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數(shù)控高速加工與工藝---習題與復習主講人:徐嘉樂第1頁一、填空題1．PCBN表示聚晶立方氮化硼，HSM表示高速加工。2、HSS表示高

速鋼

，PCD表示

。3.慣用高速進給系統(tǒng)有三種主要驅動方式：

、

和虛擬軸機床。4．常規(guī)加工工藝策略是采取

、

、慢進給、

來提升生產率。5.高速加工采取

，中小切削深度、

、多行程來提升生產率。6.常規(guī)加工時，工作臺加速度是

。第2頁一、填空題1．PCBN表示聚晶立方氮化硼刀具，HSM表示高速加工

。2、HSS表示

高速鋼刀

具

，PCD表示聚晶金剛石刀具。3.慣用高速進給系統(tǒng)有三種主要驅動方式：高速滾珠絲杠、直線電動機和虛擬軸機構。4．常規(guī)加工工藝策略是采取低轉速、大切削深度、慢進給、單行程來提升生產率。5.高速加工采取高主軸轉速

,中小切削深度、快進給、多行程來提升生產率。6.常規(guī)加工時，加工中心工作臺加速度是

0.1g---0.2g。第3頁一、填空題7．高速加工時，加工中心機床工作臺加速度是

。8．電主軸基本參數(shù)和主要規(guī)格包含：

、

、

、

、計算轉矩、潤滑和刀具接口。9．現(xiàn)在用于高速主軸接觸式軸承有

。10、臥式高速加工中心，非常適合加工

零件11、立式高速加工中心，非常適合加工

零件12．高速銑削刀具結構有各種，普通小直徑銑刀采取

，大直徑銑刀采取

。第4頁一、填空題7．高速加工時，加工中心機床工作臺加速度是1g---8g。8．電主軸基本參數(shù)和主要規(guī)格包含：套筒直徑、最高轉速、輸出功率、計算轉速、計算轉矩、潤滑和刀具接口。

9．現(xiàn)在用于高速主軸接觸式軸承有混合陶瓷球軸承。10．臥式高速加工中心，非常適合加工

箱體、閥體等零件11、立式高速加工中心，非常適合加工

板類、盤類

零件12．高速銑削刀具結構有各種，普通小直徑銑刀采取整體式，大直徑銑刀采取機夾式。第5頁一、填空題13．刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，但相交于刀具系統(tǒng)重心，不平衡所產生離心力作用于兩端支承上，大小相等、方向相反，屬于

。14．高速精加工時，加工效率則以每分種加工

大小表示。15．當前，對于鋼鐵材料，普通來說，粗加工采取

；因為它有較高金屬切除率；精加工采取

；16．高速加工不一定就是高主軸轉速，許多高速切削應用是在中等主軸轉速下用

刀具完成。17、高速加工工藝特點之一是淺切削，普通來說切削深度小于刀具直徑

。第6頁一、填空題11．刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，但相交于刀具系統(tǒng)重心，不平衡所產生離心力作用于兩端支承上，大小相等、方向相反，屬于偶不平衡。12．高速精加工時，加工效率則以每分種加工加工面積

大小表示。13．當前，對于鋼鐵材料，普通來說，粗加工采取常規(guī)加工；因為它有較高金屬切除率；精加工采取高速加工；14．高速加工不一定就是高主軸轉速，許多高速切削應用是在中等主軸轉速下用大尺寸刀具完成。15、高速加工工藝特點之一是淺切削，普通來說切削深度小于刀具直徑10%。第7頁一、填空題18、高速加工機床、

、和

是高速加工三項主要技術。19、高速加工技術發(fā)展一個主要問題就是刀具材料

和

。20．金剛石刀具不適合加工

工件，熱量會使金剛石中

擴散到工件中，造成金剛石涂層

而提前失效。21、新型滾珠絲桿螺母副適合用于

檔高速機床。22、TiC基硬質合金刀具俗稱

。23、液體動靜壓軸承是一個靠外部供恒定壓力油、在軸承內建立靜壓承載油膜，使主軸一直懸浮于

之中滑動軸承。在

速度下也能應用。第8頁一、填空題18、高速加工機床、高速加工刀具系統(tǒng)、和高速加工工藝是高速加工三項主要技術。19、高速加工技術發(fā)展一個重要問題就是刀具材料耐高溫和耐磨損。20．金剛石刀具不適合加工鋼鐵工件，熱量會使金剛石中碳原子擴散到工件中，造成金剛石涂層化學磨損而提前失效。21、新型滾珠絲桿螺母副適用于中、低級高速機床。22、TiC基硬質合金刀具俗稱金屬陶瓷刀具。23、液體動靜壓軸承是一種靠外部供恒定壓力油、在軸承內建立靜壓承載油膜，使主軸始終懸浮于高壓油膜之中滑動軸承。在極低速度下也能應用。第9頁二、判斷題1．（）為了實現(xiàn)高速切削加工，普通采取高柔性高速數(shù)控機床、加工中心等，這些設備共同特點是含有高速主軸系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng)。2．（）電主軸是實現(xiàn)高速機床主運動系統(tǒng)“零傳動”經典結構，而直線電動機高速進給單元則是高速機床進給運動系統(tǒng)實現(xiàn)“零傳動”經典代表。3．（

）高速切削產生切屑，能夠用手來去除。4．（）與高速車削及高速銑削相比，高速鉆削屬于精加工。5．（）假如只有高速機床和刀具而沒有良好工藝技術作指導，昂貴高速加工設備也不能充分發(fā)揮作用。第10頁二、判斷題1．（√）為了實現(xiàn)高速切削加工，普通采取高柔性高速數(shù)控機床、加工中心等，這些設備共同特點是含有高速主軸系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng)。2．（√）電主軸是實現(xiàn)高速機床主運動系統(tǒng)“零傳動”經典結構，而直線電動機高速進給單元則是高速機床進給運動系統(tǒng)實現(xiàn)“零傳動”經典代表。3．（×）高速切削產生切屑，能夠用手來去除。4．（×）與高速車削及高速銑削相比，高速鉆削屬于精加工。5．（√）假如只有高速機床和刀具而沒有良好工藝技術作指導，昂貴高速加工設備也不能充分發(fā)揮作用。第11頁二、判斷題6．（）刀具系統(tǒng)平衡過程就是在平衡面上找到校正質量位置和大小，然后再加上或減去校正質量。7．（

）HSK短錐刀柄采取1：10錐度，它錐體比標準7：24錐短。8．（）刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，但相交于刀具系統(tǒng)重心，不平衡所產生離心力作用于兩端支承上，大小相等、方向相反，屬于動不平衡形式。9．（）高速加工時采取螺旋線、圓弧和斜線方式進刀和退刀，以確保光滑進刀和退刀。10．（）普通來說，被加工工件材料硬度高，其切削速度應該小些。第12頁二、判斷題6．（√）刀具系統(tǒng)平衡過程就是在平衡面上找到校正質量位置和大小，然后再加上或減去校正質量。7．（√）HSK短錐刀柄采取1：10錐度，它錐體比標準7：24錐短。8．（×）刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，但相交于刀具系統(tǒng)重心，不平衡所產生離心力作用于兩端支承上，大小相等、方向相反，屬于動不平衡形式。9．（√）高速加工時采取螺旋線、圓弧和斜線方式進刀和退刀，以確保光滑進刀和退刀。10．（√）普通來說，被加工工件材料硬度高，其切削速度應該小些。第13頁二、判斷題11．（

）因為高速加工有切削力小、散熱快、加工過程穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因些在干切削切削用量選擇中，應盡可能采取較大切削用量。12．（

）精銑時，為了取得更高精度和表面質量，可選取較高切削速度和較小進給量。13．（

）高速加工不一定就是高主軸轉速，許多高速切削應用是在中等主軸轉速下用大尺寸刀具完成。14．（

）對于鋼、鐵材料小零件，粗加工應采取傳統(tǒng)加工，精加工可采取高速加工。15．（

）在高速加工中，普通應盡可能采取逆銑加工，以提升被加工零件表面質量，確保尺寸精度。第14頁二、判斷題11．（√）因為高速加工有切削力小、散熱快、加工過程穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因些在干切削切削用量選擇中，應盡可能采取較大切削用量。12．（√）精銑時，為了取得更高精度和表面質量，可選取較高切削速度和較小進給量。13．（√）高速加工不一定就是高主軸轉速，許多高速切削應用是在中等主軸轉速下用大尺寸刀具完成。14．（×）對于鋼、鐵材料小零件，粗加工應采取傳統(tǒng)加工，精加工可采取高速加工。15．（×）在高速加工中，普通應盡可能采取逆銑加工，以提升被加工零件表面質量，確保尺寸精度。第15頁二、判斷題16．（

）在工藝允許條件，應盡可能采取刀尖圓弧半徑較小刀具進行高速銑削。17．（

）在高速銑削中普通不推薦使用鍵槽銑刀。18．（

）普通情況下，盤類刀具懸伸短，能夠只進行靜平衡；桿類刀具懸伸長，必須進行動平衡。19．（

）刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，但平行于旋轉軸線，所以不平衡將發(fā)生在單平面上，屬于偶不平衡形式。20、（

）刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，而且既不平行也不相交，屬于偶不平衡形式。第16頁二、判斷題16．（×）在工藝允許條件，應盡可能采取刀尖圓弧半徑較小刀具進行高速銑削。17．（×）在高速銑削中普通不推薦使用鍵槽銑刀。18．（√

）普通情況下，盤類刀具懸伸短，能夠只進行靜平衡；桿類刀具懸伸長，必須進行動平衡。19．（×）刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，但平行于旋轉軸線，所以不平衡將發(fā)生在單平面上，屬于偶不平衡形式。20、（×）刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，而且既不平行也不相交，屬于偶不平衡形式。第17頁二、判斷題21（）臥式高速加工中心，非常適合板類、盤類零件。22（

）新型滾珠絲桿螺母副適合用于中高檔高速機床。23（）滾珠絲桿普通不超出4----6M24（）并聯(lián)機床就是虛擬軸機床。25（

）龍門高速加工中心，非常適合加工中型箱體零件。26（

）虛擬軸機床沒有固定X、Y、Z軸和對應運動支承導軌。第18頁二、判斷題5、（×）臥式高速加工中心，非常適合板類、盤類零件。6．（

×

）新型滾珠絲桿螺母副適合用于中高檔高速機床。7．（√）滾珠絲桿普通不超出4----6M8．（√）并聯(lián)機床就是虛擬軸機床。9．（

×

）龍門高速加工中心，非常適合加工中型箱體零件。10．（

√

）虛擬軸機床沒有固定X、Y、Z軸和對應運動支承導軌。第19頁三、選擇題1．高速加工中心類機床含有一些共同結構特點，即裝備有（

）和（

）。A．高速進給系統(tǒng)

高速刀具系統(tǒng)B．高速主軸系統(tǒng)

高機床剛度

C．高速主軸系統(tǒng)

高速進給系統(tǒng)D．高速進給系統(tǒng)

高機床剛度2．為了適應高速加工要求，床身和工作臺要求滿足（

）、好精度保持性、更加好抗熱變形能力。A．高傳動效率B．高動、靜剛度和抗振性C．高性能材料D．高吸振性3．主軸電動機與機床主軸“合二為一”傳動結構形式，使主軸部件從機床傳動系統(tǒng)整體結構中相對獨立出來，所以可做成“主軸單元”，俗稱（

）。A．電主軸B．剛性主軸C．動主軸D．整體式主軸

第20頁三、選擇題1．高速加工中心類機床含有一些共同結構特點，即裝備有（C）和（C）。A．高速進給系統(tǒng)

高速刀具系統(tǒng)B．高速主軸系統(tǒng)

高機床剛度

C．高速主軸系統(tǒng)

高速進給系統(tǒng)D．高速進給系統(tǒng)

高機床剛度2．為了適應高速加工要求，床身和工作臺要求滿足（B）、好精度保持性、更加好抗熱變形能力。A．高傳動效率B．高動、靜剛度和抗振性C．高性能材料D．高吸振性3．主軸電動機與機床主軸“合二為一”傳動結構形式，使主軸部件從機床傳動系統(tǒng)整體結構中相對獨立出來，所以可做成“主軸單元”，俗稱（A）。A．電主軸B．剛性主軸C．動主軸D．整體式主軸

第21頁三、選擇題4．（

）是由德國阿亨大學機床研究室專業(yè)高速機床主軸開發(fā)一個刀軸連接結構。A．AKM刀柄B．BT刀柄C．HSK刀柄D．ISO刀柄5．HSK刀柄與KM刀柄不一樣之處是（

）A．刀柄結合部位B．刀柄傳力零件C．刀柄短錐度D．高速刀柄6．不屬于HSK刀柄結構特點是（

）。A．空心、薄壁、短錐，錐度為1：10B．尺寸大、重量最重，換刀時間長。

C．使用由內向外外脹式夾緊機構D．端面與錐面同時定位、夾緊，刀柄在主軸中定位為過定位。

第22頁三、選擇題4．（C）是由德國阿亨大學機床研究室專業(yè)高速機床主軸開發(fā)一個刀軸連接結構。A．AKM刀柄B．BT刀柄C．HSK刀柄D．ISO刀柄5．HSK刀柄與KM刀柄不一樣之處是（B）A．刀柄結合部位B．刀柄傳力零件C．刀柄短錐度D．高速刀柄6．不屬于HSK刀柄結構特點是（B）。A．空心、薄壁、短錐，錐度為1：10B．尺寸大、重量最重，換刀時間長。

C．使用由內向外外脹式夾緊機構D．端面與錐面同時定位、夾緊，刀柄在主軸中定位為過定位。

第23頁三、選擇題7．1987年美國Kennametal企業(yè)及德國WiDi企業(yè)聯(lián)合研制了“1：10短錐空心KM刀柄”，并首次提出了（

）。A．錐面、端面過定位原理B．錐面、端面雙定位原理

C．錐面、端面欠定位原理D．錐面、端面完全定位原理8．HSK刀柄和普通刀柄相比較，有較多優(yōu)點。不屬于它優(yōu)點是（

）。A．采取錐面、端面過定位結合形式，能有效地提升結合剛度。B．采取1：10錐度，與7：24錐度相比錐部較短，楔形效果很好，有較大抗扭能力。C．刀柄與主軸間擴張爪鎖緊，轉速越高，鎖緊力越大。D．它與現(xiàn)在主軸端面結構和刀柄兼容性好。

第24頁三、選擇題7．1987年美國Kennametal企業(yè)及德國WiDi企業(yè)聯(lián)合研制了“1：10短錐空心KM刀柄”，并首次提出了（B）。A．錐面、端面過定位原理B．錐面、端面雙定位原理

C．錐面、端面欠定位原理D．錐面、端面完全定位原理8．HSK刀柄和普通刀柄相比較，有較多優(yōu)點。不屬于它優(yōu)點是（D

）。A．采取錐面、端面過定位結合形式，能有效地提升結合剛度。B．采取1：10錐度，與7：24錐度相比錐部較短，楔形效果很好，有較大抗扭能力。C．刀柄與主軸間擴張爪鎖緊，轉速越高，鎖緊力越大。D．它與現(xiàn)在主軸端面結構和刀柄兼容性好。

第25頁三、選擇題9．（

）是新型高速錐形刀柄，其接口采取錐面和端面兩面同時定位方式，刀柄為中空，錐體長度較短，有利于實現(xiàn)換刀輕型化及高速化。A．HSK刀柄B.7：24錐度刀柄C.ATC刀柄D.都不正確10．刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，但相交于刀具系統(tǒng)重心，不平衡所產生離心力作用于兩端支承上，大小相等、方向相反，屬于（

）。A．靜不平衡B．偶不平衡C．動不平衡D．轉動不平衡11．以下不屬于新型夾緊元件高速刀具夾頭是（

）。A．三棱變形靜壓夾頭B．彈簧夾頭C．熱裝夾頭D．高精度液壓夾頭12．高速加工工藝關鍵有三點，（

）是最主要，它是實現(xiàn)其它兩點基礎。

A．保持切削載荷平穩(wěn)B．最小進給率損失C．最大程序處理速度

第26頁三、選擇題（每小題1分）9．（A）是新型高速錐形刀柄，其接口采取錐面和端面兩面同時定位方式，刀柄為中空，錐體長度較短，有利于實現(xiàn)換刀輕型化及高速化。A．HSK刀柄B.7：24錐度刀柄C.ATC刀柄D.都不正確10．刀具系統(tǒng)質量軸線與旋轉軸線不重合，但相交于刀具系統(tǒng)重心，不平衡所產生離心力作用于兩端支承上，大小相等、方向相反，屬于（B）。A．靜不平衡B．偶不平衡C．動不平衡D．轉動不平衡11．以下不屬于新型夾緊元件高速刀具夾頭是（B）。A．三棱變形靜壓夾頭B．彈簧夾頭C．熱裝夾頭D．高精度液壓夾頭12．高速加工工藝關鍵有三點，（A）是最主要，它是實現(xiàn)其它兩點基礎。

A．保持切削載荷平穩(wěn)B．最小進給率損失C．最大程序處理速度

第27頁三、選擇題13．（

）在20世紀80年代就已經在工業(yè)中廣泛應用于高速加工。A．鋁材料B．陶瓷材料C．銅材料D．鐵材料14．以下哪一個材料最高切削速度最大（

）。A．鋼材B．鐵材C．銅材D．鋁材15．普通來說，被加工材料硬度越（

），其對應切削速度越（

）。A．高、大B．高、小

C．低、小D．無法判斷16．試驗證實，加工合金鋼、鈦等材料時，順銑效果比逆銑效果（

）。A．差不多B．好

C．差D．無法判斷

第28頁三、選擇題13．（A）在20世紀80年代就已經在工業(yè)中廣泛應用于高速加工。A．鋁材料B．陶瓷材料C．銅材料D．鐵材料14．以下哪一個材料最高切削速度最大（D）。A．鋼材B．鐵材C．銅材D．鋁材15．普通來說，被加工材料硬度越（B），其對應切削速度越（B）。A．高、大B．高、小

C．低、小D．無法判斷16．試驗證實，加工合金鋼、鈦等材料時，順銑效果比逆銑效果（C）。A．差不多B．好

C．差D．無法判斷

第29頁三、選擇題17．端面銑削使用立方氮化硼（

）刀具時，其切削速度可高到達5000m/min，主要用于（

）材料切削。A．鋁合金材料B．灰鑄鐵

C．鋼D．銅合金18．普通應盡可能采?。?/p>

）加工，以提升被加工零件表面質量，確保尺寸精度。A．逆銑B．順銑

C．順逆銑D．不確定19．在切削面上有硬質層、積渣，工件表面凹凸不平較顯著時，如加工鑄造毛坯時，應采?。?/p>

）。A．逆銑B．順銑

C．順逆銑D．不確定20．在同等切削條件下，逆銑和順銑消耗功率關系（

）。A．順銑大，逆銑小。B．逆銑大，順銑小。

C．一樣大D．不確定

第30頁三、選擇題17．端面銑削使用立方氮化硼（CBN）刀具時，其切削速度可高到達5000m/min，主要用于（B）材料切削。A．鋁合金材料B．灰鑄鐵

C．鋼D．銅合金18．普通應盡可能采?。˙）加工，以提升被加工零件表面質量，確保尺寸精度。A．逆銑B．順銑

C．順逆銑D．不確定19．在切削面上有硬質層、積渣，工件表面凹凸不平較顯著時，如加工鑄造毛坯時，應采取（A）。A．逆銑B．順銑

C．順逆銑D．不確定20．在同等切削條件下，逆銑和順銑消耗功率關系（B）。A．順銑大，逆銑小。B．逆銑大，順銑小。

C．一樣大D．不確定

第31頁四．問答題。1、簡述高速加工基本理論。答；1）一定工件材料對應有一個臨界切削速度，此處切削溫度最高，但當切削速度超出臨界值后，切削溫度不但不升反而下降。2）死谷速度范圍，切削溫度太高，刀具無法承受，不能加工。3）超死谷速度范圍高速區(qū)，切削溫度與常規(guī)切削基本相同，能用現(xiàn)有優(yōu)異刀具高速切削。4）伴隨切削速度提升，彈塑性材料切屑將從帶狀、片狀到碎屑不停演變，切削力早期呈上升趨勢，而后急劇下降。5）伴隨切削速度提升，切削力下降，加工表面質量提升。刀具磨損主要取決于刀具材料導熱性。

第32頁四．問答題。2．高速加工特點是什么？答：高速加工是一項高新技術，它采取高主軸轉速、高切削速度、中小切削深度、快速進給、多行程來提升生產率；它以高速度、高效率、高精度和高表面質量為基本特征。

第33頁四．問答題。3．當前高速加工技術尤其適合加工什么零件？答：1）切削力小。切削力比常規(guī)切削切削力降低30%，所以高速加工尤其適合加工薄壁類剛性差工件。2）工件熱變形小。90%以上切削熱來不及傳給工件就被高速流出切屑帶走。工件溫升不超出3°C。尤其適合加工細長且易變形工件。3）材料切除率高。高速切削速度是普通切削速度5-10倍，進給量不變，進給速度也對應提升5-10倍，小切深，材料切除率可達常規(guī)切除率3~6倍，適合用于材料切除率大場所。4）工藝系統(tǒng)振動小。機床激振頻率高遠超出工藝系統(tǒng)振動固有頻率，振動小，高速加工表面質量可達磨削水平。適合加工高精度、低表面粗糙度值工件。5）可加工高錳鋼、淬火鋼、奧氏體不銹鋼、耐磨鑄鐵等難加工材料。第34頁四．問答題。4．什么叫電主軸？答：把交流伺服電動機轉子與機床主軸做成一體。即將無殼電動機空心轉子用過盈配合形式直接套裝在機床主軸上，帶有冷卻套定子則安裝在主軸單元殼體中，形成內裝式電動機主軸，簡稱電主軸。5．電主軸特點是什么？答：振動小、噪聲低、體積小、結構緊湊、易平衡、傳動效率高。電動機與機床主軸“合二為一”、機床主傳動鏈長度為零，實現(xiàn)了“零傳動”。6．計算轉速是什么？答：傳遞全部功率最低轉速。第35頁四．問答題。7、直線電動機進給驅動系統(tǒng)特點1）消除了一切中間傳動步驟，機床進給傳動鏈長度縮短為零，實現(xiàn)了“零傳動”，幾乎沒有反向間隙。2）含有快加、減速特征，加速度1g~10g。加速度為傳統(tǒng)進給加速度10~20倍3）進給速度為傳統(tǒng)進給速度4~5倍4）單位面積推力大，易產生高速運動、機械結構不需維護。8、為何高速加工要進行刀具動平衡試驗？答：在高速旋轉下，刀具系統(tǒng)一點點不平衡都會產生較大離心力，引發(fā)機床和刀具振動，產生不均勻切削力，不但影響工件加工精度和表面質量，還會影響機床主軸軸承和刀具不規(guī)則磨損，快速降低其使用壽命。第36頁四．問答題。9、高速切削參數(shù)選擇普通遵照什么標準？答：由切削理論可知，對刀具壽命影響最大是切削速