2025年數(shù)控鉆工特殊工藝考核試卷及答案一、填空題（每空2分，共30分）1.深孔加工中，當(dāng)孔的長(zhǎng)徑比（L/D）大于（20:1）時(shí)，需采用特殊排屑與冷卻工藝；槍鉆加工時(shí)，切削液壓力通常需達(dá)到（6-10MPa）以實(shí)現(xiàn)有效排屑。2.鈦合金鉆孔時(shí)，因材料（導(dǎo)熱性差）、（化學(xué)活性高）的特性，刀具易發(fā)生粘結(jié)磨損，常用刀具材料為（PCD）或（TiAlN涂層硬質(zhì)合金）。3.精密孔系加工中，定位基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)需滿足（基準(zhǔn)重合）原則；采用坐標(biāo)法加工時(shí)，機(jī)床定位精度需控制在（±0.005mm）以內(nèi)，以保證孔距公差≤±0.01mm。4.交叉孔加工的關(guān)鍵難點(diǎn)是（入口處毛刺控制）與（交叉區(qū)域應(yīng)力集中），通常需采用（階梯鉆預(yù)鉆引導(dǎo)孔）工藝減少偏斜。5.復(fù)合加工中心鉆孔時(shí)，若需同時(shí)完成攻絲，需確保主軸（C軸分度精度）與（進(jìn)給同步性），避免螺紋亂扣；硬質(zhì)合金鉆頭刃磨后，后角一般控制在（8°-12°）以平衡鋒利度與強(qiáng)度。二、選擇題（每題3分，共30分，每題僅有一個(gè)正確選項(xiàng)）1.加工不銹鋼深孔（L/D=30）時(shí)，優(yōu)先選用的冷卻方式是（）。A.外冷高壓噴射B.內(nèi)冷式鉆頭+高壓內(nèi)冷C.乳化液浸泡D.干切削答案：B（內(nèi)冷式鉆頭通過內(nèi)部通道將高壓切削液直接送至切削區(qū)，有效冷卻并排出切屑，適用于深孔）2.槍鉆加工時(shí)，導(dǎo)向塊的主要作用是（）。A.增加鉆頭剛性B.引導(dǎo)切削方向并支撐孔壁C.提高切削速度D.減少刀具振動(dòng)答案：B（槍鉆導(dǎo)向塊與孔壁接觸，通過摩擦支撐鉆頭，防止偏斜）3.鋁合金高速鉆孔（轉(zhuǎn)速＞10000r/min）時(shí)，刀具磨損的主要形式是（）。A.氧化磨損B.粘結(jié)磨損C.擴(kuò)散磨損D.磨粒磨損答案：B（鋁合金塑性大，易與刀具材料粘結(jié)，導(dǎo)致粘結(jié)磨損）4.加工淬硬鋼（HRC55-60）通孔時(shí)，正確的工藝順序是（）。A.先鉆底孔→淬火→精鉸B.先淬火→電火花打孔→精磨C.先鉆底孔→半精鏜→淬火→精磨D.先車削外形→淬火→激光打孔答案：C（淬硬后材料硬度高，需先預(yù)加工留余量，淬火后通過磨削保證精度）5.精密孔系加工中，若三坐標(biāo)測(cè)量顯示孔距超差+0.02mm，最可能的原因是（）。A.鉆頭后角過大B.切削液濃度過高C.機(jī)床絲杠反向間隙未補(bǔ)償D.刀具涂層脫落答案：C（機(jī)床定位誤差（如絲杠間隙）直接影響孔距精度）6.深孔鉆削時(shí)，切屑形態(tài)為“C”型卷屑，說明（）。A.進(jìn)給量過小B.切削速度過高C.斷屑槽參數(shù)匹配D.切削液壓力不足答案：C（“C”型屑是理想斷屑形態(tài)，表明斷屑槽設(shè)計(jì)合理）7.加工鈦合金TC4時(shí)，鉆頭前角應(yīng)選擇（）。A.+15°B.+5°C.0°D.-5°答案：B（鈦合金加工需較小前角以增強(qiáng)刀具強(qiáng)度，避免刃口崩損）8.交叉孔加工時(shí)，若入口處出現(xiàn)“魚眼”狀毛刺，主要原因是（）。A.鉆頭頂角過小B.進(jìn)給量過大C.切削速度過低D.工件材料太軟答案：A（頂角過小導(dǎo)致鉆頭切入時(shí)徑向力大，易擠壓孔口材料形成毛刺）9.復(fù)合加工中，鉆孔與銑削共用同一夾具，需重點(diǎn)控制（）。A.夾具的重復(fù)定位精度B.切削液的更換頻率C.刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償D.主軸的熱伸長(zhǎng)量答案：A（共用夾具時(shí)，重復(fù)定位精度直接影響多工序加工一致性）10.加工高溫合金GH4169時(shí)，鉆頭壽命顯著低于預(yù)期，最可能的原因是（）。A.切削速度過高（＞30m/min）B.后角過?。ǎ?°）C.未使用涂層刀具D.以上均可能答案：D（高溫合金加工需低轉(zhuǎn)速、合適后角及涂層刀具，任一條件不滿足均會(huì)導(dǎo)致壽命下降）三、判斷題（每題2分，共20分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.深孔加工中，為提高效率，應(yīng)盡可能增大進(jìn)給量（）。答案：×（進(jìn)給量過大會(huì)導(dǎo)致切屑變厚，排屑困難，易堵屑斷鉆）2.硬質(zhì)合金鉆頭加工鑄鐵時(shí)，無需使用切削液（）。答案：×（鑄鐵加工雖可干切，但使用少量切削液可減少崩刃，提高表面質(zhì)量）3.精密孔系加工時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用“一次裝夾完成所有孔加工”（）。答案：√（減少裝夾次數(shù)可避免定位誤差累積）4.槍鉆的切削部分僅有一個(gè)主切削刃（）。答案：√（槍鉆為單刃結(jié)構(gòu)，另一側(cè)為導(dǎo)向塊）5.加工不銹鋼時(shí)，鉆頭刃口應(yīng)保持鋒利，前角可適當(dāng)增大（）。答案：√（不銹鋼塑性大，鋒利刃口可減少切削力與加工硬化）6.交叉孔加工時(shí)，預(yù)鉆引導(dǎo)孔的直徑應(yīng)略小于最終孔徑（）。答案：×（引導(dǎo)孔直徑需接近最終孔徑，否則無法有效引導(dǎo)鉆頭）7.高速鋼鉆頭加工鋁合金時(shí)，后角應(yīng)比加工鋼件時(shí)小（）。答案：×（鋁合金軟，需較大后角減少摩擦，通常后角12°-15°）8.加工淬硬鋼時(shí)，可采用陶瓷鉆頭替代硬質(zhì)合金（）。答案：×（陶瓷鉆頭脆性大，易崩刃，一般用于精加工或低速切削）9.深孔鉆削中，切屑顏色為深藍(lán)色表明切削溫度過高（）。答案：√（切屑顏色隨溫度升高變化：銀白色→黃色→藍(lán)色，藍(lán)色對(duì)應(yīng)高溫）10.復(fù)合加工中心鉆孔時(shí)，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償誤差會(huì)導(dǎo)致孔深超差（）。答案：√（長(zhǎng)度補(bǔ)償錯(cuò)誤直接影響Z軸進(jìn)給終點(diǎn)位置）四、簡(jiǎn)答題（每題8分，共32分）1.簡(jiǎn)述深孔鉆削的三大關(guān)鍵難點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的解決措施。答案：（1）排屑困難：切屑長(zhǎng)且不易排出，易堵屑斷鉆。解決措施：采用內(nèi)冷式鉆頭（如槍鉆），通過高壓切削液（6-10MPa）將切屑從鉆頭內(nèi)部排出；設(shè)計(jì)合理斷屑槽（如拋物線槽）控制切屑形態(tài)。（2）冷卻不足：切削熱集中在切削區(qū)，刀具易磨損。解決措施：使用高導(dǎo)熱性切削液（如極壓乳化液），通過內(nèi)冷通道直接冷卻刃口；降低切削速度（一般15-30m/min）減少熱量提供。（3）鉆頭偏斜：長(zhǎng)徑比大，鉆頭剛性差，易偏離軸線。解決措施：采用導(dǎo)向套支撐鉆頭（導(dǎo)向套與工件距離≤2倍鉆頭直徑）；使用剛性更好的硬質(zhì)合金槍鉆替代高速鋼鉆頭；預(yù)鉆引導(dǎo)孔（長(zhǎng)度≥3倍鉆頭直徑）。2.鈦合金鉆孔時(shí)，為何需嚴(yán)格控制切削速度與進(jìn)給量？請(qǐng)結(jié)合材料特性說明。答案：鈦合金（如TC4）導(dǎo)熱性差（約為鋼的1/5），切削熱難擴(kuò)散，刃口溫度易超過800℃，導(dǎo)致刀具材料（如硬質(zhì)合金）中的Co粘結(jié)相軟化，加劇磨損；同時(shí)，鈦合金化學(xué)活性高，高溫下易與刀具材料（如WC）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生擴(kuò)散磨損。若切削速度過高（＞20m/min），會(huì)顯著升高切削溫度；進(jìn)給量過大（＞0.1mm/r），則切屑變厚，切削力增大，刃口應(yīng)力集中，易崩刃。因此，鈦合金鉆孔時(shí)需采用低轉(zhuǎn)速（10-20m/min）、小進(jìn)給（0.05-0.1mm/r），并配合PCD或TiAlN涂層刀具（降低粘結(jié)與擴(kuò)散磨損）。3.精密孔系（孔距公差±0.01mm）加工時(shí)，需從哪些方面控制定位精度？答案：（1）機(jī)床精度：選擇定位精度≤±0.005mm的數(shù)控機(jī)床（如精密加工中心），加工前需進(jìn)行激光干涉儀校準(zhǔn)，補(bǔ)償絲杠螺距誤差與反向間隙。（2）夾具設(shè)計(jì)：采用一面兩銷定位，定位銷與工件孔的配合間隙≤0.005mm；夾具基準(zhǔn)面與機(jī)床工作臺(tái)的平行度≤0.003mm/100mm，避免裝夾變形。（3）刀具選擇：使用硬質(zhì)合金精密鉆頭（刃長(zhǎng)公差≤±0.01mm），加工前需在對(duì)刀儀上測(cè)量刀具半徑與長(zhǎng)度，補(bǔ)償誤差；采用“鉆→擴(kuò)→鉸”工藝，鉸刀精度IT6級(jí)以上。（4）工藝參數(shù)：降低切削速度（避免熱變形），采用分層切削（每次切削深度≤2mm），減少刀具磨損對(duì)孔位的影響；加工過程中定期檢測(cè)孔距，動(dòng)態(tài)調(diào)整補(bǔ)償值。4.交叉孔加工時(shí)，入口處毛刺與出口處崩裂的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施。答案：（1）入口處毛刺：原因是鉆頭切入時(shí)，材料在徑向力作用下被擠壓隆起；若鉆頭頂角過?。ǎ?18°），徑向分力增大，毛刺更明顯。預(yù)防措施：增大鉆頭頂角（130°-140°），減小徑向分力；預(yù)鉆倒角（角度＞鉆頭頂角），引導(dǎo)鉆頭平穩(wěn)切入；采用階梯鉆（先鉆小直徑引導(dǎo)孔，再擴(kuò)至最終尺寸）。（2）出口處崩裂：原因是鉆頭即將穿出時(shí)，工件材料支撐不足，在軸向力作用下發(fā)生塑性變形甚至斷裂。預(yù)防措施：減小出口側(cè)材料厚度（如在工件底部墊薄鋼板）；降低進(jìn)給量（出口前0.5-1mm時(shí)，進(jìn)給量減半）；采用“啄鉆”方式（每次鉆削深度≤3mm），減少單次軸向力；使用硬質(zhì)合金鉆頭（刃口鋒利，減少擠壓）。五、計(jì)算題（12分）某零件需加工4個(gè)深孔（直徑φ12mm，孔深240mm，L/D=20），材料為40Cr（σb=785MPa），采用內(nèi)冷式硬質(zhì)合金槍鉆加工。已知：切削速度v=30m/min，進(jìn)給量f=0.08mm/r，鉆頭每刃磨一次可加工8個(gè)孔，刃磨時(shí)間15min，輔助時(shí)間（裝夾、對(duì)刀等）每個(gè)孔5min。求：（1）單個(gè)孔的加工時(shí)間（包括切削時(shí)間與輔助時(shí)間）；（2）加工4個(gè)孔的總時(shí)間（考慮刀具刃磨時(shí)間）。解答：（1）單個(gè)孔切削時(shí)間計(jì)算：切削速度v=πdn/1000→轉(zhuǎn)速n=1000v/(πd)=1000×30/(3.14×12)≈796r/min切削行程L=孔深+鉆頭尖部長(zhǎng)度（槍鉆尖部長(zhǎng)度約為0.3d=3.6mm），取L=240+3.6=243.6mm切削時(shí)間t1=L/(n×f)=243.6/(796×0.08)≈3.83min單個(gè)孔總時(shí)間=切削時(shí)間+輔助時(shí)間=3.83+5=8.83min（2）加工4個(gè)孔總時(shí)間：每刃磨一次可加工8個(gè)孔，加工4個(gè)孔無需刃磨（4＜8），因此總時(shí)間=4×8.83=35.32min六、綜合分析題（16分）某企業(yè)加工一批鋁合金（6061-T6）零件，要求加工φ8H7（0/+0.015mm）通孔（孔深30mm），Ra≤0.8μm。實(shí)際加工中出現(xiàn)以下問題：（1）孔口毛刺嚴(yán)重（＞0.2mm）；（2）孔徑超差（+0.02-+0.03mm）；（3）表面粗糙度Ra=1.2-1.6μm。請(qǐng)分析可能原因，并提出改進(jìn)措施。答案：可能原因及改進(jìn)措施：（1）孔口毛刺嚴(yán)重：原因：①鉆頭頂角過小（如＜118°），徑向分力大，擠壓孔口材料；②進(jìn)給量過大（＞0.1mm/r），切屑厚度大，材料塑性變形嚴(yán)重；③鉆頭刃口鈍化（后刀面磨損VB＞0.1mm），切削時(shí)擠壓而非切削材料。改進(jìn)措施：①增大鉆頭頂角至130°-140°，減小徑向分力；②降低進(jìn)給量至0.05-0.08mm/r；③定期刃磨鉆頭（刃磨后刃口半徑≤0.01mm），保持鋒利。（2）孔徑超差（偏大）：原因：①鉆頭直徑選擇錯(cuò)誤（實(shí)際鉆頭直徑＞φ8.015mm）；②切削速度過高（＞150m/min），刀具熱膨脹導(dǎo)致直徑增大；③機(jī)床主軸徑向跳動(dòng)過大（＞0.01mm），鉆頭擺動(dòng)使孔徑擴(kuò)大；④未采用擴(kuò)孔或鉸孔工序，僅用鉆頭直接加工，精度不足。改進(jìn)措施：①選用φ8.00-8.01mm的精密鉆頭（或先鉆φ7.8mm底孔，再用φ8H7鉸刀精鉸）；②降低切削速度至100-120m/min（鋁合金導(dǎo)熱性好，高速易粘刀，但需平衡效率與精度）；③檢查機(jī)床主軸跳動(dòng)（≤0.005mm），必要時(shí)調(diào)整或更換軸承；④增加鉸孔工序（鉸刀精度IT6級(jí)，余量0.1-0.2mm）。（3）表面粗糙度差：原因：①切屑粘結(jié)刃口（積屑瘤），導(dǎo)致孔壁劃傷；②切削液選擇不當(dāng)（如使用普通乳化液