数控加工工艺作业.doc

数控加工工艺要求：抄题作业一：一、判断题( )1P类硬质合金刀片的耐冲击性比K类差。 （ ）2. YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。 （ ）3数控车床中，线速度越小，则转速也一定越低。 （ ）4为了提高车削工件的表面粗糙度，可将车削速度尽量提高。 （ ）5硬质合金刀具牌号，依ISO标准，数值愈大则韧性愈大。 （ ）6采用两顶尖夹持车削工件时，应将其尾座顶尖的压力作适当的调整。 （ ）7数控慢走丝线切割机床比快走丝线切割机床切割速度慢。 （ ）8铣削铸铁和钢料的刀片，宜考虑因工件材质不同而选用不同形状 （ ）9精密数控机床可以消除加工中产生的随机误差。 （ ）10车削细长轴时，为了减小径向切削力，应减小车刀主偏角( ）11切削用量中背吃刀量对切削温度影响最大的是。 （ ）12高速切削时应使用HSK63A类刀柄。 （ ）13镗削精度高的孔时，粗镗后，在工件上的切削热达到热平衡后再进行精镗。（ ）14铣削零件轮廓时进给路线对加工精度和表面质量无直接影响。 （ ）15K类硬质合金适用于加工长切屑及短切屑的黑色金属及有色金属。 （ ）16不过中心韧立铣刀不允许作轴向进给加工。 （ ）17刀具主偏角的功用是控制切屑的流动方向。 （ ）18金属陶瓷刀具比陶瓷刀具更硬。 （ ）19中碳钢的含碳量在0. 25%0.60%之间。 （ ）20锥柄铰刀的锥度常用莫氏锥度。 二、选择题（选择正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中）1在切削平面内测量的角度有（ D ）。（A）前角 （B）后角 （C）主偏角 （D）刃倾角2当外圆时，刀尖若高于工件中心，其工作前角会（ C ）。（A）不变 （B）减小 （C）增大 （D）增大或减小3在数控机床上装夹工件，当工件批量不大时，应尽量采用( C )夹具。 A、专用夹具 B、气动夹具 C、组合夹具 D、液动夹具4YG 类硬质合金适用于加工铸铁，其中（ A ）适合于精加工。（A）YG3 （B）YG5 （C）YG8 （D）YG105下列（ A ）牌号属于金属陶瓷刀片。（A）P01 （B）P10 （C）M01 （D）M106. （ C ）振动的频率与外界周期性干扰力的频率相同，或是它的整数倍。（A）自由 （B）自激 （C）强迫 （D）颤振7下列关于欠定位叙述正确的是（ C ）。（A）没有限制完六个自由度。 （B）限制的自由度大于六个。（C）应该限制的自由度没有限制完。（D）不该限制的自由度而限制了。8铸铁一般使用K类硬质合金刀片来加工，则牌号（ A ）的硬度为最高。（A）K01 （B）K10 （C）K15 （D）K309. （ A ）切削液主要起冷却作用。 （A）水溶液 （B）乳化液 （ C）切削油 （D）防锈剂10下列（ D ）为较适合同时使用于粗车削端面及外径的刀片。（A）菱形55 （B）三角形 （C）菱形35 （D）菱形8011. 下列关于系统误差描述，正确的是( D )。（A）误差大小和方向不变 （B）误差大小和方向变化无规律 （C）误差大小和方向按一定规律变化 （D）误差大小和方向不变或按一定规律变化1220立铣刀用于精铣时，其刀刃数较常选用（ A ）。（A）4刃 （ B）2刃 （C）3刃 （D）5刃13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（ C ）。 （A）完全定位 （B）欠定位 （C）过定位 （D）不完全定位14前刀面与基面间的夹角是( C )。 （ A）后角 （B）主偏角 （C）前角 （D）刃倾角15一般加工中心刀柄的标准锥度是（ C ）。（ A） 1/4 （B）1/5 （C）7/24 （D） MT4。16检验程序正确性的方法不包括（ C ）方法。（A）空运行 （B）图形动态模拟 （C）自动校正 （D）试切削17选择加工表面的设计基准为定位基准的原则称为（ A ）原则。（A）基准重合 （B）基准统一 （C）自为基准 （D）互为基准18每一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为（ B ）。（A）生产类型 （B）生产纲领 （C）生产批量（D）生产量19刀具磨损到一定的限度就不能再继续使用，这个磨损限度称为（ A ）。（A）磨钝标准 （B）磨损极限 （C）耐用度 （D）刀具寿命20夹具的制造误差通常应控制在其装夹工件该工序中允许误差的（ B ）。（A）13倍 （B）1/31/5 （ C）1/101/100 （ D）等同值21在同一台钻床上连续对某一工件孔进行钻、扩、铰加工，包含（ A ）道工序。（A）一 （B）二 （C）三（D）难以确定22尺寸链组成环中，由于该环增大是闭环增大的环称为（ A ）。（A）增环 （B）闭环 （C）减环 （D）间接环23由于难加工材料的切削加工均处于高温高压边界润滑摩擦状态，因此，应选择含（ A ）的切削液。（A）极压添加剂（B）油性添加剂 （C）表面添加剂 （D）高压添加剂24以高速钢铣刀粗铣削铝合金时，刀刃数宜选（ A ）。 （A）较少 （B）较多 （C）均可 （D）无法区别清洗和润滑25聚晶金刚石刀具只用于加工( D )材料。 （A）铸铁 （B）碳素钢 （C）合金钢 （D）有色金属26( B )是在钢中加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素，用于制造形状复杂的切削刀具。 （A）硬质合金 （B）高速钢 （C）合金工具钢 （D）碳素工具钢27刀具正常磨损与切削速度v、进给量f和切削深度ap有关，对刀具磨损影响从大到小的是（ A ）。（A）vfap （B）fvap （C）apvf （ D）vapf28CBN刀具是指( A )材料。（A）立方氮化硼 （B）人造金刚石 （C）金属陶瓷 （D）陶瓷29任何一个未被约束的物体，在空间具有（ D ）个自由度。（A）5 （B）3 （C）4 （D）630使用麻花钻头钻削中碳钢时，宜采用的钻削速度是（ C ）米/分钟。（A）0.8 （B）5 （C）25 （D）80 三、简答题（每小题5分，满分20分）1常用超硬刀具材料有哪些？有何主要特点？Amax=+=+=0.045mm（3分）（2）Bmax=0.02mm（2分）答：尺寸A的最大定位误差为0.045mm，尺寸B最大定位误差为0.02mm。 3什么是顺铣和逆铣？分别适合于哪些加工场合？答：铣削时，铣刀切入工件时切削速度方向与工件进给方向相反，这种铣削方式称为逆铣，逆铣时刀齿的切削厚度从零逐渐增大。铣削时，铣刀切入工件时切削速度方向与工件进给方向相同，这种铣削方式称为顺铣，顺铣时刀齿的切削厚度从最大零逐渐递减至零。顺铣主要用于精加工及切段薄壁件以及塑料、尼龙件时。逆铣主要用于铣床工作台丝杠与螺母间隙较大又不便调整时、工件表面有硬质层或硬度不均时、工件材料过硬时、阶梯铣削时等情况。4什么是超细晶粒硬质合金刀片？与普通硬质合金刀片比有哪些优点？答: 超细晶粒硬质合金是WC粒度在0.21m之间,在部分在0.5m以下的一种WC-Co合金, 与普通硬质合金刀片比, 超细晶粒硬质合金刀片有下列优点：高强度、高硬度的硬质合金，特别适合于做小尺寸整体式铣刀、头和切断刀等，可以韧磨出非常锋利的刀刃和刀尖圆弧半径。这种材料具有硬度高、韧性好、切削刀可靠性高等优异性能。超细晶粒硬质合金刀具由于性能优异，即使将其用于低速或断续切削等不稳定的切削加工领域，刀具也不会产生崩刃或破损等异常损伤。作业二一、数控工艺编制在立式加工中心上加工如图所示盖板零件，已知该零件材料为HT200，毛坯为铸件，试编制其数控加工工艺。该零件在立式加工中心上用虎钳装夹装夹，以盖板底面和两个侧面定位。 数控加工工序为：1.粗铣B平面，留余量0.5mm；2. 精铣B平面至尺寸；3.粗镗60H7孔至58mm；4.半精镗59.92mm； 5. 精镗60H7孔至尺寸 ；6钻412H8及4M16的中心孔；7钻412H8至11mm；8. 扩412H8至11.85mm；9铣416孔至尺寸；10铰412H8至尺寸11钻4M16底孔至14；12倒4M16底孔端角；13攻4M16螺纹孔成。二数控加工工艺规划主要内容数控加工工艺处理主要包括以下几方面：1.分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求。2.确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。3.设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。4.调整数控加工工序的程序。如对刀点和换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿等。5.分配数控加工中的允差。6.处理数控机床上的部分工艺指令。数控编程是一个经验性非常强的技术，工艺方案制定的随机性很大，其优劣与编程人员水平有关。数控加工工艺参数是数控加工过程的基本控制量，它不仅决定着数控加工技术的水平和效率，也决定着产品的制造质量和使用效果。三确定加工方案的原则加工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案主要包括制定工序、工步和走刀路线等内容。制定某一零件加工方案的方法很多，应根据具体零件而定。在对加工工艺进行认真和仔细的分析后，制定加工方案一般的原则为先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短等。1.先粗后精 为了提高生产效率并保证零件的加工质量，在数控切削加工时，一般应先安排粗加工工序，接着安排半精加工工序，最后再安排精加工工序。2.先近后远 这里说的远和近是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具的移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件，保证加工的刚性要求。3.先内后外 对既有内表面又有外表面的零件加工，在制定其加工方案时，通常应安排先加工内形和内腔，后加工外形表面。这是因为控制内表面的尺寸和形状较困难，刀具刚性相应较差，刀具的使用寿命易受切削热影响而降低，而且在加工中清除切屑比较困难4.程序段最少 对于数控加工程序的编制，在满足零件合格加工的前提下，应尽可能使程序段最少，以使程序简洁，减少出错的几率及提高编程工作的效率。5.走刀路线最短 确定走刀路线的目的主要在于确定粗加工、半精加工及空行程的走刀路线，因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一下不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。作业三一、确定切削用量数控机床加工中的切削用量是表示机床主体的主运动和进给运动大小的重要参数，包括切削深度、主轴转速和进给速度，并与普通机床加工中所要求的各切削用量对应一致。在加工程序的编制工作中，选择好切削用量，使切削深度、主轴转速和进给速度三者间能互相适应，以形成最佳切削参数，这是工艺处理的重要内容之一。1.切削深度的确定 当加工工艺系统刚性允许时，应尽可能选取较大的切削深度，以减少走刀次数，提高生产效率。当零件的精度要求较高时，则应考虑适当留出半精加工和精加工的切削余量，所留精加工切削余量一般比普通加工时所留出的余量小。2.主轴转速的确定 除车削螺纹外，主轴转速的确定方法与普通机床加工时的方法一样。在确定主轴转速时，首先需要按零件和刀具的材料及加工性质（如粗、精切削）等条件确定其允许的切削速度，其常用的切削速度可以参阅有关技术手册或资料。如何确定加工中的切削速度，在实践中也可根据实际经验进行确定。3.进给速度的确定 对于绝大多数的数控车床、铣床、镗床和钻床，进给速度都规定其单位为 mm/min。另外，有些数控机床规定可以选用以进给量f表示其进给速度，如有的数控车床规定其进给速度的单位为 mm/r。当工件的加工质量要求能够得到保证或在粗加工时，为了提高生产效率，可选择较高的进给速度；切断、精加工（如顺铣削）、深孔加工或用高速钢刀具切削时，宜选择较低的进给速度，有时还需要选择极小的进给速度；刀具或工件作空行程运动，特别是远距离返回程序原点或机床固定原点时，可以设定尽量高的进给速度，其最快进给速度大小由数控系统决定；二.对零件进行工艺分析 数控加工工艺性涉及面广，这里仅从数控加工的可能性与方便性两方面加以分析。 (1)零件图尺寸标注方法应适应数控加工的特点:零件图上的尺寸最好从同一基准引注或直接给出坐标尺寸，以方便编程。由于数控加工精度及重复定位精度很高，统一基准标注不会产生较大累积误差。 (2)构成零件轮廓的几何元素的条件应充分:几何元素的给定条件少或多，都会使编程中的某些数值无法计算，如相切变成了相交或相离，则无法编程。 (3)定位基准要可靠：数控机床高生产率的特点要求可靠的定位，否则可设辅助基准。 (4)选择数控加工内容时，可按下列顺序考虑： 1)普通机床无法加工的内容应优先选择; 2)普通机床难加工，质量难保证的内容应重点选择; 3)普通机床加工效率低，手工操作劳动强度大的内容。 (5)下列一些加工内容不宜采用数控加工： 1)需要较长时间占机调整的加工内容，如以粗基准定位加工第一精基准的工序。 2)必须用专用工装调整的孔及其它加工内容，如按样板、模胎加工的型面轮廓。 3)不能再一次装夹中完成的其他零星部件。 此外还应该考虑生产批量、生产周期、各工序的平衡等因素，务必使机床得到充分合理的利用。 三.数控加工的工艺过程设计 数控加工工艺过程是数控加工工序设计的基础，其质量的优劣直接影响零件加工质量和生产率，故应力求最合理的工艺过程。为此，在数控加工工艺过程设计中应注意工序划分和加工顺序的安排。 (1)工序划分：数控机床与普通机床加工相比较，加工工序更加集中 1)以一次安装加工作为一道工序：适应加工内容不多的工件。 2)以同一把刀具加工的内容划分工序：适合一次装夹的加工内容很多，程序很长的工作，减少换刀次数和空程时间。 3)以加工部位划分工序：适应加工内容很多的工件。按零件的结构特点将加工部位分成几部分，如内形、外形、曲面或平面等，每一部分的加工都作为一个工序。 4)以粗、精加工划分工序：对易产生加工变形的工件，应将粗、精加工分在不同的工序进行。 划分工序要视零件的结构与工艺性，机床功能，零件数控加工内容的多少，安装次数及本单位生产组织状况，灵活掌握，力求合理。 作业四：一、加工顺序的安排 :加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则： 1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧； 2)先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓； 3)尽量减少重复定位与换刀次数； 4)在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序。 二.数控机床加工工序和工艺过程设计 (1)工序设计的主要任务：确定工序的具体加工内容、切削用量、工艺装备、定位安装方式及刀具运动轨迹，为编制程序作好准备。 (2)确定加工路线的原则：加工路线的设定是很重要的环节，加工路线是刀具在切削加工过程中刀位点相对于工件的运动轨迹，它不仅包括加工工序的内容，也反映加工顺序的安排，因而加工路线是编写加工程序的重要依据。 1)加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。 2)设计加工路线要减少空行程时间，提高加工效率。 3)简化数值计算和减少程序段，减少编程工作量。 4)根据工件的形状、刚度、加工余量、机床系统的刚度等情况，确定循环加工次数。 5)合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。 6)合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式。一般来说，数控机床采用滚珠丝杠，运动间隙很小，因此顺铣优点多于逆铣。 (3)数控机床加工路线： 1)数控车床加工路线：数控车床车削端面加工路线如图3所示的A-B-0p-D，其中A为换刀点，B为切入点，C-0p为刀具切削轨迹，0p为切出点，D为退刀点。 数控车床车削外圆的加工路线如图4所示A-B-C-D-E-F，其中A为换刀点，B为切入点，C-D-E为刀 具切削轨迹，E为切出点，F为退刀点。 2)数控铣床加工路线：立铣刀侧刃铣削平面零件外轮廓时，应沿着外轮廓曲线的切向延长线切入或切出，避免切痕，保证零件曲面的 当铣削封闭内轮廓表面时，刀具也要沿轮廓线的切线方向进刀与退刀，如图6所示，A-B-C为刀具切向切入轮廓轨迹路线，C-D-C为刀具切削工件封闭内轮廓轨迹，C-E-A为刀具切向切出轮廓轨迹路线。 3)孔加工定位路线：要注意各孔定位方向的一致性，即采用单向趋近定位方法，这样的定位方法避免了因传动系统