2025年机床刀具研磨工艺考核试卷及答案

2025年机床刀具研磨工艺考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪项不是刀具研磨的主要目的？A.提高刀具表面粗糙度B.修正刀具几何角度偏差C.去除刀具表面氧化层D.增加刀具材料硬度2.硬质合金刀具研磨时，优先选用的磨料是？A.棕刚玉（A）B.白刚玉（WA）C.碳化硼（BC）D.立方氮化硼（CBN）3.研磨压力过大可能导致的主要问题是？A.磨料过早钝化B.刀具表面产生微裂纹C.研磨效率降低D.表面粗糙度值减小4.高速钢刀具精研磨时，砂轮粒度应选择？A.60-80B.100-120C.180-240D.320以上5.外圆车刀主偏角研磨时，基准面应选择？A.刀具底面B.主切削刃投影面C.副后刀面D.前刀面6.研磨过程中使用水溶性切削液的主要作用是？A.提高润滑性B.降低磨料消耗C.带走热量和磨屑D.增强表面硬化效果7.以下哪种检测工具可直接测量刀具前角？A.角度样板B.轮廓投影仪C.表面粗糙度仪D.三坐标测量机8.陶瓷刀具研磨时，砂轮线速度应控制在？A.10-15m/sB.20-25m/sC.30-35m/sD.40m/s以上9.刃口钝化研磨的主要目的是？A.提高刃口锋利度B.消除刃口微观缺口C.增大前角值D.降低表面摩擦系数10.研磨余量过大会导致？A.表面粗糙度变差B.加工效率提高C.刀具强度提升D.磨料消耗减少二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.研磨属于微量切削加工，加工精度可达IT5-IT3级。（）2.硬质合金刀具粗研磨时，应采用小进给量、高转速。（）3.前刀面研磨时，只需保证表面粗糙度，无需控制前角角度。（）4.研磨过程中砂轮出现堵塞时，应立即增大冷却流量。（）5.可转位刀片刃口研磨需同时保证断屑槽型完整性。（）6.立方氮化硼砂轮适用于高速钢刀具的精研磨。（）7.研磨轨迹应保持直线运动，避免交叉重叠。（）8.刀具后角研磨时，需以主切削刃为基准调整角度。（）9.陶瓷刀具研磨时，应采用较小的研磨压力以防止崩裂。（）10.研磨后的刀具需立即进行防锈处理，防止表面氧化。（）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述刀具研磨工艺中“粗研-半精研-精研”的参数变化规律。2.分析硬质合金刀具研磨时产生崩刃的可能原因及解决措施。3.说明前刀面研磨与后刀面研磨的技术要点差异。4.列举三种常用的刀具研磨质量检测方法及其适用指标。5.阐述智能研磨设备（如配备CCD视觉系统）相比传统设备的优势。四、实操题（20分）现有一把YT15硬质合金外圆车刀（主偏角75°，前角10°，后角8°），因长期使用导致刃口钝化、表面粗糙度Ra≥1.6μm，需进行研磨修复。请写出具体研磨步骤（包含设备选择、参数设置、检测方法），并说明每一步的关键控制要点。五、综合分析题（10分）某企业采用白刚玉砂轮研磨W18Cr4V高速钢钻头，研磨后出现以下问题：①刃口局部崩缺；②后刀面表面粗糙度Ra=0.8μm（要求≤0.4μm）；③钻头寿命较研磨前降低30%。请结合研磨工艺原理，分析可能原因并提出改进方案。答案一、单项选择题1.D2.D3.B4.C5.A6.C7.B8.A9.B10.A二、判断题1.√2.×（粗研磨应采用大进给量、低转速）3.×（需同时控制前角角度）4.×（应及时修整砂轮）5.√6.×（CBN砂轮更适用于硬质合金）7.×（需交叉重叠保证均匀性）8.√9.√10.√三、简答题1.粗研：采用粗粒度砂轮（80-120）、大研磨压力（0.3-0.5MPa）、低砂轮转速（15-20m/s），快速去除余量；半精研：中粒度砂轮（180-240）、中压力（0.1-0.3MPa）、中转速（20-25m/s），修正几何精度；精研：细粒度砂轮（320以上）、小压力（≤0.1MPa）、高转速（25-30m/s），提升表面质量。2.可能原因：①研磨压力过大；②砂轮粒度太粗；③进给速度过快；④刀具装夹不稳固。解决措施：降低研磨压力至0.2MPa以下；更换240-320细粒度砂轮；减小进给量至0.05mm/r；采用弹性夹具提高装夹稳定性。3.前刀面研磨要点：重点控制前角角度（需与工件材料匹配）和断屑槽型（需保持原有几何参数），表面粗糙度Ra≤0.4μm；后刀面研磨要点：保证后角角度（避免与工件摩擦）和刃带宽度（一般0.1-0.3mm），需检测主/副后刀面与切削刃的垂直度。4.①轮廓投影仪：检测刀具角度（前角、后角、主偏角），精度±0.5°；②表面粗糙度仪：测量Ra值，分辨率0.01μm；③激光共聚焦显微镜：观察刃口微观形貌（如微裂纹、崩缺），放大倍数1000倍；④三坐标测量机：检测复杂刀具（如球头铣刀）的空间尺寸，精度±2μm。5.优势：①视觉系统实时监测刃口轮廓，自动修正研磨轨迹；②智能算法优化研磨参数（压力、转速、进给量），适应不同刀具材料；③数据追溯功能，记录每把刀具的研磨过程参数；④自动补偿砂轮磨损，保证一致性；⑤减少人工干预，降低操作技能要求。四、实操题步骤1：设备选择。粗研用平面磨床（M7120），配120绿色碳化硅砂轮（GC）；精研用工具磨床（M6025），配320白刚玉砂轮（WA）。步骤2：粗研刃口。装夹刀具（底面与工作台平行，用磁性吸盘固定），砂轮转速18m/s，研磨压力0.3MPa，进给量0.1mm/次，去除刃口钝化层（余量约0.02mm），检测刃口是否平整（用10倍放大镜观察无明显缺口）。步骤3：半精研后刀面。调整角度板至8°（后角），砂轮转速22m/s，压力0.2MPa，进给量0.05mm/次，研磨主后刀面和副后刀面，用角度样板检测角度（偏差≤±0.5°），表面粗糙度Ra≤1.0μm。步骤4：精研前刀面。更换WA320砂轮，转速28m/s，压力0.08MPa，沿前刀面纵向均匀研磨（轨迹交叉45°），控制前角10°（用轮廓投影仪检测），表面粗糙度Ra≤0.4μm。步骤5：刃口钝化。用细油石（W10）手工轻磨刃口，形成R0.02-0.05mm钝圆（避免锋利刃口崩裂），用扫描电镜观察无微观缺口。步骤6：综合检测。用表面粗糙度仪测前/后刀面Ra（≤0.4μm）；用角度测量仪测主偏角（75°±1°）、前角（10°±0.5°）、后角（8°±0.5°）；试切45钢（转速500r/min，进给0.2mm/r，切深2mm），观察切屑形态（应为C型卷屑）和加工表面粗糙度（Ra≤3.2μm）。五、综合分析题可能原因：①刃口崩缺：白刚玉（WA）硬度（莫氏9.0）低于高速钢（HRC63-66），粗研磨时砂轮易钝化，导致局部切削力过大；研磨压力过高（＞0.3MPa）或进给速度过快（＞0.1mm/r）。②表面粗糙度超标：精研磨时砂轮粒度过粗（使用120而非320以上）；砂轮未及时修整（表面堵塞导致切削不锋利）；冷却不足（切削热使表面烧蚀）。③寿命降低：研磨后刃口存在微裂纹（因粗研时砂轮振动大）；后刀面研磨角度偏差（后角过小，与工件摩擦加剧）；前刀面粗糙度差（切屑流动阻力大，刀具磨损加快）。改进方案：①更换砂轮：粗研用棕刚玉（A80），精研用白刚玉（WA320），并定期用金刚石笔修整（修整量0.01-0.02mm/次）。②优化参数：粗研压力0.25MPa，进给0.08mm/r；精研压力0.1MPa，进给0.03mm/r；砂轮转速提升至25m/s（提高切