高速加工习题及复习名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

数控高速加工与工艺---习题与复习主讲人:徐嘉乐第1页一、填空题1．PCBN表示聚晶立方氮化硼，HSM表示高速加工。2、HSS表示高

速钢

，PCD表示

。3.惯用高速进给系统有三种主要驱动方式：

、

和虚拟轴机床。4．常规加工工艺策略是采取

、

、慢进给、

来提升生产率。5.高速加工采取

，中小切削深度、

、多行程来提升生产率。6.常规加工时，工作台加速度是

。第2页一、填空题1．PCBN表示聚晶立方氮化硼刀具，HSM表示高速加工

。2、HSS表示

高速钢刀

具

，PCD表示聚晶金刚石刀具。3.惯用高速进给系统有三种主要驱动方式：高速滚珠丝杠、直线电动机和虚拟轴机构。4．常规加工工艺策略是采取低转速、大切削深度、慢进给、单行程来提升生产率。5.高速加工采取高主轴转速

,中小切削深度、快进给、多行程来提升生产率。6.常规加工时，加工中心工作台加速度是

0.1g---0.2g。第3页一、填空题7．高速加工时，加工中心机床工作台加速度是

。8．电主轴基本参数和主要规格包含：

、

、

、

、计算转矩、润滑和刀具接口。9．现在用于高速主轴接触式轴承有

。10、卧式高速加工中心，非常适合加工

零件11、立式高速加工中心，非常适合加工

零件12．高速铣削刀具结构有各种，普通小直径铣刀采取

，大直径铣刀采取

。第4页一、填空题7．高速加工时，加工中心机床工作台加速度是1g---8g。8．电主轴基本参数和主要规格包含：套筒直径、最高转速、输出功率、计算转速、计算转矩、润滑和刀具接口。

9．现在用于高速主轴接触式轴承有混合陶瓷球轴承。10．卧式高速加工中心，非常适合加工

箱体、阀体等零件11、立式高速加工中心，非常适合加工

板类、盘类

零件12．高速铣削刀具结构有各种，普通小直径铣刀采取整体式，大直径铣刀采取机夹式。第5页一、填空题13．刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，但相交于刀具系统重心，不平衡所产生离心力作用于两端支承上，大小相等、方向相反，属于

。14．高速精加工时，加工效率则以每分种加工

大小表示。15．当前，对于钢铁材料，普通来说，粗加工采取

；因为它有较高金属切除率；精加工采取

；16．高速加工不一定就是高主轴转速，许多高速切削应用是在中等主轴转速下用

刀具完成。17、高速加工工艺特点之一是浅切削，普通来说切削深度小于刀具直径

。第6页一、填空题11．刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，但相交于刀具系统重心，不平衡所产生离心力作用于两端支承上，大小相等、方向相反，属于偶不平衡。12．高速精加工时，加工效率则以每分种加工加工面积

大小表示。13．当前，对于钢铁材料，普通来说，粗加工采取常规加工；因为它有较高金属切除率；精加工采取高速加工；14．高速加工不一定就是高主轴转速，许多高速切削应用是在中等主轴转速下用大尺寸刀具完成。15、高速加工工艺特点之一是浅切削，普通来说切削深度小于刀具直径10%。第7页一、填空题18、高速加工机床、

、和

是高速加工三项主要技术。19、高速加工技术发展一个主要问题就是刀具材料

和

。20．金刚石刀具不适合加工

工件，热量会使金刚石中

扩散到工件中，造成金刚石涂层

而提前失效。21、新型滚珠丝杆螺母副适合用于

档高速机床。22、TiC基硬质合金刀具俗称

。23、液体动静压轴承是一个靠外部供恒定压力油、在轴承内建立静压承载油膜，使主轴一直悬浮于

之中滑动轴承。在

速度下也能应用。第8页一、填空题18、高速加工机床、高速加工刀具系统、和高速加工工艺是高速加工三项主要技术。19、高速加工技术发展一个重要问题就是刀具材料耐高温和耐磨损。20．金刚石刀具不适合加工钢铁工件，热量会使金刚石中碳原子扩散到工件中，造成金刚石涂层化学磨损而提前失效。21、新型滚珠丝杆螺母副适用于中、低级高速机床。22、TiC基硬质合金刀具俗称金属陶瓷刀具。23、液体动静压轴承是一种靠外部供恒定压力油、在轴承内建立静压承载油膜，使主轴始终悬浮于高压油膜之中滑动轴承。在极低速度下也能应用。第9页二、判断题1．（）为了实现高速切削加工，普通采取高柔性高速数控机床、加工中心等，这些设备共同特点是含有高速主轴系统和高速进给系统。2．（）电主轴是实现高速机床主运动系统“零传动”经典结构，而直线电动机高速进给单元则是高速机床进给运动系统实现“零传动”经典代表。3．（

）高速切削产生切屑，能够用手来去除。4．（）与高速车削及高速铣削相比，高速钻削属于精加工。5．（）假如只有高速机床和刀具而没有良好工艺技术作指导，昂贵高速加工设备也不能充分发挥作用。第10页二、判断题1．（√）为了实现高速切削加工，普通采取高柔性高速数控机床、加工中心等，这些设备共同特点是含有高速主轴系统和高速进给系统。2．（√）电主轴是实现高速机床主运动系统“零传动”经典结构，而直线电动机高速进给单元则是高速机床进给运动系统实现“零传动”经典代表。3．（×）高速切削产生切屑，能够用手来去除。4．（×）与高速车削及高速铣削相比，高速钻削属于精加工。5．（√）假如只有高速机床和刀具而没有良好工艺技术作指导，昂贵高速加工设备也不能充分发挥作用。第11页二、判断题6．（）刀具系统平衡过程就是在平衡面上找到校正质量位置和大小，然后再加上或减去校正质量。7．（

）HSK短锥刀柄采取1：10锥度，它锥体比标准7：24锥短。8．（）刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，但相交于刀具系统重心，不平衡所产生离心力作用于两端支承上，大小相等、方向相反，属于动不平衡形式。9．（）高速加工时采取螺旋线、圆弧和斜线方式进刀和退刀，以确保光滑进刀和退刀。10．（）普通来说，被加工工件材料硬度高，其切削速度应该小些。第12页二、判断题6．（√）刀具系统平衡过程就是在平衡面上找到校正质量位置和大小，然后再加上或减去校正质量。7．（√）HSK短锥刀柄采取1：10锥度，它锥体比标准7：24锥短。8．（×）刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，但相交于刀具系统重心，不平衡所产生离心力作用于两端支承上，大小相等、方向相反，属于动不平衡形式。9．（√）高速加工时采取螺旋线、圆弧和斜线方式进刀和退刀，以确保光滑进刀和退刀。10．（√）普通来说，被加工工件材料硬度高，其切削速度应该小些。第13页二、判断题11．（

）因为高速加工有切削力小、散热快、加工过程稳定性好等优点，因些在干切削切削用量选择中，应尽可能采取较大切削用量。12．（

）精铣时，为了取得更高精度和表面质量，可选取较高切削速度和较小进给量。13．（

）高速加工不一定就是高主轴转速，许多高速切削应用是在中等主轴转速下用大尺寸刀具完成。14．（

）对于钢、铁材料小零件，粗加工应采取传统加工，精加工可采取高速加工。15．（

）在高速加工中，普通应尽可能采取逆铣加工，以提升被加工零件表面质量，确保尺寸精度。第14页二、判断题11．（√）因为高速加工有切削力小、散热快、加工过程稳定性好等优点，因些在干切削切削用量选择中，应尽可能采取较大切削用量。12．（√）精铣时，为了取得更高精度和表面质量，可选取较高切削速度和较小进给量。13．（√）高速加工不一定就是高主轴转速，许多高速切削应用是在中等主轴转速下用大尺寸刀具完成。14．（×）对于钢、铁材料小零件，粗加工应采取传统加工，精加工可采取高速加工。15．（×）在高速加工中，普通应尽可能采取逆铣加工，以提升被加工零件表面质量，确保尺寸精度。第15页二、判断题16．（

）在工艺允许条件，应尽可能采取刀尖圆弧半径较小刀具进行高速铣削。17．（

）在高速铣削中普通不推荐使用键槽铣刀。18．（

）普通情况下，盘类刀具悬伸短，能够只进行静平衡；杆类刀具悬伸长，必须进行动平衡。19．（

）刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，但平行于旋转轴线，所以不平衡将发生在单平面上，属于偶不平衡形式。20、（

）刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，而且既不平行也不相交，属于偶不平衡形式。第16页二、判断题16．（×）在工艺允许条件，应尽可能采取刀尖圆弧半径较小刀具进行高速铣削。17．（×）在高速铣削中普通不推荐使用键槽铣刀。18．（√

）普通情况下，盘类刀具悬伸短，能够只进行静平衡；杆类刀具悬伸长，必须进行动平衡。19．（×）刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，但平行于旋转轴线，所以不平衡将发生在单平面上，属于偶不平衡形式。20、（×）刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，而且既不平行也不相交，属于偶不平衡形式。第17页二、判断题21（）卧式高速加工中心，非常适合板类、盘类零件。22（

）新型滚珠丝杆螺母副适合用于中高档高速机床。23（）滚珠丝杆普通不超出4----6M24（）并联机床就是虚拟轴机床。25（

）龙门高速加工中心，非常适合加工中型箱体零件。26（

）虚拟轴机床没有固定X、Y、Z轴和对应运动支承导轨。第18页二、判断题5、（×）卧式高速加工中心，非常适合板类、盘类零件。6．（

×

）新型滚珠丝杆螺母副适合用于中高档高速机床。7．（√）滚珠丝杆普通不超出4----6M8．（√）并联机床就是虚拟轴机床。9．（

×

）龙门高速加工中心，非常适合加工中型箱体零件。10．（

√

）虚拟轴机床没有固定X、Y、Z轴和对应运动支承导轨。第19页三、选择题1．高速加工中心类机床含有一些共同结构特点，即装备有（

）和（

）。A．高速进给系统

高速刀具系统B．高速主轴系统

高机床刚度

C．高速主轴系统

高速进给系统D．高速进给系统

高机床刚度2．为了适应高速加工要求，床身和工作台要求满足（

）、好精度保持性、更加好抗热变形能力。A．高传动效率B．高动、静刚度和抗振性C．高性能材料D．高吸振性3．主轴电动机与机床主轴“合二为一”传动结构形式，使主轴部件从机床传动系统整体结构中相对独立出来，所以可做成“主轴单元”，俗称（

）。A．电主轴B．刚性主轴C．动主轴D．整体式主轴

第20页三、选择题1．高速加工中心类机床含有一些共同结构特点，即装备有（C）和（C）。A．高速进给系统

高速刀具系统B．高速主轴系统

高机床刚度

C．高速主轴系统

高速进给系统D．高速进给系统

高机床刚度2．为了适应高速加工要求，床身和工作台要求满足（B）、好精度保持性、更加好抗热变形能力。A．高传动效率B．高动、静刚度和抗振性C．高性能材料D．高吸振性3．主轴电动机与机床主轴“合二为一”传动结构形式，使主轴部件从机床传动系统整体结构中相对独立出来，所以可做成“主轴单元”，俗称（A）。A．电主轴B．刚性主轴C．动主轴D．整体式主轴

第21页三、选择题4．（

）是由德国阿亨大学机床研究室专业高速机床主轴开发一个刀轴连接结构。A．AKM刀柄B．BT刀柄C．HSK刀柄D．ISO刀柄5．HSK刀柄与KM刀柄不一样之处是（

）A．刀柄结合部位B．刀柄传力零件C．刀柄短锥度D．高速刀柄6．不属于HSK刀柄结构特点是（

）。A．空心、薄壁、短锥，锥度为1：10B．尺寸大、重量最重，换刀时间长。

C．使用由内向外外胀式夹紧机构D．端面与锥面同时定位、夹紧，刀柄在主轴中定位为过定位。

第22页三、选择题4．（C）是由德国阿亨大学机床研究室专业高速机床主轴开发一个刀轴连接结构。A．AKM刀柄B．BT刀柄C．HSK刀柄D．ISO刀柄5．HSK刀柄与KM刀柄不一样之处是（B）A．刀柄结合部位B．刀柄传力零件C．刀柄短锥度D．高速刀柄6．不属于HSK刀柄结构特点是（B）。A．空心、薄壁、短锥，锥度为1：10B．尺寸大、重量最重，换刀时间长。

C．使用由内向外外胀式夹紧机构D．端面与锥面同时定位、夹紧，刀柄在主轴中定位为过定位。

第23页三、选择题7．1987年美国Kennametal企业及德国WiDi企业联合研制了“1：10短锥空心KM刀柄”，并首次提出了（

）。A．锥面、端面过定位原理B．锥面、端面双定位原理

C．锥面、端面欠定位原理D．锥面、端面完全定位原理8．HSK刀柄和普通刀柄相比较，有较多优点。不属于它优点是（

）。A．采取锥面、端面过定位结合形式，能有效地提升结合刚度。B．采取1：10锥度，与7：24锥度相比锥部较短，楔形效果很好，有较大抗扭能力。C．刀柄与主轴间扩张爪锁紧，转速越高，锁紧力越大。D．它与现在主轴端面结构和刀柄兼容性好。

第24页三、选择题7．1987年美国Kennametal企业及德国WiDi企业联合研制了“1：10短锥空心KM刀柄”，并首次提出了（B）。A．锥面、端面过定位原理B．锥面、端面双定位原理

C．锥面、端面欠定位原理D．锥面、端面完全定位原理8．HSK刀柄和普通刀柄相比较，有较多优点。不属于它优点是（D

）。A．采取锥面、端面过定位结合形式，能有效地提升结合刚度。B．采取1：10锥度，与7：24锥度相比锥部较短，楔形效果很好，有较大抗扭能力。C．刀柄与主轴间扩张爪锁紧，转速越高，锁紧力越大。D．它与现在主轴端面结构和刀柄兼容性好。

第25页三、选择题9．（

）是新型高速锥形刀柄，其接口采取锥面和端面两面同时定位方式，刀柄为中空，锥体长度较短，有利于实现换刀轻型化及高速化。A．HSK刀柄B.7：24锥度刀柄C.ATC刀柄D.都不正确10．刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，但相交于刀具系统重心，不平衡所产生离心力作用于两端支承上，大小相等、方向相反，属于（

）。A．静不平衡B．偶不平衡C．动不平衡D．转动不平衡11．以下不属于新型夹紧元件高速刀具夹头是（

）。A．三棱变形静压夹头B．弹簧夹头C．热装夹头D．高精度液压夹头12．高速加工工艺关键有三点，（

）是最主要，它是实现其它两点基础。

A．保持切削载荷平稳B．最小进给率损失C．最大程序处理速度

第26页三、选择题（每小题1分）9．（A）是新型高速锥形刀柄，其接口采取锥面和端面两面同时定位方式，刀柄为中空，锥体长度较短，有利于实现换刀轻型化及高速化。A．HSK刀柄B.7：24锥度刀柄C.ATC刀柄D.都不正确10．刀具系统质量轴线与旋转轴线不重合，但相交于刀具系统重心，不平衡所产生离心力作用于两端支承上，大小相等、方向相反，属于（B）。A．静不平衡B．偶不平衡C．动不平衡D．转动不平衡11．以下不属于新型夹紧元件高速刀具夹头是（B）。A．三棱变形静压夹头B．弹簧夹头C．热装夹头D．高精度液压夹头12．高速加工工艺关键有三点，（A）是最主要，它是实现其它两点基础。

A．保持切削载荷平稳B．最小进给率损失C．最大程序处理速度

第27页三、选择题13．（

）在20世纪80年代就已经在工业中广泛应用于高速加工。A．铝材料B．陶瓷材料C．铜材料D．铁材料14．以下哪一个材料最高切削速度最大（

）。A．钢材B．铁材C．铜材D．铝材15．普通来说，被加工材料硬度越（

），其对应切削速度越（

）。A．高、大B．高、小

C．低、小D．无法判断16．试验证实，加工合金钢、钛等材料时，顺铣效果比逆铣效果（

）。A．差不多B．好

C．差D．无法判断

第28页三、选择题13．（A）在20世纪80年代就已经在工业中广泛应用于高速加工。A．铝材料B．陶瓷材料C．铜材料D．铁材料14．以下哪一个材料最高切削速度最大（D）。A．钢材B．铁材C．铜材D．铝材15．普通来说，被加工材料硬度越（B），其对应切削速度越（B）。A．高、大B．高、小

C．低、小D．无法判断16．试验证实，加工合金钢、钛等材料时，顺铣效果比逆铣效果（C）。A．差不多B．好

C．差D．无法判断

第29页三、选择题17．端面铣削使用立方氮化硼（

）刀具时，其切削速度可高到达5000m/min，主要用于（

）材料切削。A．铝合金材料B．灰铸铁

C．钢D．铜合金18．普通应尽可能采取（

）加工，以提升被加工零件表面质量，确保尺寸精度。A．逆铣B．顺铣

C．顺逆铣D．不确定19．在切削面上有硬质层、积渣，工件表面凹凸不平较显著时，如加工铸造毛坯时，应采取（

）。A．逆铣B．顺铣

C．顺逆铣D．不确定20．在同等切削条件下，逆铣和顺铣消耗功率关系（

）。A．顺铣大，逆铣小。B．逆铣大，顺铣小。

C．一样大D．不确定

第30页三、选择题17．端面铣削使用立方氮化硼（CBN）刀具时，其切削速度可高到达5000m/min，主要用于（B）材料切削。A．铝合金材料B．灰铸铁

C．钢D．铜合金18．普通应尽可能采取（B）加工，以提升被加工零件表面质量，确保尺寸精度。A．逆铣B．顺铣

C．顺逆铣D．不确定19．在切削面上有硬质层、积渣，工件表面凹凸不平较显著时，如加工铸造毛坯时，应采取（A）。A．逆铣B．顺铣

C．顺逆铣D．不确定20．在同等切削条件下，逆铣和顺铣消耗功率关系（B）。A．顺铣大，逆铣小。B．逆铣大，顺铣小。

C．一样大D．不确定

第31页四．问答题。1、简述高速加工基本理论。答；1）一定工件材料对应有一个临界切削速度，此处切削温度最高，但当切削速度超出临界值后，切削温度不但不升反而下降。2）死谷速度范围，切削温度太高，刀具无法承受，不能加工。3）超死谷速度范围高速区，切削温度与常规切削基本相同，能用现有优异刀具高速切削。4）伴随切削速度提升，弹塑性材料切屑将从带状、片状到碎屑不停演变，切削力早期呈上升趋势，而后急剧下降。5）伴随切削速度提升，切削力下降，加工表面质量提升。刀具磨损主要取决于刀具材料导热性。

第32页四．问答题。2．高速加工特点是什么？答：高速加工是一项高新技术，它采取高主轴转速、高切削速度、中小切削深度、快速进给、多行程来提升生产率；它以高速度、高效率、高精度和高表面质量为基本特征。

第33页四．问答题。3．当前高速加工技术尤其适合加工什么零件？答：1）切削力小。切削力比常规切削切削力降低30%，所以高速加工尤其适合加工薄壁类刚性差工件。2）工件热变形小。90%以上切削热来不及传给工件就被高速流出切屑带走。工件温升不超出3°C。尤其适合加工细长且易变形工件。3）材料切除率高。高速切削速度是普通切削速度5-10倍，进给量不变，进给速度也对应提升5-10倍，小切深，材料切除率可达常规切除率3~6倍，适合用于材料切除率大场所。4）工艺系统振动小。机床激振频率高远超出工艺系统振动固有频率，振动小，高速加工表面质量可达磨削水平。适合加工高精度、低表面粗糙度值工件。5）可加工高锰钢、淬火钢、奥氏体不锈钢、耐磨铸铁等难加工材料。第34页四．问答题。4．什么叫电主轴？答：把交流伺服电动机转子与机床主轴做成一体。即将无壳电动机空心转子用过盈配合形式直接套装在机床主轴上，带有冷却套定子则安装在主轴单元壳体中，形成内装式电动机主轴，简称电主轴。5．电主轴特点是什么？答：振动小、噪声低、体积小、结构紧凑、易平衡、传动效率高。电动机与机床主轴“合二为一”、机床主传动链长度为零，实现了“零传动”。6．计算转速是什么？答：传递全部功率最低转速。第35页四．问答题。7、直线电动机进给驱动系统特点1）消除了一切中间传动步骤，机床进给传动链长度缩短为零，实现了“零传动”，几乎没有反向间隙。2）含有快加、减速特征，加速度1g~10g。加速度为传统进给加速度10~20倍3）进给速度为传统进给速度4~5倍4）单位面积推力大，易产生高速运动、机械结构不需维护。8、为何高速加工要进行刀具动平衡试验？答：在高速旋转下，刀具系统一点点不平衡都会产生较大离心力，引发机床和刀具振动，产生不均匀切削力，不但影响工件加工精度和表面质量，还会影响机床主轴轴承和刀具不规则磨损，快速降低其使用寿命。第36页四．问答题。9、高速切削参数选择普通遵照什么标准？答：由切削理论可知，对刀具寿命影响最大是切削速