阿克苏工业职业技术学院《金属切削原理与刀具》2025年第二学期期末试卷.pdf

第1页，共2页 站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。密封线 阿克苏工业职业技术学院 金属切削原理与刀具2025 年第二学期期末试卷 题号题号 一一 二二 三三 四四 总分总分 得分得分 一、单选题（每题一、单选题（每题 1 分，共分，共 20 分）分）i.金属切削过程中，（）是形成切屑的主要变形区域，决定切削力大小与切屑形态。A.第一变形区 B.第二变形区 C.第三变形区 D.刀具前刀面区域 ii.南航团队研发的钛合金专用直刃铣刀，其螺旋角设计为（），可避免薄壁零件过切。A.0 B.15 C.30 D.45 iii.下列刀具材料中，适用于 TA15 钛合金高速切削的是（），兼具高强度与红硬性。A.高速钢 B.硬质合金 C.陶瓷 D.金刚石 iv.车刀的（）直接影响切削刃强度与排屑方向，加工铸铁时通常取较大值。A.前角 B.后角 C.主偏角 D.刃倾角 v.钛合金薄壁蒙皮加工中，材料去除率高达 92.6%，导致零件（）下降，易产生加工变形。A.硬度 B.刚度 C.强度 D.耐磨性 vi.国宏工具研发的 AlCrN 基涂层刀具，可使切削温度降低（），延长刀具寿命 30%以上。A.100-200 B.200-300 C.300-400 D.400-500 vii.切削用量三要素中，对刀具寿命影响最大的是（），每提高 20%寿命约减半。A.切削速度 B.进给量 C.背吃刀量 D.切削宽度 viii.插铣工艺在钛合金型腔转角加工中，相比侧铣可降低刀具载荷（），减少断刀风险。A.20%-30%B.30%-40%C.40%-50%D.50%-60%ix.下列不属于刀具磨损形态的是（），该现象属于刀具崩刃故障。A.前刀面磨损 B.后刀面磨损 C.月牙洼磨损 D.刀刃碎裂 x.直刃铣刀加工薄壁零件时，产生的轴向力呈（），可辅助真空吸盘压紧工件。A.向上拉力 B.向下压力 C.径向推力 D.交变应力 xi.数控铣削中，（）刀具路径适用于型腔粗加工，可提高材料去除效率。A.环切法 B.行切法 C.螺旋下刀法 D.插铣法 xii.刀具工作角度与标注角度的差异主要由（）引起，车削细长轴时影响显著。A.刀具安装高度 B.切削速度 C.进给量 D.工件材料 xiii.某 D8R1 直刃铣刀加工钛合金时，切削速度取 80mm/min，其主轴转速约为（）r/min。A.32 B.64 C.128 D.256 xiv.难加工材料切削时，选择切削液的核心要求是（），钛合金加工常采用乳化液。A.冷却性能 B.润滑性能 C.清洗性能 D.防锈性能 xv.刀具寿命管理中，（）可通过振动监测预判磨损状态，实现预防性更换。A.定时更换法 B.定寿更换法 C.状态监测法 D.经验判断法 xvi.铣刀的（）决定了刀齿与工件的接触长度，大值可降低单位刀刃负荷。A.螺旋角 B.齿数 C.直径 D.前角 xvii.钛合金加工中，避免切削温度过高的关键措施是（），南航团队采用高速低进给策略。A.提高切削速度 B.减小切宽与进给量 C.增大背吃刀量 D.采用干切削 xviii.下列属于整体式刀具的是（），国宏工具采用全制程自主生产。A.焊接式车刀 B.机夹式铣刀 C.整体硬质合金立铣刀 D.可转位钻头 xix.切削过程中产生的（）会导致工件变形，薄壁零件加工需重点控制。A.切削力 B.切削热 C.残余应力 D.振动 xx.刀具角度测量仪可精确测量（），误差控制在0.5以内。A.切削速度 B.进给量 C.刀具几何角度 D.工件尺寸精度 二、判断题（每题二、判断题（每题 1 分，共分，共 10 分）分）i.金属切削过程的三个变形区中，第三变形区是造成刀具后刀面磨损的主要原因。（）ii.螺旋角越大的铣刀，加工薄壁零件时越容易产生上下往复切削力导致过切。（）iii.硬质合金刀具的红硬性优于高速钢，适用于中高速切削各种金属材料。（）iv.车刀主偏角增大，径向切削力减小，适用于加工细长轴类零件。（）第2页，共2页 站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。密封线 v.钛合金 TA15 的室温强度低于 TC4，因此加工难度相对较低。（）vi.涂层刀具可减少刀具与切屑间的摩擦，降低切削温度，延长使用寿命。（）vii.进给量增大，切削力显著增加，对工件表面粗糙度影响最大。（）viii.插铣工艺适用于小直径刀具加工狭窄型腔转角，可提高加工效率。（）ix.刀具月牙洼磨损主要发生在高速切削塑性材料时的前刀面。（）x.薄壁零件加工应采用顺铣方式，可减少工件的夹紧变形与振动。（）三、填空题（共三、填空题（共 20 分）分）i.金属切削加工中，切削层参数包括切削厚度、切削宽度和_，决定切削负荷大小。ii.南航团队研发的直刃铣刀，通过将切削力集中在_方向，避免钛合金蒙皮过切。iii.刀具材料应具备高硬度、高耐磨性、足够的强度与韧性和_等基本性能。iv.车刀切削部分由前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和_组成。v.钛合金薄壁蒙皮厚度最薄处仅 0.5mm，属于典型的_结构，加工易变形。vi.国宏工具的 AlCrN 基涂层可提高刀具表面硬度至_HV 以上，增强耐磨性。vii.切削用量三要素是指切削速度、进给量和_，三者共同决定加工效率与质量。viii.型腔转角残料加工采用插铣工艺时，D8R1 直刃铣刀的每齿进给量通常取_mm/z。ix.刀具磨损过程可分为初期磨损阶段、正常磨损阶段和_三个阶段。x.螺旋角为 0的直刃铣刀，切削力方向稳定，可辅助_实现工件可靠装夹。xi.数控加工中，_下刀法可避免刀具直接切入工件，减少冲击振动。xii.刀具安装高度偏差会导致_发生变化，影响切削性能与加工精度。xiii.钛合金加工的材料去除率高达 92.6%，需通过优化_减少加工变形。xiv.切削液按状态可分为水溶液、乳化液和_，钛合金加工常用乳化液。xv.智能刀具监测系统通过采集_信号，实现刀具磨损的实时预警。xvi.铣刀齿数越多，同时参与切削的刀齿数量越多，加工表面质量越_。xvii.南航团队采用_的切削策略，在减少切削力的同时保证材料去除率。xviii.整体硬质合金刀具的优点是刚性好、精度高，但制造成本_焊接式刀具。xix.切削过程中产生的_会使工件内部产生应力，导致加工后变形。xx.刀具寿命是指刀具从开始使用到_所经历的实际切削时间。四、简答题（第四、简答题（第 1 题题 8 分，第分，第 2、3 题各题各 8.5 分，共分，共 25 分）分）i.简述金属切削过程中三个变形区的特征与作用，结合钛合金加工说明变形区控制对减少工件变形的影响，列举 3 项控制切削变形的工艺措施。ii.论述刀具几何参数（前角、后角、螺旋角）对切削性能的影响，依据国宏工具直刃铣刀研发案例说明螺旋角设计对薄壁零件加工的重要性，分析刀具角度选择的基本原则。iii.解释难加工材料（如 TA15 钛合金）的切削特性，说明涂层刀具与插铣工艺的技术优势，结合南航钛合金蒙皮加工案例分析刀具与工艺优化对提升加工质量的价值。五、综合分析与设计题（共五、综合分析与设计题（共 25 分）分）i.案例分析题（12 分）某企业加工 TA15 钛合金薄壁型腔零件时，出现刀具频繁折断、工件过切、表面质量差等问题。经排查，采用螺旋角 30的立铣刀，切削速度 50mm/min，每齿进给 0.15mm/z，未使用专用切削液，装夹采用普通压板。请回答：（1）判断导致加工缺陷的核心原因，分析刀具与工艺参数存在的 3 项关键问题（6 分）（2）结合国宏工具与南航的技术经验，提出针对性的刀具改进与工艺优化方案（6 分）ii.方案设计题（13 分）某数控车间需加工一批厚度 1mm 的 TA15 钛合金腹板零件，带有 0.5mm 厚立筋结构，要求表面粗糙度 Ra1.6m，尺寸精度0.05mm。请回答：（1）设计该零件的刀具方案，明确刀具类型、材料、几何参数与涂层选择（5 分）（2）制定核心切削参数（切削速度、进给量、切深）与装夹方案，说明选择依据（4分）（3）说明方案如何控制加工变形与刀具磨损，列举 2 项降低生产成本的实操建议（4分）