月牙洼磨损 （3）低的摩擦系数，可降低切削力，切削温度25% （4）耐用度提高1-3倍（WC）
常用涂层材料有：TiC、 TiN、 Al2O3
7、按下列条件选择刀具材料类型和牌号： （1）45号钢锻件粗车；（2）HT200铸铁精车；（3）低速精车合金钢蜗杆；（4）高速精车调质钢长轴；（5）高速精密镗削铝合金缸套；（6）中速车削淬火钢轴；（7）加工65HRC冷硬铸铁 答：
（1）45号钢锻件粗车的特点：工件表面有硬皮，要求刀具耐磨性好，切削力加大，切削温度高，要求刀具耐热性能好，因此选择YT5，YW1，
（2）HT200铸铁精车的特点：切削力不大，有较小的冲击，由于是精车，要求较好的耐磨性，因此选择CBN ， 陶瓷刀YG3
（3）低速精车合金钢蜗杆：特点：加工余量小，切削力小，无冲击，由于是合金钢，要求刀具耐磨性好，选择刀具：YT30,YG3
（4）高速精车调质钢长轴：特点：由于是长轴，要求刀具耐磨性很好，对高速精车，要求耐热性良好，选择刀具：CBN，YN10，陶瓷刀
（5）高速精密镗削铝合金缸套：特点：工件材料塑性极好，精密镗削，要求刀刃锋利，抗粘结性好。选择刀具：PCD，YG3X （6）中速车削淬火钢轴：特点：要求刀具硬度高，耐磨性好耐热性好，由于是中等切削速度，易产生积屑瘤，因此选择抗粘结的涂层刀具材料（TiN涂层）或陶瓷刀具
（7）加工65HRC冷硬铸铁：特点：工件材料硬度较高，脆性大，粗加工是切削力大，要求刀具材料人性较高，同时硬度也较高，粗加工时易选择YG6A，精加工时可选CBN，Sailon陶瓷刀
3-1衡量切削变形用什么方法？如何计算它们？ 答：剪切角φ：剪切面和切削速度方向的夹角 相对滑移ε：切削层在剪切面上的相对滑移量
厚度变形系数ξa(切削厚度压缩比Ach，长度变形系数ξL）：切屑外形尺寸的相对变化量 剪切角的计算：? ??4?????o?
cos?o相对滑移ε的计算： ??ctg??tg????o??sin?cos????o?
hchOMsin?90????0?cos????o?????切削厚度压缩比Ach的计算 hhdOMsin?sin?
3-2试述切削过程3个变形区和它们的特点
答：第一变形区，位于始滑移面和终止滑移面之间，主要特点是产生剪切变形 第二变形区发生于切屑底面和前刀面的接触处，主要特点是产生纤维化
第三变形区发生于以加工表面上，主要特点是产生纤维化和加工硬化。 3-3试述前角、切削速度vc和进给量对切削变形的影响规律。
答：1、刀具前角对切削变形的影响:前角增加，会使剪切角φ增加，切削变形降低。 2、切削速度对切削变形的影响：切削速度提高，变形程度越小。
3、进给量对切削变形的影响：进给量增加，会使切削厚度hD增加，摩擦系数降低，切削变形降低。 3-4试述背吃刀量ap，进给量f对切削力Fc的影响规律？
答：增加背吃刀量ap，进给量f都会使切削力Fc增大，但ap和f对Fc的影响是不同的。
进给量f增加，会使切削变形降低，单位面积的切削力下降，因此，进给量增加1倍，切削力Fc只增加75%左右。
背吃刀量ap增加，不会使切削变形降低，单位面积的切削力不变，因此，背吃刀量增加1倍，切削力Fc增加1倍。
3-5试述主偏角对Fc、Fp、Ff的影响规律？
答：主偏角增加，会使切削厚度HD增加，切屑变形下降，从而使切削力Fc下降。但Kr＞60-75 °时，非自由切削成分增加，Fz会增大。 主偏角增加， Fp增大、Ff减小。
3-7用硬质合金车刀P10（YT15）粗车外圆，工件材料为45钢（229HBS）,背吃刀量为ap=3mm，进给量f=0.3mm\\r，切削速度vc=90m/min，刀具几何角度γo=10°，λs=-5 °，κr=75 °，计算切削力Fc和切削功率Pc。
解：查表3-1、表3-2得：CFc=2795，xFc=1，yFc=0.75
kc=3777，nFc=-0.15、kγoFc=0.95，kκrFc=0.92 xFcyFcnFc求得切削力： cFcpFc
10.75?0.15F?2795?2?0.3?100?0.95?0.92?992(N) c切削功率：Pc=Fcvc/60×103=992×(100/60)×103=1.653kW
3-8试述背吃刀量和进给量对切削温度的影响规律？ 答：背吃刀量aP↑一倍→切削温度↑5%～8% 进给量f↑一倍→切削温度↑15%～20%
因为切削温度不但和切削热的产生有关，也和切削热的传出有关，增加背吃刀量，虽然可使切削热增加，但也增加了刀屑的接触长度，改善了散热条件，因此对切削温度的影响最小，
3-10试述刀具正常磨损形式和刀具的破损形式有哪些？ 1、正常磨损
（1）前刀面的磨损 （2）主后刀面的磨损 （3）副后刀面的磨损
2、刀具的破损形式：切削刃崩碎、切削刃剥落、热裂、沟槽磨损、切削刃细小缺口、塑性变形
3-11简述刀具磨损的原因。高速钢刀具、硬质合金刀具在中速、高速时产生磨损是什么原因？ 答：刀具磨损的四个主要原因是： 一、硬质点磨损 二、粘结磨损 三、扩散磨损
四、化学磨损（氧化磨损）
高速钢在中速切削是主要产生硬质点磨损（切削温度较低），高速时由于切削温度过高，主要产生塑性
F?CafvK变形破坏。
硬质合金车刀高速切削时，主要以扩散磨损为主；中速切削主要以粘结磨损为主；低速切削主要产生硬质点磨损和崩刃。
3-12什么叫刀具磨损标准，规定的磨损位置和数值有多大？
答：以1/2背吃刀量处后刀面上的磨损带宽度VB达到正常磨损阶段的结束和急剧磨损阶段的开始时的磨损量作为刀具磨钝标准。
3-13什么叫刀具寿命？
答：刀具寿命是刀具磨损达到磨钝标准时的总切削时间（min） 其它刀具寿命：
（1）规定加工条件下，按质完成额定工作数量的可靠性寿命； （2）刀具达到磨钝标准时实际加工工件数量——一般用于精加工 （3）刀具达到规定承受冲击次数的疲劳寿命。
3-14切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损对刀具寿命有何影响？
答：切削塑形材料时，随着切削变形的增加，变形抗力增大，切削力增加，切削热增加，切削温度升高，刀具的磨损增加，刀具寿命降低。
切削脆性材料时，由于形成崩碎切屑，虽然切削变形轻，但后刀面发热集中，刀具的后刀面磨损加大。
3-15确定刀具合理寿命有哪两种方法？有何特点？各适用在什么条件下？
答：最高生产率刀具寿命：以单位时间生产最多数量产品或加工每个零件所消耗的时间为最少来衡量的刀具寿命。
特点：生产率最高
适用：生产有特殊需要或交货时间较紧的情况。
最低成本刀具寿命：以每件产品或工序的加工费用最低为原则来制定的刀具寿命。 特点：生产成本最低
适用：普通机床生产，订单不紧的情况。
3-16举例说明普通硬质合金车刀、可转位硬质合金车刀和陶瓷车刀刀具寿命各是多少？为什么？
答：普通硬质合金车刀的寿命为60分钟，规定寿命较短，这是因为：刀具简单，制造成本低，刃磨方便 可转位硬质合金车刀的寿命为30-45分钟，规定寿命短，因为切削刃转位迅速，刀片更换简便 陶瓷车刀的寿命一般为180-240分钟，刀具寿命较长，因为陶瓷刀主要用于精加工，半精加工。
3-17用K10(YG6）车刀车削灰铸铁220HBS工件外圆，选用切削用量为vc=80m/min，ap=3mm、f=0.2mm/r，刀具几何角度为κr=60°， κ’r=15°。试求刀具寿命T=60min时的切削速度v60多少？在数控机床上切削速度是多少？
解：查表3-4,3-5得各影响系数、影响指数分别为： Cv=189.8，m=0.2，xv=0.15，yv=0.2
各修正系数分别为：材料修正系数为KMv=0.89
主偏角修正系数为：Kkrv=0.88，刀具材料修正系数为Krv=1
C代入公式：
vT?mxvvyvKvT Tapf
189.8v60?0.20.150.2?0.89?0.88?77m/min
6030.2
在数控机床上，切削速度为15m/min
189.8v15?0.20.150.2?0.89?0.88?122m/min
1530.2
3-18在下表中分别用“↑↓”或变化曲线表示各因素对切削规律的影响趋势。
二、课后练习
4-1在各类切屑形状中较为理想的有哪几种？
答：根据生产经验，短管状切屑、平盘旋状切屑、锥盘旋状切屑、短环形螺旋切屑等是可以接受的切屑形状。
其中理想的切屑形状为：定向流出的“C”、“6”形切屑，不超过50mm长度的短螺旋切屑。 4-4衡量材料切削加工性的指标有哪些？其中根据工件材料的哪几项性能来判断加工性等级？ 答：衡量材料切削加工性的指标有： 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 4、其他指标
（1）加工质量
（2）以单位切削力衡量：机床动力不足，工艺系统刚性差； （3）以断屑性能衡量：自动机床，组合机床，自动线，深孔钻。
根据工件材料的以下性能判断加工性等级：硬度、抗拉强度、伸长率（塑形）、冲击韧度、导热率
4-5分析不锈钢1Cr18Ni9Ti的加工特点？
答：1、不锈钢1Cr18Ni9Ti的强度、韧性较大，增加了粘结倾向，消耗功率大，。 2、易产生加工硬化，切削力大。
3、导热性低，切削温度高，刀具磨损严重； 4、塑形高，断屑困难。
5、线膨胀系数大，易产生热变形，精加工时影响尺寸精度。 6、线膨胀系数大，易产生热变形，精加工时影响尺寸精度。
4-6改善难加工材料加工性能的途径有哪些？ 答：
1．调整工件材料化学成分和合理进行热处理 2．合理选择刀具材料；
3．合理选择刀具几何参数，刀具表面研磨，和切削用量 4、提高工艺系统的刚性，机床功率 5．使用切削液 6．注意断屑、排屑 7．采用新的加工技术
4-7浇注切削液起什么作用？
答：冷却，润滑，防锈，排屑洗涤
4-8切削液有哪几类？各适用何场合？
答 切削液主要有：水溶性切削液和油性切削液。水溶性切削液又分为水溶液、乳化液和合成切削液。油性切削液主要有切削油和极压切削油。
水溶性切削液冷却性和排屑性好，有一定的防锈性，但润滑性差；主要用于对加工质量要求不高，但发热量大的粗加工，或磨削加工。其中高浓度的乳化液可用于高速精加工。
油性切削液润滑性和防锈性好，排屑性和冷却性较差，主要用于低速精加工。
4-9已加工表面质量包括哪些指标？ 答：几何方面(Ra)，表面材质的变化 1、加工硬化 2、表层残余应力 3、表层微裂纹 4、表层金相组织 5、表面粗糙度
4-10表面理论粗糙度如何计算？实际粗糙度受哪些因素的影响？ 答：表面理论粗糙度根据已加工表面质量残留面积的高度计算。 影响实际粗糙度的因素有： 1．积屑瘤， 2．鳞刺，
3．切削过程中的变形 4．刀具的边界磨损
5．刀刃与工件相对位置的变化
4-11减小表面粗糙度要改善哪些因素？ 答：1、提高切削速度，降低进给量
2、增大刀具前角，合理确定后角，减小副偏角，合理使用修光刃。 3、选择抗粘结的刀具材料 4、合理使用切削液 5、调整工建材料性能
4-12试述前角、后角的作用和选择原则？ 答：
前角的功用：前角大小主要影响：切削变形，切削力，切削热，耐用度，散热条件。 确定原则：在保证刀具耐用度的前提下，尽量选择大的前角。
确定前角时，还应考虑：1、刀具材料的强度，韧性；2、工件材料的塑性，脆性；3．加工条件
后角的主要功用是：减少后刀面的摩擦，提高刀具的耐用度，提高加工质量。1．增大后角，减小弹性恢复层和后刀面的接触长度；2．刀具锋利；3．在相同VB标准时，提高刀具的耐用度。4、后角太大，降低切削部分的强度和散热条件。
确定原则是在不产生摩擦条件下尽量减小后角，主要取决于切削厚度。实际生产中应考虑： （1）切削厚度； （2）加工精度；
（3）工件材料的强度硬度、塑性、弹性等； （4）工艺系统刚度
4-13主偏角、刃倾角的功用及选择原则是什么？ 答：主偏角的功用是：
（1）ap，f不变时，减小Kr可减轻单位长度切削刃上的负荷，散热好