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《金属切削原理与刀具》A试卷及答案

《金属切削原理与刀具》试卷
一、选择题(下列各题的备选答案中只有一个选项是正确的,请把正确答案填 在括号内。每小题 2 分,共 20 分) 得 分 评卷人

1 .在车外圆时,工件的回转运动属于 _____C____ ,刀具沿工件轴线的纵向移动属于 ____B_____。 A 切削运动 B 进给运动 C 主运动 D 加工运动
r

2.车外圆时,车刀随四方刀架逆时针转动θ 角后,工作主偏角 κ 角 κ r’将____A____。 A 增大 减小 B 减小 增大 C 增大 不变

将________,工作副偏

D 不变 不变

3.积屑瘤发生在第________变形区,加工硬化发生在第____C____变形区。 A Ⅰ Ⅱ B Ⅰ Ⅲ C Ⅱ Ⅲ D Ⅲ Ⅱ

4.在加工条件相同时,用____A____刀具产生的切削力最小。 A 陶瓷刀具 B 硬质合金刀具 C 高速钢 D 产生的切削力都一样

5.下列哪种切屑屑形不属于可接受的屑形____A____。 A 带状切削 B 短环形螺旋切削 C 单元切削 D 平盘旋状切屑

6. 生产中常用的切削液, 水溶性的切削液以________为主, 油溶性切削液以__C______为主。 A 润滑 冷却 B 润滑 润滑 C 冷却 润滑 D 以上答案都不正确

7.加工塑性材料、软材料时前角________;加工脆性材料、硬材料时前角___A_____。 A 大些 小些 B 小些 大些 C 大些 大些 D 小些 小些

8 .高速钢刀具切削温度超过 550~600 时工具材料发生金相变化,使刀具迅速磨损,这种现 象称为____A____磨损。 A 相变磨损 B 磨粒磨损 C 粘结磨损 D 氧化磨损

9.不能用于加工碳钢的是____C______。 A 高速钢刀具 B 陶瓷刀具 C PCD 刀具 D CBN 刀具

10.主偏角、副偏角、刀尖角,三个角之和等于_____B_____。 A 90° B 180° C 360° D 270°

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制作陈俊

二、填空题(请将正确答案填写在横线上。每空 1 分,共 20 分) 得 分 评卷人 1. 1.切削用量三要素切削速度 Vc、进给量 f、背吃刀量 ap (切削深度) 。
2.刀具材料种类繁多,当前使用的刀具材料分 4 类:工具钢,硬质合金,陶瓷,超硬

刀具材料。一般机加工使用最多的是高速钢和硬质合金。
3.切削力由于大小与方向都不易确定,为便于测量、计算和反映实际作用的需要,将合力 F 分解为 3 个分力:切削力 Fc(主切削力 Fz) ,背向力 Fp(切深抗力 Fy) ,进给

力 Ff (进给抗力 Fx) 。
4.切削液的作用有冷却作用、润滑作用、排屑和洗涤作用、防锈作用。 5.在切削过程中,当系统刚性不足时为避免引起振动,刀具的前角应大些 些。 6.外圆车削时,在刀具 4 个标注角度中,对切削温度影响较大的角度是 γ 和 Kr。 ,主偏角应大

三、 判断题 (正确的请在后面的括号内打 “√” , 错误的请在后面的括号内打 “×” 。 每小题 1 分,共 20 分) 得 分 评卷人
1. 车外圆时,切削刃上各点的切削速度相同。 (× ) 2.工件材料相对加工性指标 Kr 越小,材料的切削加工性越好,材料越容易加工。 (× ) 3.水溶性切削液以冷却为主,常用于精加工和复杂刀具加工中。 (× ) 4.高速切削时,切削液对表面粗糙度影响不明显。 (√ ) 5.背向力 Fp(切深抗力 Fy)不消耗功率。 (√ ) 6.刀具的寿命等于刀具的耐用度(耐用度指一次刃磨到下一次刃磨的切削时间) 。 (× ) 7. 钨钴类硬质合金(YG)因其韧性、磨削性能和导热性好,主要用于加工脆性材料,有色 金属及非金属。 (√ ) 8. 刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。 (√ ) 9. 切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高,脆性降低,使断屑形成了内在的有利条件。 (× ) 10. 积屑瘤的产生在精加工时要设法避免,但对粗加工有一定的好处。 (

√ )

11. 背吃刀量 ap 增大一倍时,切削力 FC 也增大一倍;当进给量 f 增大一倍时,切削力 FC 也
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增大一倍。 (× ) 12. 主运动是消耗功率最大的运动,一般情况下主运动可以两个或三个。 (× ) 13. 当粗加工、强力切削或承冲击载荷时,要使刀具寿命延长,必须减少刀具摩擦,所以后 角应取大些。 (× ) 14. 切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下,沿着与待加工面近似成 45°夹角 滑移的过程。 (√ ) 15.积屑瘤的材料是一种既不同于工件也不同于刀具材料的新的合金。 (√ ) 16.陶瓷刀具一般适用于在高速下精细加工硬材料。 (√ )

17.背向力 Fp 是引起机床切削振动,影响加工精度的主要原因,它不消耗功率。 (√) 18.切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高,脆性降低,使断屑形成了内在的有利条件。 (× ) 19.切削加工时,产生的热量越多,切削温度越高。 (× )

20.切削加工时,减小刀具的主偏角κ r,切削温度上升。 (× )

四、名词解释题(每小题 3 分,共 12 分) 得 分 评卷人
1.硬质合金

答:硬质合金是有硬度和熔点很高的碳化物(称硬质相)和金属(称粘结相) 通过粉末冶金工艺制成的。硬质合金刀具中常用的碳化物有 WC、TiC、TaC、 NbC 等。常用的粘结剂是 Co,碳化钛基的粘结剂是 Mo、Ni。
2. 刀具寿命

答:刀具寿命定义为刀具磨损到达规定标准时的总切削时间(单位 min) 。也 可以定义为一把新刀刀报废为止所经历的切削时间,其中包括包括多次重磨 (重磨次数用 n 来表示)时间。
3. 残余应力

答:残余应力指切削过程结束后,残留在金属中的应力,表现为拉应力或残 应力,包括宏观残余应力和微观残余应力。
4.工件材料的切削加工性

答:工件材料的切削加工性是指在在一定的加工条件下工件材料被切削的难 易程度。
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五、简答题(每题 5 分,共 10 分) 得 分 评卷人
1.试述刀具材料应该具有的性能有哪些?
1 刀具材料应具备高硬度○ 2 高耐磨性○ 3 足够的强度与韧性○ 4 高的耐热性○ 5 良 答: ○ 6 刀具材料还需有较好的工艺性与经济性。 好的散热性和耐热冲击性能○

2. 前角的功用是什么?怎样合理选择?

答:前角的功用:
1 前角增大时切削刃锋利,切屑流出阻力小、摩擦力小,切削变形小,因此,切 ○

削力和功率小,切削温度低,刀具磨损少,加工表面质量高。
2 过大的前角,使刀具的刚性和强度差,热量不易传散,刀具磨损和破损严重, ○

刀具寿命低。 前角合理选择原则:
1 根据被加工材料选择 ○

加工塑性材料、软材料时前角大些,加工脆性材料、硬材料时前角小些。
2 根据加工要求选择 ○

精加工到的前角较大;粗加工和断续切削时前角较小;加工成形面前角应小,这 是为了能减小刀具的刃形误差对零件加工精度的影响。
3 根据刀具材料选择 ○

刀具韧性好,强度高时可选前角较大;刀具的硬度高,抗弯强度较低的,前角较 小。 六、计算题(共 10 分) 得 分 评卷人
车削直径为 80mm 棒料的外圆,若选用 ap=4mm, f=0.5mm/r, n=240r/min。 (1)试求 Vc; (4 分) (2)若主偏角 κ r=75°(Sin75°=0.966)。试求切削公称厚度 hD;切削公称宽度 bD;切削 层公称横截面积 AD。 (6 分)

解: (1) (2)

Vc=π dn/1000=dn/318=80×240/318=60.288m/mim hD=f×sinκ r=0.5×0.966=0.483mm bD=aP/sinκ r=4/0.966≈4.14mm
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七、作图题(共 8 分) 得 分 评卷人
刀具正交平面参考系平面中,用图表示 Pr,Ps,Po 以及前角 γ 刃倾角 λ s。
o

、后角 α o、主偏角 κ r、

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