第89卷 超高速加工技术 专题训练卷《现代制造技术基础》江苏省（职教高考）机械类 考纲百套卷

编写说明：江苏省（职教高考）《机械类考纲百套卷》，依据《江苏省中职职教高考机械类专业综合理论考试大纲》编写。本专辑涵盖《机械制图》、《机械基础》、《金属切削加工基础》、《现代制造技术基础》4个模块，且每个课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆分考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编写专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦综合提升，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第89卷专题训练卷，按《现代制造技术基础》中“超高速加工技术”范围和要求编写。具体内容为：超高速加工技术。 江苏省《机械类考纲百套卷》 第89卷 课程4：《现代制造技术基础》 超高速加工技术 专题训练卷 考试时间：60分钟 满分：100分 班级：             姓名：             学号：             成绩：             一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 1．超高速加工中，切削速度通常比常规切削速度高（ ） A．1~3倍 B．5~10倍 C．15~20倍 D．20~30倍 【答案】B 2．首次提出超高速切削概念并应用于切削刀具的公司是（ ） A．瑞典山特维克(Sandvik) B．日本山崎马扎克(Mazak) C．德国德马吉(DMG Mori) D．美国哈斯自动化(Haas) 【答案】A 3．超高速加工的显著特点之一是切削力相比常规加工（ ） A．降低约30% B．大幅度增加 C．基本保持不变 D．增加约50% 【答案】A 【详解】研究表明超高速加工时切削力可降低约30%，原因是切削层材料在高速下软化、剪切角增大。 4．超高速磨削中，磨削速度从33m/s提高到200m/s时，表面粗糙度Ra值的变化趋势是（ ） A．先降后升 B．随速度升高而降低 C．基本保持不变 D．随速度升高而升高 【答案】B 【详解】同条件下磨削速度33m/s、100m/s、200m/s对应的Ra值分别为2.0μm、1.4μm、1.1μm，速度越高粗糙度越低。 5．目前超高速切削技术应用最为成熟的材料是（ ） A．铝合金 B．钛合金 C．不锈钢 D．高温合金 【答案】A 【详解】铝合金的超高速切削技术研究已取得成熟结论并广泛应用。黑色金属及难加工材料的超高速切削仍在探索阶段。 6．超高速加工对主轴系统的关键要求不包括（ ） A．高转速和大功率 B．足够的刚性 C．良好的热稳定性 D．低速大扭矩 【答案】D 7．超高速加工中，切削热的主要散逸途径是（ ） A．传入工件 B．传入刀具 C．被切屑带走 D．通过冷却液散逸 【答案】C 【详解】超高速切削时大部分切削热被切屑带走，传入工件和刀具的热量较少，有利于保护刀具和保证工件精度。 8．下列哪种刀具材料适用于超高速切削铸铁和淬硬钢（ ） A．超细晶粒硬质合金刀具 B．氧化铝基陶瓷刀具 C．立方氮化硼（CBN） D．TiAlN涂层硬质合金刀具 【答案】C 【详解】立方氮化硼(CBN)硬度仅次于金刚石，具有优异的热稳定性和化学惰性，适用于高速切削铸铁和淬硬钢。金刚石不适合加工黑色金属。 9．超高速机床的进给系统的加速度通常要求达到（ ） A．0.1~0.2g B．0.3~0.5g C．0.5~0.8g D．1~2g 【答案】D 10．超高速加工机床必须配备的安全防护措施不包括（ ） A．普通钢丝网防护罩 B．高强度防弹玻璃观察窗 C．刀具状态监控系统 D．加工区域全封闭防护 【答案】A 【详解】安全防护包括高强度防弹玻璃观察窗、安全防护门、刀具状态监控和工作区域封闭。普通钢丝网不能抵抗高速切屑和碎刀的冲击。 11．超高速加工中，切屑形态相比常规加工通常表现为（ ） A．连续带状且排屑顺畅 B．崩碎状难以清理 C．粉末状污染严重 D．与常规加工形态相同 【答案】A 【详解】超高速切削时切屑为连续带状，断屑容易、排屑顺畅，有利于自动化加工。 12．直线电机驱动在超高速进给系统中的突出优势是（ ） A．结构简单无需冷却 B．实现零传动且无机械间隙 C．成本低且维护方便 D．推力大适合重载连续切削 【答案】B 【详解】直线电机直接驱动实现零传动，无机械传动间隙和滞后，加速度大、精度高。 13．金刚石刀具在超高速加工中的主要应用限制是（ ） A．硬度偏低且耐磨性不足 B．抗弯强度和韧性过低 C．不能加工黑色金属材料 D．市场价格过于昂贵 【答案】C 【详解】金刚石刀具硬度极高但热稳定性差，高温下与铁发生化学反应（石墨化），不能加工黑色金属。 14．超高速加工带来的技术挑战不包括（ ） A．主轴轴承在高速下的寿命 B．刀具在高离心力下的安全性 C．机床结构的动态热稳定性 D．切削力相比常规加工显著增大 【答案】D 【详解】超高速加工面临主轴轴承寿命、刀具安全性（离心力）、机床刚性等挑战。"切削力显著增大"与事实相反——高速下切削力反而降低。 15．超高速磨削相比普通磨削的一个显著优势是（ ） A．可选用更大的磨削加工深度 B．表面粗糙度更低且砂轮寿命延长 C．磨削过程可完全省去冷却液 D．磨削区的温度显著低于普通磨削 【答案】B 【详解】超高速磨削时可获得更低的表面粗糙度，且砂轮磨损减小、磨削比提高。 二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 16．超高速加工的切削速度比常规切削高______倍。 【答案】5~10 17．瑞典______公司于20世纪60年代首次提出超高速切削概念。 【答案】山特维克 18．超高速磨削速度从33m/s升至200m/s，Ra值由2.0μm降至______μm。 【答案】1.1 19．超高速加工对主轴系统要求高转速、大功率和足够的______。 【答案】刚性 20．超高速机床高速进给系统需要达到______g以上的加速度。 【答案】1 21．切削热在超高速加工中主要通过______带走而非传入工件。 【答案】切屑 22．CBN（______）刀具适合超高速切削铸铁和淬硬钢。 【答案】立方氮化硼 23．直线电机驱动的进给系统实现了______传动，消除了机械间隙。 【答案】零 24．金刚石刀具因高温下与______发生反应，不能加工黑色金属。 【答案】铁 25．超高速加工机床必须配备______安全防护罩，防止切屑飞溅伤人。 【答案】高强度(全封闭) 三、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分） 26．简述超高速加工的四个主要特点。 【答案】①切削力降低：高速下切削层材料软化、剪切角增大，切削力可降低约30%。②切削效率高：单位时间材料切除率可提高3~6倍。③加工表面质量好：切削热大部分被切屑带走，表面粗糙度更低。④适合薄壁和难加工材料：切削力小，工件变形小。 27．超高速加工对刀具材料有哪些特殊要求？举出三种常用超高速切削刀具材料并说明其适用场合。 【答案】特殊要求：高硬度与耐磨性、良好的热稳定性与抗热震性、高化学稳定性（不与工件材料反应）、足够的断裂韧性。三种材料：①细晶粒硬质合金——适用于铝合金高速铣削；②立方氮化硼(CBN)——适用于铸铁和淬硬钢的高速切削；③金刚石——适用于有色金属和非金属的高速加工，不可加工黑色金属。 28．说明超高速机床主轴系统应具备哪些关键技术特征。 【答案】①高转速：转速达数万至数十万r/min，采用高速精密轴承（陶瓷球轴承、磁悬浮轴承）。②大功率：满足高速下大切削用量需求。③高刚性和动平衡：主轴-刀具系统须精确动平衡以减小振动。④良好的热稳定性：配置冷却和热补偿系统，控制热变形。⑤可靠的刀具夹紧：采用HSK等高速刀柄，保证离心力下的夹持可靠性。 29．分析直线电机直接驱动在超高速进给系统中的优缺点。 【答案】优点：①零传动，无机械传动间隙和弹性变形，定位精度高；②加速度大(可达2g以上)，响应速度快；③结构简化，维护方便，无丝杠磨损。缺点：①发热量大，需配备强力冷却系统；②对控制系统要求高，需高速数据处理能力；③成本较高，承载能力有限。 四、综合应用题（本大题共2小题，每小题15分，共30分） 30．某企业加工铝合金壳体零件，当前使用普通数控铣床，切削速度300m/min，主轴转速8000r/min，加工一件耗时12分钟。拟升级为超高速加工中心，切削速度可提升至1800m/min，主轴转速40000r/min。 （1）计算采用超高速加工后，理论加工时间可缩短到原来的多少倍（假设其他条件不变）。 （2）从切削力、切削热和表面质量三个方面分析升级为超高速加工后的预期效果，并指出需要重点关注的安全问题。 【答案】（1）切削速度从300m/min提升至1800m/min，为原来的6倍。加工时间与切削速度成反比（相同路径长度），理论加工时间缩短为原来的1/6，即约为121/6=2分钟。 （2）预期效果：①切削力降低约30%，有利于减少薄壁壳体的加工变形、提高尺寸精度；②切削热大部分被切屑带走，传入工件的热量减少，工件热变形小；③高速下同一瞬时磨粒切削厚度更薄，表面粗糙度Ra值降低，表面质量更好。安全问题：①须配备高强度防弹玻璃观察窗和全封闭安全防护罩，防止高速切屑或碎刀飞出伤人；②刀柄须采用HSK等高速刀柄并经过动平衡，防止离心力导致松脱；③加工区域须可靠封闭，加工中严禁人员接近。 【详解】综合考查超高速加工的效率计算、工艺效果分析和安全防护意识。 31．某模具厂需加工一副淬硬钢（硬度HRC62）注塑模具型腔，型腔包含复杂曲面和深窄槽。现有三台设备可选：A普通数控铣床、B高速加工中心（主轴24000r/min）、C电火花成型机。 （1）若采用设备B进行超高速硬铣削加工该模具，分析在刀具选择、切削参数和加工策略上应注意哪些要点。 （2）对比设备B（超高速铣削）与设备C（电火花）两种工艺方案在加工效率和表面质量方面的差异。 【答案】（1）要点：刀具选择：选用CBN（立方氮化硼）球头铣刀，CBN硬度高、热稳定性好，适合淬硬钢高速切削。切削参数：采用小切深(ap=0.05～0.1mm)、小切宽(ae=0.1～0.3mm)、高转速(20000～40000r/min)、高速进给，充分利用高速下切削力小的特点。加工策略：粗加工用较大刀具分层去量，精加工用小直径球头刀、小步距螺旋走刀，确保曲面精度和表面质量；全程高压冷却或油雾润滑。 （2）对比：效率方面：超高速铣削可在淬硬后直接加工成型，免去电火花加工电极制作和多次装夹，大幅缩短加工周期（电火花加工速度慢，通常为每分钟数立方毫米）。表面质量：两者均可获得良好表面，超高速铣削Ra可达0.4～0.8μm，电火花加工表面存在白层（重铸层）需后续抛光去除。综合比较：超高速硬铣削在效率和免抛光方面优于电火花。 【详解】综合考查超高速加工刀具选择、工艺参数制定和不同工艺方案的对比分析能力。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：江苏省（职教高考）《机械类考纲百套卷》，依据《江苏省中职职教高考机械类专业综合理论考试大纲》编写。本专辑涵盖《机械制图》、《机械基础》、《金属切削加工基础》、《现代制造技术基础》4个模块，且每个课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆分考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编写专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦综合提升，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第89卷专题训练卷，按《现代制造技术基础》中“超高速加工技术”范围和要求编写。具体内容为：超高速加工技术。 江苏省《机械类考纲百套卷》 第89卷 课程4：《现代制造技术基础》 超高速加工技术 专题训练卷 考试时间：60分钟 满分：100分 班级：             姓名：             学号：             成绩：             一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） 1．超高速加工中，切削速度通常比常规切削速度高（ ） A．1~3倍 B．5~10倍 C．15~20倍 D．20~30倍 2．首次提出超高速切削概念并应用于切削刀具的公司是（ ） A．瑞典山特维克(Sandvik) B．日本山崎马扎克(Mazak) C．德国德马吉(DMG Mori) D．美国哈斯自动化(Haas) 3．超高速加工的显著特点之一是切削力相比常规加工（ ） A．降低约30% B．大幅度增加 C．基本保持不变 D．增加约50% 4．超高速磨削中，磨削速度从33m/s提高到200m/s时，表面粗糙度Ra值的变化趋势是（ ） A．先降后升 B．随速度升高而降低 C．基本保持不变 D．随速度升高而升高 5．目前超高速切削技术应用最为成熟的材料是（ ） A．铝合金 B．钛合金 C．不锈钢 D．高温合金 6．超高速加工对主轴系统的关键要求不包括（ ） A．高转速和大功率 B．足够的刚性 C．良好的热稳定性 D．低速大扭矩 7．超高速加工中，切削热的主要散逸途径是（ ） A．传入工件 B．传入刀具 C．被切屑带走 D．通过冷却液散逸 8．下列哪种刀具材料适用于超高速切削铸铁和淬硬钢（ ） A．超细晶粒硬质合金刀具 B．氧化铝基陶瓷刀具 C．立方氮化硼（CBN） D．TiAlN涂层硬质合金刀具 9．超高速机床的进给系统的加速度通常要求达到（ ） A．0.1~0.2g B．0.3~0.5g C．0.5~0.8g D．1~2g 10．超高速加工机床必须配备的安全防护措施不包括（ ） A．普通钢丝网防护罩 B．高强度防弹玻璃观察窗 C．刀具状态监控系统 D．加工区域全封闭防护 11．超高速加工中，切屑形态相比常规加工通常表现为（ ） A．连续带状且排屑顺畅 B．崩碎状难以清理 C．粉末状污染严重 D．与常规加工形态相同 12．直线电机驱动在超高速进给系统中的突出优势是（ ） A．结构简单无需冷却 B．实现零传动且无机械间隙 C．成本低且维护方便 D．推力大适合重载连续切削 13．金刚石刀具在超高速加工中的主要应用限制是（ ） A．硬度偏低且耐磨性不足 B．抗弯强度和韧性过低 C．不能加工黑色金属材料 D．市场价格过于昂贵 14．超高速加工带来的技术挑战不包括（ ） A．主轴轴承在高速下的寿命 B．刀具在高离心力下的安全性 C．机床结构的动态热稳定性 D．切削力相比常规加工显著增大 15．超高速磨削相比普通磨削的一个显著优势是（ ） A．可选用更大的磨削加工深度 B．表面粗糙度更低且砂轮寿命延长 C．磨削过程可完全省去冷却液 D．磨削区的温度显著低于普通磨削 二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 16．超高速加工的切削速度比常规切削高______倍。 17．瑞典______公司于20世纪60年代首次提出超高速切削概念。 18．超高速磨削速度从33m/s升至200m/s，Ra值由2.0μm降至______μm。 19．超高速加工对主轴系统要求高转速、大功率和足够的______。 20．超高速机床高速进给系统需要达到______g以上的加速度。 21．切削热在超高速加工中主要通过______带走而非传入工件。 22．CBN（______）刀具适合超高速切削铸铁和淬硬钢。 23．直线电机驱动的进给系统实现了______传动，消除了机械间隙。 24．金刚石刀具因高温下与______发生反应，不能加工黑色金属。 25．超高速加工机床必须配备______安全防护罩，防止切屑飞溅伤人。 三、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分） 26．简述超高速加工的四个主要特点。 27．超高速加工对刀具材料有哪些特殊要求？举出三种常用超高速切削刀具材料并说明其适用场合。 28．说明超高速机床主轴系统应具备哪些关键技术特征。 29．分析直线电机直接驱动在超高速进给系统中的优缺点。 四、综合应用题（本大题共2小题，每小题15分，共30分） 30．某企业加工铝合金壳体零件，当前使用普通数控铣床，切削速度300m/min，主轴转速8000r/min，加工一件耗时12分钟。拟升级为超高速加工中心，切削速度可提升至1800m/min，主轴转速40000r/min。 （1）计算采用超高速加工后，理论加工时间可缩短到原来的多少倍（假设其他条件不变）。 （2）从切削力、切削热和表面质量三个方面分析升级为超高速加工后的预期效果，并指出需要重点关注的安全问题。 31．某模具厂需加工一副淬硬钢（硬度HRC62）注塑模具型腔，型腔包含复杂曲面和深窄槽。现有三台设备可选：A普通数控铣床、B高速加工中心（主轴24000r/min）、C电火花成型机。 （1）若采用设备B进行超高速硬铣削加工该模具，分析在刀具选择、切削参数和加工策略上应注意哪些要点。 （2）对比设备B（超高速铣削）与设备C（电火花）两种工艺方案在加工效率和表面质量方面的差异。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $