铣工高级工练习题库与答案

铣工高级工练习题库与答案一、刀具材料与几何参数应用1.（单选）铣削Ti6Al4V钛合金时，下列哪种刀具材料在干式切削条件下综合寿命最长？A.整体高速钢W6Mo5Cr4V2Co5B.细晶粒硬质合金YG10HC.涂层硬质合金TiAlNTiN多层D.聚晶立方氮化硼PCBN答案：C2.（单选）当主偏角κr由90°减小到45°时，对切削力影响最准确的描述是：A.径向力Fy显著增大，轴向力Fx显著减小B.径向力Fy显著减小，轴向力Fx显著增大C.径向力Fy与轴向力Fx均增大D.径向力Fy与轴向力Fx均减小答案：B3.（判断）对于可转位面铣刀，刀尖圆弧半径εr越大，则表面粗糙度Ra值一定越小。答案：错误4.（填空）铣削奥氏体不锈钢时，为防止刀尖处产生积屑瘤，前角γ0一般推荐取值范围是____°～____°。答案：8；125.（简答）说明“负倒棱”对硬质合金刀片抗冲击性能的作用机理，并给出倒棱宽度bγ1与进给量f的推荐比例关系。答案：负倒棱可在刃口前形成三向压应力区，抑制微崩刃；倒棱宽度bγ1≈0.1f，当f=0.2mm/z时，bγ1取0.02mm左右，可在保持刃口锋利的同时提高抗冲击强度。6.（计算）用φ80mm、齿数z=5的涂层硬质合金面铣刀铣削灰铸铁HT250，切削速度vc=180m/min，每齿进给fz=0.12mm/z，求刀具转速n与每分钟进给量vf。答案：n=1000vc/(πD)=1000×180/(π×80)=716r/min；vf=fz·z·n=0.12×5×716=429.6mm/min。7.（多选）下列措施中，能有效降低铣削高温合金时刀具边界磨损的是：A.采用PVDTiAlN涂层B.降低切削速度vcC.增大刀尖圆弧半径εrD.使用高压内冷7MPaE.减小主偏角κr至30°答案：A、B、D8.（综合）图示为φ12mm整体硬质合金立铣刀，加工38HRC淬硬钢，要求侧壁垂直度0.01mm/100mm，表面粗糙度Ra≤0.4μm。请从刀具悬长、螺旋角、涂层、工艺参数四方面给出完整方案。答案：1.悬长：≤18mm，采用热缩刀柄，伸出量≤1.5D；2.螺旋角β=35°，变螺旋结构，四刃；3.涂层：AlTiNSinglelayer，厚度2.5μm；4.参数：vc=120m/min，n≈3180r/min，fz=0.03mm/z，ae=0.2D，ap=0.5D，顺铣+乳化液8%浓度，精铣余量0.2mm，分两层加工，最终轮廓精度满足要求。二、复杂零件装夹与工艺基准1.（单选）加工图1所示双斜面支架（斜面与底面成35°，与侧面成20°），首次装夹应优先选择：A.机用虎钳+垫斜铁B.三爪卡盘+垫块C.组合压板+正弦台D.四轴转台+尾座答案：C2.（单选）利用正弦台装夹时，若斜面角度α=17°，正弦台中心距L=200mm，需垫量块高度H=____mm（sin17°≈0.2924）。A.58.48B.29.24C.17.00D.40.00答案：A3.（判断）在卧加第四轴上采用“一面两销”定位时，若削边销方向与Y轴平行，将限制工件的自由度。答案：正确4.（填空）薄壁铝件加工最忌“让刀”，常用“____”+“____”组合装夹，以减小弹性变形。答案：真空吸盘；低熔点合金填充5.（简答）阐述“过定位”在航空框类零件加工中的利弊，并给出一种检测过定位是否超差的方法。答案：利：提高系统刚性，降低切削振颤；弊：产生装配应力，导致尺寸漂移。检测：在空载状态下用千分表测定位面间隙，塞尺≤0.01mm视为合格，否则需修磨定位销或增加浮动垫片。6.（计算）图2所示异形壳体，毛坯为φ150mm×110mm7075T6铝棒，需铣削外形轮廓，最大切削宽度ae=40mm，刀具φ20mm三刃立铣刀，fz=0.08mm/z，vc=250m/min，求粗加工总时间（轮廓周长420mm，切深ap=25mm，分3层）。答案：n=1000×250/(π×20)=3979r/min；vf=0.08×3×3979=955mm/min；每层长度420mm，3层共1260mm；t=1260/955≈1.32min。7.（多选）下列关于“最小变形装夹”原则的描述，正确的是：A.夹紧力作用点应靠近加工面B.定位基准与测量基准统一C.夹紧力方向指向定位面D.优先采用分散的多点夹紧E.薄壁件可用低熔点合金填充腔体答案：A、B、C、D、E8.（综合）图3为航空钛合金接头，需一次装夹完成A、B、C三面的型腔与外形加工，要求位置度φ0.05mm。请设计一套四轴夹具，说明定位、夹紧、找正、防错措施，并给出数控程序零点设定步骤。答案：1.夹具结构：四轴转台+专用角座，角座设15°斜面，与零件底面定位；2.定位：底面三点、侧面两销（圆柱销+削边销），实现“一面两销”完全定位；3.夹紧：M12快锁侧向压板两组，夹紧力垂直于定位面；4.找正：使用3D寻边器找正角座基准槽，设G54X0Y0；转台旋转找正A面，记录B轴角度，设G55；5.防错：在夹具上安装气动检测销，若零件反装，销无法弹出，机床报警；6.程序零点：以A面中心为G54，B面旋转后自动换算G55，C面同理，确保三面位置度在一次装夹内完成。三、高速铣削与动态参数优化1.（单选）高速铣削淬硬钢时，若机床主轴最高转速nmax=20000r/min，刀具安全线速度极限vc=300m/min，则允许使用最大刀具直径Dmax=____mm。A.9.55B.19.1C.4.77D.38.2答案：A2.（单选）下列关于“稳定叶瓣图”的描述，错误的是：A.横坐标为转速，纵坐标为切深B.叶瓣谷底对应再生颤振最剧烈区域C.叶瓣峰顶为无颤振稳定区D.可通过锤击法获得系统频响函数后绘制答案：B3.（判断）采用“变齿距”立铣刀可打破切削力周期性，从而抑制再生颤振。答案：正确4.（填空）高速铣削铝合金时，若主轴转速n=24000r/min，刀具直径D=6mm，则切削速度vc=____m/min。答案：4525.（简答）说明“径向切深ae与刀具直径D的比值”对高速铣削颤振的影响规律，并给出经验稳定区间。答案：ae/D<0.1时系统处于小径向切深，切削力激励弱，颤振不易发生；ae/D>0.5时径向力大，易进入不稳定区；经验稳定区ae/D=0.05～0.2，配合高转速小进给，可获得良好表面质量。6.（计算）某加工中心X向进给系统惯量J=0.032kg·m²，伺服电机最大角加速度α=3000rad/s²，丝杠导程P=16mm，求理论最大加速度a=____m/s²。答案：a=α·P/(2π)=3000×0.016/(2π)≈7.64m/s²。7.（多选）下列措施中，能提高高速铣削系统阻尼比的是：A.使用高阻尼合金刀柄B.增加刀具悬长C.采用液压扩张夹头D.在主轴端面加调谐阻尼器E.提高机床基础刚度答案：A、C、D、E8.（综合）图4为模具深腔，深度120mm，转角R3mm，刀具φ6mm两刃长颈立铣刀，转速n=30000r/min，fz=0.02mm/z，采用摆线铣策略。请计算摆线步距Δu、最大切宽ae_max，并给出防止刀摆的进给修正公式。答案：1.摆线步距Δu=0.1D=0.6mm；2.ae_max=0.2D=1.2mm；3.进给修正：vf_corr=vf·(1+0.3·ae/Rc)，其中Rc为摆线圆弧半径，取Rc=5mm，则vf_corr=vf·1.072；4.加工时分层，每层ap=0.3D=1.8mm，共67层，总时间按轮廓长+摆线进给综合计算约18min。四、精密孔系与螺纹铣削1.（单选）用螺纹铣刀加工M20×1.56H内螺纹，底孔最佳直径D0=____mm。A.18.5B.19.0C.18.38D.17.0答案：C2.（单选）下列关于“螺旋插补铣孔”的描述，正确的是：A.刀具中心轨迹为真实圆B.每齿进给量fz不受螺旋角影响C.可一次完成粗镗+精镗D.孔径精度不受刀具半径补偿影响答案：C3.（判断）螺纹铣削时，若刀具半径补偿值偏大，则螺纹中径变大。答案：错误4.（填空）用整体硬质合金钻铣复合刀加工φ10H7孔，留铰余量一般取____mm。答案：0.1～0.155.（简答）说明“刚性攻丝”与“螺纹铣削”在加工中心应用中的差异，并给出适用场合。答案：刚性攻丝：主轴与Z轴同步，效率高，适合M≤M20、P≤2mm的批量通孔；螺纹铣削：刀具旋转+螺旋插补，适合大直径、盲孔、薄壁及难加工材料，可控制中径精度，但效率低。6.（计算）图5所示盖板，有6×M12×1.75螺纹孔，位置度φ0.1mm，用螺纹铣刀加工，刀具直径D=6mm，转速n=8000r/min，fz=0.03mm/z，求单孔纯切削时间（螺纹深15mm，退刀2mm）。答案：螺纹导程P=1.75mm，螺旋插补一周轴向进给1.75mm，总圈数=(15+2)/1.75=9.71圈；每圈长度L=πD+πP≈π(12+1.75)=43.2mm；总长度=9.71×43.2≈419mm；vf=fz·z·n=0.03×2×8000=480mm/min；t=419/480≈0.87min≈52s。7.（多选）下列因素中，会导致螺纹铣削中径超差的是：A.刀具半径补偿值错误B.螺旋插补半径计算错误C.底孔直径偏大D.主轴热伸长E.刀具磨损未补偿答案：A、B、D、E8.（综合）图6为航空钛合金阀体，需加工φ25H6、深度80mm精密深孔，孔距边壁仅5mm，要求圆柱度0.005mm。请给出完整工艺：刀具选型、冷却、切削参数、测量方案。答案：1.刀具：φ24.7mm三刃内冷钻+φ25mm六刃微调精铰刀，涂层TiAlN；2.工艺：钻→半精铰→精铰，余量0.15mm→0.05mm→0；3.参数：钻vc=60m/min，n≈773r/min，vf=186mm/min；铰vc=40m/min，n≈509r/min，vf=102mm/min；4.冷却：内冷8MPa，乳化液浓度12%，精铰时改用微量油雾；5.测量：加工后静置2h，用气动量仪测三点，圆柱度≤0.005mm；若超差，用挤压研磨棒修正。五、误差补偿与在线测量1.（单选）使用机床自带三维测头进行“长度差分法”标定，主要消除的误差是：A.测球半径B.测杆弯曲C.主轴热漂移D.伺服跟随误差答案：A2.（单选）下列关于“数控系统前瞻功能”的描述，正确的是：A.提高单段程序运行速度B.减少反向间隙C.降低表面粗糙度D.提高转角精度答案：D3.（判断）通过“丝杠螺距误差补偿”后，机床定位精度可优于重复定位精度。答案：错误4.（填空）用激光干涉仪检测线性轴定位精度时，按ISO2302标准，目标位置一般取每____mm一点，双向测量。答案：1005.（简答）说明“热变形误差建模”中“多元回归”与“神经网络”两种方法的优缺点。答案：多元回归：模型透明、计算量小，但非线性差；神经网络：可逼近任意非线性，需大量数据，训练时间长，黑箱模型。6.（计算）某龙门加工中心工作台X向行程2000mm，实测热变形呈线性，温升ΔT=5℃，材料线膨胀系数α=11×106/℃，求热变形量ΔL=____mm。答案：ΔL=α·L·ΔT=11×106×2000×5=0.11mm。7.（多选）下列措施中，能在线实时补偿主轴热伸长的是：A.温度传感器+热伸长模型B.位移传感器闭环反馈C.红外测头定时测量刀具长度D.降低冷却液温度