第19练 多轴加工技术的工业应用（1） 江苏省（职教高考）机械类《现代制造技术基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机械类《现代制造技术基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机械类《现代制造技术基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第19练，内容涵盖3-2 多轴加工技术的工业应用。 江苏省（职教高考）机械类 一课一练 《现代制造技术基础》（苏教版·凤凰职教） 第19练 模块3 多轴加工技术 单元2 多轴加工技术的工业应用（1） 一、单项选择题 1．某工艺品厂承接了一批非对称异形零部件的雕刻订单，这些零件的加工面不在同一基准平面上。技术部门选用了五轴数控机床，因为五轴加工相对于三轴机床的突出优势是（ ）。 A．一次装夹完成多面加工 B．主轴转速可达更高 C．刀具成本更为低廉 D．占地面积相对缩小 【答案】A 【解析】五轴数控机床具有三个线性轴和两个旋转轴，刀具可以切削三轴机床无法切削的位置，对于非对称且不在一个基准平面上的异形零部件，具有一次装夹、一次加工成型的优势。其余选项并非五轴相对于三轴的核心优势。 2．在加工汽车保险杠注塑模具时，型腔深度达到400mm，远大于普通刀具的悬伸长度。传统三轴加工需要多次换刀和反复装夹，而五轴加工可借助刀轴矢量自由控制避开干涉位置，以较短刀具完成深腔加工。五轴机床实现这一能力的关键在于（ ）。 A．主轴功率远大于三轴机床 B．使用了超长加硬刀柄 C．切削速度降低至一半 D．刀轴可倾斜避开侧壁干涉 【答案】D 【解析】五轴数控机床能依靠刀轴矢量的自由控制，避开加工过程中的干涉位置，以较短的刀具悬伸长度加工大于刀具长度几倍甚至十几倍的型芯或型腔。主轴功率和降速都不是关键因素。 3．汽车变速箱壳体每个面上都有待加工的孔系，且孔与孔之间存在严格的位置公差要求。传统工艺需要制作专用夹具进行多工序加工。采用五轴加工后，箱体类零件的工艺改进主要体现在（ ）。 A．增加专用夹具以保证精度 B．减少装夹以降低累积误差 C．降低切削速度确保公差 D．增加热处理来消除应力 【答案】B 【解析】五轴数控机床的应用能够降低夹具的复杂性，通过简单的装夹方案将工序集中，从而降低成本、提高加工精度。减少装夹次数是五轴加工箱体类零件的核心工艺改进。 4．航空发动机整体叶轮的叶片为空间自由曲面，精度和曲面质量要求极高。传统加工方案无法生产这类零件，必须采用五轴联动加工。五轴联动加工叶片的核心原理是让刀具上某一最佳切削位置始终参与加工，这一方式称为（ ）。 A．三维补偿加工 B．点位控制加工 C．直线插补加工 D．曲面跟随切削 【答案】D 【解析】叶轮及叶片加工部分明确中，五轴数控机床通过同步加工使刀具上某一最佳切削位置始终参与加工，实现曲面跟随切削，提高了整体叶轮的曲面精度和效率。 5．航空航天结构件的变斜面整体加工需要保证曲面的连续性和完整性，这对机床和工艺提出了很高要求。加工航空结构件的变斜面时，五轴联动机床需要配合的切削方式为（ ）。 A．球头刀端面磨削 B．刀具侧刃切削 C．钻削方式逐点加工 D．电火花成形加工 【答案】B 【解析】航空航天应用中，航空结构件变斜面整体加工效果的实现，需要机床五轴联动配合刀具侧刃进行切削，以保证曲面连续性和完整性。 6．某医疗器械企业需要加工一批骨科植入件，包括椎板钩、骨钢板和膝关节假体，这些零件形状复杂且材料坚韧，每个面都需要精密加工。在车铣复合七轴五联动加工中心上，实现对这类小型精密零件第六面加工的关键在于机床经过几次装夹后完成。正确的装夹方案是（ ）。 A．六次装夹逐面加工 B．三次装夹每次加工两个面 C．一次装夹完成全部六面加工 D．两次装夹完成第六面加工 【答案】D 【解析】医疗器械制造应用部分明确中，车铣复合七轴五联动加工中心经两次装夹后可对小型精密零件进行第六面加工。精密医疗器材零件形状复杂、材料坚韧，七轴五联动中心是加工这类零件的理想装备。 7．在对比分析三轴和五轴加工工艺时，技术人员得出结论：五轴加工对于复杂工件最本质的优势不在于单次切削速度的提升，而在于（ ）。 A．单台设备售价更低 B．操作人员培训周期更短 C．工序集中减少基准转换误差 D．冷却液用量大幅减少 【答案】C 【解析】五轴加工的工序集成化不仅提高了工艺有效性，而且由于零件只需一次装夹，减少了基准转换，加工精度更容易得到保证。这是五轴加工最本质的精度优势。 二、填空题 8．多轴加工技术在工业中应用广泛，典型领域包括____零部件及艺术品加工、____制造领域的曲面和深腔加工、汽车领域____及箱体加工、发动机领域____及____加工。在航空航天领域中，结构件____斜面的整体加工需配合刀具____刃切削来保证曲面连续性。 【答案】异形；模具；结构壳体；叶轮；叶片；变；侧 【解析】多轴加工的典型工业应用包括异形零部件及艺术品、模具制造、汽车壳体箱体、发动机叶轮叶片、航空航天结构件等领域。不同领域对复杂曲面加工、装夹次数减少和加工精度提升的要求各不相同。 9．多轴加工相对于三轴加工的通用技术优势可概括为：减少____转换提高加工精度、减少____夹具数量和车间占地面积、缩短____过程链简化生产管理、缩短新产品____周期。在医疗器械领域，精密植入件多采用车铣复合____轴____联动加工，经____次装夹即可完成第六面加工。 【答案】基准；工装；生产；研发；七；五；两 【解析】多轴加工的四大通用优势贯穿所有应用领域，而车铣复合七轴五联动是医疗器械精密零件加工的典型配置。 三、综合应用题 10．某模具厂承接了一批汽车前保险杠注塑模具的加工订单，模具型腔为复杂自由曲面，深度最大处为550mm，要求型腔表面粗糙度Ra不超过0.4微米。该厂现有设备为三轴立式加工中心和一台五轴联动加工中心。传统三轴方案需经粗铣、半精铣、电火花成形、手工抛光四道工序，总加工周期约180小时。请回答：（1）如改用五轴方案，哪些工序可以被省略或合并？（2）五轴加工在深腔曲面加工中如何解决刀具悬伸长度不足的问题？（3）从工序集中和精度保证两个角度，分析五轴方案相比三轴方案的核心优势。 【答案】（1）五轴方案可省略电火花成形加工工序，将半精铣和精铣合并为一次连续加工。超高速五轴铣削加工后的表面质量可达Ra0.4微米以下，省去了电加工后的手工抛光工序。（2）五轴机床通过刀轴矢量自由控制，使刀轴相对于工件表面倾斜一个角度，避开深腔侧壁的干涉位置，以较短的刀具悬伸长度即可加工到型腔底部的曲面，加工深度可达到刀具悬伸长度的几倍甚至十几倍。（3）工序集中：五轴一次装夹完成铣削加工，工序从四道缩减为两道，大幅缩短生产周期。精度保证：减少了多次装夹带来的基准转换累积误差，且切削形成的已加工表面为压应力状态，提高了模具工作表面的耐磨性。 【解析】本题综合了模具深腔加工、工序集中和精度保证三个知识点。超高速铣削可替代电火花已成为国际主流工艺（工业发达国家85%以上模具电加工已被超高速加工替代），五轴刀轴矢量控制和一次过技术是深腔加工的工艺基础。 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 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机械类《现代制造技术基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机械类《现代制造技术基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第19练，内容涵盖3-2 多轴加工技术的工业应用。 江苏省（职教高考）机械类 一课一练 《现代制造技术基础》（苏教版·凤凰职教） 第19练 模块3 多轴加工技术 单元2 多轴加工技术的工业应用（1） 一、单项选择题 1．某工艺品厂承接了一批非对称异形零部件的雕刻订单，这些零件的加工面不在同一基准平面上。技术部门选用了五轴数控机床，因为五轴加工相对于三轴机床的突出优势是（ ）。 A．一次装夹完成多面加工 B．主轴转速可达更高 C．刀具成本更为低廉 D．占地面积相对缩小 2．在加工汽车保险杠注塑模具时，型腔深度达到400mm，远大于普通刀具的悬伸长度。传统三轴加工需要多次换刀和反复装夹，而五轴加工可借助刀轴矢量自由控制避开干涉位置，以较短刀具完成深腔加工。五轴机床实现这一能力的关键在于（ ）。 A．主轴功率远大于三轴机床 B．使用了超长加硬刀柄 C．切削速度降低至一半 D．刀轴可倾斜避开侧壁干涉 3．汽车变速箱壳体每个面上都有待加工的孔系，且孔与孔之间存在严格的位置公差要求。传统工艺需要制作专用夹具进行多工序加工。采用五轴加工后，箱体类零件的工艺改进主要体现在（ ）。 A．增加专用夹具以保证精度 B．减少装夹以降低累积误差 C．降低切削速度确保公差 D．增加热处理来消除应力 4．航空发动机整体叶轮的叶片为空间自由曲面，精度和曲面质量要求极高。传统加工方案无法生产这类零件，必须采用五轴联动加工。五轴联动加工叶片的核心原理是让刀具上某一最佳切削位置始终参与加工，这一方式称为（ ）。 A．三维补偿加工 B．点位控制加工 C．直线插补加工 D．曲面跟随切削 5．航空航天结构件的变斜面整体加工需要保证曲面的连续性和完整性，这对机床和工艺提出了很高要求。加工航空结构件的变斜面时，五轴联动机床需要配合的切削方式为（ ）。 A．球头刀端面磨削 B．刀具侧刃切削 C．钻削方式逐点加工 D．电火花成形加工 6．某医疗器械企业需要加工一批骨科植入件，包括椎板钩、骨钢板和膝关节假体，这些零件形状复杂且材料坚韧，每个面都需要精密加工。在车铣复合七轴五联动加工中心上，实现对这类小型精密零件第六面加工的关键在于机床经过几次装夹后完成。正确的装夹方案是（ ）。 A．六次装夹逐面加工 B．三次装夹每次加工两个面 C．一次装夹完成全部六面加工 D．两次装夹完成第六面加工 7．在对比分析三轴和五轴加工工艺时，技术人员得出结论：五轴加工对于复杂工件最本质的优势不在于单次切削速度的提升，而在于（ ）。 A．单台设备售价更低 B．操作人员培训周期更短 C．工序集中减少基准转换误差 D．冷却液用量大幅减少 二、填空题 8．多轴加工技术在工业中应用广泛，典型领域包括____零部件及艺术品加工、____制造领域的曲面和深腔加工、汽车领域____及箱体加工、发动机领域____及____加工。在航空航天领域中，结构件____斜面的整体加工需配合刀具____刃切削来保证曲面连续性。 9．多轴加工相对于三轴加工的通用技术优势可概括为：减少____转换提高加工精度、减少____夹具数量和车间占地面积、缩短____过程链简化生产管理、缩短新产品____周期。在医疗器械领域，精密植入件多采用车铣复合____轴____联动加工，经____次装夹即可完成第六面加工。 三、综合应用题 10．某模具厂承接了一批汽车前保险杠注塑模具的加工订单，模具型腔为复杂自由曲面，深度最大处为550mm，要求型腔表面粗糙度Ra不超过0.4微米。该厂现有设备为三轴立式加工中心和一台五轴联动加工中心。传统三轴方案需经粗铣、半精铣、电火花成形、手工抛光四道工序，总加工周期约180小时。请回答：（1）如改用五轴方案，哪些工序可以被省略或合并？（2）五轴加工在深腔曲面加工中如何解决刀具悬伸长度不足的问题？（3）从工序集中和精度保证两个角度，分析五轴方案相比三轴方案的核心优势。 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 $