2025年高性能制造《切削加工》沖刺押題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在切削過(guò)程中，切屑變形主要發(fā)生在（）。A.刀具前刀面與切屑的相對(duì)滑動(dòng)區(qū)域B.刀具后刀面與工件的相對(duì)擠壓區(qū)域C.刀具主偏角所決定的區(qū)域D.刀具副偏角所決定的區(qū)域2.下列刀具材料中，最適合制造高速鋼切削刀具的是（）。A.碳化鎢（硬質(zhì)合金）B.氧化鋁（剛玉）C.碳化硅D.高速鋼3.切削熱的主要來(lái)源是（）。A.機(jī)床的摩擦B.刀具與工件的相對(duì)滑動(dòng)摩擦C.切屑變形的功D.電機(jī)消耗的電能4.刀具磨損到一定限度后必須更換，這個(gè)限度通常是指（）。A.刀具前刀面出現(xiàn)月牙洼B.刀具后刀面磨損量達(dá)到一定值C.刀具刃口變圓D.刀具材料疲勞斷裂5.在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，為了減少振動(dòng)，常采用（）。A.減小主偏角B.增大進(jìn)給量C.使用較大的切削深度D.增大刀具前角6.下列哪種方法不屬于改善切削表面質(zhì)量的主要途徑？（）A.合理選擇切削用量B.提高刀具刃口質(zhì)量C.使用切削液D.增大切削深度7.標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的刃傾角（λo）通常為（）。A.0°B.+30°~+35°C.-30°~-35°D.+45°~+60°8.磨削時(shí)，砂輪磨損形式主要是（）。A.剝落磨損B.磨粒崩碎C.磨損燒傷D.膠合磨損9.下列關(guān)于切削力方向的描述，正確的是（）。A.主切削力Fa總是指向背離工件進(jìn)給的方向B.進(jìn)給力Ff總是指向阻礙工件進(jìn)給的方向C.背向力Fp總是指向卡盤中心D.以上說(shuō)法均不正確10.采用順銑時(shí)，切削力在切削過(guò)程中（）。A.始終向上B.始終向下C.先上后下D.先下后上二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在題干橫線上）1.切削過(guò)程中，切屑沿______相對(duì)刀具前刀面滑移，并受到擠壓和變形而形成。2.刀具前角γo主要影響切屑變形程度和切削______。3.刀具后角αo主要影響刀具后面與工件已加工表面的______。4.切削熱主要由______變形功和______摩擦功產(chǎn)生。5.刀具磨損通常分為_(kāi)_____磨損、______磨損和______磨損三個(gè)階段。6.磨削加工是一種______的切削加工方法。7.切削用量三要素是指______、______和______。8.切削液的作用主要有______、______、______和______等。9.標(biāo)準(zhǔn)外圓車刀的刃傾角λo的主要作用是______和______。10.高速鋼刀具適宜用于______切削，硬質(zhì)合金刀具適宜用于______切削。三、判斷題（每題1分，共10分。請(qǐng)將“正確”或“錯(cuò)誤”填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.切削速度vc是指工件上待加工表面最大的線速度。（）2.刀具前角增大，切削力會(huì)隨之增大。（）3.切削熱中約有85%~90%轉(zhuǎn)化為切屑熱。（）4.磨損到一定程度后，刀具必須及時(shí)更換，以保證加工精度。（）5.鉆孔時(shí)，鉆頭主切削刃上各點(diǎn)的切削速度是相同的。（）6.順銑時(shí)，如果機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)有間隙，容易產(chǎn)生振動(dòng)和崩刃。（）7.刀具材料的熱硬性是指刀具在高溫下保持其硬度、強(qiáng)度和耐磨性的能力。（）8.進(jìn)給力Ff通常小于主切削力Fa。（）9.精加工時(shí)，通常選用較大的切削深度和較小的進(jìn)給量。（）10.切削液的選擇主要考慮工件材料、加工要求和經(jīng)濟(jì)性。（）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述切削變形的兩個(gè)主要特征。2.簡(jiǎn)述切削用量選擇時(shí)，粗加工和精加工的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述切削液??(種類)的主要分類及其特點(diǎn)。4.簡(jiǎn)述減少切削振動(dòng)的主要措施。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.在車床上車削直徑為?50mm的鑄鐵工件，已知切削速度vc=120m/min，進(jìn)給量f=0.8mm/r，切削深度ap=5mm。試計(jì)算主切削力Fa的大致范圍（提示：可參考教材相關(guān)公式和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)）。2.一根直徑D=40mm的鋼棒，需在車床上車削外圓至直徑d=36mm，材料許用切削應(yīng)力σ=600MPa。若選用硬質(zhì)合金刀具（假定允許的最大切削深度ap=2mm），試根據(jù)強(qiáng)度條件，計(jì)算理論上允許的最大切削速度vc是多少？（提示：可簡(jiǎn)化計(jì)算，忽略進(jìn)給量影響，僅考慮切削深度與切削速度的關(guān)系）六、論述題（10分）結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，論述提高切削加工表面質(zhì)量的重要性以及可以采取的主要技術(shù)措施。試卷答案一、選擇題1.A2.D3.B4.B5.A6.D7.B8.A9.A10.A二、填空題1.已加工表面2.功3.接觸4.切屑；摩擦5.初期；正常；急劇6.高速、高溫、高硬度7.切削速度；進(jìn)給量；切削深度8.冷卻；潤(rùn)滑；清洗；防銹9.改變切屑流向；控制排屑10.中低速；高速三、判斷題1.正確2.錯(cuò)誤3.正確4.正確5.錯(cuò)誤6.正確7.正確8.正確9.正確10.正確四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：回答切削變形的兩個(gè)核心現(xiàn)象：形狀改變和材料性質(zhì)改變。*答案：切削變形的兩個(gè)主要特征是：①切屑的形狀改變：工件上的待加工表面被刀具切下，形成具有一定形狀和尺寸的切屑，切屑的長(zhǎng)度、寬度和厚度都發(fā)生了變化。②工件材料性質(zhì)的改變：切削過(guò)程中，切屑受到刀具前面的擠壓和摩擦，溫度升高，部分金屬發(fā)生塑性變形、冷硬現(xiàn)象，硬度可能有所增加。2.解析思路：區(qū)分粗加工和精加工在切削用量選擇上的核心目標(biāo)：粗加工側(cè)重材料去除效率，精加工側(cè)重加工質(zhì)量（精度和表面質(zhì)量）。*答案：粗加工和精加工在選擇切削用量時(shí)的主要區(qū)別在于：①切削深度ap：粗加工通常選擇較大的切削深度，以盡快去除余量；精加工則選擇較小的切削深度，以保證加工精度和表面質(zhì)量。②進(jìn)給量f：粗加工在保證刀具壽命和系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，通常選擇較大的進(jìn)給量；精加工則選擇較小的進(jìn)給量，以獲得更好的表面光潔度。③切削速度vc：粗加工的切削速度可以根據(jù)刀具材料和機(jī)床能力選擇，不一定追求最高速度；精加工則需要選擇較高的切削速度，以提高表面質(zhì)量?？偟膩?lái)說(shuō)，粗加工優(yōu)先考慮效率，精加工優(yōu)先考慮質(zhì)量。3.解析思路：按照常見(jiàn)的分類方式（物理狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)）列出主要種類及其核心特點(diǎn)。*答案：切削液按物理狀態(tài)可分為：①液體切削液：如水溶液、乳化油。特點(diǎn)是冷卻效果好，潤(rùn)滑性中等或較好（乳化油），但清洗能力取決于其濃度。②半固體切削液（如高濃度乳化油、切削油膏）：特點(diǎn)是潤(rùn)滑性好，不易變質(zhì)，不易飛濺，但冷卻性不如液體。按化學(xué)性質(zhì)可分為：①礦物油基切削液：如各種切削油。特點(diǎn)是潤(rùn)滑性好，粘度范圍廣，但冷卻性較差，易變質(zhì)。②合成切削液：如水基極壓切削液。特點(diǎn)是綜合性能好（冷卻、潤(rùn)滑、清洗、防銹），使用壽命長(zhǎng)，但可能對(duì)環(huán)境有影響。4.解析思路：從減少切削力、改善切削條件、優(yōu)化刀具幾何等方面思考減振措施。*答案：減少切削振動(dòng)的主要措施包括：①改進(jìn)刀具幾何參數(shù)：如適當(dāng)增大前角、減小主偏角、磨削刃口倒棱或修光刃、增大刃傾角等。②合理選擇切削用量：如降低切削速度、減小切削深度和進(jìn)給量（在允許范圍內(nèi)）。③改善機(jī)床-工件-刀具系統(tǒng)剛性：如增加工件夾緊力、使用剛性更好的機(jī)床、在必要時(shí)增加輔助支承。④采用減振結(jié)構(gòu)或工藝：如在刀具或工件上安裝減振器、采用柔性?shī)A具、調(diào)整切削時(shí)程等。五、計(jì)算題1.解析思路：使用切削力經(jīng)驗(yàn)公式Fa=Cvc^x*f^y*ap^z，查找或確定鑄鐵材料在相應(yīng)條件下的系數(shù)C、指數(shù)x、y、z，代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。注意結(jié)果為大致范圍。*答案：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式Fa=Cvc^x*f^y*ap^z，對(duì)于鑄鐵車削，可參考典型值：C≈400-600N·m2/m3，x≈0.7-0.8，y≈1.0-1.1，z≈0.8-1.0。取中間值或加權(quán)平均值進(jìn)行估算，設(shè)C=500,x=0.75,y=1.05,z=0.9。則Fa≈500*(120)^0.75*(0.8)^1.05*(5)^0.9≈500*32.4*0.89*3.7≈500*107.5≈53750N。若取簡(jiǎn)化指數(shù)（如x=0.75,y=1,z=1），則Fa≈500*120^0.75*0.8*5≈500*32.4*4*5≈32400N。綜合考慮，主切削力Fa大致在30kN至50kN范圍內(nèi)。2.解析思路：根據(jù)強(qiáng)度條件，切削力與切削深度成正比。首先確定最大允許切削力，然后利用功率關(guān)系式P=Wvc或簡(jiǎn)化力關(guān)系式，將最大力與給定條件聯(lián)立求解vc。注意單位的換算。*答案：根據(jù)強(qiáng)度條件，最大切削力Fmax=σ*A減，其中A減為剪切面面積，A減≈ap*D/2。所以Fmax=σ*ap*D/2=600MPa*2mm*40mm/2=24000N。切削力的經(jīng)驗(yàn)公式為Fa=Cvc^x*f^y*ap^z，對(duì)于鋼料車削外圓，可參考典型值：C≈1000-1500N·m2/m3，x≈0.4-0.5，y≈0.75-1.0，z≈0.25-0.3。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可假設(shè)指數(shù)為x=0.5,y=0.8,z=0.25（或參考教材中的簡(jiǎn)化公式）。功率關(guān)系式P=Wvc，其中P=Fa*v_t，v_t=vc*D/2。代入得P=Fa*(vc*D/2)=C*vc^(x+y+z)*ap^z*(vc*D/2)^z。由于Fmax對(duì)應(yīng)最大功率Pmax，所以Pmax=C*vc^(x+y+z)*ap^z*(vc*D/2)^z。令Fmax=C*vc^x*ap^z，則Pmax=Fmax*(vc*D/2)^z。將Fmax=24000N,ap=2mm,D=40mm,z=0.25,x=0.5(假設(shè))代入，Pmax=24000*(vc*40/2)^0.25=24000*(20vc)^0.25=24000*20^0.25*vc^0.25=24000*2.52*vc^0.25=60480*vc^0.25。若進(jìn)一步簡(jiǎn)化，忽略f的影響（即認(rèn)為Pmax約等于Fa最大值乘以一個(gè)與vc相關(guān)的系數(shù)），則可近似認(rèn)為Pmax與vc的某個(gè)正次方成正比。更直接的簡(jiǎn)化思路是，若忽略f的影響，則最大力Fa_max與切削速度vc的關(guān)系簡(jiǎn)化為Fa_max∝vc^x。因此，理論上允許的最大切削速度vc與最大力Fa_max的x次方根成反比，即vc_max∝(Fa_max/C_ap)^(1/x)。vc_max∝(24000N/(C*2mm)^z)^(1/x)。若取C=1200N·m2/m3(中間值),x=0.5,z=0.25,則vc_max∝(24000/(1200*(2mm)^0.25))^(2)=(24000/(1200*1.316))^(2)=(24000/1589.2)^(2)≈(15.1)^(2)≈228.6m/min?？紤]到指數(shù)和系數(shù)的取值范圍，理論上允許的最大切削速度vc大致在200m/min至300m/min范圍內(nèi)。六、論述題解析思路：首先闡述表面質(zhì)量對(duì)零件功能、壽命、可靠性的重要性（結(jié)合具體例子）。然后從幾何精度（粗糙度、波紋度、形狀誤差）、物理性能（殘余應(yīng)力、表面硬化、金相組織）等方面論述。最后列舉實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量表面加工的主要技術(shù)措施，如優(yōu)化刀具幾何、選擇合適的切削用量、使用高效冷卻潤(rùn)滑、考慮工藝方法選擇等，并說(shuō)明其作用原理。*答案：提高切削加工表面質(zhì)量至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊懥慵墓δ?、壽命、可靠性和外觀。高質(zhì)量的表面能提高零件的耐磨性、抗疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性，保證密封性、配合精度（減少間隙或過(guò)盈），降低應(yīng)力集中，從而確保產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)要求的使用性能和壽命。例如，高精度的軸承需要極低的表面粗糙度以減少摩擦磨損；承受交變載荷的結(jié)構(gòu)件需要通過(guò)表面處理（如滲氮、噴丸）產(chǎn)生壓應(yīng)力來(lái)提高疲勞壽命；液壓元件的配合表面需要光潔且無(wú)缺陷以保證密封和流量穩(wěn)定。表面質(zhì)量差則可能導(dǎo)致零件早期失效、性能下降甚至災(zāi)難性事故。提高表面質(zhì)量的主要技術(shù)措施包括：①優(yōu)化刀具幾何參數(shù)：如采用鋒利的正前角刀具、磨削鋒利的刃口和修光刃、選擇合適的刃傾角以改善切屑流出的方向和穩(wěn)定性，這有助于減少切削過(guò)程中的塑性變形和振動(dòng)，獲得更光滑的表面。②合理選擇切削用量：通常選擇較小的切削深度和進(jìn)給量，以及適中的切削速度，可以在保證加工效率的前提下獲得更