1、1得 分 评分人 贵州大学 20112012 学年第二学期考试试卷 B现代切削加工技术及刀具一、填空题（每空 1 分，共 20 分）1. 鳞刺的形成过程可分为擦拭阶段、导裂阶段、层积阶段和切顶阶段。抑制鳞刺的生成可采用的措施有 减小切削厚度、 采用高速切削（任写两种） 。2. 图 1 为切削 45 钢时，可能产生的三种切屑，要使 b)形屑转化为 a）形屑，可采用的措施有 减小切削厚度、 增大切速速度（任写两种） 。图 1 3. 塑性金属切削过程中第二变形区刀屑间摩擦主要以 内 为主，该变形区刀具磨损的形态主要是 月牙洼磨损；4. 车削外圆时，减小主偏角和副偏角，径向切削力将 增大，轴向切削力将
2、 减小 ，加工表面粗糙度 Ra 将 减小 。 （增大、减小、不变）5. 端铣刀铣削方式有对称铣、 不对称顺铣 和 不对称逆铣，铣削不锈钢和耐热合金时，为了减少硬质合金刀具的脱落，提高切削速度，宜采用的铣削方式是 不对称逆铣。6. 铲齿成形铣刀的廓形是指 刀齿在轴向剖面中的截形 。7. 整体三面刃铣刀刀齿磨钝后要刃磨 后刀面，铲齿铣刀齿刀磨钝后要刃磨前 刀面，才能保持其原来要求的廓形精度。8. 磨削时，若工件表层温度超过相变温度，马氏体转换为奥氏体，未得到冷却，这种情况产生的烧伤称为 二次回火烧伤 。9. 珩磨是利用 误差平均法 的原理来提高加工表面精度的。2得 分 评分人10.工具系统 TMG
3、 的含义是 模块式工具系统 。二、单项选择题（每小题 2 分，共 20 分）11. 有关塑性金属切屑形成机理，下列说法正确的是 （ A ）A.切削层在刀具作用下发生剪切滑移为主的塑性变形而形成切屑的过程；B.切削速度增大，剪切角减小，切屑变形增大；C.刀屑接触面的摩擦主要以外摩擦为主；D.前角增大，剪切角减小，切屑变形增大。12. 关于切削温度，下列说法不正确的是 （ B ）A.切削温度可用自然热电偶法测量；B.切削温度最高点一定在刀尖处；C.常规切削速度范围内，切削速度越大，切削温度越高；D.工件材料或刀具材料的导热性能越好，切削温度越低。13. 关于工件材料的切削加工性，下列说法正确的是
4、（ C ）A.工件材料的切削加工性只取决于材料本身；B.断屑性能越好，工件材料的切削加工性越差；C.铸铁中加入能促进石墨化的元素可提高切削加工性；D.相对切削加工性 Kv 越大，工件材料的切削加工性越差；14. 关于可转位机夹车刀，下列说法正确的是 （ C ）A.刀片磨损后必须重磨；B.刀片厚度的选择取决于切削温度的高低；C.刀片主偏角的选择一般情况下取决于工件轮廓形状；D.刀片在刀槽中的定位精度取决于刀片的精度，与刀槽精度无关。15. 关于镗刀的特点及应用，下列说法正确的是 （ C ）3A. 加工直径很小的孔应该选用机夹可转位镗刀；B. 双刃浮动镗刀能校正孔的直线度误差和位置偏差。C. 双刃
5、浮动镗刀不能校正孔的直线度误差和位置偏差；D. 双刃定装镗刀不能消除由径向切削力对镗杆的作用而造成的加工误差；16. 圆柱铣刀和面铣刀的结构特点，下列说法正确的是 （ A ）A.圆柱铣刀主偏角等于 90；B.粗加工时选择细齿面铣刀；A.面铣刀的每齿的基面均相同；B.圆柱铣刀的螺旋角大于刃倾角。17.下列哪种刀具材料不适合高速切削 （ C ）A聚晶金刚石 B.立方氮化硼 C.高速钢 D.金属陶瓷 18.有关超声波振动切削，下列说法不正确的是 （ B ）A. 振动频率大于 16kHz 的振动切削是超声波振动切削；B. 实际切削速度、切削厚度、刀具运动角度没有改变；C. 周期性地改变实际切削速度、切
6、削厚度、刀具运动角度；D. 振动减少了刀屑接触的时间，有利于切削温度的降低。 19.在砂轮直径 ds、径向进给量 fr、工件直径 dw 相同的前提下，外圆磨削、平面磨削、内圆磨削三者接触时间 、 、 的关系为 （ A 外ct平 内ct）A. B. 内ct平 外ct 外ct平 内ctC. = = D. = 外 平 内 内 外 平20.有关珩磨加工，下列说法错误的是 （ A ）A. 加工同样精度的工件，珩磨机床的机床比其他机床的精度低；B. 经过珩磨加工的工件的表面很少有加工硬化层；C. 珩磨加工时，磨粒切削刃的自砺作用没有普通磨削加工的显著；4得 分 评分人D. 经过珩磨加工的零件表面具有储油和
7、形成油膜的细微交叉网纹。 三、简答题（共 4 题，共 30 分）21. （本题 6 分）分析图示镗刀压电晶体补偿装置的工作原理？图中镗刀 7 用螺钉 10 固定在套筒 8 上面， 螺钉 11 用于调整镗刀位置。通交流电或脉冲直流电时，压电晶体管 3 在每个交流电的正半波（脉冲直流电的每一个脉冲）时伸长，克服弹性胀套 5 与压板 6 之间的碟形弹簧 9 的弹力，将固定镗刀的套筒 8 顶出，使镗刀获得径向微量位移。 在每个交流电的负半波或直流电的脉冲之间，3 缩短，2 在 1 的作用下顶紧3，故镗刀不会退回，完成补偿。1-圆柱弹簧；2-楔块；3- 压电晶体管；4-绝缘套；5-弹性胀套；6-压板；7
8、-镗刀；8-套筒；9-碟形弹簧；22.（本题 8 分） 图为大切削速度范围内，切削温度与切削速度的关系，从中你可总结出什么规律？要实现在 C 区切削速度范围内切削，对刀具材料和结构有何要求？一、在常规切削速度范围内（A 区） ，切削温度随切削速度的提高而升高，但当切削速度达到一定值后（C 区） ，切削温度会随切削速度的提高而降低，且该临界切削速度与工件材料有关。在该临界值的一段范围内（B 区） ，由于切削温度过高，一般刀具材料无法承受。如果能够越过这个范围，就可能应用常规的刀具进行高速切削，提高切削效率。 （4 分）二、如果要实现在 C 区切削，对刀具有如下要求：1.适合高速与超高速切削的刀具
9、材料：5得 分 评分人如涂层刀具材料、金属陶瓷刀具材料、陶瓷刀具材料、金刚石、CBN 刀具材料等。2.合理的刀具结构（1）刀具结构的可转位化；（2）可靠的刀夹紧方式；（3）刀体材料的高强度，轻质化且结构合理（4）选用合理的刀片结构参数，扩大加工材料的范围 23.（本题 8 分）分析精密切削加工和普通切削加工中切削用量对切削力的影响。（1）切削速度的影响：精密切削过程中，不考虑积屑瘤的影响，硬质合金加工时切削速度对切削力的影响不明显，金刚石刀具加工时切削力随切削速度的增大而增大。而在普通切削加工中与之恰相反 （2）进给量与背吃刀量的影响：精密切削时，进给量对 Fz 的影响比对 Fx 及 Fy 的
10、大，而普通切削与此相反；精密切削时，进给量对切削力的影响程度大于背吃刀量的影响，而普通切削与此相反。 24.（本题 8 分）缓进给磨削温度很低但工件却易产生突发的严重烧伤，如何解决这一问题，有哪些方法？砂轮锋利状态的保持是实现正常缓进给磨削的关键条件，即通过保持砂轮的锋利性可以控制磨削热流密度。所以缓进给磨削的关键工艺技术是砂轮的锋利性保持。实现砂轮的锋利性保持的工艺有：砂轮的连续修整、强化换热和采用大气孔砂轮。四、材料分析题（本题 15 分）25.环境问题是当今社会面临的主要问题之一，依靠科技进步，第 3 页6实现节资增效，减少废物排放，建立生产、消费与环境、资源相互协调的发展模式已成为人类
11、社会可持续发展的必由之路。21 世纪，在制造业实施绿色制造已势在必行，切削加工作为制造业重要而应用广泛的加工方法正面临新的挑战，在此背景下，绿色切削加工技术应运而生。（1）传统的切削加工对环境有哪些不利影响？1）使用切削液造成不利因素方面；2）从材料的利用率方面；3）从资源和能源的利用率方面等。 （2）绿色切削加工的含义是什么？绿色加工是指在不牺牲产品的质量、成本、可靠性、功能和能量利用率的前提下充分利用资源，尽量减轻加工过程对环境产生有害影响的程度，其内涵是指在加工过程中实现优质、低耗、高效和清洁化。（3）就你了解，实施绿色切削加工的方法有哪些？（任举三例）选择其中一种分析其加工原理及关键技
12、术。干式切削、射流加工技术、干磨技术。 原理及关键技术：1）干式切削：干式切削技术就是在切削或磨削过程中少用或不用切削液的新兴工艺技术，以适应清洁生产和降低成本的绿色制造技术。干式切削技术的关键技术有： 刀具技术，具有优异的耐热性能（高温硬度）与耐磨性能；采用涂层技术减少刀具与切屑间的摩擦系数；采用虹吸原理及真空系统等先进的切屑的排除技术。 机床技术，主要解决了机床的传热问题和排屑问题。 工艺技术：采用较小的背吃刀量和较高的切削速度；采用红月牙干切工艺；解决刀具材料和工件材料的匹配问题。2）射流加工技术：水射流加工是以一束从小口径孔中射出的告高速水射流作用在材料上，通过将水射流的动能变成去除材
13、料的机械能，对材料进行清洗、剥层、切割的加工技术。水射流加工的机理是由射流液滴7得 分 评分人与材料的相互作用过程和材料的失效机理决定的。3）干磨技术：干磨就是在磨削过程中不适用磨削液的加工技术。其关键技术有： 选择导热性好或承受较高磨削温度的砂轮，以降低磨削对冷却的依赖程度，如采用 CBN 砂轮； 减少同时参加磨削磨粒数，降低磨削热，如采用点式磨削； 减小砂轮速度和工件速度的比值，加快磨削热的传播。 采用强风冷却磨削等新型冷却方式。五、综合应用题（本题 15 分）26.用车刀车削一长度为 400mm，直径为 35mm 的 45 调质钢轴（ ） ，GPa637.0b要求加工到 ，分为粗、精两次
14、加工。现有 YT30、陶瓷、YT5、PCD 四05.3种刀具材料；主偏角为 及 ，前角 及 ，刃倾角， 及3r9010o8s的车刀；切削用量也有 mm， mm/r， m/min 及52pa4.f4vmm， mm/r， m/min 两种。.0pa1.f8v解决以下问题：（1） 合理选择粗加工切削用量；mm， mm/r， m/min（2） 合理选择粗加工刀具材料；2p4.f04YT5 （3） 合理选择粗加工刀具角度并简要说明理由；1 主偏角选择 ，90r原因是由于工件为细长轴，刚性差，选择较大的主偏角以减小背向力.2 前角选择：，粗加工时为了增强刀尖的强度 3 刃倾角选择： ，粗加工时为了增0o 0s强刀尖的强度。 （4） 查表计算粗加工时的切削力 。cF
