机械制造工程原理练习题.docx
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机械制造工程原理练习题
《机械制造工程基础》课程习题解答
一、填空：
1.表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法和展成法四种。
2.从形态上看，切屑可以分为带状切屑、节状切削、粒状切削、和崩碎切削四种类型。
3.刀具耐用度是指刀具从开始切削至达到磨损量达到磨钝标准为止所使用的切削时间，用T表示
4.切削时作用在刀具上的力，由两个方面组成：
1）三个变形区内产生的弹性变形抗力和塑性变形抗力；2）切屑、工件与刀具间的摩擦阻力。
5.刀具磨损可以分为四类:
硬质点划痕、冷焊粘结、扩散磨损和化学磨损。
6.刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止所经历的总切削时间，称为刀具寿命。
7.磨削过程中磨粒对工件的作用包括摩擦阶段、耕犁阶段和形成阶段三个阶段。
8．靠前刀面处的变形区域称为第二变形区，这个变形区主要集中在和前刀面接触的切屑底面一薄层金属内。
9.牛头刨床的主运动是工作台带动工件的直线往复移动，进给运动是的间歇移动。
11.零件的加工精度包含尺寸精度、形状精度和位置精度等三方面的内容。
12、切削过程中，切削层金属的变形大致可划分为三个区域。
13、切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化、基本上和前刀面平行，这一区域称为第二变形区。
14、在一般切削速度范围内，第一变形区的宽度仅为0.02mm—0.2mm，切削速度越高、其宽度越小，故可近似看成一个平面，称剪切面。
15、切削过程中，阻滞在前刀面上的积屑瘤有使刀具实际前角增大的作用（参见图2-19），使切削力减小，使加工表面粉糙度增大。
16、在无积屑瘤的切削速度范围内，切削层公称厚度hD越大，变形系数Ah越小。
17、加工塑性金属时，在切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大的工况条件下常形成节状切屑切屑；在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生节状切屑切屑，又称挤裂切屑；在切屑形成过程中，如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度，切屑单元从被切材料上脱落，形成粒状切屑；切削脆性金属时，由于材料塑性很小、抗拉强度较低，刀具切入后，切削层金属在刀具前刀面的作用下，未经明显的塑性变形就在拉应力作用下脆断，形成形状不规则的崩碎切屑。
18、研究表明，工件材料脆性越大、切屑厚度越大、切屑卷曲半径越小，切屑就越容易折断。
19、切削力来源于两个方面：
克服切削层材料和工件表面层材料对弹性交形、塑性变形的抗力；克服刀具与切屑、刀具与工件表面间摩擦阻力所需的力。
20、为了便于测量和应用可将切削合力F分解为Fc、Fp和Ff三个互相垂直的分力。
22、在切削层面积相同的条件下，采用大的进给量f比采用大的背吃刀量αp的切削力小。
23、前角增大，切削力下降。
切削塑性材料时，ro对切削力的影响较大；切削脆性材料时，由于切削变形很小，ro对切削力的影响不显著。
30、刀具磨损机制有：
硬质点划痕，冷焊粘结，扩散磨损，化学磨损。
31、刀具的破损形式分为脆性破损和塑性破损。
脆性破损有：
崩刃，碎断，剥落，裂纹破损等。
32．在砂轮的磨削过程中磨粒对工件的作用包括滑擦、耕犁和形成切屑三种阶段。
33．机床误差是由机床的制造误差、安装误差和使用中的磨损引起的，其中对加工精度影响最大的三种几何误差是主轴回转误差、导轨误差和传动误差。
34．典型的刀具磨损过程分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损阶段。
35．精加工基准的选择原则应遵循如下原则：
统一基准、基准重合、互为基准和自为基准等原则。
36．工件的装夹过程就是定位和夹紧的综合过程。
37．在切削加工中，用于描述切削机理的指标是切削层及切削层参数，切削层参数包括切削层公称厚度hD、切削层公称宽度bD和切削面积，其中切削面积=hD×bD。
38．由于工件材料以及切削条件的不同，切削的变形程度也不同，因而所产生的切屑也不同，切屑的可分为带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑四大类。
其中当切削塑性材料，切削速度极低，刀具前角较小时，往往产生节状切屑。
39．切削变形程度有三种不同的表示方法，即变形系数、相对滑移和剪切角。
45、切削用量是切削加工过程中切削速度、进给量和背吃刀量的总称。
46、最常用的刀具切削部分的材料是高速钢、硬质合金其中硬度高的硬质合金，允许切削速度高的是硬质合金，制造工艺性好的是高速钢；制造形状复杂和精密刀具时常用高速钢材料。
47、机床在切削过程中，使工件获得一定表面形状，所必需的刀具和工件间的相对运动称为表面成形运动。
48、工件在加工之前，使同一批工件在机床或夹具上占据某一正确位置的过程称为定位，然后将其固定使其在加工过程保持位置不变的操作称为夹紧。
49、工件定位时被限制的自由度少于六个，但能满足工件加工技术要求的定位形式称为不完全定位。
50、工件以一面两孔定位时，常采用一个大支承板，一个圆柱销和一个菱形销作为定位元件限制工件的自由度，该定位方式共限制了工件的6个自由度，其中菱形销限制了工件一个自由度。
52、确定夹紧力作用点的位置时，应使夹紧力作用点落在定位元件上或几个定位元件所形成的支承区域内，作用在刚性较好的部位上，并应尽量靠近加工部位。
53、一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程称为工序。
54、零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度称为加工精度，而它们之间的偏离程度称为加工误差。
55、零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。
56．刀具的几何角度中，决定刀具切削部分结构的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角、副后角六个。
57．刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。
其中正常磨损有前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损三种。
58．加工脆性材料时，刀具切削力集中在刀尖附近，宜取较小的前角和较小的后角。
59．刀具切削部分材料的性能，必须具有高的硬度和耐磨性、良好的强度和韧性、较高的耐热性、良好的导热性和耐热冲击能力、良好的工艺性及经济性。
62、切屑形成过程实质上是工件材料的剪切滑移与挤压摩擦 过程。
为了便于测量，切削过程中的变形程度近似可用变形系数指标来度量。
63、在金属切削过程中，在中速度加工 塑性 材料时易产生积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响，故在精加工时应尽量避免。
68、正交平面标注角度参考系中三个坐标平面是指基面、正交平面和主切削平面，它们之间关系为相互垂直。
69、一般在精加工时，对加工表面质量要求高时，刀尖圆弧半径宜取较大 。
70、磨平面和磨内孔时，应比磨外圆时选用粒度较大 ，硬度较小 ，组织较大的砂轮。
71、在加工细长轴类零件时，刀具的刃倾角λs常取为正值，这是因为λs使背吃刀力减小。
72、刀具的合理前角主要取决于刀具材料和工件材料的性能。
73、在背吃刀量和进给量一定时，减小主偏角将使切削厚度减小，切削宽度增大。
74、从刀具耐用度出发，主偏角选小些为宜；选取小主偏角还可以减小加工残留面积高度，减小表面粗糙度值。
75、限制粗加工切削用量提高的主要约束条件是刀具耐用度
77、砂轮的特性主要由磨料、粒度、结合剂、硬度和组织等五因素所决定。
82、精整、光整加工的主要任务是减小表面粗糙度
84、加工平面的方法很多，常用的有铣、刨、车、拉、磨削等方法。
其中铣平面是平面加工应用最广泛的方法。
85、铣平面有端铣和周铣两种方式。
端铣是指用分布在铣刀端面上的刀齿进行铣削的方法；周铣是指用分布在铣刀圆柱面上的刀齿进行铣削的方法。
86、按照铣平面时主运动方向与进给运动方向的相对关系，周铣有顺铣和逆铣之分。
87、零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度等三个方面的内容。
88、为便于分析，可将机床主轴回转误差分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动三种不同形式的误差。
89、装夹误差包括定位误差和夹紧误差两个部分。
90、工艺系统刚废主要取决于薄弱环节的刚度。
91、按照加工误差的性质，加工误差可分为系统性误差和随机性误差。
92、系统性误差可分为常值性系统误差和变值性系统误差两种。
94、保证装配稿度的四种装配方法包括：
互换装配法，分组装配法，修配装配法，调整装配法。
95、机械产品设计的工艺性评价包括毛坯制造工艺性评价、热处理工艺性评价、机械加工工
艺性评价和装配工艺性评价。
96、车刀在结构上可分为整体车刀、焊接车刀和机械夹因式车刀。
99、基准可分为设计基准和工艺基准两大类；工艺基准又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准等。
二、名词解释
9、进给量：
工件或刀具转—周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm／r（或mm／双行程）。
10、背吃刀量：
刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值称为背吃刀量。
11、积屑瘤：
在切削速度不高而又能形成带状切屑的情况下。
加工一般钢料或铝合金等塑性材料时，常在前刀面切削处粘着一块呈三角状的埂块，它的硬度很高、通常是工件材料硬度的2—3倍，这块粘附在前刀面的金属称为积屑瘤。
12、刀具的磨钝标准：
刀具磨损到一定限度就不能继续使用了，这个磨损限度称为刀具的磨钝标准。
13、后刀面磨损：
由于后刀面和加工表面问的强烈摩擦，后刀面靠近切削刃部位会逐渐地被磨成后角为零的小棱面，这种磨损形式称作后刀面磨损。
14、边界磨损：
切削钢料时，常在主切削刃靠近工件外皮处（图2—36中的N区）和副切削刃靠近刀尖处的后刀面上，磨出较深的沟纹，这种磨损称作边界磨损。
15、刀具寿命：
刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标难为止所经历的总切削时间，称为刀具寿命，用T表示。
16、刀具的破损：
在切削加工中，刀具有时没有经过正常磨损阶段，在很短时间内突然损坏，这称为刀具破损。
17、加工精度：
是指零件加工后的几何参数（尺寸、形状及相互位置）与理想几何参数的接近程度。
18、加工经济精度：
是指在正常生产条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。
19、定位误差：
因定位不正确而引起的误差称为定位误差。
主要指由于定位基淮与工序基准不重合以及定位面和定位元件制造不准确引起的误差。
20、夹紧误差：
工件或夹具刚度过低或夹紧力作用方向、作用点选择不当，都会使工件或夹具产生变形，形成加工的误差。
21、内应力：
亦称残余应力，是指在没有外力作用下或去除外力作用后残留在工件内部的应力。
22、装配：
按照规定的技术要求，将零件或部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的过程，称为装配。
机器的装配是机器制造过程中最后一个环节．它包括装配、调整、检验和试验等工作。
23、工艺过程：
在生产过程中凡属直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程、统称为工艺过程。
24、工序：
一个工人或一组工人，在一个工作地对同一工件或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。
25、安装：
在同一工序中，工件在工作位置可能只装夹一次．也可能要装夹几次。
安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。
26、工位：
工位是在工件的一次安装中，工件相对于机床（或刀具）每占据一个确切位置中所完成的那一部分工艺过程。
27、工步：
工步是在加工表面、切削刀具和切削用量（仅指机床主轴转速和进给量）都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。
28、走刀：
在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，可分几次切，每切削一次，就称为一次走刀。
29、基准：
用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面，称为基准。
30、工序基准：
在工序图上用来确定本工序加工表面尺寸、形状和位置所依据的基准，称为工序基难。
31、定位基准：
在加工中用作定位的基准，称为定位基准。
32、测量基准：
工件在加工中或加工后，测量尺寸和形位误差所依据的基准，称为测量基准。
33、装配基准：
装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所依据的基准，称为装配基准。
三、选择题
1．金属切削过程中存在有三个变形区，分别被称为第Ⅰ变形区、第Ⅱ变形区和第Ⅲ变形区，其中使已加工面表面处产生晶粒纤维化和冷作硬化区域的是：
（C）
A、第Ⅰ变形区B、第Ⅱ变形区C、第Ⅲ变形区
2．切削用量三要素中，对刀具使用寿命影响最大的是（B）
A、切削深度B、切削速度C、进给量
3．车削加工时，切削热大部分是由传散出去。
（A）A、切屑B、工件C、机床D、刀具
4．下列影响切削加工后表面粗糙度因素中，错误的说法是（B）
A、提高切削速度B、提高被加工材料的塑性
C、加大刀具的前角D、抑制积屑瘤的产生
5．轴类零件常用的顶尖孔定位所采用的工艺基准是属于（D）
A、设计基准B、装配基准C、粗基准D、附加基准
6．工件所有表面都需要加工时，应当选为粗基准。
（B）
A、任一表面B、余量小的表面C、平面D、余量大的表面
7．下列机床中，只有主运动，没有进给运动的机床是（A）
A、拉床B、插床C、滚齿机D、钻床
8．插齿加工直齿轮时，插齿机的主运动是（C）
A、工件的旋转运动B、插齿刀的旋转运动
C、插齿刀的上下往复运动D、插齿刀的径向切入运动
10．安装外车槽刀时，刀尖低于工件回转中心时，与其标注角度相比。
其工作角度将会：
（C）
A、前角不变，后角减小;B、.前角变大，后角变小；
C、.前角变小，后角变大；D、前、后角均不变。
13、车床加工螺纹实现螺距变化的是（B）
A．主轴箱B．进给箱C．溜板箱D．丝杠螺母
14、外圆磨床的主运动是（A）运动。
A．砂轮的旋转B工件的旋转C工作台移动D砂轮架移动
15、进给运动通常是机床中（C）。
A）切削运动中消耗功率最多的；
B）切削运动中速度最高的运动;
C）不断地把切削层投入切削的运动；
D）使工件或刀具进入正确加工位置的运动。
16、通过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面称为（C）。
A）切削平面，B）进给平面，C）基面，D）主剖面
17．不能提高零件被加工表面的定位基准的位置精度的定位方法是（D）。
A．基准重合B．基准统一C．自为基准加工D．基准不变。
19.原始误差是指产生加工误差的"源误差"，即（D）。
A机床误差B夹具误差C刀具误差D工艺系统误差
20.为减小传动元件对传动精度的影响，应采用（B）传动。
A升速B降速C等速D变速
23、一传动系统中，电动机经V带副带动Ⅰ轴，Ⅰ轴通过一对双联滑移齿轮副传至Ⅱ轴，Ⅱ轴与Ⅲ轴之间为三联滑移齿轮副传动，问Ⅲ轴可以获得几种不同的转速：
（C）
A）3种B）5种C）6种D）8种
24、外圆磨床的主运动是（A）运动。
A砂轮的旋转B工件的旋转C工作台移动D砂轮架移动
25、进给运动通常是机床中（C）。
A）切削运动中消耗功率最多的；
B）切削运动中速度最高的运动;
C）不断地把切削层投入切削的运动；
D）使工件或刀具进入正确加工位置的运动。
40、逆铣与顺铣相比，其优点是（B）。
A、散热条件好B、切削时工作台不会窜动
C、加工质量好D、生产率高
41、精基准所用的定位基准表面是（D）。
A、未加工表面B、精度最高的表面
C、粗糙度只最低的表面D、已经加工过的表面
42、为保证各加工表面有较高的相互位置精度，应遵循（B）。
A、基准重合原则B、基准统一原则
C、自为基准原则D、互为基准原则
43、下列说法不正确的是（C）。
A、以不加工表面为粗基准B、以重要表面作粗基准
C、以余量较大、大面积表面作粗基准D、粗基准不宜重复使用
45、工件定位时，有一个或几个自由度被定位元件重复限制时称为（D）。
A、完全定位B、不完全定位C、欠定位D、过定位
46、长V型块能限制的自由度为（D）。
A、一个移动及一个转动B、一个移动及两个转动
C、两个移动即一个转动D、两个移动及两个转动
47、在设计夹具选择定位形式时，在保证工件加工质量的前提下，应尽量选择（B）而使夹具结构简单便于制造。
A.完全定位B.不完全定位C.过定位D.欠定位
48、可调支承与辅助支承的作用是不同的，前者（B）
A、在工件定位过程中不限制工件自由度，而后者则限制。
B、在工件定位过程中限制工件自由度，而后者则不限制。
C、在工件定位过程中限制工件自由度，后者也限制。
49、确定夹紧力方向时，为了减小工件的夹紧变形，应使夹紧力方向尽量朝向（C）。
A大的定位基准面B.主要定位基准面
C.工件刚性较好的方向
51在生产过程中改变生产对象的形状，尺寸相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为（B）。
A.生产过程B.工艺过程C.机械加工工艺过程
52、切削用量、f、ap对切削温度的影响程度是（C）
A、ap最大、f次之、最小 B、f最大、次之、ap最小
C、最大、f次之、ap最小 D、最大、ap次之、f最小
54一般情况，刀具的后角主要根据（ C ）来选择。
A、切削宽度 B、切削厚度 C、工件材料 D、切削速度
55车削时为降低表面精糙度，可采用（D ）的方法进行改善。
A增大主偏角 B增大进给量
C增大副偏角D增大刀尖圆弧半径
59、刃倾角的功用之一是控制切屑流向，若刃倾角为负，则切屑流向为（A）。
A.流向已加工表面B．流向待加工表面
C沿切削刃的法线方向流出
60、切削用量对切削温度的影响程度由大到小排列是（B）。
A．vc→ap→fB．vc→f→ap，C．f→ap→vcD．ap→f→vc
61、编制零件机械加工工艺规程，编制生产计划和进行成本核算最基本的单元是（D）。
A.工步B．工序C.工位D.安装
62、零件在加工过程中使用的基准叫做（C）。
A.设计基准B．装配基准C．定位基准D．测量基准
64、车床主轴的纯轴向窜动对（C）的形状精度有影响。
A.车削内外圆B．车削端平面C．车内外螺D．切槽
65、造成车床主轴抬高或倾斜的主要原因是（A）。
A.切削力B．夹紧力
C．主轴箱和床身温度上升D．刀具温度高
四、判断题
1．一般情况下，生产类型决定于生产纲领。
（√）
2．工件在机床或夹具中的定位可以分为完全定位和不完全定位两类，不完全定位又称为欠定位。
（×）
4．粗基准即粗加工时的基准，利用粗基准加工零件时的尺寸精度不如用精基准的高。
（×）
6．主切削力Fc垂直于基面，与切削速度方向一致，作用于工件切线方向，是设计夹具的主要依据。
（×）
7.切削用量中，切削速度对刀具寿命影响最大，进给量次之，背吃刀量影响最小。
（√）
9．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。
（√ ）
10．一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时，所发生的磨损往往在刀具的主后刀面上。
（ √）
11.当工艺系统刚度足够时，应选用较小主偏角，以提高刀具耐用度和加工表面质量。
（√）
12．尺寸误差和形位误差都存在复映现象。
（√）
13.径向进给量增大，单颗磨粒的切削厚度增大，产生的热量增多，使磨削温度升高。
（√）
14.精加工时，f的提高则主要受表面粗糙度的制约。
（√）
15.刀具后角的主要功用就是减小后（刀）面与加工表面间的摩擦，影响加工表面质量和刀具耐用度。
（√）
16.精加工时，为减小切削变形，提高加工质量，宜取较大的前角。
（√）
17.在自动机床上加工时，考虑到刀具的尺寸、耐用度及工作的稳定性，宜取较小的前角（√）
18.当工艺系统刚度足够时，应选用较小主偏角，以提高刀具耐用度和加工表面质量。
（√）
19.精加工时，f的提高则主要受表面粗糙度的制约。
（√）
20.径向进给量增大，单颗磨粒的切削厚度增大，产生的热量增多，使磨削温度升高。
（√）
21.磨削韧性大、强度高、导热性差的材料，磨削温度较高。
（√）
23.工件在机床或夹具中的定位可以分为完全定位和不完全定位两类，不完全定位又称为欠定位。
（×）
24.增加刀尖圆弧半径，可减小表面粗糙度的值。
（√）
25.提高工艺系统的刚度可减少工艺系统的振动。
（√）
26.在切削塑性材料时，切削区温度最高点是在刀刃处。
（×）
28.在切削加工中，进给运动只能有一个。
（×）
29.安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。
（ √）
31.切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称为崩碎切屑。
（√ ）
32.切削用量中，切削速度对刀具寿命影响最大，进给量次之，背吃刀量影响最小。
（√）
33．生产类型的划分只取决于产品的生产纲领。
（×）
34.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。
（×）
35.车床的床身导轨在水平面内的弯曲和在垂直平面内的弯曲对加工的误差影响大不相同，其中前者的影响要比后者小得多。
（×）
36.机械加工后的工件表面粗糙度只与几何因素和物理因素有关。
（×）
37.零件的粗基准在生产工艺过程中一般只能使用一次。
（√）
38.在切削加工中，进给运动只能有一个。
（×）
39.加工硬化能提高已加工表面的硬度、强度和耐磨性，在某些零件中可改善使用性能。
（√ ）
40.安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。
（ √）
41.切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称为崩碎切屑。
（√ ）
五、简答题
机械加工系统由机床、夹具、刀具和工件组成。
试列出影响加工精度的主要因素？
答：
1）工艺系统的几何误差．包括机床、夹具和刀具等的制造误差及其磨损；
2）工件装夹误差；
3）工艺系统受力变形引起的加工误差；
4）工艺系统受热变形引起的加工误差；
5）工件内应力重新分布引起的变形；
6）其他误差，包括原理误差、测量误差、调成误差等。
1.何谓顺铣法和逆铣法，各有何优缺点？
逆铣:
铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反,可以避免顺铣时发生的窜动现象。
逆铣时切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加
工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。
逆铣时铣削力将工件上抬，易引
起振动，这是不利之处。
顺铣:
铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同.铣削力的水平分力与工件的进给方
向相同，工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，引起打刀。
在铣削铸件或锻件
等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。
2.外圆车削加工时，工件上出现了哪些表面？
试绘图说明，并对这些表面下定义。
待加工表面：
即将被切去金属层的表面；
加工表面：
切削刃正在切削着的表面；
已加工表面：
已经切去一部分金属形成的新表面。
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