2025年機(jī)械加工切削與刀具知識(shí)測(cè)試試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.加工高溫合金時(shí)，最適宜的刀具材料是（）。A.高速鋼B.普通硬質(zhì)合金（YG類）C.立方氮化硼（CBN）D.陶瓷刀具2.切削三要素中，對(duì)刀具耐用度影響最大的參數(shù)是（）。A.切削速度vB.進(jìn)給量fC.背吃刀量apD.三者影響相同3.車削45鋼時(shí)，若前角由10°增大至15°，通常會(huì)導(dǎo)致（）。A.切削力增大，刀具強(qiáng)度提高B.切削力減小，刀具強(qiáng)度降低C.切削溫度升高，表面質(zhì)量下降D.切屑變形增大，斷屑性能改善4.以下刀具磨損形式中，屬于正常磨損的是（）。A.崩刃B.熱裂C.后刀面磨損D.塑性變形5.微量潤(rùn)滑（MQL）技術(shù)的核心目的是（）。A.完全替代切削液B.減少切削液用量同時(shí)保證冷卻潤(rùn)滑效果C.提高切削速度D.降低刀具成本6.加工鋁合金時(shí)，為避免粘刀，刀具前刀面應(yīng)采用（）。A.拋光處理B.表面粗糙化處理C.涂層TiND.氮化處理7.高速切削（HSC）的典型切削速度范圍（以鋼件為例）是（）。A.50-100m/minB.200-500m/minC.1000-2000m/minD.5000m/min以上8.可轉(zhuǎn)位刀具的主要優(yōu)勢(shì)不包括（）。A.減少換刀時(shí)間B.提高刀具材料利用率C.簡(jiǎn)化刀體制造工藝D.適合加工復(fù)雜型面9.積屑瘤對(duì)切削加工的影響中，正確的描述是（）。A.粗加工時(shí)可增大實(shí)際前角，有利于切削B.精加工時(shí)可穩(wěn)定切削，提高表面質(zhì)量C.會(huì)導(dǎo)致切削力波動(dòng)，降低尺寸精度D.會(huì)減少刀具磨損，延長(zhǎng)刀具壽命10.加工淬硬鋼（60HRC）時(shí)，優(yōu)先選用的刀具材料是（）。A.涂層硬質(zhì)合金B(yǎng).聚晶金剛石（PCD）C.陶瓷刀具D.立方氮化硼（CBN）11.主偏角κr增大時(shí)，對(duì)切削過(guò)程的影響是（）。A.切削厚度減小，切削寬度增大B.徑向力（切深抗力）增大，易引起振動(dòng)C.刀具散熱條件改善，耐用度提高D.表面粗糙度值降低12.以下關(guān)于切削溫度的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）。A.切削速度是影響切削溫度最顯著的因素B.切削溫度最高區(qū)域通常在前刀面靠近刀尖處C.提高進(jìn)給量會(huì)導(dǎo)致切削溫度降低D.使用切削液可有效降低切削溫度13.加工不銹鋼時(shí)，刀具磨損的主要原因是（）。A.氧化磨損B.粘結(jié)磨損C.擴(kuò)散磨損D.磨粒磨損14.刀具耐用度（T）與切削速度（v）的關(guān)系符合（）。A.vT^m=C（m為指數(shù)，C為常數(shù)）B.v=CT^mC.T=Cv^mD.v+T=C15.以下哪種刀具結(jié)構(gòu)更適合大余量粗加工（）。A.整體式高速鋼立銑刀B.可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金面銑刀C.涂層硬質(zhì)合金鉆頭D.陶瓷刀片車刀二、填空題（每空1分，共20分）1.刀具材料應(yīng)具備的基本性能包括高硬度、高耐磨性、足夠的強(qiáng)度和韌性、（）及良好的工藝性。2.切削過(guò)程中，切屑的類型主要有帶狀切屑、節(jié)狀切屑、（）和崩碎切屑四種。3.刀具角度中，（）角主要影響切屑的流出方向，（）角直接影響刀具的強(qiáng)度和切削力大小。4.硬質(zhì)合金按成分可分為鎢鈷類（YG）、（）和（）三類，其中YG類適合加工（）材料。5.切削液的主要作用包括冷卻、潤(rùn)滑、（）和（）。6.刀具磨損的三個(gè)階段為初期磨損階段、（）和（）。7.高速切削時(shí)，刀具材料的紅硬性要求（）（填“更高”或“更低”），通常采用（）或（）刀具。8.加工鈦合金時(shí)，由于其（）低、（）高，易導(dǎo)致刀具溫度升高和粘結(jié)磨損。9.可轉(zhuǎn)位刀具的刀片夾緊方式主要有（）、（）和杠桿式夾緊等。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.增大后角可以減少刀具后刀面與已加工表面的摩擦，因此后角越大越好。（）2.陶瓷刀具的硬度和耐磨性高于硬質(zhì)合金，但脆性大，適合高速精加工。（）3.干切削技術(shù)完全不使用切削液，因此對(duì)刀具材料的要求低于濕切削。（）4.積屑瘤的產(chǎn)生與切削速度有關(guān)，通常在中低速切削塑性材料時(shí)容易形成。（）5.主偏角κr減小，可使切削厚度減小、切削寬度增大，有利于提高刀具耐用度。（）6.高速鋼刀具的耐熱性優(yōu)于硬質(zhì)合金，因此適合高速切削。（）7.切削力的主切削力（Fz）是計(jì)算機(jī)床動(dòng)力和刀具強(qiáng)度的主要依據(jù)。（）8.涂層刀具的涂層材料通常具有高硬度、低摩擦系數(shù)和良好的熱穩(wěn)定性。（）9.加工鑄鐵時(shí)，由于材料脆性大，刀具前角應(yīng)比加工鋼件時(shí)更大。（）10.刀具耐用度是指刀具從開始切削到完全報(bào)廢的總時(shí)間。（）四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述前角的作用及選擇原則。2.分析切削速度對(duì)刀具磨損的影響規(guī)律。3.比較干切削與微量潤(rùn)滑（MQL）技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。4.說(shuō)明硬質(zhì)合金刀具涂層的主要作用及常用涂層材料。5.加工鋁合金時(shí)，為什么容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象？可采取哪些措施改善？五、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某企業(yè)采用YT15硬質(zhì)合金車刀加工45鋼（正火態(tài)，200HBW），切削參數(shù)為v=120m/min，f=0.3mm/r，ap=2mm，加工后發(fā)現(xiàn)刀具后刀面磨損嚴(yán)重（VB=0.4mm，遠(yuǎn)超正常磨損標(biāo)準(zhǔn)0.3mm），且表面粗糙度Ra=6.3μm（要求Ra≤3.2μm）。試分析可能原因并提出改進(jìn)措施。2.比較立方氮化硼（CBN）刀具與聚晶金剛石（PCD）刀具的性能差異，說(shuō)明各自適用的加工場(chǎng)景。--答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.A3.B4.C5.B6.A7.B8.D9.A10.D11.C12.C13.B14.A15.B二、填空題1.高耐熱性（紅硬性）2.單元切屑（粒狀切屑）3.刃傾角；前角4.鎢鈦鈷類（YT）；鎢鈦鉭（鈮）鈷類（YW）；脆性（鑄鐵或有色金屬）5.清洗；防銹6.正常磨損階段；劇烈磨損階段7.更高；涂層硬質(zhì)合金；陶瓷（或CBN）8.熱導(dǎo)率；化學(xué)活性9.楔塊式；螺釘壓緊式（或壓板式）三、判斷題1.×2.√3.×4.√5.√6.×7.√8.√9.×10.×四、簡(jiǎn)答題1.前角作用：影響切削變形、切削力、切削溫度及刀具強(qiáng)度。增大前角可減小切屑變形和切削力，但會(huì)降低刀具強(qiáng)度；減小前角則反之。選擇原則：加工塑性材料、軟材料或精加工時(shí)取較大前角；加工脆性材料、硬材料或粗加工時(shí)取較小前角；刀具材料強(qiáng)度高（如高速鋼）可適當(dāng)增大前角，脆性大（如陶瓷）應(yīng)減小前角。2.切削速度對(duì)刀具磨損的影響呈先慢后快的規(guī)律：低速時(shí)，磨損主要由機(jī)械摩擦（磨粒磨損）引起，磨損速率較低；中速時(shí)，隨著切削溫度升高，粘結(jié)磨損和擴(kuò)散磨損加劇，磨損速率加快；高速時(shí)，切削溫度進(jìn)一步升高，刀具材料因紅硬性不足發(fā)生塑性變形或氧化磨損，磨損速率急劇上升。存在一個(gè)臨界速度，超過(guò)后刀具耐用度大幅下降。3.干切削優(yōu)點(diǎn)：無(wú)切削液污染，降低成本，簡(jiǎn)化工藝；缺點(diǎn)：切削溫度高，刀具磨損快，適用于低硬度、易加工材料或小余量加工。MQL優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)微量潤(rùn)滑（通常0.05-0.5L/h）有效降低摩擦和溫度，刀具壽命和加工質(zhì)量接近濕切削；缺點(diǎn)：需配套霧化裝置，對(duì)潤(rùn)滑介質(zhì)和噴嘴位置要求高。4.涂層作用：提高刀具表面硬度和耐磨性，降低摩擦系數(shù)，減少粘結(jié)磨損，延長(zhǎng)壽命；隔離刀具與切屑的熱傳遞，提高耐熱性。常用涂層材料：TiN（高硬度、耐磨）、TiC（高耐磨性）、Al2O3（耐高溫氧化）、TiAlN（高速切削性能優(yōu)）、CrN（抗粘結(jié)性好）。5.粘刀原因：鋁合金塑性高、熔點(diǎn)低，切削時(shí)易與刀具材料（如鋼、硬質(zhì)合金）發(fā)生粘結(jié)；切屑與前刀面接觸區(qū)溫度高，加劇材料融合。改善措施：采用高硬度、低親和性刀具（如PCD刀具）；增大前角并拋光前刀面，減少摩擦；提高切削速度（降低切屑與刀具接觸時(shí)間）；使用含氯或硫的切削液（增強(qiáng)潤(rùn)滑）；刀具表面涂層（如DLC涂層）降低粘結(jié)傾向。五、綜合分析題1.可能原因：①YT15適合加工鋼件，但45鋼正火態(tài)硬度較低（200HBW），若切削速度偏高（120m/min對(duì)YT15加工45鋼可能接近上限），導(dǎo)致切削溫度過(guò)高，加速刀具磨損；②進(jìn)給量f=0.3mm/r較大，導(dǎo)致切削力和表面粗糙度增大；③后刀面磨損超標(biāo)后，刀具與已加工表面摩擦加劇，進(jìn)一步惡化表面質(zhì)量。改進(jìn)措施：①降低切削速度（如v=80-100m/min），或選用更耐磨的涂層硬質(zhì)合金刀具（如TiAlN涂層）；②減小進(jìn)給量（如f=0.2-0.25mm/r），同時(shí)調(diào)整背吃刀量（如分兩次切削，ap=1mm×2）；③檢查刀具幾何參數(shù)（如前角、后角是否合理），必要時(shí)增大前角（如12°-15°）以減小切削力；④使用水溶性切削液，降低切削溫度和摩擦。2.性能差異：①硬度：PCD（8000-10000HV）高于CBN（3000-4500H