数控加工工艺电大复习资料

第 1章 数控加工的切削基础 一、 D D A B C D A C C C AC B B A B 二、 三、简答题 1、 将根据加工要求规定的主后刀面中间部分的平均磨损量 VB 允许达到的最大值作为磨钝标准。刀具从刃磨后开始切削，一直到磨损量到达磨钝标准为止所经过的总切削时间 T，称为刀具的耐用度。影响刀具耐用度的因素有：（ 1）切削用量（ 2）刀具几何参数（ 3）刀具材料（ 4）工件材料 2、前角的作用和选择原则是什么？ 前角的作用 ： 影响切削区域的变形程度 影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散热条件 影响切屑形态和断屑效果 影响已加工表面质量 合理前角的选择原则： 加工塑性材料取较大的前角；加工脆性材料取较小的前角 当工件材料的强度、硬度低，可以取较大的前角；当工件材料强度、硬度高，应取较小的前角；。 刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较低时，应取较小的前角。粗加工应取较小前角甚至负前角；精加工应取较大前角。 工艺系统刚性差和机床功率小时，应选取较大的前角，以减小切削力和振动。 数控机床和自动线用刀具，为使刀具工作的稳定性 ，宜取较小的前角。 3、主偏角的作用和选择原则是什么？ 主偏角的作用 主要影响刀具耐用度，已加工表面粗糙度及切削力的大小。 主偏角的选择原则： （ 1）粗加工和半精加工，硬质合金车刀一般选用较大的主偏角，以利于减少振动，提高刀具耐用度和断屑。 （ 2）加工很硬的材料，如冷硬铸铁和淬硬钢，为减轻单位长度切削刃上的负荷，改善刀头导热和容热条件，提高刀具耐用度，宜取较小的主偏角（ 10 -30）。 （ 3）工艺系统刚性低时，应取大主偏角，甚至主偏角 r 90 ,以减小背向力，从而降低工艺系统的弹性变形和振动。 （ 4）单件 小批生产，希望一两把刀具加工出工件上所有的表面，则选取通用性较好的 45车刀或 90车刀。 （ 5）需要从工件中间切入的车刀，以及仿形加工的车刀，应适当增大主偏角和副偏角。 4、切削液的作用有哪些？ （ 1）冷却作用 （ 2）润滑作用 （ 3）清洗作用 （ 4）防锈作用 5、 什么是积屑瘤？如何抑制积屑瘤的产生 切削塑性金属材料时 ,常在切削刃口附近黏结一个硬度很高的楔状金属块 ,它包围着切削刃且覆盖部分前面 ,这种楔状金属块称为积屑瘤 . 积屑瘤的防止 :（ 1）控制切削速度从而控制切削温度。 （ 2）适当降低进给量，减少刀与屑的接触长度。 (3）增大前角，减小前刀面上的摩擦。 （ 4）采用润滑性能良好的切削液。 （ 5）提高工件材料的硬度、降低塑性。 四、分析题 1、外圆车刀： Kr=90， Kr=35， o=8， o=o=10， s= 5，要求绘制刀具示意图并标注上述几何角度。 书本 11页 ,图 1-9 2、（ 1） 45端面车刀： Kr=Kr=45， o= 5， o=o=6， s= 3 书 本 11页 ,图 1-10 （ 2）内孔镗刀： Kr=75， Kr=15， o=10， o=o=10， s= 10 要求绘制刀具示意图并标注上述几何角度。 书本 12页 ,图 1-12 第 2 章数控机床刀具的选择 一 .D A C A A A B D A B A B C B D 二、 三 .简答题 1.优点 :(1)刀具寿命长 .由于刀具避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷 ,切削性能稳定 ,从而提高了刀具寿命 . (2)生产效率高 .减少了停机换刀等辅助时 间 . (3)有利于 推广新技术 ,新工艺 2.镗铣类工具系统的结构形式分为整体式结构和模块式结构 . 整体式结构的工具系统的特点是 :将锥柄和接杆连成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床相连的柄部 .其优点是结构简单 ,使用反方便 ,可靠 ,更换迅速等 ,其缺点是锥柄的品种和数量较多 . 模块式工具系统克服了整体式工具系统的缺点，把工具柄部和工作部分分割开来，制成各种系列化的模块，然后经过不同规格的中间模块，组成一套套不同规格的模块式工具。其优点是方便制造 ,使用和保管 ,减少工具的规格 ,品种和数量的储备 ,对加工中心较多 的企业有很高的实用价值 . 3.优点 (1)定位精度高 (2)静态 ,动态刚度高 (3)适合高速加工 (4)质量轻 ,尺寸小 ,结构紧凑 (5)清除污垢方便 HSK 刀柄适用于高速加工 第 3 章 数控加工中工件的定位与装夹 作业 一、单项选择题 B ADAC BDDDC BCBCA 二、 三、简答题 1、什么是欠定位？为什么不能采用欠定位？什么是过定位？ 按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定 位称为欠定位 . 欠定位是不允许的 ,因为欠定位保证不了加工要求 . 工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位 . 2、 什么叫定位误差？产生定位误差的原因是什么？ 因工件在夹具上定位不准而造成的加工误差 ,称为定位误差 . 产生定位误差的原因是 :由于定位基面 ,定位元件的工作表面本身存在一定的制造误差 ,导致一批工件在夹具中的实际位置不可能完全一样 ,从而使加工后各工件的加工尺寸存在误差 . 3、 确定夹紧力的作用方向和作用点应遵循哪些原则？ (1)夹紧力应朝向主要定位基准 ； (2)夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内 ,并靠近支承元件的几何中心 ； (3)夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小 ； (4)夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚性较好的方向和部位 (5)夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面 . 4、粗基准的选择原则是什么？ （ 1）相互位置要求原则。 （ 2）加工余量合理分配原则。 （ 3）重要表面原则 （ 4）不重复使用原则 (5)便于工件装夹原则 5、精基准的选择原则是什么？ (1）基准重合原则。 （ 2）基准统一原则。 （ 3）自为基准原则 （ 4）互为基准原则 (5)便于 装夹原则 6、夹紧装置应具备的基本要求是什么？ (1)夹紧过程可靠，不改变工件定位后所占据的正确位置。 (2)夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不会产生过大的夹紧变形。 (3)操作简单方便、省力、安全。 (4)结构性好，夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造和维修。 四、计算题 1、轴套类零件铣槽时，其工序尺寸有三种标注方法，如图 1所示，定位销为水平放置，试分别计算工序尺寸 H1、 H2、 H3 的定位误差。 解 :由图可知 : TD=0.021 Td=(-0.007)-(-0.028)=0.021 (1)当工序尺寸为 H2 时 ,工序基准与定位基准重合 ,故基准不重合误差 B =0 则定位误差 Dr =(TD +Td)/2 = (0.021+0.021)/2=0.021 (2) 当工序尺寸为 H2 时 ,工序基准是圆柱面的下母线 ,与定位基准不重合 ,工序基准相对于定位基准的最大变动量即基准不重合误差 B = TD/2. 因 工 序 基 准 在 定 位 基 面 上 , 因 此 定 位 误 差 D r B ,而 两 者 变 动 方 向 相 反 ,故有 : D r B = 11()22D d DT T T=0.0105 (3) 当工序尺寸为 H3 时 , 由于工序基准不在定位基面上 11()22D d DD r B T T T =0.0315 五、分析题 1、根据六点定位原理分析图 2 各定位方案的定位元件所限制的自由度。 图 2 解 :对于图 (a),限制 xyzrrr 对于图 (b),限制 xyzrrr 对于图 (c), 限制xyzrrr 对于图 (d),限制 xyzrrr 2、什么是过定位？试分析图 3 中的定位元件分别限制了哪些自由度？是否合理？如何改进？ H3图 1 图 3 答 :工件的一个或几 个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位 . 对于图（ a）而言，圆锥销限制了 xyzrrr ,平面限制了 zr ，不合理，因为同时限制了 zr ，改进方法：将圆锥销改为圆柱销 . 对于图（ b）而言，短销限制了 xyrr ，底平面限制了 zr ， V型快限制了 xr ，不合理，改进方法：将 V 型快变成加弹簧的活 V型快。 对于图（ c）而言，长销限制了 yzrr ，平面限制 zr ，轴 xr 不合理，改进方法：将长销改为短销，把侧面改成台阶。 3、 试分析图 4中夹紧力的作用点与方向是否合理？为什么？如何改进？ 图 4 (a)不合理 ,因为夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚性较好的方向和部位 ,薄壁箱体夹紧时 ,应作用于刚性较好的凸边上 . (b)不合理 ,因为 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内 ,并靠近支承元件的几何中心 .在此图中 ,夹紧力作用在支承面之外 ,导致工件的倾斜和移动 ,破环工件的定位 . (c)不合理 , 因为夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚性较好的方向和部位 ,对于细杆长轴而言 , 应作用于刚性较好的支承上 . (d)不合理 , 因为 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内 ,并靠近支承元件的几何中心 .在此图中 ,夹紧力作用在支承面之外 ,导致工件的倾斜和移动 ,破环工件的定位 . 单向选择题 1.D2.A3.A4.B5.D6.B7.D8.A9.D10.C 判断题 1. 2. 3. 4. 5. 6.7. 8. 9. 10. 简答题 1. 一个或一组工人，在一个工作地 ,对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程称为工序。在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序，称为工步。 划分工序的依据是工作地是否发生变化和工作是否连续。划分工步的依据是加工表面和工具是否变化。 2. 在数控机床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序，划分方法： 按所用刀具划分：以同一把刀具完成的那一部分工艺过程 为一道工序。 按安装次数划分：以一次安装完成的那一部分工艺过程为一道工序。 按粗、精加工划分：粗加工为一道工序，精加工为一道工序。 按加工部位划分：以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序。 3. 划分加工阶段的目的： 保证加工质量； 合理使用设备； 便于及时发现毛坯缺陷； 便于安排热处理工序。 4. “对刀点”是数控加工时刀具相对零件运动的起点，又称“起刀点”，也就是程序运行的起点。 选择对刀点的原则是： （ 1）选择的对刀点便与数学处理和简化程序编制； （ 2）对刀点在机床上容易校准； （ 3）加工过程中便于检查； （ 4）引起的加工误差小。 5. 切削加工顺序安排应遵循的原则 基面先行原则 先粗后精原则 先主后次原则 先面后孔原则 6. 确定加工余量时应该注意的几个问题 采用最小加工余量原则 余量要充分 余量中应包含热处理引起的变形 大零件取大余量 总加工余量（毛坯余量）和工序余量要分别确定 7. 加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、几何形状和相互位置）与理想几何参数相符合的程度。 加工精度包括三个方面： 尺寸精度； 几何形状精度； 相互位置精度。 8. 表面质量是指零件加工后的表层状态，它是衡量机械加工质量的一个重要方面。表面质量包括以下几个方面。 表面粗糙度 表面波纹度 冷作硬化 残余应力 表层金相组织变化 9. 产生加工误差的原因 加工原理误差 工艺系统的几何误差 工艺系统受力变形引起的误差 工艺系统受热变形引起的误差 工件内应力引起的加工误差 测量误差 10. 工件材料： 切削用量 刀具几何参数 切削液 计算题答案 第 1 题答案： 方案一：设计基准与定位基准重合，则 A1 工序尺寸及其 偏差为 120.1 方案二：设计基准与定位基准不重合，要确定 A2，则设计尺寸 120.1 是间接得到的，即为封闭环。 如下图： A2 的 基本尺寸： LA2 8 12 20 0.1 ESA2（ 0.05）得 ESA2 0.05mm 0.1 EIA2 0 得 EIA2 0.1mm 故 0.050.120mm。 方案三：同上，设计尺寸 120.1 是间接得到的，即为封闭环。 A3 基本尺寸： LA3 40 8 12 20mm 0.1 0 EIA3（ 0.05）得 EIA3 0.05mm 0.1 0.1 ESA3 0 得 ESA3 0mm 故 A3 的基本尺寸及偏差： 00.0520mm 第 2 题答案： 根据题意可知， A3 是封闭环， A2 和 A4 是增环， A1 是减环，则列出尺寸链图。 A4 的基本尺寸 LA3 LA4 LA2 LA1 得 LA4 LA3 LA1 LA2 20 70 60 30mm ESA3 ESA2 ESA4 EIA1 得 ESA4 ESA3 ESA2 EIA1 0.19 0（ 0.07） 0.12mm EIA3 EIA2 EIA4 ESA1 得 EIA4 EIA3 EIA2 ESA1 0（ 0.04）（ 0.02） 0.02mm 故 A4 的测量尺寸为 0.120.0230， 公差为 TA4 ESA4 EIA4 0.12 0.02 0.10mm。 （有多种解法 ,可求公差之和计算） 第 3 题答案： 下图为尺寸链图 ， 由于设计尺寸 L3 是本工序加工 中间接得到的，即为封闭环。 : t% U0 用箭头表示 L2、 L4 为增环， L1 为减环。则尺寸 L4 的计算如下： 基本尺寸： L3 L2 L4 L1 得 L4 L3 L1 L2 100 280 80 300mm 上偏差 ESL3 ESL4 ESL2