2025年鉗工高級工技能鑒定題庫：金屬切削加工工藝改進試題一、選擇題1.刀具磨損過程中，磨損比較緩慢的階段是（）。A.初期磨損階段B.正常磨損階段C.急劇磨損階段D.都一樣答案：B解析：刀具磨損一般分為初期磨損、正常磨損和急劇磨損三個階段。初期磨損階段，刀具表面粗糙度較大，磨損較快；正常磨損階段，刀具磨損比較緩慢，是刀具的有效工作階段；急劇磨損階段，刀具磨損速度急劇加快，刀具性能迅速下降。2.切削用量中，對刀具耐用度影響最大的是（）。A.切削速度B.進給量C.背吃刀量D.都一樣答案：A解析：根據(jù)刀具耐用度的經(jīng)驗公式，切削速度對刀具耐用度的影響最大，其次是進給量，背吃刀量的影響最小。切削速度提高，刀具磨損加劇，耐用度顯著降低。3.粗加工時，為了提高生產(chǎn)率，應(yīng)優(yōu)先選擇較大的（）。A.切削速度B.進給量C.背吃刀量D.都一樣答案：C解析：粗加工的主要目的是盡快切除大部分加工余量。背吃刀量增大一倍，切削力增大一倍，但對切削功率的影響較??；進給量增大一倍，切削力增大約70%，切削功率也相應(yīng)增大；而切削速度提高，切削力和切削功率都會顯著增大。因此，粗加工時應(yīng)優(yōu)先選擇較大的背吃刀量。4.精加工時，為了保證加工精度和表面質(zhì)量，應(yīng)選擇較小的（）。A.切削速度B.進給量C.背吃刀量D.都一樣答案：B解析：精加工的主要任務(wù)是保證零件的加工精度和表面質(zhì)量。進給量減小，殘留面積高度減小，表面粗糙度值降低，有利于提高表面質(zhì)量。同時，較小的進給量也能減少切削力的波動，提高加工精度。5.下列哪種切削液主要起冷卻作用（）。A.水溶液B.乳化液C.切削油D.都一樣答案：A解析：水溶液的主要成分是水，水的比熱容大，傳熱系數(shù)高，因此水溶液的冷卻性能最好，主要起冷卻作用。乳化液是將油和水混合而成，既有一定的冷卻作用，又有一定的潤滑作用。切削油的潤滑性能較好，主要起潤滑作用。6.高速鋼刀具切削溫度超過550-600℃時，刀具材料（）。A.硬度急劇下降B.硬度有所提高C.硬度不變D.以上都不對答案：A解析：高速鋼的熱硬性較差，當(dāng)切削溫度超過550-600℃時，其硬度會急劇下降，刀具的切削性能顯著降低。7.硬質(zhì)合金刀具的耐熱性比高速鋼刀具（）。A.好B.差C.一樣D.無法比較答案：A解析：硬質(zhì)合金具有較高的硬度、耐磨性和耐熱性，其耐熱溫度可達800-1000℃，而高速鋼的耐熱溫度一般在550-600℃。因此，硬質(zhì)合金刀具的耐熱性比高速鋼刀具好。8.為了改善材料的切削加工性，可對材料進行（）。A.淬火處理B.正火處理C.退火處理D.以上都可以答案：C解析：退火處理可以降低材料的硬度，提高材料的塑性和韌性，改善材料的切削加工性。淬火處理會使材料的硬度提高，切削加工性變差；正火處理的效果介于退火和淬火之間，對切削加工性的改善不如退火明顯。9.切削脆性材料時，容易產(chǎn)生（）切屑。A.帶狀B.節(jié)狀C.崩碎D.都有可能答案：C解析：切削脆性材料時，由于材料的塑性較差，在切削力的作用下，切屑容易發(fā)生崩碎，形成崩碎切屑。帶狀切屑一般在切削塑性材料時產(chǎn)生；節(jié)狀切屑是介于帶狀切屑和崩碎切屑之間的一種切屑形態(tài)。10.切削塑性材料時，若切削速度和切削厚度較大，容易產(chǎn)生（）切屑。A.帶狀B.節(jié)狀C.崩碎D.都有可能答案：A解析：當(dāng)切削塑性材料時，若切削速度和切削厚度較大，切屑在刀具前面上的滑移變形較小，切屑與刀具前面之間的摩擦力較小，容易形成連續(xù)的帶狀切屑。二、判斷題1.刀具耐用度是指刀具從開始切削到完全報廢所經(jīng)過的總切削時間。（×）解析：刀具耐用度是指刀具從開始切削至達到磨鈍標(biāo)準所經(jīng)過的切削時間，而不是到完全報廢所經(jīng)過的總切削時間。2.切削速度越高，刀具耐用度越低。（√）解析：切削速度提高，刀具的磨損加劇，刀具耐用度顯著降低，二者成反比關(guān)系。3.粗加工時，應(yīng)選擇較小的背吃刀量和進給量，以保證加工質(zhì)量。（×）解析：粗加工的主要目的是盡快切除大部分加工余量，應(yīng)優(yōu)先選擇較大的背吃刀量和適當(dāng)?shù)倪M給量，以提高生產(chǎn)率。4.精加工時，為了保證加工精度和表面質(zhì)量，應(yīng)選擇較高的切削速度。（√）解析：在精加工時，較高的切削速度可以減小切削力的波動，降低表面粗糙度值，有利于保證加工精度和表面質(zhì)量。5.切削液的主要作用是冷卻和潤滑。（√）解析：切削液在金屬切削加工中具有冷卻、潤滑、清洗和防銹等作用，其中冷卻和潤滑是其主要作用。6.高速鋼刀具適合高速切削。（×）解析：高速鋼的熱硬性較差，不適合高速切削，一般用于中低速切削。7.硬質(zhì)合金刀具的硬度比高速鋼刀具高。（√）解析：硬質(zhì)合金是由高硬度的金屬碳化物和金屬粘結(jié)劑制成，其硬度比高速鋼高。8.材料的硬度越高，其切削加工性越好。（×）解析：材料的硬度越高，切削力越大，刀具磨損越快，切削加工性越差。一般來說，材料的硬度適中時，切削加工性較好。9.切削過程中，切削力的大小與切削用量、刀具幾何參數(shù)、工件材料等因素有關(guān)。（√）解析：切削力是切削過程中的一個重要物理量，它受到切削用量（切削速度、進給量、背吃刀量）、刀具幾何參數(shù)（前角、后角、主偏角等）和工件材料等多種因素的影響。10.切屑的形狀只與工件材料有關(guān)，與切削條件無關(guān)。（×）解析：切屑的形狀不僅與工件材料有關(guān)，還與切削條件（切削速度、進給量、背吃刀量等）、刀具幾何參數(shù)等因素有關(guān)。不同的切削條件和刀具幾何參數(shù)會導(dǎo)致切屑的變形程度不同，從而形成不同形狀的切屑。三、簡答題1.簡述金屬切削加工工藝改進的意義。答：金屬切削加工工藝改進具有多方面的重要意義。首先，能夠提高生產(chǎn)效率。通過優(yōu)化切削參數(shù)、改進刀具設(shè)計和選用合適的加工方法等，可以減少切削時間，提高機床的利用率，從而增加單位時間內(nèi)的零件加工數(shù)量。其次，提高加工質(zhì)量。合理的工藝改進可以降低零件的表面粗糙度，提高尺寸精度和形狀精度，減少加工誤差，保證零件的性能和可靠性。再者，降低生產(chǎn)成本。工藝改進可以減少刀具的磨損和破損，降低刀具成本；同時，減少加工過程中的廢品率，節(jié)約原材料和能源消耗，降低整體生產(chǎn)成本。另外，還能增強企業(yè)的競爭力。先進的切削加工工藝可以使企業(yè)生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品，滿足市場的需求，提高企業(yè)在市場中的競爭力。最后，推動技術(shù)進步。工藝改進過程中會涉及到新的刀具材料、加工技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，促進整個金屬切削加工行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。2.分析影響刀具耐用度的主要因素有哪些。答：影響刀具耐用度的主要因素包括以下幾個方面。切削用量方面，切削速度對刀具耐用度影響最大。切削速度提高，切削溫度升高，刀具磨損加劇，耐用度顯著降低。進給量和背吃刀量的增加也會使切削力和切削溫度升高，導(dǎo)致刀具耐用度下降，但影響程度相對較小。刀具幾何參數(shù)方面，前角增大，切削力減小，切削溫度降低，有利于提高刀具耐用度，但前角過大，刀具的強度和散熱條件變差，耐用度反而會降低。后角增大，刀具后面與加工表面的摩擦減小，有利于提高刀具耐用度。主偏角和副偏角的大小會影響切削寬度和切削厚度，從而影響刀具的磨損情況。工件材料方面，工件材料的硬度、強度、韌性和導(dǎo)熱性等性能對刀具耐用度有重要影響。硬度和強度高的材料，切削力大，刀具磨損快；韌性好的材料，切屑不易折斷，切削溫度高，也會降低刀具耐用度。刀具材料方面，刀具材料的硬度、耐磨性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性等性能直接影響刀具的耐用度。硬質(zhì)合金刀具的耐熱性和耐磨性比高速鋼刀具好，因此耐用度較高。切削液方面，合理使用切削液可以降低切削溫度，減少刀具與工件和切屑之間的摩擦，從而提高刀具耐用度。不同類型的切削液對刀具耐用度的影響也不同，冷卻性能好的水溶液主要起冷卻作用，潤滑性能好的切削油主要起潤滑作用，乳化液則兼具冷卻和潤滑作用。3.如何選擇合適的切削用量以提高加工效率和質(zhì)量。答：選擇合適的切削用量需要綜合考慮加工效率和質(zhì)量。粗加工時，為了提高生產(chǎn)率，應(yīng)優(yōu)先選擇較大的背吃刀量。背吃刀量應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和機床的功率等因素來確定，在機床和刀具允許的情況下，盡可能一次切除大部分加工余量。其次選擇較大的進給量，進給量的大小要考慮機床的進給系統(tǒng)、刀具的強度和工件的表面質(zhì)量要求等因素。切削速度則可以根據(jù)刀具材料和工件材料等因素適當(dāng)選擇，但不宜過高，以免刀具磨損過快。精加工時，為了保證加工精度和表面質(zhì)量，應(yīng)選擇較小的背吃刀量和進給量。背吃刀量一般取0.05-0.5mm，進給量一般取0.02-0.2mm/r。切削速度則應(yīng)根據(jù)刀具材料和工件材料的特性選擇較高的值，較高的切削速度可以減小切削力的波動，降低表面粗糙度值。在選擇切削用量時，還需要考慮刀具的耐用度。如果切削用量選擇過大，刀具磨損加劇，刀具耐用度降低，需要頻繁更換刀具，反而會影響加工效率和質(zhì)量。因此，要根據(jù)刀具的耐用度要求，合理調(diào)整切削用量。同時，要結(jié)合機床的性能和精度等因素進行綜合考慮。機床的功率、剛度和精度等會限制切削用量的選擇，只有在機床允許的范圍內(nèi)選擇合適的切削用量，才能保證加工的順利進行。4.簡述切削液的作用和選用原則。答：切削液在金屬切削加工中具有重要作用。冷卻作用，切削液可以吸收和帶走切削過程中產(chǎn)生的熱量，降低切削溫度，減少刀具的磨損和工件的熱變形。潤滑作用，切削液可以在刀具與工件和切屑之間形成一層潤滑膜，減小摩擦和磨損，降低切削力，提高加工表面質(zhì)量。清洗作用，切削液可以沖走切削過程中產(chǎn)生的切屑和磨粒，防止切屑和磨粒對刀具和工件表面造成劃傷和磨損。防銹作用，切削液可以在工件和機床表面形成一層保護膜，防止工件和機床生銹。切削液的選用原則如下：根據(jù)工件材料選擇，切削塑性材料時，需要較好的潤滑性能，可選用乳化液或切削油；切削脆性材料時，主要考慮冷卻性能，可選用水溶液。根據(jù)加工方法選擇，粗加工時，切削力大，切削溫度高，應(yīng)優(yōu)先選擇冷卻性能好的切削液，如水溶液或乳化液；精加工時，為了保證加工表面質(zhì)量，應(yīng)選擇潤滑性能好的切削液，如切削油或高濃度的乳化液。根據(jù)刀具材料選擇，高速鋼刀具耐熱性較差，需要使用切削液來降低切削溫度，可選用乳化液或水溶液；硬質(zhì)合金刀具耐熱性較好，但在高速切削時也需要使用切削液，一般選用水溶液或低濃度的乳化液。根據(jù)加工要求選擇，對于表面質(zhì)量要求高的加工，應(yīng)選用潤滑性能好的切削液；對于加工精度要求高的加工，需要控制切削溫度，可選用冷卻性能好的切削液。四、論述題1.詳細闡述金屬切削加工工藝改進的具體措施和方法。答：金屬切削加工工藝改進可以從多個方面采取具體措施和方法。刀具方面，刀具材料的選擇至關(guān)重要。不斷研發(fā)和應(yīng)用新型刀具材料，如陶瓷刀具、立方氮化硼刀具和聚晶金剛石刀具等。這些新型刀具材料具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性等優(yōu)點，能夠適應(yīng)高速切削和難加工材料的切削。刀具幾何參數(shù)的優(yōu)化也不容忽視。合理選擇前角、后角、主偏角、副偏角和刃傾角等幾何參數(shù)，可以減小切削力，降低切削溫度，提高刀具耐用度和加工質(zhì)量。例如，增大前角可以減小切削變形和切削力，但前角過大可能會降低刀具的強度；適當(dāng)減小主偏角可以增加切削寬度，減小切削厚度，提高刀具的耐用度。切削用量的優(yōu)化也是關(guān)鍵。在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，通過試驗和計算，選擇合適的切削速度、進給量和背吃刀量?？梢圆捎脙?yōu)化算法，如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等，對切削用量進行優(yōu)化，以提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。加工方法的改進方面，推廣先進的加工方法，如高速切削、精密加工、特種加工等。高速切削可以提高生產(chǎn)效率，降低切削力，改善加工表面質(zhì)量；精密加工能夠滿足高精度零件的加工要求；特種加工則可以解決一些難加工材料和復(fù)雜形狀零件的加工問題。工藝系統(tǒng)的優(yōu)化也很重要。提高機床的精度和剛度，選用合適的夾具和量具，保證工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時，對工藝系統(tǒng)進行動態(tài)監(jiān)測和誤差補償，及時發(fā)現(xiàn)和糾正加工過程中的誤差，提高加工精度。切削液的合理使用也是工藝改進的一部分。根據(jù)工件材料、刀具材料和加工方法等因素，選擇合適的切削液，并控制切削液的濃度、流量和壓力等參數(shù)。切削液不僅可以降低切削溫度，減少刀具磨損，還可以提高加工表面質(zhì)量。生產(chǎn)管理方面，加強生產(chǎn)管理，優(yōu)化生產(chǎn)流程，合理安排生產(chǎn)計劃，提高設(shè)備的利用率和生產(chǎn)效率。同時，加強對操作人員的培訓(xùn)，提高操作人員的技能水平和質(zhì)量意識，確保工藝改進措施的有效實施。通過以上多方面的措施和方法，可以全面提高金屬切削加工工藝水平，實現(xiàn)高效、高質(zhì)量、低成本的加工目標(biāo)。2.結(jié)合實際案例，說明金屬切削加工工藝改進對企業(yè)發(fā)展的重要性。答：以某機械制造企業(yè)為例，該企業(yè)主要生產(chǎn)汽車發(fā)動機的關(guān)鍵零部件。在原來的金屬切削加工工藝中，采用傳統(tǒng)的高速鋼刀具和較低的切削參數(shù)進行加工。生產(chǎn)效率低下，一臺機床每天只能加工10-15個零件，而且零件的表面粗糙度較大，尺寸精度也難以保證，廢品率達到5%左右。刀具的磨損速度較快，刀具成本較高。隨著市場競爭的加劇，企業(yè)面臨著提高生產(chǎn)效率、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量的壓力。為了改變這種狀況，企業(yè)進行了金屬切削加工工藝改進。首先，在刀具方面，選用了新型的硬質(zhì)合金刀