铣工高级工考试题库与答案

铣工高级工考试题库与答案一、选择题1.用于制造高速切削刀具的材料，必须具有较高的（）。A.硬度B.耐磨性C.耐热性D.以上都是答案：D。高速切削时，刀具要承受高温、高压和剧烈的摩擦。硬度高才能切入工件材料；耐磨性好可减少刀具的磨损，延长使用寿命；耐热性高则能保证刀具在高温下仍保持良好的切削性能，所以以上特性对于高速切削刀具材料都是必须的。2.用高速钢铣刀铣削钢材时，一般（）。A.不用切削液B.用乳化液C.用切削油D.用硫化油答案：B。高速钢铣刀铣削钢材时，乳化液具有良好的冷却和润滑性能。它能带走切削过程中产生的热量，降低刀具和工件的温度，减少刀具磨损，同时也能起到一定的润滑作用，改善加工表面质量。而不用切削液会使刀具温度过高，加快磨损；切削油和硫化油主要侧重于润滑，冷却效果相对乳化液较差。3.铣削平面时，造成平面度误差的主要原因是（）。A.铣刀磨损B.工件装夹不当C.铣床主轴轴线与进给方向不垂直D.以上都是答案：D。铣刀磨损会导致切削刃不平，影响加工平面的平整度；工件装夹不当，如装夹力不均匀或装夹位置不准确，会使工件在加工过程中产生变形，从而造成平面度误差；铣床主轴轴线与进给方向不垂直，会使铣削出的平面呈倾斜状，也会影响平面度。4.用立铣刀铣削矩形工件垂直面时，若基准面选择不当，会使（）。A.垂直度超差B.平面度超差C.尺寸精度超差D.表面粗糙度超差答案：A。基准面是加工其他面的参考依据，若基准面选择不当，在铣削垂直面时，就难以保证加工面与基准面的垂直度，从而导致垂直度超差。平面度主要与铣削过程中的刀具、机床等因素有关；尺寸精度取决于刀具的进给量和对刀精度等；表面粗糙度主要受刀具的刃磨质量、切削参数等影响。5.铣削加工中，切削层参数不包括（）。A.切削层公称厚度B.切削层公称宽度C.切削层公称横截面积D.切削速度答案：D。切削层参数是描述切削层几何形状和尺寸的参数，包括切削层公称厚度、切削层公称宽度和切削层公称横截面积。而切削速度是切削运动的参数，它指的是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动的线速度，不属于切削层参数。6.数控铣床上，G90G00X20.0Y10.0表示（）。A.刀具快速移动到绝对坐标X20.0，Y10.0处B.刀具快速移动到相对坐标X20.0，Y10.0处C.刀具直线插补到绝对坐标X20.0，Y10.0处D.刀具直线插补到相对坐标X20.0，Y10.0处答案：A。G90表示采用绝对坐标编程，G00是快速定位指令。所以G90G00X20.0Y10.0表示刀具以快速移动的方式运动到绝对坐标X20.0，Y10.0的位置。7.铣削加工中，粗铣时选择切削用量的顺序是（）。A.先选背吃刀量，再选进给量，最后选切削速度B.先选进给量，再选背吃刀量，最后选切削速度C.先选切削速度，再选背吃刀量，最后选进给量D.先选切削速度，再选进给量，最后选背吃刀量答案：A。粗铣的主要目的是尽快去除大量的余量，背吃刀量对切削力和切削功率的影响最大，所以先选择较大的背吃刀量可以在一次走刀中切除较多的材料。然后根据机床的进给系统和刀具的强度等因素选择合适的进给量。最后，根据刀具材料、工件材料等确定切削速度，以保证刀具的耐用度和加工效率。8.铣削键槽时，为了保证键槽的对称度，应采用（）。A.试切法B.对刀法C.用键槽铣刀直接铣削D.以上都可以答案：B。对刀法可以较为准确地确定刀具与工件的相对位置，从而保证键槽的对称度。试切法虽然也能保证一定的精度，但效率较低，且对操作者的经验要求较高；用键槽铣刀直接铣削，如果不进行准确的对刀，很难保证键槽的对称度。9.加工中心上，刀具半径补偿指令G41表示（）。A.左补偿B.右补偿C.取消补偿D.以上都不对答案：A。在加工中心编程中，G41是刀具半径左补偿指令，即刀具沿进给方向左侧进行半径补偿；G42是刀具半径右补偿指令；G40是取消刀具半径补偿指令。10.铣削加工中，切削热主要来源于（）。A.切削层金属的弹性变形B.切削层金属的塑性变形C.切屑与前刀面的摩擦D.以上都是答案：D。切削过程中，切削层金属在刀具的作用下发生弹性变形和塑性变形，这两个过程都会消耗能量并转化为热量。同时，切屑在流出过程中与刀具的前刀面发生剧烈摩擦，也会产生大量的热。所以切削热主要来源于切削层金属的弹性变形、塑性变形以及切屑与前刀面的摩擦。二、判断题1.铣刀的前角越大，切削越轻快，所以前角越大越好。（×）虽然前角越大，切削刃越锋利，切削时的变形和摩擦越小，切削越轻快。但前角过大，会使切削刃的强度降低，刀具容易磨损甚至崩刃，同时也会使刀具的散热条件变差，影响刀具的使用寿命。因此，前角并不是越大越好，需要根据工件材料、刀具材料和加工要求等因素合理选择。2.铣削加工时，切削速度越高，加工效率越高，所以应尽量提高切削速度。（×）提高切削速度在一定程度上可以提高加工效率，但切削速度过高会使刀具磨损加剧，刀具寿命缩短，同时还可能导致加工表面质量下降，产生振动等问题。因此，需要综合考虑刀具材料、工件材料、机床性能等因素，选择合适的切削速度，而不是一味地提高切削速度。3.用立铣刀铣削平面时，立铣刀的圆柱刀刃参加切削。（×）用立铣刀铣削平面时，主要是立铣刀的端刃参加切削，圆柱刀刃一般不参与平面的铣削。圆柱刀刃主要用于铣削侧面等其他部位。4.数控铣床编程时，G代码和M代码都有模态和非模态之分。（√）G代码和M代码是数控编程中的重要指令。模态指令一旦被执行，就会一直有效，直到被同组的其他模态指令取代；非模态指令只在当前程序段有效。例如，G00、G01是模态指令，M03是模态指令，M05也是模态指令，而M00是非模态指令。5.铣削加工中，切削液的主要作用是冷却和润滑。（√）切削液在铣削加工中具有冷却和润滑两大主要作用。冷却作用可以降低切削温度，减少刀具磨损，提高刀具寿命；润滑作用可以减小切屑与刀具、工件与刀具之间的摩擦，改善加工表面质量，降低切削力。此外，切削液还具有清洗、防锈等辅助作用。6.用分度头铣削齿轮时，分度头的手柄转数与齿轮的齿数有关。（√）根据分度头的分度原理，分度头手柄的转数与齿轮的齿数之间存在一定的关系。通过计算分度头手柄的转数，可以实现对不同齿数齿轮的分度铣削。例如，对于简单分度法，手柄转数n=40/z（z为齿轮齿数）。7.铣削加工中，顺铣和逆铣的区别在于切削力的方向不同。（√）顺铣时，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同，逆铣时，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。这种不同的切削方式导致切削力的方向也不同。顺铣时，水平分力与进给方向相同；逆铣时，水平分力与进给方向相反。切削力方向的不同会对加工过程产生不同的影响，如顺铣时工件表面质量较好，但容易引起工作台窜动；逆铣时切削平稳，但刀具磨损相对较快。8.加工中心上，刀具长度补偿指令G43是正补偿，G44是负补偿。（√）在加工中心编程中，G43是刀具长度正补偿指令，用于将刀具实际长度大于编程长度的差值补偿到程序中；G44是刀具长度负补偿指令，用于将刀具实际长度小于编程长度的差值补偿到程序中。通过刀具长度补偿，可以方便地使用不同长度的刀具进行加工，而无需修改程序中的坐标值。9.铣削加工中，表面粗糙度主要取决于切削速度和进给量。（×）表面粗糙度受多种因素的影响，切削速度和进给量只是其中的两个重要因素。此外，刀具的几何形状（如刃口圆弧半径、前角、后角等）、刀具的磨损情况、工件材料的性质、切削液的使用等都会对表面粗糙度产生影响。例如，刀具的刃口圆弧半径越小，加工表面的粗糙度越低；切削液的润滑性能越好，也能降低表面粗糙度。10.用键槽铣刀铣削键槽时，可以一次铣出键槽的深度。（√）键槽铣刀的特点是端部切削刃通过中心，能够轴向进给，因此可以一次铣出键槽的深度。而普通立铣刀端部切削刃不过中心，一般不能轴向进给，不能一次铣出键槽深度。三、简答题1.简述铣削加工的特点。铣削加工是一种常见的金属切削加工方法，具有以下特点：-加工范围广：可以加工平面、台阶面、沟槽、成形面、螺旋槽等各种表面，还可以进行切断、分度等加工。例如，在机械制造中，铣削可以用于加工齿轮、模具、箱体等零件的各种表面。-生产率较高：铣刀是多刃刀具，同时参与切削的刀刃数量较多，而且铣削时可以采用较高的切削速度和进给量，因此在单位时间内可以切除较多的金属材料，提高了加工效率。例如，在铣削平面时，采用端铣刀可以快速地去除大量的余量。-加工精度较高：现代铣床的精度不断提高，通过合理选择刀具、切削用量和加工工艺，可以获得较高的加工精度。一般情况下，铣削加工的尺寸精度可以达到IT8-IT7级，表面粗糙度Ra值可以达到6.3-1.6μm。-切削过程不平稳：由于铣刀的每个刀齿依次切入和切出工件，切削力是周期性变化的，因此铣削过程中容易产生振动，影响加工表面质量和刀具寿命。例如，在铣削过程中可能会出现颤振现象，导致加工表面出现振纹。-刀齿散热条件较好：铣刀的刀齿在切入和切出工件的过程中，有一段时间是离开工件的，这使得刀齿有较好的散热条件，有利于提高刀具的耐用度。2.如何选择铣刀的几何角度？铣刀几何角度的选择需要综合考虑工件材料、刀具材料、加工性质等因素，以下是一些常见几何角度的选择原则：-前角（γ₀）：-工件材料的强度和硬度较低时，为了使切削轻快，应选择较大的前角；反之，当工件材料的强度和硬度较高时，为了保证切削刃的强度，应选择较小的前角。例如，铣削铝合金时，前角可以选择20°-30°；铣削合金钢时，前角一般选择5°-15°。-刀具材料的韧性较好时，如高速钢刀具，可以选择较大的前角；而硬质合金刀具由于韧性相对较差，前角一般比高速钢刀具小。-粗铣时，为了保证切削刃的强度，应选择较小的前角；精铣时，为了提高加工表面质量，可选择较大的前角。-后角（α₀）：-粗铣时，切削力较大，为了增强切削刃的强度，后角应选得小一些；精铣时，为了减少刀具后刀面与加工表面的摩擦，提高加工表面质量，后角应选得大一些。一般粗铣时后角为6°-8°，精铣时后角为8°-12°。-工件材料的硬度较高时，后角应选得小一些，以增强切削刃的强度；工件材料的硬度较低时，后角可以选得大一些。-主偏角（κᵣ）：-主偏角的大小会影响切削宽度和切削厚度。减小主偏角可以使切削宽度增大，切削厚度减小，从而提高刀具的耐用度和加工表面质量，但会增加径向切削力。一般在加工刚性较好的工件时，可以选择较小的主偏角；在加工刚性较差的工件时，为了减少径向切削力，避免工件变形，应选择较大的主偏角。例如，车削细长轴时，主偏角常选择90°。-当需要进行台阶面铣削时，主偏角应根据台阶面的角度来选择。-副偏角（κᵣ'）：副偏角的主要作用是减少副切削刃与已加工表面的摩擦。一般副偏角在5°-15°之间选择。精加工时，副偏角应选得小一些，以减小加工表面的粗糙度；粗加工时，副偏角可以适当大一些。-刃倾角（λₛ）：-粗铣时，为了增强刀齿的强度，避免刀齿崩刃，常采用负刃倾角；精铣时，为了使切屑流向待加工表面，避免划伤已加工表面，常采用正刃倾角。-当铣削冲击力较大时，如铣削断续表面，也应采用负刃倾角，以提高刀具的抗冲击能力。3.简述数控铣削编程的基本步骤。数控铣削编程的基本步骤如下：-分析零件图样：仔细分析零件的形状、尺寸、精度要求、表面粗糙度等技术要求，确定加工内容和加工工艺。例如，判断零件上哪些表面需要铣削加工，加工的先后顺序等。-确定工艺方案：根据零件的特点和加工要求，选择合适的机床、刀具、夹具和切削用量。确定加工路线，包括刀具的起始点、进给路线、退刀路线等。例如，对于平面铣削，可以选择端铣刀，采用顺铣或逆铣的方式进行加工；对于轮廓铣削，要规划好刀具的走刀路径，避免出现过切或欠切现象。-数值计算：根据零件的几何形状和加工路线，计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于简单的零件，可以通过手工计算；对于复杂的零件，需要借助计算机辅助编程软件进行计算。例如，在铣削圆弧轮廓时，需要计算圆弧的圆心坐标、起点坐标、终点坐标等。-编写程序单：根据计算得到的坐标值和确定的工艺参数，按照数控系统规定的编程格式编写加工程序。程序中应包含程序号、程序段号、准备功能G代码、辅助功能M代码、坐标值、进给速度、主轴转速等信息。例如：```O0001;//程序号N10G90G54G00X0Y0S800M03;//绝对坐标编程，选择工件坐标系G54，快速定位到X0Y0点，主轴正转，转速800r/minN20G01Z-5F200;//直线插补到Z-5位置，进给速度200mm/minN30X50;//直线插补到X50位置N40G00Z100;//快速抬刀到Z100位置N50M05;//主轴停止N60M30;//程序结束并返回程序开头```-程序校验和试切：将编写好的程序输入到数控铣床的数控系统中，通过图形模拟或空运行等方式进行程序校验，检查程序的正确性和刀具运动轨迹是否符合要求。如果发现问题，及时修改程序。然后进行试切加工，通过试切可以进一步检验程序的正确性和加工精度，根据试切结果调整切削参数和程序，直到达到零件的加工要求。4.铣削加工中，如何保证工件的平面度和垂直度？在铣削加工中，保证工件的平面度和垂直度可以从以下几个方面入手：-机床精度：-定期对铣床进行维护和保养，检查和调整机床的各项精度，如主轴的径向跳动、轴向窜动，工作台的平面度、直线度等。确保机床的精度符合加工要求，这是保证工件平面度和垂直度的基础。-选择精度较高的铣床进行加工，对于精度要求较高的工件，应选择具有高精度导轨和传动系统的铣床。-刀具选择和刃磨：-根据工件材料和加工要求选择合适的铣刀。例如，铣削平面时，可选择端铣刀；铣削垂直面时，可选择立铣刀。刀具的直径、齿数等参数也要合理选择。-保证刀具的刃磨质量，刀具的切削刃应锋利、平整，刃口的直线度和垂直度要好。磨损的刀具应及时刃磨或更换，以保证切削的稳定性和加工精度。-工件装夹：-选择合适的夹具装夹工件，确保工件在加工过程中牢固可靠，不会发生位移或振动。例如，对于小型工件，可以采用平口钳装夹；对于大型工件，可以采用压板和螺栓等方式装夹。-在装夹工件时，要注意工件的定位和找正。对于平面度要求较高的工件，要保证工件的基准面与工作台面紧密贴合；对于垂直度要求较高的工件，要使用直角尺等工具进行找正，确保工件的垂直面与工作台的进给方向垂直。-加工工艺：-合理安排加工顺序，先粗铣后精铣。粗铣时，去除大部分余量，为精铣留下合适的加工余量；精铣时，保证工件的平面度和垂直度。-选择合适的切削用量，包括切削速度、进给量和背吃刀量。切削用量过大容易引起振动，影响加工精度；切削用量过小则会降低加工效率。一般来说，精铣时应选择较小的进给量和背吃刀量，以提高加工表面质量和精度。-在铣削垂直面时，可以采用多次走刀的方式，每次走刀的切削深度不宜过大，以减小切削力对工件垂直度的影响。同时，可以采用对称铣削的方法，使切削力相互抵消，提高加工精度。-测量和调整：-在加工过程中，要及时进行测量，使用量具如千分尺、百分表、直角尺等检查工件的平面度和垂直度。根据测量结果，及时调整加工参数或进行修正加工。-对于平面度误差，可以通过调整铣刀的高度或工作台的水平度来进行修正；对于垂直度误差，可以通过调整工件的装夹位置或刀具的进给方向来进行修正。四、计算题1.用分度头铣削齿数z=36的齿轮，求每铣一齿时分度头手柄的转数n。解：根据简单分度法公式\(n=\frac{40}{z}\)（其中\(n\)为分度头手柄转数，\(z\)为齿轮齿数）。将\(z=36\)代入公式可得：\(n=\frac{40}{36}=\frac{10}{9}=1\frac{1}{9}\)（转）即每铣一齿时分度头手柄应转\(1\)整转，再转过\(\frac{1}{9}\)转。通常分度头的分度盘上有不同的孔数，我们可以选择合适的孔圈来实现\(\frac{1}{9}\)转。例如，选择孔数为54的孔圈，因为\(\frac{1}{9}=\frac{6}{54}\)，所以手柄在转\(1\)整转后，再在54孔的孔圈上转过6个孔距。2.在X6132型铣床上铣削一批轴类零件上的键槽，键槽宽度\(b=12_{0}^{+0.043}mm\)，采用键槽铣刀进行铣削。已知铣刀直径\(d=12mm\)，加工后测量键槽的实际宽度为\(b_1=12.02mm\)，试分析产生尺寸误差的原因，并计算需要调整的铣刀偏移量\(\Deltax\)。解：-产生尺寸误差的原因：-刀具磨损：在铣削过程中，键槽铣刀的切削刃会逐渐磨损，导致铣刀直径变小，从而使加工出的键槽宽度小于要求尺寸。但本题中键槽实际宽度大于铣刀直径，所以刀具磨损不是主要原因。-机床精度问题：铣床的主轴径向跳动、进给系统的误差等可能会导致铣刀在加工过程中产生偏移，从而使键槽宽度出现偏差。-装夹误差：工件装夹不牢固或装夹位置不准确，可能会使工件在加工过程中发生位移，导致键槽宽度不一致。-计算铣刀偏移量\(\Deltax\)：设铣刀的理论中心位置为\(O\)，实际加工时铣刀中心偏移到\(O_1\)，键槽的理论宽度为\(b\)，实际宽度为\(b_1\)。根据几何关系可知，\(b_1-b=2\Deltax\)则\(\Deltax=\frac{b_1-b}{2}\)已知\(b=1