金属切割方法练习试题及答案

金属切割方法练习试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内）1.在金属切削过程中，切削金属层转变为切屑的主要变形发生在（）。A.第一变形区B.第二变形区C.第三变形区D.已加工表面2.下列关于积屑瘤（Built-upEdge）的说法中，正确的是（）。A.精加工时应设法增大积屑瘤以提高表面质量B.积屑瘤的产生会引起切削力波动，容易产生振动C.积屑瘤的硬度低于工件材料的硬度D.高速切削时最容易产生积屑瘤3.车削外圆时，切削速度计算公式为=，其中d代表（）。A.工件待加工表面直径B.工件已加工表面直径C.刀具直径D.工件平均直径4.硬质合金刀具与高速钢刀具相比，其主要优点是（）。A.抗弯强度高B.冲击韧性好C.硬度高、耐热性好，切削速度高D.制造工艺简单，成本较低5.切削热对切削加工过程的影响主要是（）。A.提高工件硬度，改善切削性能B.降低刀具磨损，提高刀具寿命C.使工件产生热变形，影响加工精度D.总是有利于断屑6.在切削用量三要素中，对切削温度影响最大的因素是（）。A.切削速度()B.进给量(f)C.背吃刀量()D.刀具几何角度7.下列刀具材料中，适用于高速精加工铸铁的材料是（）。A.YG3B.YG8C.YT30D.W18Cr4V8.在主剖面（正交平面）内测量的刀具角度有（）。A.前角()和后角()B.主偏角()和副偏角()C.刃倾角()D.楔角()9.当刀尖是主切削刃的最低点时，刃倾角为（）。A.正值B.负值C.零D.不确定10.下列哪种切削液主要起冷却作用，常用于粗加工？（）A.水溶液B.乳化液C.切削油D.极压切削油11.在衡量材料的可切削性时，通常以何种材料的切削性作为基准？（）A.45号钢B.不锈钢C.铸铁D.铝合金12.刀具磨损过程曲线中，正常磨损阶段的特点是（）。A.磨损速度极快B.磨损速度较慢，磨损量与时间近似成正比C.磨损量急剧增加，导致刀具失效D.磨损量基本保持不变13.铣削加工时，若采用顺铣，则切削厚度变化特点是（）。A.由薄变厚B.由厚变薄C.保持不变D.先由薄变厚，再由厚变薄14.在孔加工中，钻削、扩削、铰削这三种加工方法的精度排列顺序（由低到高）为（）。A.钻削<扩削<铰削B.扩削<钻削<铰削C.铰削<扩削<钻削D.钻削<铰削<扩削15.磨削加工时，砂轮的硬度是指（）。A.磨料本身的硬度B.磨粒从砂轮表面脱落的难易程度C.砂轮结合剂的硬度D.砂轮的抗冲击能力16.产生加工硬化的主要原因是（）。A.切削速度过快B.刀具前角过大C.刀具后刀面与工件表面的剧烈摩擦与挤压D.切削液润滑效果不好17.在切削力分解中，消耗功率最大的分力是（）。A.切削力B.进给力C.背向力D.摩擦力18.拉削加工的特点是（）。A.生产率低，适用于单件小批量生产B.机床结构复杂，刀具昂贵C.一次行程即可完成粗、精加工，精度高D.只能加工开放式表面19.数控加工中，用于控制刀具轨迹的插补运算不包括（）。A.直线插补B.圆弧插补C.抛物线插补D.螺旋插补（某些高端系统支持，但基础三轴通常指前两者，此处考察基础概念，选D作为非基础常见项或根据语境调整，严格来说基础为直线圆弧。此题若考察常规，选D。若考察具体，螺旋也是插补。为了严谨，改为考察切削原理）。（修正题目19）：下列哪种物理现象不属于切削过程中的弹塑性变形范畴？（）A.挤裂B.滑移C.晶格扭曲D.扩散磨损20.电火花加工（EDM）主要用于加工（）。A.硬度低于45HRC的金属B.非导电材料C.高硬度、高韧性的难加工导电材料D.大面积平面二、多项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题列出的五个备选项中有两个至五个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。多选、少选、错选均不得分）1.切削塑性金属时，常见的切屑形态有（）。A.带状切屑B.挤裂切屑C.单元切屑D.崩碎切屑E.粉末状切屑2.影响切削力的主要因素包括（）。A.工件材料B.切削用量C.刀具几何参数D.刀具磨损E.机床功率3.刀具的前角主要影响（）。A.切削变形程度B.切屑流出的方向C.刀刃的锋利程度D.刀头强度E.散热体积4.下列关于切削液作用的描述，正确的有（）。A.冷却作用B.润滑作用C.清洗作用D.防锈作用E.填补作用5.常用的特种加工方法包括（）。A.电火花加工B.电解加工C.激光加工D.超声波加工E.电子束加工6.减小工件表面粗糙度值的工艺措施有（）。A.减小进给量B.适当增大副偏角C.提高切削速度D.增大刀尖圆弧半径E.采用性能好的切削液7.砂轮的特性主要由以下哪些因素决定？（）A.磨料B.粒度C.硬度D.结合剂E.组织8.造成刀具磨损的主要原因有（）。A.硬质点磨损B.粘结磨损C.扩散磨损D.化学磨损E.相变磨损9.在车床上加工外圆，若工件出现锥度（圆柱度误差），可能的原因是（）。A.车床主轴轴线与床身导轨不平行B.刀具磨损严重C.尾座中心线与主轴轴线不重合D.刀具安装偏高E.进给量过大10.钻削加工与扩削加工相比，其特点包括（）。A.钻削是粗加工，扩削是半精加工B.钻削横刃切削条件极差C.扩削无横刃，切削条件好D.钻削容屑空间大E.扩削轴向力大三、填空题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）1.金属切削过程是通过刀具与工件的相对运动，从毛坯上切除多余的金属，从而获得具有一定形状、尺寸和表面质量的零件，该过程主要包括________和________两个动作。2.切削层参数包括切削宽度、切削厚度和________。3.刀具切削部分由“三面两刃一尖”组成，其中“三面”指的是前刀面、________和后刀面。4.在金属切削变形中，切屑沿前刀面排出时，由于强烈的摩擦和挤压，使得切屑底层金属流速缓慢甚至停滞，这一区域称为________。5.衡量刀具材料切削性能的主要指标有硬度、耐磨性、强度、韧性、耐热性和________。6.切削力的指数公式通常表示为=，其中背吃刀量对切削力的影响指数通常接近________。7.刀具磨损到一定限度后不能继续使用，这个磨损限度称为________。8.磨削时，由于磨粒具有很高的硬度和耐热性，且切削速度极高，因此磨削区域温度极高，容易造成工件表面________。9.在ISO标准中，硬质合金刀具材料分为P类（加工长切屑黑色金属）、M类（加工长切屑黑色金属及有色金属）和________类（加工短切屑黑色金属及有色金属）。10.拉刀是一种多齿刀具，切削时，后一个刀齿的齿高（或尺寸）高于前一个刀齿，从而在一次行程中切除全部加工余量，拉削主要用于________和________的加工。11.电火花加工是基于工具和工件之间脉冲性________放电时的电蚀现象来蚀除多余金属的。12.切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最小的因素是________。13.产生自激振动（颤振）的根本原因在于切削过程中存在________。14.在逆铣中，铣刀旋转方向与工件进给方向________；在顺铣中，两者方向________。15.精加工时，为了获得较高的表面质量，应选择较大的________、较小的进给量和背吃刀量。四、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.增大刀具前角，切削变形减小，切削力减小，因此前角越大越好。（）2.积屑瘤的存在可以保护刀具，并增大实际工作前角，因此在粗加工中通常允许其存在。（）3.切削脆性材料（如铸铁）时，容易形成带状切屑。（）4.砂轮的硬度越高，表示磨料颗粒越硬。（）5.切削速度越高，产生的切削热越多，但传散出去的热量比例也越高，因此切削温度不一定线性增加。（）6.在相同的切削条件下，YT类硬质合金刀具适合加工钢件，YG类适合加工铸铁。（）7.进给量f对切削力的影响大于背吃刀量的影响。（）8.残余应力主要是由切削力和切削热综合作用引起的，对零件的使用性能（如疲劳强度）有重要影响。（）9.激光切割可以加工金属，也可以加工非金属材料，且没有机械接触力。（）10.主偏角增大，会使背向力减小，进给力增大，有利于减小工件变形。（）五、名词解释（本大题共5小题，每小题4分，共20分）1.切削运动2.刀具耐用度3.积屑瘤4.材料的相对加工性5.磨削烧伤六、简答题（本大题共5小题，每小题8分，共40分）1.简述金属切削过程中三个变形区的主要特征及变形性质。2.试分析切削用量（,f3.简述刀具磨损的主要形式，并说明高速钢刀具和硬质合金刀具的典型磨损形态有何不同。4.什么是顺铣和逆铣？它们各有何优缺点？各适用于什么场合？5.简述切削液的主要作用及其选择原则。七、计算分析题（本大题共3小题，共40分）1.（12分）在车床上车削一根直径=60mm的轴，要求一次进给车至直径=54mm。若选定的切削速度（1）背吃刀量；（2）主轴转速n（单位：r/min，结果取整数）；（3）若进给量f=0.2mm/r，计算切削时间（设工件加工长度L2.（14分）已知某切削条件下，切削力指数公式为=9.81×270×××（单位：为N，为mm，f为mm/r，（1）计算此时的主切削力；（2）若保持切削功率不变，将切削速度提高到200m/min，假设进给量（3）分析在上述参数变化下，刀具耐用度大致如何变化？3.（14分）某工厂用硬质合金刀具车削45号钢外圆，原采用切削用量=2mm,fT现为了提高生产率，将切削速度提高至=180m/（1）求此时进给量和背吃刀量应调整为多少？（假设调整时保持f与的比例关系不变，或优先调整f，此处假设只调整f，保持不变，请根据题意计算。若不变，求）。（2）若机床进给机构强度允许，试比较调整前后单位时间内金属切除率的大小。（3）简述提高切削速度对加工表面质量及切削力的影响趋势。参考答案一、单项选择题1.A2.B3.A4.C5.C6.A7.A8.A9.B10.B11.A12.B13.A14.A15.B16.C17.A18.C19.D20.C二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ACD4.ABCD5.ABCDE6.ACDE7.ABCDE8.ABCDE9.AC10.ABC三、填空题1.主运动，进给运动2.切削面积3.主后刀面（或副后刀面，填主后刀面更符合“三面”基础定义）4.第二变形区（或滞流层）5.化学稳定性（或工艺性）6.1.07.磨钝标准（或VB值）8.烧伤9.K10.通孔，各种形状的内外表面（或孔、槽、平面）11.火花（或电弧）12.背吃刀量()13.负摩擦特性（或振动系统频率匹配）14.相反，相同15.前角四、判断题1.×（前角过大会导致刀头强度低，散热差）2.√3.×（脆性材料形成崩碎切屑）4.×（砂轮硬度指磨粒脱落难易程度）5.√6.√7.×（影响指数大于f）8.√9.√10.√五、名词解释1.切削运动：切削运动是指刀具与工件之间为了切除多余金属层而必须进行的相对运动。它通常包括主运动（切除金属所需的最基本运动，速度最高，消耗功率最大）和进给运动（使新的金属层不断投入切削的运动）。2.刀具耐用度：刀具耐用度是指一把新刃磨的刀具，从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止所经过的总切削时间。通常用T表示（单位：min）。3.积屑瘤：积屑瘤是在切削塑性金属时，在切削速度、切削温度适宜的条件下，切屑底层金属与前刀面发生剧烈摩擦和粘结，使切屑底层金属停滞并堆积在前刀面上，形成一个硬度很高的楔块，称为积屑瘤。4.材料的相对加工性：材料的相对加工性是以某种材料（通常为正火状态下的45钢）的切削耐用度或切削速度为基准，其他材料的相应耐用度T或切削速度v与基准的比值。相对加工性越大，表示材料越容易加工。5.磨削烧伤：在磨削加工中，由于磨削区温度极高，使工件表面金相组织发生变化（如回火、淬火等），并伴有表面氧化变色，导致表面硬度下降或产生残余拉应力，这种现象称为磨削烧伤。六、简答题1.简述金属切削过程中三个变形区的主要特征及变形性质。答：（1）第一变形区（剪切滑移区）：位于工件材料内部，靠近切削刃处。特征是金属发生剪切滑移，晶格扭曲。变形性质主要是塑性变形，产生剪切滑移，是切屑形成的主要区域。（2）第二变形区（摩擦变形区）：位于切屑底层与前刀面接触的表面。特征是切屑在流出时受到前刀面的挤压和剧烈摩擦，金属纤维化。变形性质主要是摩擦挤压产生的附加塑性变形和纤维化。（3）第三变形区（已加工表面变形区）：位于工件已加工表面与后刀面接触的区域。特征是已加工表面受到后刀面的挤压和摩擦。变形性质主要是由于弹塑性恢复和摩擦引起的表面纤维化与加工硬化。2.试分析切削用量（,f答：（1）切削速度：切削速度对切削温度影响最大。随着增加，单位时间内切除的金属量增多，变形功和摩擦功转化为热能的速度加快，且散热时间减少，导致切削温度显著升高。一般关系为θ∝（指数视具体条件）。（2）进给量f：进给量增加，切削面积增大，切削功增加，产生的切削热增加。但f增大改善了散热条件（切削厚度增加，切屑带走的热量比例增加）。因此，进给量对切削温度的影响比切削速度小，但比背吃刀量大。（3）背吃刀量：背吃刀量增加，切削宽度增加，虽然切削功成正比增加，但同时也成正比增加了刀具与工件的散热面积，散热条件显著改善。因此，背吃刀量对切削温度的影响最小。3.简述刀具磨损的主要形式，并说明高速钢刀具和硬质合金刀具的典型磨损形态有何不同。答：主要磨损形式包括：（1）前刀面磨损（月牙洼磨损）：发生在切削速度较高、切屑较厚的场合，在前刀面上形成凹坑。（2）后刀面磨损：发生在切削速度较低、切削厚度较薄的场合，在后刀面上形成磨损带。（3）边界磨损：在主切削刃与工件待加工表面或已加工表面接触处磨损严重。不同点：高速钢刀具耐热性较低，容易发生粘结磨损和相变磨损，在高速切削时，前刀面月牙洼磨损和后刀面磨损同时发生，但以后刀面磨损作为磨钝标准。硬质合金刀具硬度高、耐热性好，但脆性大。在中高速切削时，主要表现为后刀面均匀磨损；在高速切削钢件时，容易发生扩散磨损和氧化磨损，常伴随前刀面月牙洼磨损。4.什么是顺铣和逆铣？它们各有何优缺点？各适用于什么场合？答：逆铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相反。优点：切削过程平稳，不会造成工作台窜动，对表面有硬化作用，适合加工锻铸件硬皮。缺点：刀具切入时切削厚度从零开始（有滑行），刀具磨损快，表面粗糙度较差，消耗功率大。顺铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相同。优点：切削厚度从大变小，刀具磨损小，加工表面质量好，切削效率高，省功率。缺点：切入时冲击大，容易引起工作台丝杠与螺母间隙导致窜动，产生振动或打刀。适用场合：逆铣：适用于机床丝杠螺母副有间隙、工件表面有硬皮、粗加工等场合。顺铣：适用于数控机床（间隙消除机构）、精加工、无硬皮的工件、材料加工性好等场合。5.简述切削液的主要作用及其选择原则。答：主要作用：（1）冷却作用：带走切削热，降低切削温度，延长刀具寿命，减少工件热变形。（2）润滑作用：减小前刀面与切屑、后刀面与工件表面的摩擦，减小切削力，提高表面质量。（3）清洗和排屑作用：冲走细小的切屑和磨粒，防止划伤已加工表面。（4）防锈作用：防止工件和机床受腐蚀。选择原则：（1）根据加工性质：粗加工主要考虑冷却，应选水溶液或乳化液；精加工主要考虑润滑和表面质量，应选切削油或极压切削油。（2）根据刀具材料：高速钢刀具耐热性差，需切削液；硬质合金刀具耐热性好，一般不用，如用则必须连续浇注以防冷热不均导致裂纹。（3）根据工件材料：加工钢等塑性材料需切削液；加工铸铁等脆性材料一般不用；加工铝合金、