高级车工考试试题及答案

高级车工考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在数控车床上加工高精度内螺纹时，为保证牙型角正确，首要控制的工艺参数是A.主轴转速B.进给量C.刀具安装角D.切削液浓度答案：C2.车削淬硬钢（58HRC）时，最适合的刀片材质是A.YG8B.YT15C.TiAlN涂层PCBND.高速钢答案：C3.采用G76指令车削外螺纹，若牙深2.4mm，精加工余量0.1mm，则第一次切深一般取A.0.2mmB.0.4mmC.0.8mmD.1.2mm答案：C4.车削薄壁铝件时，为降低变形，最优先采取的措施是A.提高切削速度B.减小刀尖圆弧半径C.采用液压膨胀心轴D.增大进给量答案：C5.当车床主轴径向跳动超差0.015mm时，对加工的影响主要表现为A.螺纹螺距误差B.圆度超差C.表面粗糙度增大D.刀尖磨损加快答案：B6.车削镍基高温合金时，刀具磨损的主要形态是A.前刀面月牙洼B.边界磨损C.刀尖塑性变形D.后刀面快速沟槽答案：D7.在双主轴车铣中心上，副主轴同步对接时，Z向定位误差将导致A.同轴度超差B.平面度超差C.螺纹牙型角误差D.表面粗糙度下降答案：A8.车削细长轴时，跟刀架支承爪材料应选A.45钢淬火B.青铜C.硬质合金D.铸铁答案：B9.采用高压冷却（70bar）车削钛合金时，最佳射流方向为A.垂直于刀尖B.与切削刃成30°C.对准刀—屑接触区D.从刀背侧冲洗答案：C10.车削淬硬模具钢时，表面出现“亮带”缺陷，其原因是A.积屑瘤B.刀尖圆弧过大C.切削速度过高D.刀具后角过小答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分；多选少选均不得分）11.下列措施中，能有效抑制车削振动的是A.降低切削速度B.增大主偏角C.采用阻尼刀杆D.减小刀尖圆弧半径E.提高系统刚性答案：A、C、E12.车削不锈钢时，刀片涂层应具备的性能包括A.高硬度B.高热稳定性C.低摩擦系数D.高韧性E.高导热率答案：A、B、C、D13.车削加工中心进行C轴铣削时，必须校验的参数有A.主轴伺服增益B.刀塔定位精度C.C轴夹紧扭矩D.主轴热漂移E.冷却液pH值答案：A、B、C、D14.车削高温合金时，导致刀具崩刃的直接原因有A.进给量突变B.刀尖温度过高C.刀杆刚性不足D.切削液中断E.工件表面氧化皮答案：A、C、D、E15.车削精密薄壁轴承套圈时，为控制圆度误差，可采取A.软爪夹持B.轴向压紧C.真空吸附D.超声振动切削E.低温冷却答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）16.车削钛合金时，提高切削速度可降低切削温度。答案：×17.采用陶瓷刀片车削铸铁时，负倒棱可提高抗冲击性能。答案：√18.车床主轴轴承预紧力越大，加工表面粗糙度越小。答案：×19.车削淬硬钢时，刀具后角一般取6°～8°。答案：√20.车削螺纹时，主轴编码器零位漂移会导致螺距累积误差。答案：√21.车削深孔时，BTA刀具比枪钻更适合长径比大于100的工件。答案：√22.车削铝合金镜面时，金刚石刀具刃口钝圆半径应小于0.2µm。答案：√23.车削加工中心采用热对称结构可减小主轴热伸长。答案：√24.车削奥氏体不锈钢时，断屑槽宽度越宽越易断屑。答案：×25.车削淬硬模具钢时，使用微量润滑（MQL）可完全替代切削液。答案：×四、填空题（每空2分，共20分）26.车削细长轴时，主偏角一般取________°，以减小径向力。答案：9027.车削螺纹时，若主轴转速为800r/min，螺距1.5mm，则进给速度为________mm/min。答案：120028.车削高温合金时，刀具前角常取________°～________°，以保证刃口强度。答案：0；529.车削淬硬钢时，表面粗糙度Ra达到0.2µm，刀具刀尖圆弧半径应选________mm。答案：0.430.车削钛合金时，切削温度超过________℃时，TiAlN涂层开始氧化失效。答案：80031.车削不锈钢时，断屑槽斜角一般取________°，以利卷屑。答案：5～832.车削精密薄壁件时，夹紧力产生的弹性变形应小于工件公差的________。答案：1/333.车削模具钢时，采用超声波振动切削，表面残余压应力可提高________%以上。答案：3034.车削双头蜗杆时，轴向分线误差每0.01mm，导致齿距累积误差________mm。答案：0.0235.车削淬硬轴承环时，采用CBN刀片，切削速度范围________m/min。答案：120～200五、简答题（每题8分，共40分）36.简述车削细长轴时产生“竹节形”误差的原因及解决措施。答案：原因：跟刀架支承爪过紧或过松，导致工件在支承点处产生弹性让刀，形成周期性直径变化。措施：①调整支承爪压力，以工件能顺畅转动且无间隙为准；②采用液压阻尼跟刀架，实现恒压浮动支承；③减小切削深度，降低径向力；④使用锋利刀具，减小切削力；⑤在工件末端加装中心架，提高系统刚性。37.说明车削镍基高温合金时，刀具边界磨损的形成机理及抑制方法。答案：机理：高温下工件材料中的Ni、Cr原子与刀具Co元素发生扩散，形成扩散沟槽；同时，切削温度高，刀—屑接触区氧化膜破裂，造成局部黏结撕裂。抑制方法：①选用低Co含量的细晶硬质合金或整体PCBN；②采用TiAlN/TiSiN纳米多层涂层，提高抗氧化性；③降低切削速度至30～50m/min，减少扩散驱动力；④增大刀具后角至8°～10°，减小摩擦；⑤使用高压冷却，降低刀尖温度。38.车削淬硬钢时，如何根据表面粗糙度要求选择刀尖圆弧半径与进给量？答案：经验公式Ra≈f²/(32rε)，其中Ra为轮廓算术平均偏差，f为进给量，rε为刀尖圆弧半径。若要求Ra0.4µm，rε取0.4mm，则f≤0.07mm/r；若Ra0.2µm，rε取0.2mm，则f≤0.05mm/r。同时需校验刀具强度，淬硬钢切削力大，rε不宜小于0.2mm；精加工时，提高切削速度至120～180m/min，降低积屑瘤风险，保证镜面效果。39.阐述车铣中心C轴铣削极坐标插补时，产生齿距累积误差的主要因素及补偿策略。答案：因素：①C轴编码器分辨率不足，导致角度量化误差；②主轴热伸长引起轴向漂移；③刀具半径补偿计算误差；④伺服跟随滞后。补偿策略：①采用26位高分辨率圆光栅，提高角度反馈精度；②通过主轴温度传感器实时建模，热伸长补偿至0.1µm；③使用刀具预调仪精确测定刀具半径，并动态更新刀补；④调整伺服前馈增益，使跟随误差小于0.002°；⑤加工前运行空切采样，利用激光干涉仪测得累积误差曲线，在数控系统中进行反向间隙与螺距双向补偿。40.说明车削钛合金时，采用微量润滑（MQL）与高压冷却（HPC）的优劣对比。答案：MQL优点：耗油量低（5～30mL/h），环保，无废液处理成本；缺点：冷却能力有限，钛合金导热系数低，刀尖温度仍可达700℃，刀具寿命仅提高10%～20%，且油雾需防爆装置。HPC优点：70MPa射流穿透蒸汽屏障，直接冷却刀—屑区，刀具寿命提高50%～200%，断屑效果好；缺点：设备成本高，需高压泵及过滤系统，能耗大，废液需集中处理。综合：粗加工采用HPC，精加工可用MQL+低温冷风复合，兼顾经济性与寿命。六、计算题（共25分）41.车削一对外螺纹M30×1.56h，工件材料为42CrMo调质（280HB），选用硬质合金涂层刀片，刀尖圆弧半径0.2mm，要求Ra≤0.8µm。已知：（1）螺纹牙高h=0.866mm；（2）精加工余量0.08mm；（3）G76循环最小切深0.02mm；（4）切削速度推荐区间80～120m/min。求：①精加工进给量f；②主轴转速n；③精加工次数；④若机床伺服滞后0.003mm，是否影响螺纹中径公差（6h公差带上限0.032mm）？（15分）答案：①由Ra≤0.8µm，rε=0.2mm，代入Ra≈f²/(32rε)，得f≤√(0.8×32×0.2)=√5.12≈0.071mm，取f=0.07mm/r。②取Vc=100m/min，d=30mm，n=1000Vc/(πd)=1000×100/(π×30)≈1061r/min，取n=1000r/min。③精加工余量0.08mm，最小切深0.02mm，次数=0.08/0.02=4次。④伺服滞后0.003mm，远小于中径公差带宽度0.032mm，且滞后为系统误差，可通过螺距补偿消除，故不影响合格性。42.车削一细长轴，直径Ø20mm，长600mm，材料为TC4钛合金，弹性模量E=114GPa，切削力系数Kc=1800N/mm²，切削深度ap=0.5mm，进给量f=0.1mm/r，要求计算：（1）径向切削力Fr≈0.4Kcapf；（2）工件中点挠度δ=FrL³/(48EI)，其中I=πd⁴/64；（3）若允许挠度0.02mm，判断是否需跟刀架？（10分）答案：（1）Fr=0.4×1800×0.5×0.1=36N；（2）I=π×20⁴/64=7854mm⁴，δ=36×600³/(48×114×10³×7854)=0.18mm；（3）0.18mm>0.02mm，必须加跟刀架。七、综合应用题（共30分）43.某航空企业需车削Inconel718高压涡轮轴，尺寸Ø85h6×380mm，内孔Ø55mm，壁厚15mm，同轴度0.01mm，表面粗糙度Ra0.2µm，批量200件。现有设备：A.卧式数控车床，主轴功率30kW，最高转速3500r/min，带C轴；B.双主轴车铣中心，主副主轴同步对接，转速5000r/min，带Y轴；C.外圆磨床，磨削余量0.25mm，Ra可达0.1µm。请完成：（1）制定车削工艺路线（含工序、定位基准、刀具、切削参数、冷却方式）；（2）设计专用夹具简图并说明夹紧原理；（3）给出同轴度在线测量方案；（4）估算单件节拍并评价经济性。（30分）答案：（1）工艺路线：工序10：下料Ø90×390mm，退火；工序20：卧车粗车—一夹一顶，外圆留1mm，内孔留1mm，Vc=25m/min，ap=2mm，f=0.2mm/r，HPC冷却；工序30：半精车—双主轴对接，软爪夹Ø88mm，内撑Ø53mm，外圆留0.3mm，内孔留0.3mm，Vc=40m/min，ap=0.5mm，f=0.1mm/r，MQL+低温冷风；工序40：精车—PCBN刀片，Vc=80m/min，ap=0.15mm，f=0.05mm/r，Ra0.2µm，HPC；工序50：外圆磨—两顶尖定位，Vc=35m/s，f=0.025mm/r，留−0.01mm，保证h6；工序60：