(2025年)車工(數(shù)控床)高級工習題與答案(附解析)一、選擇題（每題3分，共30分）1.數(shù)控車床加工一批軸類零件時，發(fā)現(xiàn)軸向尺寸一致性超差（±0.05mm），最可能的故障原因是（）A.刀具前角過大B.滾珠絲杠反向間隙未補償C.冷卻液濃度過高D.主軸軸承潤滑不足答案：B解析：軸向尺寸一致性超差主要與進給系統(tǒng)的定位精度有關。滾珠絲杠反向間隙未補償會導致每次反向移動時產(chǎn)生位置偏差，尤其在批量加工中累積誤差明顯。刀具前角影響切削力和表面質量，冷卻液濃度影響冷卻效果，主軸軸承潤滑不足主要影響旋轉精度，均不直接導致軸向尺寸一致性問題。2.加工鈦合金零件時，應優(yōu)先選擇的刀具材料是（）A.YG8（鎢鈷類硬質合金）B.YT15（鎢鈦鈷類硬質合金）C.PCBN（立方氮化硼）D.陶瓷刀具答案：A解析：鈦合金化學活性高，高溫下易與刀具材料中的鈦元素發(fā)生親和反應（如YT類硬質合金含TiC），加劇刀具磨損。YG類硬質合金不含鈦元素，與鈦合金親和性低，更適合加工鈦合金。PCBN和陶瓷刀具硬度高但脆性大，鈦合金彈性模量小、加工時易產(chǎn)生振動，易導致崩刃，故不優(yōu)先選擇。3.采用G73指令進行輪廓粗車時，參數(shù)“Δi”表示（）A.X向總退刀量（半徑值）B.X向總切削深度（直徑值）C.循環(huán)次數(shù)D.Z向總切削深度答案：A解析：G73為仿形粗車循環(huán)指令，Δi為X向總退刀量（半徑值），Δk為Z向總退刀量（半徑值），Δd為粗車循環(huán)次數(shù)。該指令通過分層去除毛坯與零件輪廓的差值，適用于毛坯形狀與零件輪廓接近的場合（如鑄件、鍛件）。4.加工M30×2-6g外螺紋時，螺紋小徑計算正確的是（）A.30-2×1.0825≈27.835mmB.30-2×0.6495≈28.701mmC.30-2×0.5413≈28.917mmD.30-2×0.866≈28.268mm答案：B解析：普通螺紋小徑計算公式為D1=d-1.0825P（d為公稱直徑，P為螺距）。但實際加工中，考慮到螺紋牙底有0.125P的削平量，小徑可簡化為d-1.3P。本題中d=30mm，P=2mm，計算得30-1.3×2=27.4mm，但選項中無此答案。需注意題目可能考察理論小徑（未考慮削平），即d-1.0825P=30-2×1.0825=27.835mm（選項A），但實際加工中常以d-1.3P作為編程小徑。此處可能存在題目設定差異，正確選項應為B（可能題目誤將1.0825取近似值0.6495×2，因牙型高度H=0.866P，小徑=大徑-2×(5/8)H=d-1.0825P，0.866×5/8≈0.541，0.541×2≈1.082，故正確計算應為A，但可能題目選項設置錯誤，需結合標準。根據(jù)GB/T196-2003，M30×2的小徑為27.835mm，故正確答案應為A，此處可能題目選項標注錯誤，需以標準為準）。（注：經(jīng)核查，原題選項B為“30-2×0.6495≈28.701mm”，其中0.6495為H/2（H=0.866P，H/2=0.433P），此計算錯誤。正確答案應為A，可能題目存在筆誤，解析時需指出。）5.數(shù)控車床液壓卡盤夾緊力不足時，首先應檢查（）A.卡盤爪磨損量B.液壓系統(tǒng)壓力C.卡盤定位面清潔度D.主軸編碼器信號答案：B解析：液壓卡盤夾緊力由液壓系統(tǒng)壓力決定，壓力不足會直接導致夾緊力下降?？ūP爪磨損（影響夾持精度）、定位面清潔度（影響裝夾穩(wěn)定性）、主軸編碼器（影響轉速控制）均非夾緊力不足的直接原因，故優(yōu)先檢查液壓系統(tǒng)壓力。二、判斷題（每題2分，共20分。正確打√，錯誤打×）1.加工薄壁零件時，應采用大主偏角刀具以減小徑向切削力。（）答案：√解析：大主偏角（如93°~95°）可使徑向切削分力減?。◤较蛄y=Fz×cotκr），κr增大則cotκr減小，F(xiàn)y降低，減少薄壁零件變形。2.G96指令用于恒線速切削時，需配合G50限制最高轉速。（）答案：√解析：G96（恒線速控制）會隨切削直徑減小自動提高主軸轉速，為防止轉速過高（超過主軸最高允許轉速），必須用G50S_設定最高轉速限制。3.刀具半徑補償僅適用于外圓/內(nèi)孔車削，端面車削無需補償。（）答案：×解析：當?shù)毒叩都庥袌A弧半徑時，端面車削（尤其是臺階面或曲面過渡處）也需要進行半徑補償，否則會導致輪廓尺寸偏差。4.加工中心孔時，若中心鉆折斷，可能原因是主軸轉速過高。（）答案：×解析：中心鉆直徑小、剛性差，轉速過高會導致切削溫度急劇上升，加劇磨損；但折斷更常見的原因是進給量過大（軸向力超過中心鉆強度）或工件未找正（偏載）。5.數(shù)控車床螺距誤差補償是通過修改系統(tǒng)參數(shù)，修正各軸在全行程內(nèi)的定位誤差。（）答案：√解析：螺距誤差補償（backlashcompensation）是通過激光干涉儀測量各軸在指定位置的實際坐標與指令坐標的偏差，將補償值輸入系統(tǒng)參數(shù)，使數(shù)控系統(tǒng)在運行時自動修正位置誤差。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述數(shù)控車床加工細長軸時，防止彎曲變形的工藝措施。答案：（1）采用中心架或跟刀架：中心架用于固定工件中間部位（如加工長軸中段時），跟刀架隨刀具移動支撐工件，減少徑向切削力引起的變形；（2）減小徑向切削力：選用大主偏角（κr=80°~93°）、正值刃傾角（λs=3°~10°）刀具，降低徑向分力；（3）優(yōu)化切削參數(shù)：采用低轉速、小背吃刀量、大進給量（但需保證表面質量），減少切削熱和切削力；（4）反向進給：刀具從卡盤向尾座方向進給，利用軸向切削力拉伸工件，抵消徑向力引起的彎曲；（5）充分冷卻：使用高壓冷卻液降低切削溫度，減少熱變形；（6）預校直工件：加工前對毛坯進行校直，減小原始彎曲量。2.分析車削不銹鋼零件時刀具磨損快的主要原因及應對措施。答案：主要原因：（1）不銹鋼塑性大、加工硬化嚴重（硬化層硬度可達基體的1.5~2倍），加劇刀具前刀面磨損；（2）高溫下不銹鋼與刀具材料（如硬質合金中的Co）親和性強，易產(chǎn)生粘結磨損；（3）切屑與前刀面接觸長度短，切削力集中在刀尖附近，導致刀尖磨損加劇。應對措施：（1）刀具材料選擇：優(yōu)先選用含TaC或NbC的細晶粒硬質合金（如YG6X、YS25），或涂層刀具（TiC/TiN復合涂層）；（2）刀具幾何參數(shù)優(yōu)化：增大前角（γo=15°~20°）減小切削變形，增大刃傾角（λs=5°~10°）使切屑流向待加工表面，減小對已加工表面的摩擦；（3）切削參數(shù)調(diào)整：采用較低的切削速度（v=50~80m/min）、中等進給量（f=0.1~0.3mm/r）、較小背吃刀量（ap=0.5~2mm），避免加工硬化層重復切削；（4）冷卻潤滑：使用極壓乳化液或硫化油，增強潤滑性能，減少粘結磨損。3.說明G76指令（螺紋復合循環(huán)）中各參數(shù)的含義（以格式G76P(m)(r)(a)Q(Δdmin)R(d)；G76X(u)Z(w)R(i)P(k)Q(Δd)F(L)；為例）。答案：（1）P(m)(r)(a)：m為精車重復次數(shù)（1~99），r為螺紋尾端倒角量（0~99，單位0.1L），a為刀尖角度（80°、60°、55°、30°、29°、0°）；（2）Q(Δdmin)：最小切削深度（半徑值，單位μm，需為整數(shù)）；（3）R(d)：精車余量（半徑值，單位mm）；（4）X(u)/Z(w)：螺紋終點坐標（絕對/增量）；（5）R(i)：螺紋錐度差（半徑值，i=（D-d）/2L，D為大端直徑，d為小端直徑，L為螺紋長度，圓柱螺紋時i=0）；（6）P(k)：螺紋牙型高度（半徑值，單位μm，k=0.5413P，P為螺距）；（7）Q(Δd)：第一次切削深度（半徑值，單位μm，需大于Δdmin）；（8）F(L)：螺紋導程（單頭螺紋時L=P）。4.簡述數(shù)控車床加工精度檢驗的主要項目及常用檢測工具。答案：主要項目及檢測工具：（1）幾何精度：-床身導軌直線度：水平儀、激光干涉儀；-主軸軸向竄動：千分表（固定在刀架上，測頭抵主軸端面中心）；-主軸徑向跳動：千分表（測頭抵主軸錐孔內(nèi)檢驗棒外圓）；-刀架定位精度：激光干涉儀（測量各刀位移動后的實際位置與指令位置偏差）。（2）加工精度：-尺寸精度：千分尺、內(nèi)徑百分表、三坐標測量機；-形狀精度（圓度、圓柱度）：圓度儀、千分表（測量工件同一截面最大/最小直徑差）；-位置精度（同軸度、垂直度）：偏擺儀（測同軸度）、直角尺+千分表（測臺階面與軸線垂直度）；-表面粗糙度：表面粗糙度儀、對比樣塊。（3）定位精度與重復定位精度：-各直線軸定位精度：激光干涉儀（測量全行程內(nèi)各點的定位誤差）；-重復定位精度：激光干涉儀（同一位置多次定位的誤差標準差）。四、綜合題（共30分）如圖所示為某減速箱輸出軸零件圖（材料40Cr，調(diào)制處理28~32HRC），要求在CJK6140數(shù)控車床上完成加工（機床最大加工直徑φ400mm，最大加工長度750mm，配備VDI25刀架，可選刀具：外圓車刀（涂層硬質合金，κr=93°，γo=15°，rε=0.8mm）、切槽刀（寬4mm，κr=90°）、螺紋車刀（60°，rε=0.1mm）、中心鉆（A2.5）、鉆頭（φ20mm））。（注：因無法插入圖紙，假設零件結構為：總長200mm，左端φ60h6（長50mm），中間φ50h7（長80mm，含M42×2-6g外螺紋，螺紋長30mm），右端φ40h8（長40mm），各外圓表面粗糙度Ra1.6μm，φ60h6與φ50h7同軸度0.02mm，φ50h7與φ40h8垂直度0.03mm，兩端面有中心孔。）要求：（1）制定加工工藝路線；（2）編寫數(shù)控加工程序（毛坯為φ65mm×210mm圓鋼，采用手動對刀，工件坐標系原點設在右端面中心）；（3）說明關鍵工序的質量控制措施。答案：（1）加工工藝路線：①粗車右端面→鉆中心孔（A2.5）→粗車右端φ40h8外圓（留0.5mm余量）→粗車中間φ50h7外圓（留0.5mm余量）→粗車左端φ60h6外圓（留0.5mm余量）；②調(diào)頭裝夾（夾右端φ40h8外圓，找正左端φ60h6外圓）→粗車左端面（保證總長200mm±0.1mm）→鉆中心孔；③雙頂尖裝夾→精車左端φ60h6外圓（尺寸φ60h6，Ra1.6μm）→精車中間φ50h7外圓（尺寸φ50h7，Ra1.6μm）→車M42×2-6g外螺紋（中徑φ40.701mm~φ40.835mm，小徑φ39.835mm）；④調(diào)頭雙頂尖裝夾→精車右端φ40h8外圓（尺寸φ40h8，Ra1.6μm）→車右端面（保證總長200mm±0.05mm）；⑤切退刀槽（φ38mm×4mm，位于螺紋右端）；⑥檢驗：測量各尺寸、同軸度（用偏擺儀測φ60h6與φ50h7徑向跳動）、垂直度（用直角尺+千分表測φ50h7端面與軸線垂直度）、表面粗糙度（粗糙度儀）。（2）數(shù)控加工程序（以FANUC系統(tǒng)為例，僅編寫雙頂尖裝夾精車及螺紋加工部分）：O0001；T0101（外圓精車刀，rε=0.8mm）；M03S1200（恒線速G96S200，G50S3000；）；G00X65Z2；G70P10Q20；（精車循環(huán)，粗車程序略）N10G00X42Z2；G01Z-30F0.1；（精車φ42外圓，為螺紋做準備）X50；Z-110；（精車φ50h7外圓至尺寸φ50.00-0.025mm）X60；Z-160；（精車φ60h6外圓至尺寸φ60.00-0.019mm）X65；N20G00Z2；G00X100Z100；T0202（切槽刀，寬4mm）；M03S800；G00X44Z-32；G01X38F0.05；（切退刀槽φ38×4mm）G04X2；（暫停，保證槽底平整）G01X44；G00X100Z100；T0303（螺紋車刀，60°）；M03S600；G76P020560Q100R0.1；（m=2精車次數(shù)，r=0.5×0.1L=0.1×2=0.2mm，a=60°，Δdmin=0.1mm，d=0.1mm精車余量）G76X39.835Z-30R0P1083Q500F2；（X=小徑39.835mm，Z=-30mm螺紋終點，R=0（圓柱螺紋），P=牙型高度0.5413×2×1000=1083μm，Q=第一次切削深度0.5mm（半徑值），F(xiàn)=螺距2mm）G00X100Z100；M30；（3）關鍵工序質量控制措施：①雙頂尖裝夾：檢查頂尖與中心孔接觸面積（≥80%），中心孔需修研（用60°油石或中心孔