电大数控加工工艺数控加工中工件的定位与装夹参考

第 3 章 数控加工中工件的定位与装夹 作业答案 思考与练习题思考与练习题 1 车削薄壁零件如何夹紧工件 答 轴向夹紧或增加夹紧力作用点面积 答 轴向夹紧或增加夹紧力作用点面积 2 确定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么 答 根据工件加工精度要求 答 根据工件加工精度要求 3 试简述定位与夹紧之间的关系 答 任务不同 定位使加工前工件在机床上占有正确的位置 而夹紧则使工件在加工答 任务不同 定位使加工前工件在机床上占有正确的位置 而夹紧则使工件在加工 过程中始终保持在原先确定的位置上 两者相辅相成 缺一不可 过程中始终保持在原先确定的位置上 两者相辅相成 缺一不可 4 采用夹具装夹工件有何优点 答 a 易于保证工件的加工精度 易于保证工件的加工精度 b 使用夹具可改变和扩大原机床的功能 实现使用夹具可改变和扩大原机床的功能 实现 一机多用一机多用 c 使用夹具后 不仅省去划线找正等辅助时间 而且有时还可采用高效率的多件 多使用夹具后 不仅省去划线找正等辅助时间 而且有时还可采用高效率的多件 多 位 机动夹紧装置 缩短辅助时间 从而大大提高劳动生产率 位 机动夹紧装置 缩短辅助时间 从而大大提高劳动生产率 d 用夹具装夹工件方便 省力 安全 用夹具装夹工件方便 省力 安全 e 在批量生产中使用夹具时 由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人在批量生产中使用夹具时 由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人 操作 故可明显地降低生产成本 操作 故可明显地降低生产成本 5 当基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时 怎么解决 答 答 以保证工件加工精度为原则 若采用统一定位基准能够保证加工表面的尺寸精度 以保证工件加工精度为原则 若采用统一定位基准能够保证加工表面的尺寸精度 则应遵循基准统一原则 若不能保证尺寸精度 则应遵循基准重合原则 以免使工序尺寸则应遵循基准统一原则 若不能保证尺寸精度 则应遵循基准重合原则 以免使工序尺寸 的实际公差值减小 增加加工难度 的实际公差值减小 增加加工难度 6 什么情况下才需要计算定位误差 答 用夹具装夹 调整法加工一批工件的条件下 基准不重合时 需要计算定位误差 答 用夹具装夹 调整法加工一批工件的条件下 基准不重合时 需要计算定位误差 若采用试切法加工 不存在定位误差 因而也不需要计算定位误差 若采用试切法加工 不存在定位误差 因而也不需要计算定位误差 7 如何理解定位面与定位基准的区别 答 答 工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触 配合 来确定的 工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触 配合 来确定的 工件以平面定位时 定位面就是定位基准 工件以内 外圆柱面定位时 定位面是内 外工件以平面定位时 定位面就是定位基准 工件以内 外圆柱面定位时 定位面是内 外 圆柱面 而定位基准则是中心线 圆柱面 而定位基准则是中心线 8 车床上装夹轴类零件时 如何找正 答 工件外圆上选择相距较远的两点 用百分表找正 答 工件外圆上选择相距较远的两点 用百分表找正 模拟自测题模拟自测题 一 单项选择题一 单项选择题 1 过定位是指定位时 工件的同一 B 被多个定位元件重复限制的定位方式 A 平面 B 自由度 C 圆柱面 D 方向 2 若工件采取一面两销定位 限制的自由度数目为 A A 六个 B 二个 C 三个 D 四个 3 在磨一个轴套时 先以内孔为基准磨外圆 再以外圆为基准磨内孔 这是遵循 D 的原则 A 基准重合 B 基准统一 C 自为基准 D 互为基准 4 采用短圆柱芯轴定位 可限制 A 个自由度 A 二 B 三 C 四 D 一 5 在下列内容中 不属于工艺基准的是 D A 定位基准 B 测量基准 C 装配基准 D 设计基准 6 A 夹紧机构不仅结构简单 容易制造 而且自锁性能好 夹紧力大 是夹具 上用得最多的一种夹紧机构 A 斜楔形 B 螺旋 C 偏心 D 铰链 7 精基准是用 D 作为定位基准面 A 未加工表面 B 复杂表面 C 切削量小的 D 加工后的表面 8 夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面 同时应尽量与 D 方向一致 A 退刀 B 振动 C 换刀 D 切削 9 选择粗基准时 重点考虑如何保证各加工表面 D 使不加工表面与加工表面 间的尺寸 位置符合零件图要求 A 对刀方便 B 切削性能好 C 进 退刀方便 D 有足够的余量 10 通常夹具的制造误差应是工件在该工序中允许误差的 C A 1 3 倍 B 1 10 1 100 C 1 3 1 5 D 同等值 11 铣床上用的分度头和各种虎钳都是 B 夹具 A 专用 B 通用 C 组合 D 随身 12 决定某种定位方法属几点定位 主要根据 B A 有几个支承点与工件接触 B 工件被消除了几个自由度 C 工件需要消除几个自由度 D 夹具采用几个定位元件 13 轴类零件加工时 通常采用 V 形块定位 当采用宽 V 形块定位时 其限制的自由 度数目为 B A 三个 B 四个 C 五个 D 六个 14 车细长轴时 要使用中心架或跟刀架来增加工件的 C A 韧性 B 强度 C 刚度 D 稳定性 15 在两顶尖间测量偏心距时 百分表上指示出的 D 就等于偏心距 A 最大值与最小值之差 B 最大值与最小值之和的一半 C 最大值与最小值之差的两倍 D 最大值与最小值之差的一半 二 判断题 正确的打二 判断题 正确的打 错误的打 错误的打 1 基准可以分为设计基准与工序基准两大类 2 夹紧力的方向应尽可能与切削力 工件重力平行 3 组合夹具是一种标准化 系列化 通用化程度较高的工艺装备 4 工件在夹具中定位时 应使工件的定位表面与夹具的定位元件相贴合 从而消除 自由度 5 因欠定位没有完全限制按零件加工精度要求应该限制的自由度 因而在加工过程 中是不允许的 6 加工表面的设计基准和定位基准重合时 不存在基准不重合误差 7 基准位移误差和基准不重合误差不一定同时存在 8 基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时 若不能保证尺寸精度 则应遵循基准统 一原则 9 车削偏心工件时 应保证偏心的中心与机床主轴的回转中心重合 10 过定位在任何情况下都不应该采用 三 简答题三 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 答 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 答 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精度要求 欠定位是不允许的 因为欠定位保证不了加工精度要求 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 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 什么是辅助支承 使用时应注意什么问题 答 辅助支承是指由于工件形状 夹紧力 切削力和工件重力等原因 可能使工件答 辅助支承是指由于工件形状 夹紧力 切削力和工件重力等原因 可能使工件 在定位后还产生变形或定位不稳 为了提高工件的装夹刚性和稳定性而增设的支承 在定位后还产生变形或定位不稳 为了提高工件的装夹刚性和稳定性而增设的支承 辅助支承只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用 而不起限制自由度的作用 更辅助支承只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用 而不起限制自由度的作用 更 不能破坏工件原有定位 不能破坏工件原有定位 3 何谓浮动支承 限制几个自由度 答 工件定位过程中 能随着工件定位基准位置的变化而自动调节的支承 称为浮答 工件定位过程中 能随着工件定位基准位置的变化而自动调节的支承 称为浮 动支承 浮动支承的作用相当于一个固定支承 只限制一个自由度 动支承 浮动支承的作用相当于一个固定支承 只限制一个自由度 4 什么叫定位误差 产生定位误差的原因是什么 答 答 工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触 配合 来确定的 工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触 配合 来确定的 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 使加工后各工件的加工尺寸存在误差 这种因工件在夹具上定实际位置不可能完全一样 使加工后各工件的加工尺寸存在误差 这种因工件在夹具上定 位不准而造成的加工误差 称为定位误差 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 基准位移误差和基准不重合误差 产生定位误差的原因 基准位移误差和基准不重合误差 5 工件以平面作定位基准时 常用支承类型有哪些 答 工件以平面定位时 常用定位元件有 固定支承 可调支承 浮动支承 辅助支答 工件以平面定位时 常用定位元件有 固定支承 可调支承 浮动支承 辅助支 承四类 承四类 6 确定夹紧力的作用方向和作用点应遵循哪些原则 答 答 夹紧力应朝向主要定位基准 夹紧力应朝向主要定位基准 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 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 夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小 夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小 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 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 夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面 夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面 7 按照基准统一原则选用精基准有何优点 答 既可保证各加工表面间的相互位置精度 避免或减少因基准转换而引起的误差 答 既可保证各加工表面间的相互位置精度 避免或减少因基准转换而引起的误差 而且简化了夹具的设计与制造工作 降低了成本 缩短了生产准备周期 而且简化了夹具的设计与制造工作 降低了成本 缩短了生产准备周期 8 粗基准的选择原则是什么 答 答 1 相互位置要求原则 相互位置要求原则 2 加工余量合理分配原则 加工余量合理分配原则 3 重要表面原则 重要表面原则 4 不重复使用原则 不重复使用原则 5 便于工件装夹原则 便于工件装夹原则 9 精基准的选择原则是什么 答 答 1 基准重合原则 基准重合原则 2 基准统一原则 基准统一原则 3 自为基准原则 自为基准原则 4 互为基准原则 互为基准原则 5 便于装夹原则 便于装夹原则 10 夹紧装置应具备的基本要求是什么 答 答 夹紧过程可靠 不改变工件定位后所占据的正确位置 夹紧过程可靠 不改变工件定位后所占据的正确位置 夹紧力的大小适当 夹紧力的大小适当 操作简单方便 省力 安全 操作简单方便 省力 安全 结构性好 夹紧装置的结构力求简单 紧凑 便结构性好 夹紧装置的结构力求简单 紧凑 便 于制造和维修 于制造和维修 四 计算题四 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 mm TT dD Y 021 0 2 028 0 007 0 021 0 2 对于尺寸 H2 基准重合 因此0 Bmm YD 021 0 对于尺寸 H1 mm B 015 0 2 03 0 0 因工序基准不在定位面上 所以mm BYD 036 0 对于尺寸 H3 mm B 015 0 2 03 0 0 因工序基准不在定位面上 所以mm BYD 036 0 五 分析题五 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 分析 分析 图图 a 限制限制 X Y Z 三个方向移动自由度 三个方向移动自由度 图图 b 限制限制 X Y Z 三个方向移动 绕三个方向移动 绕 Y Z 轴转动共计轴转动共计 5 个自由度个自由度 图图 c 限制全部限制全部 6 个自由度个自由度 H3 图 1 图图 d 限制限制 X Y Z 三个方向移动 绕三个方向移动 绕 X Y 轴转动共计轴转动共计 5 个自由度个自由度 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 b 图 3 分析 分析 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 图图 a 分析分析 支承板限制自由度 圆锥销限制自由度 沿 Z 轴移动自由度重复限制 不合理 不合理 改进措施 将圆锥销改为短圆柱销 x z y 支承板 圆锥销 图图 b 分析 分析 不合理 改进措施 将圆柱销改为削边销 上 下削平 图图 C 分析分析 支承板限制自由度 短圆柱销限制自由度 V 形块限制自由度 沿 X Y 轴移动自由度重复限制 不合理 不合理 改进措施 将 V 形块改为削边销 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 Z X Y 限制 Y Z 共 2 个自由 度 限制 X Y 共 2 个自 由度 限制 Z X Y 共 3 个自由度 x y z 支承板 V 形块 短圆柱销 图 4 2 答 图 a 不合理 因为力作用处工件刚度差 容易变形 图 b 不合理 因为工件容易倾翻 图 c 不合理 因为力作用处工件刚度差 容易变形 图 d 不合理 因为工件容易倾翻 改进方案见下图红色箭头 第第 4 4 章章 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 作业答案作业答案 思考与练习题思考与练习题 1 试述单件小批生产 成批生产及大批大量生产的工艺特征有何区别 答 见下表答 见下表 工艺特征单件小批生产成批生产大批大量生产 毛坯的制造方法 及加工余量 木模手工铸造或自 由锻 毛坯精度低 加 工余量大 金属魔铸造或模锻部 分毛坯 毛坯精度与加工 余量适中 广泛采用金属模铸 造和模锻 毛坯精度高 加工余量小 机床设备及其布置通用机床 数控机 床 按机床类别采用机 群式布置 部分通用机床 数控 机床及高效机床 按工件 类别分工段排列 广泛采用高效专用 机床和自动机床 按流 水线和自动线排列 工艺装备多采用通用夹具 刀具和量具 靠划线和 试切法达到精度要求 多采用可调夹具 部 分靠找正装夹达到精度要 求 较多采用专用刀具和 量具 广泛采用高效率的 夹具 刀具和量具 用 调整法达到精度要求 工人技术水平技术熟练工人技术比较熟练工人对操作工人技术要求低 对调整工人技术要求高 工艺文件工艺过程卡 关键 工序卡 数控加工工序 卡和程序单 工艺过程卡 关键零 件的工序卡 数控加工工 序卡和程序单 工艺过程卡 工序 卡 关键工序调整卡和 检验卡 生产率低中高 成本高中低 2 什么样的零件适