18 道车削与铣削装夹练习题及答案

1. 1. 你要在车床卡盘上夹持的直径 3.50 in. 棒料端面钻一个直径 .750 in. 的孔，该材料推荐的切削速度为 100 SFM。按 NIMS 车削公式 RPM = (CS x 3.82) / D，应设定多少主轴转速？

   • A.509 RPM✓ 答案
   • B.109 RPM，因为在卡盘中真正旋转的直径是 3.50 in. 的棒料
   • C.533 RPM
   • D.382 RPM，即用 3.82 x 100 除以 1.00 in. 的名义刀具尺寸

   公式中的 D 是实际发生切削处的直径，而不是毛坯直径；在车床上钻孔时切削发生在钻头外径上，故 (100 x 3.82) / .750 = 509 RPM。题中的 3.50 是刻意设置的干扰项，而 533 RPM 来自铣削一侧使用的 4 x CS / D 常数，并非车削所用的 3.82。

   编号 QB-H27VV5依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Turning Speeds and Feeds (RPM = CS x 3.82 / D; D = diameter being cut)报告此题的问题

2. 2. 车床以 300 RPM 运转，进给量设为 .010，切削长度为 3.000 in.。这一刀需要多长时间？

   • A.约 300 分钟，因为 .010 的进给表示刀具每分钟只走 .010 in.，与主轴转速无关
   • B.约 1 分钟，因为车床进给以每转英寸表示✓ 答案
   • C.约 3 分钟
   • D.约 0.3 分钟

   切削时间 T = L / (f x N)，车床上的 f 是每转进给量，故 T = 3.000 / (.010 x 300) = 1 分钟。NIMS 正是要考这一对比：车床进给按每转计，铣床进给按每分钟计；把 .010 当作每分钟进给就会落入 300 分钟的陷阱。

   编号 QB-YHNC54依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Turning Speeds and Feeds (feed in IPR; cut time T = L / (f x N))报告此题的问题

3. 3. 一根直径 3.00 in.、长 25 in. 的轴需要在车床上于一端钻孔并镗孔。哪种装夹方式正确？

   • A.用鸡心夹头和拨盘把轴装在两顶尖之间，再从尾座送进钻头
   • B.一端夹在三爪卡盘上，用螺栓固定在大拖板上的跟刀架托住悬伸部分，使支承随刀具一起移动
   • C.一端夹在三爪卡盘上，靠近自由端用螺栓固定在床身上的中心架支承✓ 答案
   • D.把轴夹在四爪卡盘上、任由 25 in. 全部悬伸，只用很轻的切削量把变形控制在公差内

   中心架用螺栓固定在床身上、位置不动，其黄铜或青铜软爪只需用手拧紧地围住旋转的轴，使待加工端不甩动、能同心运转。跟刀架固定在大拖板上、随刀具移动，适合车削细长轴，却无法支承要钻孔的端部；两顶尖装夹在此不可行，因为尾座顶尖恰好占据了要钻孔的那一端。

   编号 QB-G2UHQ4依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Work Holding Devices and Basic Setup (steady rest mounts to the bed with soft jaws; follower rest mounts to the carriage)报告此题的问题

4. 4. 下列哪种棒料无法用三爪自定心（涡盘式）卡盘夹持并自动定心？

   • A.直径 1.000 in. 的圆棒
   • B.对边 1.000 in. 的六角棒
   • C.一端已车出 .750 in. 台阶的圆棒
   • D.对边 1.000 in. 的八角棒✓ 答案

   自定心卡盘的三个爪由同一块涡盘驱动、互成 120 度，因此只有边数能被 3 整除的形状（圆形、三角形、六角形）才能同时贴合三个爪。八角形有 8 条边、方形有 4 条边，都必须改用每个爪单独调整的四爪单动卡盘。

   编号 QB-3JQCN7依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Work Holding Devices and Basic Setup (three-jaw scroll chuck holds shapes divisible by three)报告此题的问题

5. 5. 在四爪单动卡盘上找正一块粗方坯，正确做法是什么？

   • A.先按卡盘端面上刻的同心圆把爪大致调好，再用百分表打表校正✓ 答案
   • B.按对角顺序把四个爪拧紧，让涡盘像三爪卡盘那样把工件自动拉到中心
   • C.把粉笔靠在旋转的工件上，然后不断拧紧离粉笔痕最近的那个爪，直到痕迹消失
   • D.用钢直尺从卡盘体量出每个爪的位置即可，反正毛坯还要车端面和外圆

   四爪单动卡盘没有涡盘，每个爪由各自的螺杆驱动，这正是它能夹方料和异形件、但必须专门找正的原因。端面上的同心圆用于快速粗定心，最终同心度靠百分表：松开一个爪的同时拧紧其对面的爪，使工件平移而始终不失夹紧。

   编号 QB-K2WH88依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Work Holding Devices and Basic Setup (four-jaw independent chuck: rings for rough setting, dial indicator for final truing)报告此题的问题

6. 6. 两顶尖车削项目要求加工过程中把工件调头装夹。这种装夹凭什么能保证图纸要求的同轴度？

   • A.鸡心夹头把工件夹得足够紧，切削时不会有任何移动
   • B.工件始终绕同样的两个 60 度中心孔旋转，调头不改变回转轴线✓ 答案
   • C.尾座顶尖随工件一起转动，因此本身不会带来跳动
   • D.小刀架被调成与中心线平行，这就迫使每个外圆都同心

   两顶尖装夹时，回转轴线由工件上的两个中心孔决定，而不是由卡爪决定，因此每次重新装夹都能重建完全相同的轴线。这正是 NIMS 把“可调头而不丧失同心度”列为两顶尖车削优点的原因，也是卡盘类项目必须在第二次装夹时专门找正的原因。

   编号 QB-2JC2G6依据： NIMS Machining Level I Standards, Duty 2.3 Between Centers Turning (part must be turned end for end; coaxiality .002 TIR)报告此题的问题

7. 7. 在两顶尖之间车削的轴经试切后测得：床头端 2.240 in.，尾座端 2.220 in.。应做怎样的修正？

   • A.把尾座向远离操作者的方向移动 .020 in.
   • B.把尾座向操作者一侧移动 .010 in.
   • C.把尾座向远离操作者的方向移动 .010 in.✓ 答案
   • D.把尾座向操作者一侧移动 .020 in.

   尾座偏移会使工件轴线倾斜，而刀具仍平行于导轨移动；由于倾斜只改变一侧的半径，直径的变化是偏移量的两倍，所以修正量永远取两端差值的一半，这里为 .020 / 2 = .010。尾座端偏小，说明尾座目前偏向操作者一侧、把该端送向刀具，因此应把尾座向远离操作者的方向移动，这个方向会使尾座端变大。

   编号 QB-J2J737依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Process Improvement and Troubleshooting (tailstock offset = half the difference; offset away from operator enlarges the tailstock end)报告此题的问题

8. 8. 工件在卡盘上车端面后，端面中心留下一个小凸台（小尖）。原因是什么？

   • A.刀尖稍高于工件中心线
   • B.相对于所取的切深，进给量过大
   • C.小刀架仍停在 29.5 度而不是 30 度
   • D.刀尖稍低于工件中心线✓ 答案

   刀具向中心进给时，低于中心的切削刃会从余下材料的下方掠过、始终够不到中心线，于是中心留下一个小圆锥体。解决办法是把刀尖精确对准中心，可用尾座顶尖对刀或用钢尺在刀具与工件之间比对检查。

   编号 QB-ZAJZMT依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Process Improvement and Troubleshooting (nub after facing = tool set below center)报告此题的问题

9. 9. 小刀架初始位置垂直于车床中心线。要单点车削 60 度统一制外螺纹（右旋），应如何设定小刀架？又用什么使螺纹刀相对工件摆正？

   • A.向右转 29.5 度，用对刀样板（中心规、鱼尾规）摆正刀具✓ 答案
   • B.向左转 29.5 度，用对刀样板（中心规、鱼尾规）摆正刀具
   • C.向右转 29.5 度，用螺距规摆正刀具
   • D.向左转 30 度，用螺距规摆正刀具

   把小刀架转到略小于 60 度牙型角一半的角度，使进给几乎全部沿前刀面方向进行，只有一侧牙侧切削、排屑可控；车外右旋螺纹向右转，车内右旋螺纹向左转，方向正是 NIMS 的考点。对刀样板带有 60 度 V 型口，用于把刀具摆正于工件轴线；螺距规只能数每英寸牙数。

   编号 QB-HTQ68U依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Single Point Threading (compound 29.5 degrees right for external RH threads; center gage squares the tool)报告此题的问题

10. 10. 卡盘类工件上需要加工一个直径 2.500 in. 的间隙配合孔。工艺方案应采用哪种加工顺序？

    • A.打中心孔、钻孔、换大一号钻头扩孔，最后铰到成品尺寸
    • B.打中心孔、钻孔、换大一号钻头扩孔，最后镗到成品尺寸✓ 答案
    • C.打中心孔后直接用一支 2.500 in. 的钻头钻到尺寸
    • D.划线打样冲后，不钻孔而直接从实心镗出

    铰刀只能沿着已有孔走，可以改善尺寸和表面粗糙度，却无法纠正位置、圆度和直线度；而且 2.500 in. 的铰刀在车间中并不现实。镗孔才是精确扩大已有孔的工序，也是唯一能使孔与图纸基准外圆保持同轴的步骤。

    编号 QB-APMGV4依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Tapping, Fits and Allowances / Turning Operations (large clearance holes are center drilled, drilled and bored, not reamed)报告此题的问题

11. 11. 切断刀切入工件时开始振刀并发出尖啸声。哪一项措施针对的是真正的原因？

    • A.把刀装得略高于中心，让切削刃扎进去以便排屑
    • B.把刀退出并在孔底停留片刻，等振动自行衰减
    • C.刀片伸出刀夹的长度只按切深需要留出，并把大拖板锁紧在导轨上✓ 答案
    • D.把主轴转速提高到钻同直径孔时所用的转速

    切断时的振刀本质上是刚性问题：刀片悬伸过长加上大拖板未锁紧、可在导轨上窜动，刀具就会按其固有频率反复弹入弹出切削区。尽量减小悬伸、锁紧大拖板、刀刃精确对中并与工件垂直、进给不停顿，可使切削刃持续受载从而消除振动；另外要注意，切断转速与同直径钻孔转速并不相同。

    编号 QB-S6FBA4依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Turning — Turning Operations (parting: tool on center and square, carriage locked, keep it cutting)报告此题的问题

12. 12. 在立式铣床上用直径 .200 in. 的圆柱寻边器找工件侧面，在寻边器头部“甩偏”的瞬间把该轴刻度清零。之后工作台还要移动多少，才能使主轴中心线正好落在该侧面上？

    • A..200 in.
    • B..050 in.
    • C.不需要移动——刻度已经在该侧面清零
    • D..100 in.✓ 答案

    在“甩偏”瞬间，寻边器头部与主轴同心旋转而其外圆恰好接触工件，因此主轴中心线距该面正好一个头部半径。移动头部直径的一半即 .100 in.，主轴轴线就落在该面上；这种半径补偿与用任何刀具或量棒碰边的道理相同。

    编号 QB-BPYT26依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Milling — Basic Milling Operations (edge finder compensation = half the tip diameter)报告此题的问题

13. 13. 加工前必须把台钳在铣床工作台上找正。哪种方法正确？

    • A.用百分表沿固定钳口（死钳口）打表，轻敲台钳直到两端读数一致✓ 答案
    • B.用百分表沿活动钳口打表，轻敲台钳直到两端读数一致
    • C.把钳体推靠在工作台已加工的侧边并夹紧，因为该边与 X 轴平行
    • D.在钳口间轻夹一块平行垫铁，沿垫铁而不是台钳本身打表

    只有固定钳口与钳体刚性相连、并与钳底加工成垂直关系，因此它是唯一可作基准面的表面。活动钳口存在间隙，夹紧时会抬起和倾斜，这也是为什么工件的已加工面总是靠向固定钳口。

    编号 QB-T6TNF5依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Milling — Clamping and Vise Applications (indicate the solid jaw)报告此题的问题

14. 14. 在方料六面加工中，先铣平第一面，然后把工件转过来、让第一面贴紧固定钳口再铣第二面。为什么要把第一面贴向固定钳口？

    • A.因为活动钳口会划伤已经加工好的表面
    • B.因为固定钳口与工作台垂直，可使第二面垂直于第一面✓ 答案
    • C.因为这样才能把平行垫铁从工件下面抽出来
    • D.因为方料上最大的面必须最后加工

    六面加工的原理是把一个合格表面作为基准引入装夹：第一面成为主基准，而台钳上唯一可靠到能承担该基准的表面就是固定钳口。要用软锤把工件敲实在平行垫铁上，并在工件与活动钳口之间放一根圆棒，使活动钳口的翘动只产生夹紧力而不会把工件夹歪。

    编号 QB-CPB687依据： NIMS Machining Level I Standards, Duty 2.5 Square Up a Block (six surfaces square within .002 over 4.5 in.); Milling guide — Clamping and Vise Applications报告此题的问题

15. 15. 立式铣床“主轴校正（找正主轴垂直度）”指的是什么？它对 Level I 铣削项目中的方料加工和孔加工为何重要？

    • A.主轴只需垂直于 X 轴，因为 Y 向运动来自升降台，不会影响切削
    • B.把套筒锁在零位，使全部垂直行程都由升降台提供，从而防止重切削时刀具下滑
    • C.主轴同时垂直于 X 轴和 Y 轴，这样端铣出的表面才平整✓ 答案
    • D.工作台与地面水平，用水平仪横放在台面 T 型槽上检查，以便冷却液均匀排出

    校正主轴垂直度的方法是把百分表装在主轴上转一整圈，前后与左右各扫一遍，调整机头直至两个方向读数一致。若主轴在任一平面内倾斜，端铣就会铣出浅凹面或在相邻走刀间留下台阶，而所有钻孔、铰孔、镗孔都会倾斜，从而破坏图纸上的垂直度和真位置要求。

    编号 QB-U66ZM6依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Milling — Milling Operations Setup (head trammed perpendicular to both X and Y)报告此题的问题

16. 16. 从立式铣床主轴上取下 R-8 弹簧夹头的正确顺序是什么？

    • A.先把拉杆完全旋出，再用螺丝刀把夹头从主轴锥孔中撬下来，并垫上抹布以免碰伤主轴端部
    • B.先把拉杆拧紧以使锥面完全贴合，敲击拉杆顶端，然后一边扶住夹头一边旋出拉杆
    • C.把拉杆松开几圈，在主轴以最低转速反转的同时向下拉刀具，直到锥面松脱
    • D.把拉杆松开几圈，用无回弹锤敲击拉杆顶端使锥面松脱，然后再把拉杆完全旋出✓ 答案

    R-8 夹头靠自锁锥面配合、由拉杆向上拉紧，因此松开拉杆后它不会自行掉落。保留几扣螺纹啮合，敲击力才会把夹头从锥孔中顶出，而不会损坏拉杆螺纹，也不会让刀具直接掉到工作台上。

    编号 QB-DPPGD8依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Milling — Tool Holding Applications (R-8 spindle taper; loosen drawbar, strike, then remove)报告此题的问题

17. 17. 一把直径 .875 in.、4 刃的立铣刀以 55 SFM 运行，每齿进给量为 .008 in.。按 NIMS 铣削指南使用的常数，即 RPM = (4 x CS) / D，应设定多大的工作台进给？

    • A.8.05 IPM✓ 答案
    • B.2.01 IPM
    • C.7.68 IPM
    • D..032 IPM

    RPM = (4 x 55) / .875 = 251.4；铣削进给按每分钟英寸计算：IPM = 转速 x 每齿进给 x 齿数 = 251.4 x .008 x 4 = 8.05。漏乘齿数得 2.01，用车削常数 3.82 得 7.68，而 .032 只是每转进给量——因此常数和齿数都必须明确并代入。

    编号 QB-V6HBT7依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Milling — Feeds and Speeds (RPM = 4 x CS / D; IPM = RPM x chip load x number of teeth)报告此题的问题

18. 18. 一根直径 2.000 in. 的轴用 V 型块装夹在铣床工作台上。你用一把直径 .250 in. 的立铣刀碰触轴的侧面并将刻度清零。工作台要移动多少，才能使刀具中心线对准轴的中心线？

    • A.1.000 in.
    • B.1.125 in.✓ 答案
    • C.1.250 in.
    • D..875 in.

    碰边时刀具中心线距轴表面为一个刀具半径，而轴的中心线又在该表面之外一个轴半径处。因此移动量 = 轴半径 + 刀具半径 = 1.000 + .125 = 1.125 in.；只按轴半径移动会使刀具偏心，偏差正好等于刀具半径。

    编号 QB-EP2UJ9依据： NIMS Machining Level I Preparation Guide, Milling — Milling Operations Setup (centering a cutter over round stock: workpiece radius + cutter radius)报告此题的问题

练习题依据 NIMS/ANSI 101-2001《机械加工技能一级职责与标准》及 NIMS 机械加工一级理论考试公布的考核内容，并结合通行的精密加工实践编写。NIMS 是美国国家金属加工技能学会的商标；本网站与 NIMS 无关联，也未获其认可。机械加工一级由多个独立证书组成，其中大多数还要求通过实操考核，本题库不涵盖实操部分。NIMS 理论考试允许携带参考资料，但本题库的答案从不依赖背诵手册表格数值、条文编号或机床额定参数——实际作业时，请以手中的图纸、所在单位的书面作业程序以及机床自带的技术文件为准。考试前请确认当前要求。 关于 NIMS 机械加工认证 →