车工高级工操作技能试卷

车工高级工操作技能试卷一、工艺编制与工艺计算（共30分，考核时长45分钟）已知加工零件材料为45钢，毛坯为φ65mm×185mm热轧圆钢，生产类型为单件小批量生产，零件成品总长180mm，技术要求如下：1.外圆结构：左端定位外圆φ50h7（0/-0.025），长度40mm，表面粗糙度Ra1.6μm；中段为Tr40×7-7e米制梯形螺纹，螺纹大径φ40（0/-0.375）、中径φ36.5（-0.106/-0.425）、小径φ32.5（0/-0.537），螺纹有效长度80mm，牙型角30°，牙侧表面粗糙度Ra1.6μm；右端连接外圆φ32h6（0/-0.016），长度30mm，表面粗糙度Ra1.6μm；φ50h7外圆与φ32h6外圆的同轴度公差为φ0.02mm，各轴段端面圆跳动公差为0.02mm。2.过渡结构：Tr40梯形螺纹与φ32h6外圆之间采用1:5圆锥面过渡，锥面长度15mm，素线直线度公差0.01mm，锥角公差±4′，表面粗糙度Ra1.6μm，涂色检验接触面积≥70%。3.偏心结构：右端φ32h6轴段距右端面20mm位置加工偏心盲孔，孔径φ16H8（+0.027/0），孔深25mm，偏心距e=2±0.01mm，偏心孔轴线与工件基准轴线平行度公差0.015mm/100mm，内孔表面粗糙度Ra1.6μm，孔口倒角C1。4.热处理要求：零件整体调质处理至220~250HBW，梯形螺纹段表面高频淬火硬度40~45HRC，淬火层深度1~1.5mm。5.未注倒角均为C2，未注线性尺寸公差按GB/T1804-m级执行，未注形位公差按GB/T1184-K级执行。请按要求完成以下工艺编制与计算任务：1.编制完整的零件加工工艺路线，明确每道工序的加工设备、装夹方式、核心加工内容、达到的尺寸与粗糙度要求、关键工序的切削参数选择（15分）。评分要求：工序逻辑符合“先粗后精、先主后次、基准先行、热冷配套”原则得基础分8分，每遗漏1道关键工序（热处理、中心孔研磨、螺纹加工、偏心孔加工、锥面加工等）扣2分，工序顺序颠倒（如先精加工后淬火、无基准加工直接开展成型面加工等）每处扣1分，切削参数选择不符合刀具、材料特性（如精车螺纹转速高于80r/min、精车单边余量大于0.2mm等）每处扣0.5分，精度要求遗漏每处扣0.5分，扣完本项分值为止。2.梯形螺纹三针测量参数计算（8分）：为保证Tr40×7-7e梯形螺纹的中径加工精度，采用三针测量法进行过程检验，请完成以下计算：（1）推导30°牙型角梯形螺纹三针测量的最佳量针直径计算公式，计算对应本零件的最佳量针直径（4分，公式错误扣2分，计算结果误差大于0.01mm扣2分）；（2）推导三针测量的千分尺理论读数值（M值）计算公式，代入零件参数计算M值的理论范围，对应螺纹中径的上、下偏差给出M值的合格区间（4分，公式错误扣2分，合格区间计算误差大于0.02mm扣2分）。3.偏心孔加工装夹方案设计（7分）：采用四爪单动卡盘装夹完成偏心孔加工，请完成以下内容：（1）写出四爪装夹偏心工件的初始垫块厚度计算公式，说明公式中各参数的含义（2分）；（2）编写完整的偏心位置找正步骤，明确找正过程中使用的工量具、找正精度控制方法（3分，找正步骤缺失粗找正、精找正、试切修正、多截面校验等关键环节每处扣1分）；（3）写出试切后偏心距超差的垫块厚度修正公式，说明修正方向判断方法（2分，公式错误扣1分，修正方向判断错误扣1分）。二、现场实际操作加工（共50分，考核时长225分钟）1.考前准备要求（1）考场配置：每工位配备CA6140型普通车床1台，设备精度符合GB/T4020-1997卧式车床精度检验标准：床身导轨纵向直线度≤0.02mm/1000mm，主轴轴向窜动≤0.01mm，丝杠轴向窜动≤0.01mm，主轴锥孔径向跳动（近端点）≤0.01mm，刀架横向移动对主轴轴线的垂直度≤0.02mm/300mm；每台设备配套φ200mm三爪自定心卡盘、φ250mm四爪单动卡盘、固定回转顶尖、1-13mm钻夹头、B2.5/8型中心钻、φ15mm直柄麻花钻、YT15硬质合金90°外圆粗/精车刀、45°端面车刀、φ12mm刀杆内孔粗/精车刀（最大加工深度40mm）、硬质合金梯形螺纹粗车刀、高速钢梯形螺纹精车刀、4mm刀宽切断刀；每工位配备经计量检定合格的工量具：0-150mm游标卡尺（精度0.02mm）、25-50mm/50-75mm外径千分尺（精度0.01mm）、25-50mm公法线千分尺（精度0.01mm）、0级量针组（含φ3.62mm标准量针3根）、0-3mm百分表及磁性表座（分辨率0.001mm）、0-320°游标万能角度尺（精度2′）、Ra0.8~Ra6.3μm粗糙度对比样块、1:5标准圆锥塞规；每工位配备乳化液切削液、机床润滑脂、0.5mm厚铜皮垫、清洁毛刷、铁屑钩，设备卡盘防护罩、切屑挡板等安全防护装置齐全，设备接地电阻≤4Ω。（2）考生准备：需穿戴符合安全规范的紧袖口工作服、防砸工作鞋、护目镜，可自备铜锤、整形锉、毛刷等个人工具，严禁携带未经监考人员允许的工艺文件、量具进入工位。（3）毛坯准备：统一发放经调质预处理的45钢毛坯，毛坯经超声波探伤检验无裂纹、夹渣、折叠等缺陷，两端预先平端面、钻B型中心孔，材料硬度均匀性偏差≤15HBW，无明显变形。2.考核内容：考生在规定时间内，按照第一题给定的零件技术要求，独立完成刀具刃磨、装夹找正、切削参数调整、切削加工、过程自检的全流程操作，加工出符合图样精度要求的偏心梯形螺纹轴零件，不得借助他人协助完成找正、加工等核心操作。3.评分标准（1）安全文明生产（5分）：考核全程规范穿戴劳保用品得1分，未佩戴护目镜、穿敞口工作服、穿拖鞋等每项扣0.5分；严格遵守车床安全操作规程得2分，出现机床运转时测量工件、用手直接清理铁屑、刀具碰撞卡盘、未停机变速等违规行为每次扣1分，发生工件飞出、刀具崩碎伤人、设备导轨碰伤等安全事故本项记0分，且立即终止考核；加工完成后清理工位铁屑、擦拭机床导轨、加注润滑油、工量具按规定归位得2分，工位杂乱、残留铁屑未清理、工量具乱丢乱放每项扣0.5分。（2）尺寸精度（25分）：①左端φ50h7外圆：直径尺寸、轴向长度、表面粗糙度符合要求得4分，直径尺寸超差0.01mm扣1分，超差0.03mm以上不得分，粗糙度每低一级扣1分；②Tr40×7-7e梯形螺纹：大径、中径、小径、牙型角、牙侧粗糙度符合要求得10分，中径超差0.02mm扣2分，超差0.05mm以上扣6分，牙型角超差10′扣1分，牙侧存在明显振纹、扎刀、烂牙缺陷扣2分；③1:5圆锥面：锥度、轴向长度、素线直线度、表面粗糙度符合要求得4分，涂色检验接触面积＜70%每少10%扣1分，素线直线度超差0.005mm扣1分；④右端φ32h6外圆：直径尺寸、轴向长度、表面粗糙度符合要求得3分，直径超差0.01mm扣1分，超差0.02mm以上不得分；⑤φ16H8偏心孔：孔径、孔深、偏心距、内孔粗糙度符合要求得4分，偏心距超差0.005mm扣1分，超差0.015mm以上不得分，孔径超差0.01mm扣1分。（3）形位公差（15分）：①φ50h7与φ32h6外圆同轴度φ0.02mm符合要求得4分，超差0.01mm扣2分，超差0.02mm以上不得分；②偏心孔与基准轴线平行度0.015mm/100mm符合要求得3分，超差0.005mm扣1分，超差0.015mm以上不得分；③各轴段端面圆跳动≤0.02mm得3分，任意一处超差0.01mm扣1分；④圆锥面素线直线度0.01mm符合要求得3分，超差0.005mm扣1分；⑤所有锐边倒钝、未注倒角符合要求得2分，每遗漏1处倒角扣0.5分。（4）加工效率（5分）：在规定225分钟内完成全部加工、自检并交验得5分，每超时10分钟扣1分，超时30分钟以上终止考核，按已完成加工内容评分。否定项说明：零件梯形螺纹中径、偏心距、两外圆同轴度三项关键指标任意一项超差0.1mm以上，或加工过程中出现严重安全事故、造成设备主要部件损坏的，本次操作考核记为不合格。三、质量误差分析与故障排除（共20分，考核时长30分钟）请结合车工高级工应掌握的工艺原理、设备调整、误差溯源知识，分析以下加工场景中的误差产生原因、故障来源，并给出可落地的解决措施，答题需贴合生产实际，避免空泛表述。1.梯形螺纹加工误差分析（7分）：在CA6140车床上采用左右切削法精车Tr40×7-7e梯形螺纹时，经三针测量检验螺纹中径尺寸符合公差要求，但存在三类质量问题：一是牙型半角误差达45′，超出15′的公差要求；二是螺纹进给方向牙侧表面粗糙度达Ra1.6μm，非进给侧牙侧粗糙度仅Ra6.3μm，两侧粗糙度差异明显；三是螺距存在周期性误差，单个螺距误差在0.01mm以内，但每隔12mm出现一次螺距累积误差峰值，误差周期与车床丝杠螺距完全一致。请回答：（1）列出产生牙型半角误差的3项以上主要工艺原因（3分，每答对1项得1分，满分3分）；（2）分析螺纹两侧牙面粗糙度差异较大的核心原因（2分）；（3）判断周期性螺距误差的具体故障来源，写出可操作的故障排除步骤（2分）。2.偏心孔加工误差分析（7分）：在四爪单动卡盘上装夹加工前述偏心距2±0.01mm的φ16H8偏心孔时，首次按经验公式计算垫块厚度并装夹找正，试切1mm深度后打表测量，测得实际偏心距为2.04mm，比要求值大0.04mm；精加工完成后检测发现两项误差：一是偏心孔轴线与基准轴线平行度误差达0.03mm/100mm，超出公差要求；二是内孔存在喇叭口误差，靠近卡盘的孔底直径比孔口直径小0.05mm，圆柱度超差。请回答：（1）写出垫块厚度的修正计算公式，计算本场景下的修正值，说明垫块的调整方向（3分，公式错误扣2分，计算结果、调整方向错误扣1分）；（2）列出偏心孔与基准轴线平行度超差的2项以上主要原因（2分，每答对1项得1分）；（3）分析内孔喇叭口误差的产生原因，写出对应的现场解决措施（2分）。3.细长轴加工误差分析（6分）：车削长径比为25:1的45钢细长光轴，装夹方式为一端三爪卡盘夹持（夹持长度5mm）、一端回转顶尖顶紧，采用两爪跟刀架作为辅助支承，选择的切削参数为n=600r/min、f=