金屬工藝學機械加工試卷(練習題庫)(2025年)附答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.下列材料中，適合采用高速切削的是（）。A.灰鑄鐵（HB180）B.低碳鋼（Q235）C.鈦合金（TC4）D.鋁合金（6061）2.車削加工中，若需提高表面質(zhì)量，應優(yōu)先調(diào)整的切削參數(shù)是（）。A.背吃刀量apB.進給量fC.切削速度vcD.主軸轉(zhuǎn)速n3.下列刀具材料中，紅硬性最高的是（）。A.W18Cr4V（高速鋼）B.YG8（硬質(zhì)合金）C.立方氮化硼（CBN）D.陶瓷刀具4.磨削加工時，砂輪的硬度主要取決于（）。A.磨料的硬度B.結(jié)合劑的強度C.磨粒的大小D.氣孔的數(shù)量5.加工階梯軸外圓時，若采用“先粗后精”原則，粗車與精車的背吃刀量分配通常為（）。A.粗車占70%-80%，精車占20%-30%B.粗車占50%，精車占50%C.粗車占90%，精車占10%D.粗車占30%，精車占70%6.下列熱處理工藝中，能顯著提高鋼的表面硬度和耐磨性的是（）。A.完全退火B(yǎng).表面淬火C.球化退火D.回火7.銑削平面時，若采用順銑，下列說法正確的是（）。A.刀具壽命更長B.工件易產(chǎn)生振動C.適合加工帶硬皮的工件D.進給方向與銑刀旋轉(zhuǎn)方向相反8.衡量材料切削加工性的常用指標是（）。A.抗拉強度B.斷后伸長率C.刀具壽命D.沖擊韌性9.加工內(nèi)孔時，若孔徑為Φ30H7（IT7級），表面粗糙度Ra1.6μm，合理的加工路線是（）。A.鉆孔→擴孔B.鉆孔→鉸孔C.鉆孔→鏜孔D.鉆孔→拉孔10.下列加工方法中，屬于特種加工的是（）。A.電火花線切割B.車削螺紋C.銑削鍵槽D.磨削平面11.車刀的主偏角κr增大時，會導致（）。A.切削力Fz增大B.刀具散熱條件變好C.加工表面粗糙度降低D.刀尖強度提高12.為改善低碳鋼（20鋼）的切削加工性，通常采用的預處理工藝是（）。A.淬火B(yǎng).正火C.完全退火D.回火13.磨削加工的“冷硬現(xiàn)象”主要是由于（）。A.磨粒的擠壓與摩擦B.切削溫度過高C.砂輪硬度不足D.進給量過大14.加工齒輪齒面時，若要求精度等級為7級，常用的加工方法是（）。A.銑齒B.滾齒C.插齒D.剃齒15.下列切削液中，以冷卻作用為主的是（）。A.乳化液B.切削油C.極壓切削液D.合成切削液二、填空題（每空1分，共10分）1.金屬材料的力學性能中，衡量材料抵抗塑性變形能力的指標是______。2.車刀的前角γo增大時，切削力會______（增大/減?。?，但刀具強度會______（提高/降低）。3.常用的砂輪組織號數(shù)越大，磨粒占砂輪體積的比例越______（大/?。?.切削三要素包括切削速度vc、進給量f和______（符號）。5.為防止淬火鋼件變形開裂，淬火后應立即進行______處理。6.銑削加工中，周銑法的主運動是______，端銑法的主運動是______。7.表面粗糙度的常用評定參數(shù)是______（符號），其數(shù)值越小，表面越______（粗糙/光滑）。三、判斷題（每題1分，共10分）1.硬質(zhì)合金刀具適合高速切削，但脆性大，不宜用于沖擊載荷場合。（）2.車削外圓時，工件的旋轉(zhuǎn)運動是進給運動，車刀的移動是主運動。（）3.磨削加工的尺寸精度可達IT6~IT5級，表面粗糙度Ra可達0.8~0.2μm。（）4.正火的冷卻速度比退火快，因此正火后的鋼件硬度和強度比退火件低。（）5.順銑時，銑刀對工件的垂直分力向下，有利于工件裝夾；逆銑則相反。（）6.鉆孔加工的精度較低，通常用于粗加工，擴孔可提高孔的尺寸精度和表面質(zhì)量。（）7.刀具磨損的主要形式有前刀面磨損、后刀面磨損和邊界磨損，其中后刀面磨損最常見。（）8.為提高45鋼的綜合力學性能，應采用“淬火+中溫回火”處理。（）9.拉削加工生產(chǎn)率高，適合加工各種形狀的通孔和平面，但拉刀成本高，適合大批量生產(chǎn)。（）10.切削溫度過高會導致刀具磨損加劇，但對工件表面質(zhì)量無顯著影響。（）四、簡答題（每題6分，共30分）1.比較車削與銑削的工藝特點（從主運動、進給運動、加工范圍、表面質(zhì)量等方面分析）。2.簡述刀具材料應具備的基本性能，并列舉3種常用刀具材料及其適用場合。3.分析影響切削力的主要因素，并說明如何通過調(diào)整切削參數(shù)降低切削力。4.說明表面粗糙度對零件使用性能的影響（至少列舉4點）。5.簡述熱處理在機械加工中的作用，并舉例說明“先加工后熱處理”與“先熱處理后加工”的應用場景。五、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某零件為階梯軸（材料40Cr，直徑Φ50mm×Φ40mm×Φ30mm，長度200mm），技術要求：Φ50mm外圓尺寸精度IT7，表面粗糙度Ra0.8μm；Φ40mm外圓尺寸精度IT8，表面粗糙度Ra1.6μm；Φ30mm外圓為自由尺寸（IT12），表面粗糙度Ra6.3μm；整體需進行調(diào)質(zhì)處理（28-32HRC）。試制定其機械加工工藝路線（包括熱處理工序），并說明各工序的加工設備與刀具選擇。2.某工廠采用硬質(zhì)合金車刀（κr=90°，γo=10°，αo=8°）車削45鋼（正火態(tài)，HB200）外圓，切削參數(shù)為vc=120m/min，f=0.2mm/r，ap=2mm。加工過程中發(fā)現(xiàn)刀具后刀面磨損嚴重，工件表面粗糙度Ra=3.2μm（要求Ra≤1.6μm）。分析可能的原因，并提出改進措施。參考答案一、單項選擇題1.D2.B3.C4.B5.A6.B7.A8.C9.C10.A11.B12.B13.A14.D15.A二、填空題1.屈服強度（或屈服點）2.減??；降低3.小4.背吃刀量ap5.回火6.銑刀旋轉(zhuǎn)；銑刀旋轉(zhuǎn)（注：周銑與端銑的主運動均為銑刀旋轉(zhuǎn)，進給運動不同）7.Ra；光滑三、判斷題1.√2.×3.√4.×5.√6.√7.√8.×（應“淬火+高溫回火”）9.√10.×四、簡答題1.車削與銑削的工藝特點：主運動：車削為主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)；銑削為銑刀旋轉(zhuǎn)。進給運動：車削為車刀沿工件軸向/徑向移動；銑削為工件或銑刀沿進給方向移動。加工范圍：車削適合旋轉(zhuǎn)體（外圓、內(nèi)孔、端面）；銑削適合平面、溝槽、臺階、曲面等。表面質(zhì)量：車削表面粗糙度較低（Ra1.6~0.8μm）；銑削受銑刀齒數(shù)和進給量影響，表面質(zhì)量略低于精車。2.刀具材料基本性能：高硬度（>工件材料）、足夠強度與韌性、良好的耐磨性與耐熱性、工藝性（可加工性）。常用材料及適用場合：高速鋼（如W18Cr4V）：中低速切削，復雜刀具（鉆頭、絲錐）；硬質(zhì)合金（如YT15）：高速切削鋼件；立方氮化硼（CBN）：加工高硬度材料（淬火鋼、冷硬鑄鐵）。3.影響切削力的因素：工件材料：強度、硬度越高，切削力越大；切削參數(shù)：ap增大，F(xiàn)z線性增大；f增大，F(xiàn)z增大但不成正比；vc增大，F(xiàn)z先降后升（與積屑瘤有關）；刀具幾何參數(shù)：前角γo增大，F(xiàn)z減小；主偏角κr增大，F(xiàn)z減小但徑向力Fy減小。降低切削力的措施：增大前角、減小背吃刀量（優(yōu)先減小ap）、適當提高切削速度（避開積屑瘤產(chǎn)生區(qū)）。4.表面粗糙度對使用性能的影響：耐磨性：粗糙度大，接觸面積小，磨損快；配合精度：間隙配合易磨損導致間隙增大；過盈配合接觸面積小，實際過盈量不足；耐腐蝕性：凹谷易存腐蝕性物質(zhì)，加速腐蝕；疲勞強度：表面微觀裂紋易成為疲勞源，降低壽命。5.熱處理的作用：改善切削加工性（如正火細化晶粒）、提高力學性能（如淬火+回火）、賦予特殊性能（如表面淬火提高耐磨性）。“先加工后熱處理”：如齒輪齒面高頻淬火（先加工齒形，再淬火）；“先熱處理后加工”：如45鋼軸調(diào)質(zhì)處理（先粗加工，調(diào)質(zhì)后精加工）。五、綜合分析題1.工藝路線：備料（圓鋼Φ55mm×210mm）→粗車各外圓（留0.5-1mm余量）→調(diào)質(zhì)處理（28-32HRC）→半精車Φ50mm（留0.2-0.3mm余量）、Φ40mm（留0.3-0.4mm余量）→精車Φ50mm（IT7，Ra0.8）→精車Φ40mm（IT8，Ra1.6）→車Φ30mm（IT12，Ra6.3）→檢驗。設備與刀具：粗車/半精車：普通車床（CA6140），硬質(zhì)合金車刀（YT15，κr=90°）；精車Φ50mm：數(shù)控車床（CK6140），涂層硬質(zhì)合金車刀（γo=12°，αo=6°，修光刃）；精車Φ40mm：普通車床，硬質(zhì)合金車刀（刃磨鋒利）。2.原因分析：刀具磨損嚴重：可能因切削速度過高（45鋼正火態(tài)HB200，vc=120m/min接近硬質(zhì)合金上限，加劇磨損）；或后角αo=8°偏小