模具制造技术课后习题及答案(共9单元合集)38

第1章模具制造工艺规程思考题与习题1.什么叫生产过程和工艺过程？答：制造模具时，将原材料或半成品转变成为成品的各有关劳动过程的总和称为生产过程。在模具制造过程中，直接改变被加工工件形状、尺寸、物理性质和装配过程等称为工艺过程。按照完成零件制造过程中采用的不同工艺方法，工艺过程可以分为铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、机械加工、表面处理和装配等工艺过程。2.什么是工序、安装、工步、工位和走刀?构成工序和工步的要素各有那些？答：1）工序：一个或一组工人在同一个工作地点，对一个或同时一批工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。工序不仅是组成工艺过程的基本单元，也是组织生产、核算成本和进行检验的基本单元。2）安装：确定工件在机床或夹具上占有一个正确位置的过程，称为定位。工件定位后将其固定，使之在加工过程中保持定位位置不变，即夹紧。工件的定位和夹紧过程称为装夹。在某一工序中，有时需要对工件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。3）工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对于刀具和设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。4）工步：对工序进一步划分即为工步。一道工序（一次安装或一个工位）中，可能需要加工若干个表面只用一把刀具，也可能虽只加工一个表面，但却要用若干把不同刀具。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，称为一个工步。5）走刀（行程）：由于余量较大或其他原因，需要用同一刀具，对同一表面进行多次切削，则刀具对工件每进行一次切削就是一次走刀（行程）。6）构成工序的要素有：加工工人、加工对象、加工地点、加工内容是否连续。7）构成工步的要素有：加工工人、加工表面、加工工具。3.模具零件的毛坯主要有哪些类型?哪些模具零件必须进行锻造?答：模具零件的毛坯主要有：锻件、铸件、焊接件、型材和板材。4.模具零件的工艺分析主要有哪些方面的内容?答：模具零件的结构分析，如：基本表面、特形表面等。模具零件的技术分析，如：1）加工表面的尺寸精度；2）主要加工表面的形状精度；3）主要加工表面之间的相互位置精度；4）各加工表面的粗糙度，以及表面质量方面的其它要求；5）热处理和表面处理要求。5.什么是加工余量、工序余量和总余量?答：1）加工余量的基本概念加工余量是指加工过程中从加工表面切去的金属层厚度。工序加工余量是指某一表面在一道工序中所切除的金属层厚度，它取决于同一表面相邻工序前后工序尺寸之差。毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差称为总加工余量(毛坯余量)，其值等于各工序的加工余量总和。即：6.锻件下料尺寸如何确定?答：锻件下料一般按锻件图体积等于下料毛坯体积再加上一定的烧损率确定。确定毛坯尺寸时，还要考虑锻件的长径比。7.什么是基准?基准一般分成哪几类?答：就其一般意义来讲，基准是零件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。工艺基准按用途不同，又分为定位基准、测量基准、工序基准和装配基准8.粗、精定位基准的选择原则有哪些?答：选择未经加工的毛坯表面（即铸造、锻造或轧制等表面）作为定位基准，这种表面称为粗基准。选择粗基准时，一般应选不加工表面为粗基准。如有多个不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准，或要保证工件的某重要表面的余量均匀的面作粗基准。粗基准的表面应尽量平整，没有浇口、冒口或飞边等表面缺陷，以便使工件定位可靠，夹紧方便。用加工过的表面作定位基准称为精基准。应尽可能选用加工表面的设计基准作为精基准，避免基准不重合造成的定位误差。当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位。当精加工和光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准。精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。9.工艺尺寸链有哪些特征?在什么情况下要进行工艺尺寸计算?答：工艺尺寸链是在零件加工过程中的各有关工艺尺寸所形成的尺寸组。它具有尺寸的封闭性：组成尺寸链的各尺寸是按一定顺序首尾衔接而成的封闭尺寸图形。尺寸间的关联性：即在尺寸链中被间接地获得的尺寸，其大小将受到其它尺寸的影响。当工艺基准与设计基准不重合时，需要对工序尺寸和公差另行确定，就要进行尺寸链的计算。10.经济精度和经济粗糙度的含义是什么?它们在工艺规程设计中起什么作用?答：在选择加工方法时，除了要保证加工表面质量要求外，还应考虑生产效率和经济性的要求。任何一种加工方法，可以获得的加工精度和表面质量均有一个相当大的范围。在满足加工表面精度要求的前提下，并获得较好的生产效率和经济性指标的精度范围，为该种加工方法的经济精度。经济粗糙度是指用较高的生产效率和经济指标的加工方法，达到加工表面所要求表面粗糙度要求。经济精度和经济粗糙度在工艺规程设计中起到正确选择工艺方案，达到较好的技术经济指标。11.编制工艺规程时,为什么要划分加工阶段?在什么情况下可以不划分加工阶段?答：（1）合理使用设备，发挥设备各自的特点。粗加工采用精度低但功率大、刚度高、高效率的机床，可实现大切削量的高速加工，提高生产率，缩短加工时间。（2）粗、精加工分开，可将粗加工中产生的误差、变形等，在半精或精加工中去除,从而达到所需的精度要求。（3）便于合理安排热处理工序。（4）在粗加工中，提前发现毛坯中残存的缺陷，如暗伤、裂痕、夹质等。但对于一些零件宜于一次校正定位后完成所有加工面的粗、精加工。一是刚度好，配合精度——尤其是位置精度要求高的零件。二是刚度好，但精度要求较低的零件。三是刚度好的大型、(重型)零件均不必分别粗、半精和精加工。这样做省事、成本低。12.工序集中和工序分散各有什么特点?答：工序集中时，每一工序中能加工尽可能多的加工面，以减少总的加工工序，减少重复装夹所需的工、夹具和重复装夹、定位、多次装夹定位造成的定位积累误差，降低定位精度和加工精度。工序集中还有利于选用高效的设备、节约装夹、校正定位的时间，工序间传送的时间，利于提高生产率。加工中心即是进行工序集中、高效自动化生产的典型设备。工序分散即是将零件的各加工部位分别由多个工序来完成，使各工序的加工面单一而相对简单、易于加工，因而对工人的技术水平要求相对较低，便于实现自动生产线。13.机械加工工序顺序的安排原则是什么?答：机械加工序应遵循的原则：（1）先粗后精的加工原则（2）先加工基准面后加工其余面的原则（3）先加工主要加工面后加工次要面的原则（4）先加工划线表面(平面)，后加工孔的原则。14.试述机械加工过程中安排热处理工序的目的及安排的顺序？答：（1）粗加工后，为消除粗加工产生的内应力，可安排退火、回火、调质或时效处理。（2）为了提高耐磨性和机械强度，可在半精加工后安排淬火或渗碳淬火，淬火和渗碳淬火中所引起的变形可在精加工中去除。（3）渗氮或碳氮共渗等工序也应在半精加工后进行。因为渗氮或碳氮共渗处理的温度低，变形小，精加工时，可将变形去除。15.常用的模具工艺卡片包括哪些内容?答：模具工艺卡片（工艺规程）的主要内容有：（1）模具或零件的名称、图号、材料、加工数量和技术要求等标题栏；有编制、审核、批准者的签字栏和签字日期；（2）工艺规程必须明确零件毛坯尺寸和供货状态（锻坯、型坯）；（3）工艺规程应标注工艺定位基准（力求与设计基准一致）；（4）工艺规程必须确定模具零件的加工方法和顺序；确定各工序的加工余量、工序尺寸和公差要求以及工装、设备的配置；（5）工艺规程必估算出各工序的工时定额；（6）工艺规程必须确定模具零件的验收要求。16.如图1.1所示零件，因A3不便测量，试重新标出测量尺寸及其公差。图1.1解：重新标注的测量尺寸如图中A尺寸（红色），试求其尺寸及上下偏差。画出尺寸链图判断尺寸链A为封闭环；A1、A3为增环；A2为减环。采用竖式列表计算尺寸链基本尺寸(Bj)上偏差（Bs）下偏差（Bx）70（A1增环）-0.02（増环上偏差）-0.07（増环下偏差）20（A3增环）+0.19（増环上偏差）0（増环下偏差）-60（A2减环）-（-0.04）（-减环下偏差）-（0）（-减环上偏差）300.21-0.07即：A=30+0.021-0.07(MM)可写为：A=29.93+0.0280(MM)17.如图1.2所示零件，在车床上已经加工好外圆、内孔及各面，现须在铣床上铣削端槽，并保证尺寸80-0.06mm及36±0.2mm，求试切调刀的测量尺寸H、A及上、下偏差。一、求解测量尺寸H及上、下偏差1）画出尺寸链图2）判断尺寸链H为封闭环；A1、A3为增环；A2为减环。采用竖式列表计算尺寸链基本尺寸(Bj)上偏差（Bs）下偏差（Bx）65（A1增环）0（増环上偏差）-0.04（増环下偏差）8（A3增环）0（増环上偏差）-0.06（増环下偏差）-32.5（A2减环）-（-0.02）（-减环下偏差）-（0）（-减环上偏差）40.50.02-0.10即；KEXIECH二、求解测量尺寸A及上、下偏差1）画出尺寸链图2）判断尺寸链H为封闭环；A2、A3、A4为增环；A1为减环。采用竖式列表计算尺寸链基本尺寸(Bj)上偏差（Bs）下偏差（Bx）25（A2增环）+0.05（増环上偏差）0（増环下偏差）36（A3增环）+0.20（増环上偏差）-0.20（増环下偏差）25（A4增环）+0.10（増环上偏差）-0.10（増环下偏差）-60（A1减环）-（-0.10）（-减环下偏差）-（0）（-减环上偏差）26+0.45-0.30即:KEXIECH

第2章模具零件的机械加工思考题与习题l.在模具加工中，制定模具零件工艺规程的主要依据是什么?答：根据模具零件的几何形状、尺寸和模具零件的技术要求，结合现有加工技术和设备情况下，能以最经济、最安全加工出高质量的模具零件作为依据。2.在导柱的加工过程中,为什么粗(半精)、精加工都采用中心孔作定位基准?答：导柱的加工过程中，为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量。对外圆柱面的车削和磨削，一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。所以，在半精车、精车和磨削之前需先加工中心定位孔，为后继工序提供可靠的定位基准。3.导柱在磨削外圆柱面之前,为什么要先修正中心孔？答：磨削前对导柱进行了热处理，导柱中心定位孔在热处理后的修正，目的是消除热处理过程中中心孔可能产生的变形和其它缺陷，使磨削外圆柱面时能获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度要求。4.拟出图2.1所示导柱的工艺路线，并选出相应的机加工设备。图2.1可卸导柱导柱加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备检验1备料Φ36mm（20号钢）2下料按图纸尺寸考虑切削余量Φ36mm×195㎜锯床自检3粗车外圆定位：①车端面打中心孔；车外圆到Φ34mm；②调头车端面（到尺寸190mm），打中心孔，车外圆到Φ34mm。车床自检4精车中心孔定位：①精车外圆面到尺寸（留磨削余量0.2mm），精车R3；车床专职检验员5精车调头外圆定位：车锥面到尺寸，倒角C1.5；在端面钻M8螺纹底孔，前端按图扩孔到Φ8.4，攻丝M8，端面锪孔到尺寸。车床6热处理20号钢渗碳0.8～1.2㎜；淬火HRC58～62。热处理炉(检验硬度、平直度)。7研磨中心孔外圆定位：研磨中心定位孔。车床8磨外圆中心孔定位：粗磨、精磨外圆、锥面磨床自检9研磨研磨导柱导向部分外圆10检验专职检验员11入库清洗、喷涂防锈润滑油后,分类用塑料薄膜包封后入库5.导套加工时，怎样保证配合表面间的位置精度要求?答：由于构成导套的主要表面是内、外圆柱表面，一般采用一次装夹后，完成对有位置精度要求的内、外圆柱表面的车削和热处理后的磨削加工就能保证配合表面间的位置精度要求。对于大批量生产同一尺寸的导套时，可以先磨好内孔，再将导套套装在专用小锥度磨削心轴上，以心轴两端中心孔定位，使定位基准和设计基准重合，磨削导套的外圆柱面，能获得较高的同轴度。6.在机械加工中，非圆形凸模的粗(半精)、精加工可采用哪些方法？试比较这些加工方法的优缺点。答：非圆形凸模的粗(半精)可采用刨削、铣削（包括数控铣）；非圆形凸模的精加工可采用铣削（包括数控铣）、磨削、电加工等。刨削的通用性较好，可加工垂直、水平的平面，还可加工T型槽、V型槽，燕尾槽等，但加工效率低，加工精度低。铣削的效率高，特别是数控铣削，可以加工各种曲面型面，还可获得较高的加工精度。磨削可加工经过热处理获得较高硬度的零件，并且加工精度、表面粗糙度高，用于零件的最终加工手段。但加工余量不能太大。电加工用于机械加工难以切削的零件加工，特别是硬度高的硬质合金的加工。但加工效率较低。7.成形磨削适于加工哪些模具零件?主要的磨削加工方法有那些?答：成形磨削适于加工由若干平面、斜面和圆柱面组成，即其轮廓由直线、斜线和圆弧等简单线条所组成的模具的凸模、凹模镶块。对这些模具零件进行分段磨削，使构成零件的几何形线互相连接圆滑、光整，达到图面的技术要求。常用的成形磨削的方法有两种：成形砂轮磨削法和夹具磨削法。8.对具有圆形型孔的多型孔凹模，在机械加工时怎样保证各型孔间的位置精度?答：圆形型孔的多型孔凹模加工常称为孔系加工，对孔系的加工常用坐标法。常用的设备有坐标镗床、加工中心、坐标磨床等。9.对具有非圆形型孔的凹模和型腔，在机械加工时常采用哪些方法?试比较其优缺点。答：对具有非圆形型孔的凹模和型腔，可采用普通铣削加工、靠模仿形铣削加工、数控铣削加工。普通铣削加工简单，加工时可以用钻头打排孔，然后铣削，可提高加工效率，但普通铣削加工精度较低。靠模仿形铣削加工，特别适合加工曲面结构大的型腔，并获得比较高的精度。数控铣削加工效率高、精度高，可加工各种形状复杂的曲面。10.拟出图2.2所示凸模和凹模的加工工艺路线，并选出相应的加工设备。图2.2按图纸所示，模具是以凹模设计为基准，先加工凹模，以双面配合间隙0.03mm配做凸模。图2.2凹模的加工工艺过程材料：GrWMn热处理:HRC58~62加上加工余量后毛坯尺寸（130×85×25）工序号工序名称工序内容设备检验1备料、下料按毛坯尺寸（130×85×25）的重量+8%烧损量计算棒料下料重量，选择合适的高径比的棒料。经计算选择棒料下料尺寸为：Φ70×78mm锯床自检2锻造+退火将棒料Φ70×78mm锻到毛坯尺寸（130×85×25），退火消除锻造应力并改善切削加工性能。加热炉锻锤检验硬度HBS≤2403刨削刨六面，对角尺，留磨削余量0.4mm，刨床自检：直角面对角尺4粗磨磨上下表面，留精磨量0.2mm磨一对侧基面，并对角尺磨床5钳工①划线②钻、铰销孔4-Φ8，钻4-8.5螺纹过孔。钻床自检6铣削粗铣：按钳工划线铣型孔，单面留精铣余量1mm；精铣：精铣到尺寸，留座标磨余量0.2mm；精铣1°的漏料斜孔到尺寸；钻、铰出挡料钉孔Φ4mm。7热处理热处理：淬火、回火HRC58-62。热处理炉检验硬度8平磨上下表面磨削到尺寸。平面磨床9座标磨磨削型孔留研磨量0.01mm。坐标10研磨研磨凹模刃口研具11检验专职检验员12入库图2.2凸模加工工艺过程材料：GrWMn热处理:HRC58~62工序号工序名称工序内容设备检验1备料、下料按毛坯尺寸（60×38×55）的重量+8%烧损量计算棒料下料重量，选择合适的高径比的棒料。经计算选择棒料下料尺寸为：Φ50×68mm锯床自检2锻造+退火将棒料Φ50×68mm锻到毛坯尺寸（60×38×55），退火消除锻造应力并改善切削加工性能。加热炉锻锤检验硬度HBS≤2403铣削铣六面，对角尺①上下表面留磨削余量0.2mm；②其余四面留精铣余量1mm；铣床自检：直角面对角尺4粗磨①上下表面磨削到尺寸；②其余四面留精铣余量0.8mm；5钳工①划线②钻孔、攻丝2-M6-10、钻床自检6精铣按凹模实际尺寸精铣凸模到尺寸热处理热处理：淬火、回火HRC58-62。热处理炉检验硬度8研磨、抛光钳工研磨配出冲裁间隙9检验专职检验员10入库以上两个工艺全部采用机械加工，学习了第四章后可应用线切割，加工工艺就更简单。11.模具常用的超硬材料有哪些？简述高硬材料的成型磨削方法？答：硬质合金和钢结硬质合金。常用的成形磨削的方法有两种：成形砂轮磨削法和夹具磨削法。（1）成形砂轮磨削法利用修整砂轮夹具把砂轮修整成与工件型面完全吻合的反型面，然后再用此砂轮对工件进行磨削，使其获得所需的形状，该方法可使磨削生产率高，但砂轮消耗较大。此法一次磨削的表面宽度不能太大，修正砂轮时必须保证必要的精度。（2）夹具磨削法将工件按一定的条件装夹在专用夹具上，在加工过程中通过夹具的调节使工件固定或不断改变位置，从而使工件获得所需的形状。利用夹具磨削法对工件进行磨削，其加工精度很高，甚至可以达到零件具有互换性。成形磨削的专用夹具主要有磨平面及斜面用夹具、分度磨削夹具、万能夹具及磨大圆弧夹具等几种。上述两种磨削方法，虽然各有特点，但在加工模具零件时，为了保证零件质量，提高生产率、降低成本，往往需要两者联合使用。12.简述光学曲线磨削的工艺方法。答：（1）轨迹法光学曲线磨床主要采用砂轮沿工件加工（型）面连续展成磨削成形。其工艺过程为：将工件的型面放大50倍，采用精密绘图机绘制在“描图样”上，并夹在屏幕4上；根据光曲磨床的投影屏幕尺寸的大小，若工件尺寸超过投影屏幕尺寸范围，则可对型面进行分段，如每段均放大50倍，并重叠绘制在同一幅描图上，夹在屏幕上。按投影屏幕上的各段曲线，按顺序逐段磨削成形。如果是分段绘制的曲线，每一段曲线磨削完后，要调整工作台带动工件移动到下一型面。为使磨削出的工件型面之间能光顺、平滑、精确地连接，常采用按几何元素来进行分割，使之合理地进行分段磨削。2）切入法即采用成形砂轮进行切入式磨削，成形砂轮的型面须与工件加工(型)面完全吻合、精确一致。因此在光学曲线磨床上采用切入法时亦需使用金刚石和相关修整砂轮夹具精密修整砂轮。

第3章模具数控加工思考题与习题1.数控机床由哪几部分组成?答：（1）输入输出装置（2）计算机数控（CNC）装置（3）伺服单元和驱动装置（4）机床电气控制（5）测量装置（6）机床本体2.数控编程要经过哪几个步骤?答：（1）分析零件图确定工艺过程对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯进行分析，明确加工内容与要求；确定加工方案、走刀路线、切削参数以及选择刀具及夹具等。\o"刀路"（2）数值计算根据零件的几何尺寸、加工路线、计算出零件轮廓上的几何要素的起点、终点及圆弧的圆心坐标等。（3）编写加工程序在完成上述两个步骤后，按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式，编写加工程序单。（4）将程序输入数控系统程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统，也可以通过计算机通信接口输入数控系统。（5）检验程序与首件试切利用数控系统提供的图形显示功能，检查刀具轨迹的正确性。对工件进行首件试切，分析误差产生的原因，及时修正，直到试切出合格零件。3.按运动方式来分，数控机床分为哪几类?简述数控机床的工作过程。答：按加工控制路线分类:（1）点位控制机床（2）直线控制机床（3）轮廓控制机床（又称连续控制机床）数控机床的工作过程：准备阶段、编程阶段、准备信息载体、加工阶段。4.数控铣床与普通铣床有哪些主要的区别?数控铣床主要由哪几部分组成?数控铣床上可加工哪些零件?答：数控铣床它和普通铣床原理相同，结构相似，工艺相近，不同在于数控铣床是利用计算机程序作为指导者的自动加工机床。数控铣床组成：输入输出装置、计算机数控（CNC）装置、伺服单元和驱动装置、机床电气控制、测量装置、机床本体（床身部分，铣头部分，工作台部分，横进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。）5.加工中心与数控铣床有哪些区别?加工中心主要由哪几部分组成?答：加工中心与数控铣床区别：加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变加工刀具，实现多种加工功能。加工中心主要由以下几部分组成：（1）基础部件（2）主轴部件（3）进给机构（4）数控系统（5）自动换刀系统（6）辅助装置6.按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数，分为三轴二联动、三轴三联动等,“轴”和“联动”的含义是什么?答：“轴”是指加工中心具有的运动坐标数，“联动”是指控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。7.什么是开环、闭环和半闭环控制系统?其优缺点有哪些?各适用于什么场合?答：开环控制系统：如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环。开环控制系统是控制系统中，系统的控制输入不受输出影响的控制系统。在开环控制系统中，不存在由输出端到输入端的反馈通路。因此，开环控制系统又称为无反馈控制系统。优点：同闭环控制系统相比，开环控制系统的结构要简单得多，同时也比较经济。缺点：精度低。适用场合：开环控制系统主要是用于增强型的系统。半闭环控制系统：半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置，通过检测伺服机构的滚珠丝杠转角间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控装置的比较器中，与输入原指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，使移动部件补充位移，直到差值消除为止的控制系统。优点：由于半闭环控制系统调试维修方便，稳定性好，半闭环控制系统的伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构目前应用比较广泛。缺点：由于半闭环控制系统将移动部件的传动丝杠螺母不包括在环内，所以传动丝杠螺母机构的误差仍会影响移动部件的位移精度。适用场合：为大多数中小型数控机床所采用。闭环控制系统：由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制系统。根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。优点：同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。缺点：反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。价格昂贵。适用场合：精度要求高的场合。8.数控机床的坐标轴与运动方向是怎祥规定的?与加工程序有何关系?答：机床坐标系与运动方向：为了确定机床的运动方向和移动距离，就要在机床上建立一个坐标系，该坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐标系。数控机床上的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系，如图8-1所示。右手的大拇指、食指和中指保持相互垂直，拇指的方向为X轴的正方向，食指为Y轴的正方向，中指为Z轴的正方向。右手直角笛卡尔坐标系A、B、C分别表示其轴线平行于X、Y和Z坐标的旋转运动。根据右手螺旋定则，分别以大拇指指向+X、+Y、+Z方向，其余四指则分别指向+A、+B、+C轴的旋转方向。Z轴通常把传递切削力的主轴定为Z轴。对于工件旋转的机床，如车床、磨床等，工件转动的轴为Z轴；对于刀具旋转的机床，如镗床、铣床、钻床等，刀具转动的轴为Z轴；Z轴的正方向取为刀具远离工件的方向。X轴X轴一般平行于工件装夹面且与Z轴垂直。对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横向滑座，刀具远离工件旋转中心的方向为X轴的正向；对于刀具旋转的机床（如铣床、镗床、钻床等），若Z轴是垂直的，当从刀具主轴向立柱看时，X轴正向指向右；若Z轴是水平的，当从主轴向工件看时，X轴正向指向右。Y轴当X轴与Z轴确定之后，Y轴垂直于X轴和Z轴，其方向可按右手定则确定。与加工程序关系：工件坐标系是由编程人员根据零件图样及加工工艺，以零件上某一固定点为原点建立的坐标系。又称为编程坐标系或工作坐标系。在机床坐标系里通过对刀等操作确定工件坐标系原点后以工件坐标系原点编制加工程序。9.工件坐标系设定指令中，G92与G54一G59指令之间有何差别?答：（1）设定程序原点的指令在CNC铣床或MC上，可用G92指令其指令格式为G92XˍYˍ；其中X、Y值是指程序原点到机械原点的向量值，于使用时，必须将X、Y值表示出来。（2）当工件外形复杂时，为了撰写CNC程序的方便常须设定2个以上的程序原点，故也可用G54～G59指令设定程序原点，其指令格式：G54；其后面不须书写X、Y值，其定义是指机械原点到程序原点的向量值。一般使用G54～G59指令后，就不再使用G92指令。但如果使用时，则原来由G54～G59设定的程序原点将被移动G92后面X、Y值。10.数控铣削加工中，由于加工零件复杂，采用自动编程可快速准确地编制数控加工程序，何谓自动编程?答：自动编程相对与手动编程而言它是利用计算机专用软件来编制数控加工程序，编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作，自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。11.制定数控铣削及加工中心加工工艺的主要内容有哪些?答：（1）零件图工艺分析（2）设备的选择（3）确定零件的定位基准和装夹方式 （4）工艺路线的拟定（5）刀具选择（6）确定切削用量（7）数控加工工序卡片拟订12.数控铣削及加工中心零件工艺分析包括哪些内容?答：1）零件图样技术分析（1）零件的形状、结构及尺寸标注（2）零件图样的完整性和正确性（3）零件技术要求（4）零件材料2）零件的结构工艺性分析3）零件毛坯的工艺性分析4）零件变形情况分析13.确定铣刀进给路线时，应考虑哪些问题?答：进给路线的确定与工件表面状况、要求的零件表面质量、机床进给机构的间隙、刀具耐用度以及零件轮廓形状等用关。首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量,其次考虑数值计算简单,走刀路尽量短,效率较高等.14.立铣刀和键槽铣刀有何区别?答：立铣刀主要用于加工沟槽、台阶面、平面和二维曲面（如平面凸轮的轮廓）。立铣刀圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。键槽铣刀有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既象立铣刀，又像钻头。用键槽铣刀铣削键槽时，先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。18.如图3.4所示盖板零件有A、B面已加工好，现要在加工中心上加工出所有的孔，试制定其加工中心加工工艺。图3.4答：（1）零件图工艺分析该零件毛坯为铸件，外轮廓（4个侧面）为不加工面，主要加工A、B面及孔系，包括4个M16螺纹孔、4个阶梯孔及1个Φ60H7。尺寸精度要求一般，最高为IT7级。4×Φ12H8、Φ60H7孔的表面粗糙度要求较高，达到Ra0.8，其余加工表面粗糙度要求一般。根据上述分析，B面加工可采用粗铣→精铣方案；Φ60H7孔为已铸出毛坯孔，因而选择粗镗→半精镗→精镗方案；4×φ12H8宜采用钻孔→铰孔方案，以满足表面粗糙度要求。（2）确定装夹方案该零件形状比较规则、简单，加工面与不加工面的位置精度要求不高，可采用平口虎钳夹紧。但应先加工A面，然后以A面（主要定位基面）和两个侧面定位，用虎钳从侧面夹紧。（3）确定加工顺序及走刀路线按照先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序。总体顺序为粗、精铣A、B面→粗镗、精镗、精镗Φ60H7孔→钻各中心孔→钻、锪、铰4×Φ12H8和4×Φ16孔→钻4×M16螺纹底孔→攻螺纹。由零件图可知，孔的位置精度要求不高，因此所有孔加工的进给路线按最短路线确定。18-1～图18-5为孔加工各工步的进给路线。图18-1镗Φ60H7孔进给路线图18-2钻中心孔进给路线图18-3钻、铰4×Φ12H8孔进给路线图18-4锪4×Φ16孔进给路线图18-5钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线（4）刀具的选择铣A、B表面时，为缩短进给路线，提高加工效率，减少接刀痕迹，同时考虑切削力矩不要太大，选择Φ100硬质合金可转位面铣刀。孔、螺纹孔加工刀具尺寸根据加工尺寸选择，所选刀具见表18-1。（5）切削用量的选择铣A、B表面时，留0.2mm精铣余量；精镗Φ60H7孔留0.1mm余量；4×Φ12H8孔留0.1mm铰孔余量。查表确定切削速度和进给量，然后计算各工步的主轴转速和进给速度。（6）填写数控加工工序卡片将各工步的加工内容、所用刀具和切削用量填入表18-2盖板零件数控加工工序卡片。表18-1盖板零件数控加工刀具卡片产品名称或代号×××零件名称盖板零件图号×××序号刀具号刀具加工表面备注规格名称数量刀长/mm1T01Φ100可转位面铣刀1铣A、B表面2T02Φ3中心钻1钻中心孔3T03Φ58镗刀1粗镗Φ60H7孔4T04Φ59.9镗刀1半精镗Φ60H7孔5T05Φ60H7镗刀1精镗Φ60H7孔6T06Φ11.9麻花钻1钻4×Φ12H8底孔7T07Φ16阶梯铣刀1锪4×Φ16阶梯孔8T08Φ12H8铰刀1铰4×Φ12H8孔9T09Φ14麻花钻1钻4×M16螺纹底孔10T1090°Φ16铣刀14×M16螺纹孔倒角11T11机用丝锥M161攻4×M16螺纹孔编制×××审核×××批准×××年月日表18-2盖板零件数控加工工序卡片单位名称×××产品名称或代号零件名称零件图号×××盖板×××工序号程序编号夹具名称使用设备车间××××××平口虎钳TH5660A数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/r.mm进给速度/mm.mm背/侧吃刀量/mm备注1粗铣A面T01Φ100250803.8自动2精铣A面T01Φ100320400.2自动3粗铣B面T01Φ100250803.8自动4精铣B面，保证尺寸15T01Φ100320400.2自动5钻各光孔和螺纹孔的中心孔T02Φ3100040自动6粗镗Φ60H7孔至Φ58T03Φ5840060自动7半精镗Φ60H7孔至Φ59.9T04Φ59.946050自动8精镗Φ60H7孔T05Φ60H752030自动9钻4×Φ12H8底孔至Φ11.9T06Φ11.950060自动10锪4×Φ16阶梯孔T07Φ1620030自动11铰4×Φ12H8孔T08Φ12H810030自动12钻4×M16螺纹底孔至Φ14T09Φ1435050自动134×M16螺纹孔端倒角T10Φ1630040自动14攻4×M16螺纹孔T11M16100200自动编制×××审核××批准×××年月日

第4章模具零件电火花加工思考题与习题l.简述数控电火花成型加工的基本原理。答：电火花加工是通过电极间产生火花放电，把接触表面烧毛、腐蚀。电火花腐蚀的主要原因在于火花放电时，火花通道瞬时产生大量的热，以致使电极表面的金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来，形成放电凹坑。要实现电蚀加工，必须具备以下几个基本条件：1）需要有两个电极（工具电极和工件电极）。在两电极之间加工时必须保持一定的间隙，一般是几个微米至数百微米。2）火花放电必须在一定绝缘性能的介质中进行。3）放电点局部区域的功率密度足够高，即放电通道要有很高的电流密度。4）火花放电是瞬时的脉冲性放电。5）在先后两次脉冲放电之间，应有足够的停歇时间，排除电蚀产物，使极间介质充分消电离，恢复介电性能。2.简述电火花成型加工机床的分类方法。答;（1）根据电极的选择不同分为：电火花成型机床（块状电极）和电火花线切割加工机床（丝状电极）；（2）根据加工特点分为：电火花成型机床（主要用于型腔、盲孔加工）、电火花穿孔机（主要用于高速加工小孔）、电火花线切割加工（用于加工外形和通孔）。3.电火花成型机床由哪几部分组成?电火花线切割加工机床由哪几部分组成?答：（1）电火花成型机床由哪几部分组成床身和立柱、工作台、主轴头、电火花加工机床的工作液和循环过滤系统、电火花成型机床的脉冲电源、电火花加工机床的伺服进给系统。（2）电火花线切割加工机床由哪几部分组成答：机床机械部分：床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等几部分组成。脉冲电源：又称高频电源，其作用是把普通的50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电压。微机控制装置：主要功用是轨迹控制和加工控制。工作液循环系统：由工作液、工作液箱、工作液泵和循环导管组成。4.什么是电火花加工过程中的极性效应?加工时如何正确选择加工极性?答：电火花加工中工件和电极都会受到电腐蚀作用，只是两极的蚀除量不同，这种现象成为极性效应。工件接正极的加工方法称为正极性加工；反之，称为负极性加工。在用短脉冲加工时，正极材料的蚀除速度大于负极材料的蚀除速度，这时工件应接正极；当采用长脉冲加工时，质量和惯性大的正离子将有足够的时间加速，到达并轰击负极表面，由于正离子的质量大，对负极表面的轰击破坏作用强，故采用长脉冲时负极的蚀除速度要比正极大，工件应接负极。5.电火花成型加工的主要工艺参数有哪些?答：电火花成形加工的主要控制参数有两类，可分为离线参数和在线参数，离线参数是在加工前设定的，加工中基本不再调节，如放电电流、开路电压、脉冲宽度、电极材料、极性等；在线参数是加工中常需调节的参数，如进给速度（伺服进给参考电压）、脉冲间隔、冲油压力与冲油油量等。6.电火花加工要具备什么条件?答：电火花加工加工材料必须为导电材料。加工材料的去除是靠放电时的热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电特性及其热学特性，如熔点、沸点(汽化点)、比热容、热导率、电阻率等，而几乎与其力学性能(硬度、强度)无关。8.电火花加工型腔与其它型腔加工的方法相比有何特点?答：电火花加工型腔与其他型腔加工方法相比由以下特点：（1）很多盲孔型腔用一般的机械加工是困难的，甚至使不能做到的，采用电火花成型加工能较好完成加工要求形状和尺寸；（2）能加工先淬火获得较高硬度的工件，避免了采用机加工后热处理变形的影响；（3）不受材料硬度和难切削的限制，如加工硬质合金等材料，扩大了模具材料的选用范围；（4）对于中小型复杂凹模，可以不用镶拼结构，采用整体式，简化模具结构等。9.何谓电规准?电规准一般怎样进行选择?答：电规准是指电火花加工时选用的电加工用量、电加工参数，主要有脉冲宽度ti、脉冲间隔to、峰值电压ui、峰值电流ie等脉冲参数等。脉冲宽度ti（µs）是加到工具和工件上放电间隙两端的电压脉冲持续时间。粗加工时，用较大的脉宽，ti＞100µs；精加工时，只能用较小的脉宽，ti＜50µs。脉冲间隔to（µs）它是两个电压脉冲之间的间隔时间。间隔时间太短，放电间隙来不及消电离和恢复绝缘，容易产生电弧放电，烧伤工具和电极；脉间选择的太长，将降低加工生产率。放电时间（电流脉宽）te（µs）是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间，它对表面粗糙度和电极损耗等有很大的影响。开路电压（空载电压）或峰值电压ui（V）是间隙开路时电极间的最高电压，等于电源的直流电压。峰值电压高时，放电间隙大，生产率高，但成形复制精度稍差。峰值电流ie(A)是间隙火花放电时脉冲电流的最大值（瞬时），它是实际影响生产率、表面粗糙度等指标的重要参数。10.在电火花加工中，根据型腔的结构和要求，可采用哪些加工方法?答：型腔加工属盲孔加工，根据型腔的结构和要求可采用如下加工方法：单电极加工法：用于加工形状简单，精度不高的型腔，用于经过机械加工预加工留有电加工余量的型腔；平动法：采用单电极、平动头平动加工型腔；多电极加工法:采用多个电极依次加工型腔，特别针对加工尖角你、窄缝多的型腔；分解电极法：根据型腔的几何形状，将电极分解为主型腔电极、副型腔电极分别加工。11.在电火花加工中怎样协调生产率和加工表面粗糙度之间相互矛盾的关系?答：粗规准和精规准的正确配合，可以适当的解决电火花加工的质量和生产效率之间的相互矛盾。也可以选择不同材质的电极加工，要求效率用石墨电极，要求表面粗糙度用紫铜电极。12.在用电火花加工方法进行凹模型孔加工时，怎样保证凸模和凹模的配合间隙?答：用电火花加工方法进行凹模型孔加工时，保证凸模和凹模的配合间隙是方法是：1）“钢打钢”、“反打正用”直接配合法该方法是直接用加长的钢凸模作为电极直接加工凹模，加工时将凹模刃口端朝下形成向上的“喇叭口”，加工后将工件翻过来使“喇叭口”向下作为凹模（喇叭口正好符合刃口斜度，有利于漏料），电极倒过来切除损耗部分或用低熔点合金浇固作为凸模。配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证。间接配合法间接配合法是将电火花性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起，共同线切割或磨削成型。然后，用电极材料的一端作为加工端，将工件反置固定，用“反打正用”的方法实行加工。这种方法可以充分发挥加工端材料好的电火花加工工艺性能，还可以达到与直接配合法相同的加工效果。3）阶梯工具电极加工法阶梯工具电极加工法在冷冲压模具电火花成型加工中极为普遍。其应用有两种：当无预孔或加工余量较大时，可以将工具电极制作为阶梯状，将工具电极分为两段，即缩小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段。加工小间隙、无间隙的冷冲压模具时，配合间隙小于最小的电火花加工放电间隙，用凸模作为精加工段是不能保证凸、凹模之间的配合间隙的，则可将凸模加长后加工或腐蚀成阶梯状，使阶梯的精加工段与凸模有均匀的尺寸差，通过电加工规准对放电间隙尺寸控制，使之加工后符合凸、凹模配合的技术要求。13.电火花线切割加工的主要特点是什么?答：电火花线切割加工的主要特点是：电火花线切割加工与电火花成型加工原理相似，都属电蚀加工。它的主要特点是采用；的电极工具是直径较小的细丝，省掉了成形的工具电极，大大降低了成形工具电极的设计和制造费用。电火花线切割采用移动的电极丝进行加工，可用于通孔的型孔或直壁（或斜壁）凸模加工；由于电极丝比较细，可以加工微细异型孔、窄缝和复杂形状的工件。线切割采用水或者水基工作液。14.简述数控线切割机床的加工原理。答：数控线切割机床的加工原理是利用移动的细金属丝导线（铜丝或钼丝）作电极切割，加工能源由脉冲电源供给。在电极丝和工件之间浇注工作液介质，工作台在水平面两个坐标方向各自按预定的控制程序，根据火花间隙状态作伺服进给移动，从而合成各种曲线轨迹，把工件切割成形。15.3B代码的一般格式中各项的含义是什么?3B程序格式NBxByBJGz序号分隔符X轴坐标值分隔符y轴坐标值分隔符计数长度计数方向加工指令16.电火花数控线切割加工的工艺指标有哪些?答：电火花数控线切割加工的工艺指标有：脉冲参数、电极丝、加工速度、表面粗糙度和加工精度，放电间隙等。17.如何调整数控线切割加工进给速度?答：可从选择线电极的材质入手，如选择导电性好的、涂覆能提高放电性能的锌复合丝，这种材料的电极丝曾使加工速度。选择不同线径的线电极，线径越大，越有利于提高加工速度。选用提高价格速度的电参数：脉冲宽度增加，脉冲间隔减小，脉冲电压幅值增大(电源电压升高)，峰值电流增大(功放管增多)都会使切割速度提高，但加工工件的表面粗糙度和精度则会下降。18.数控线切割加工时,安装工件应注意什么问题?答：①工件的基准面应清洁无毛刺。热处理过的工件要清除热处理残余物及氧化皮。②夹具应具有必要的精度，将其稳固地固定在工作台上，夹紧力要均匀，不得使工件变形或翘起。③工件装夹的位置应有利于工件找正，并应与机床行程相适应，工作台移动时工件不得与Z轴相碰。④大批零件加工时最好采用专用夹具，以提高生产效率。⑤细小、精密、薄壁的工件应固定在不易变形的辅助夹具上。19.冲孔凸模的断面尺寸如图4.1所示，相应凹模采用电火花加工。已知加工时的放电间隙（单面）δ=0.03mm，模具的冲裁间隙（双面）2cmin=0.04mm，试确定加工电极的横断面尺寸。图4.1解：已知如图所示凸模尺寸及制造公差，根据题意放电间隙（单面）δ=0.03mm，模具的冲裁间隙（单面）cmin=0.02mm，且凸模、凹模单边配合间隙小于放电间隙（cmin＜δ），电极应按凸模四周每边均匀缩小一个值（δ－cmin）。缩小后电极轮廓见图示红线标注，16.3、4.4、2.5、R3.2电极尺寸比凸模尺寸小，1.1尺寸不变；电极尺寸的制造工程按凸模制造公差的1/2选择。计算公式：将各类尺寸分别带入以上三式：（16.3）：（4.4）：（2.5）：（R3.2）：（1.1）：20.落料凹模的型孔尺寸如图4.2所示，型孔采用电火花加工。已知加工时的放电间隙(单面)δ=0.02mm，模具的冲裁间隙(双面)2cmin=0.06mm，试确定加工电极的横断面尺寸。图4.2落料凹模解：已知如图所示凹模型孔尺寸及制造公差，根据题意放电间隙（单面）δ=0.02mm，模具的冲裁间隙（单面）cmin=0.03mm。电极轮廓见图示红线标注，35.50、19、16、R20、R0.5电极尺寸比凸模尺寸小，0.98尺寸不变；R1电极尺寸变大，电极的制造工程按凹模制造公差的1/2选择或按IT6级制造。计算公式：将各类尺寸分别带入以上公式：（35.50）：（19）：（16）：（R20）：（0.5）：（0.98）c=（R1）20.自己设计一个有创意的适合于数控线切割加工的零件或工艺品，并用3B格式进行编程并加工出来。解：设计零件如图a所示，用3B格式编写该零件切割程序。选择一个0.5mm的不锈钢钢板尺寸见图b，钢板上小圆孔为穿丝孔，该位置与R20.7圆心同在一直线上，为零件起切点。切割顺序o（穿丝孔）abcdefghao。选择对称轴为坐标系X轴，建立如图所示坐标系。b）编程：图示零件3B程序格式加工程序单NBxByBJGz备注序号分隔符X轴坐标值分隔符y轴坐标值分隔符计数长度计数方向加工指令1BBB4300GYL4oa直线2BBB41000GxL3ab直线3BBB9300GYL2bc直线4BBB20000GxL3cd直线BBB60000GYL4de直线BBB20000GxL1ef直线BBB9300GYL2fg直线BBB41000GxL1gh直线BB10000B40000Gxha圆弧BBB4300GYL1ao直线

第5章模具的研磨与抛光思考题与习题1.简述模具研磨与抛光的目的。答:模具的研磨与抛光是以降低零件表面粗糙度，提高表面形状精度和增加表面光泽为主要目的，属光整加工，可归为磨削工艺大类,抛光是利用柔性拋光工具和微细磨料颗粒或其他拋光介质对工件表面进行的修饰加工，去除前工序留下的加工痕迹。拋光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或鏡面光泽为目的，有時也用以消除光泽。2.简述研磨与抛光的基本原理及分类。答：抛光与研磨的机理是相同的，都是在工件的被加工表面和研具之间上产生相对运动，并施以一定的压力，从工件上去除微小的表面凸起层以实现提高工件的表面粗糙度形状精度或表面光泽。分类物理作用和化学作用，物理作用则是由于研磨剂中具有尖锐棱角和高硬度的微粒，这些微粒如同无数的切削刀刃，对工件表面产生微量的切削作用，并均匀地从工件表面切去一层极薄的金属；化学作用则是由于在研磨过程中研磨剂和工件的被加工表面上产生化学作用，生成一层极薄的氧化膜，氧化膜很容易被磨掉。研磨的过程就是氧化膜的不断生成和擦除的过程，如此多次循环反复，使被加工表面的粗糙度降低。研磨分类按研磨工艺的自动化程度分为：1）手动研磨工件、研具的相对运动，均用手动操作。2）半机械研磨工件和研具之一采用简单的机械运动，另一件采用手工操作。3）机械研磨工件、研具的运动均采用机械运动。按研磨剂的使用条件分为：1）湿研磨研磨过程中将研磨剂涂抹于研具表面2）干研磨在研磨之前，先将磨粒均匀地压嵌入研具工作表面一定深度，称为嵌砂。3）半干研磨采用糊状研磨膏，类似湿研磨。抛光则可分为普通抛光和精密抛光。3.何选择研磨工具和确定研磨余量？答：研磨工具的选择需要参考研具使用的材料，研具硬度，以及研具损耗和零件的形状及要求等方面综合考虑。对于研具材料方面来讲：1）灰铸铁晶粒细小，具有良好的润滑性；硬度适中，磨耗低；研磨效果好；价廉易得；2）球墨铸铁比一般铸铁容易嵌存磨料，可使磨粒嵌入牢固、均匀，同时能增加研具的耐用度；3）软钢韧性较好，强度较高，可用于制作小型研具；4）各种有色金属及合金表面容易嵌入磨粒，适宜做软钢类工件的研具。5）非金属材料。如木、竹、皮革、毛毡、纤维板、塑料等磨粒易于嵌入，可获得良好的研磨效果。对于零件几何形状来讲：研磨平板适用于研磨平面；研磨环主要研磨外圆柱表面；研磨棒主要用于圆柱孔的研磨。研磨余量确定要根据零件的预加工状态和最终要求零件在研磨前的预加工，需有足够的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度。对表面积大或形状复杂且精度要求高的工件，研磨余量应取较大值。预加工的质量高，研磨量取较小值。研磨余量还应结合工件的材质、尺寸精度、工艺条件及研磨效率等来确定。研磨余量尽量小，一般手工研磨不大于10μm，机械研磨也应小于15μm。4.确定是否选用抛光工艺的依据是什么？答：被抛光零件的材料和热处理硬度，以及前道工序的加工方法和表面粗糙度情况，检查被抛光表面有无划伤和压痕，明确工件最终的粗糙度要求。5.抛光方向如何选择？抛光中可能产生的缺陷是什么？简述产生的主要原因及防止措施。答：当换用不同型号的砂纸时，抛光方向应与上一次抛光方向变换30°~45°进行抛光，使前一种型号砂纸抛光后留下的条纹阴影即可分辨出来。对于塑料模具，最终的抛光纹路应与塑件的脱模方向一致。抛光过程可能出现产生“橘皮”和“点蚀”等“过抛光”缺陷，解决的办法提高被抛光材料的表面硬度，采用软质的抛光工具，优质的合金钢材；在抛光时施加合适的压力，并用最短的时间完成抛光。6.研磨抛光能否提高工件的尺寸精度和几何形状精度？答：研磨能够提高工件的尺寸精度和几何形状精度，虽然二者原理相近，但抛光不能改变工件的尺寸精度和几何形状精度，它只会提高制件的表面粗糙度和光泽。

第6章模具的快速成型及快速制模技术思考题和习题1.简述快速成型技术的基本原理。答：快速成型属于堆积成形，是增材制造的一种工艺。通过离散的区域得到堆积的约束、路径及方法，通过材料叠加堆积而形成三维实体模型。快速成型技术（RPT）将CAD、CAM、CNC、伺服反馈技术、光电子技术、新材料等技术集于一体，依据CAD系统构建的三维模型，进行分层切片处理，得到各层切面的轮廓。得到的轮廓再作为原始加工数据，激光束按照相应的轮廓切割一层一层的粉末材料（或固化的一层一层液态树脂，或一层一层的纸料）。也可以是喷头按照轮廓喷射一层一层的粘结剂或热熔材料（如塑料），从而形成各个切面并逐步累加得到三维模型的产品。2.快速成形的工艺原理与常规加工工艺有何不同?其具有什么特点?答：相对于传统产品的加工方式，省了许多工序，缩短了生产周期和降低了加工成本。不管产品有多复杂，制作工艺顺序都是一样的。其特点是：可迅速制造出自由曲面和更为复杂的零件，不用担心常规加工不能加工的区域；由于它是非接触加工，因此，加工不需要专门的刀具、夹具等工装，也不用担心常规加工时机床震动；可实现无人值守的完全自动化；加工效率高，能快速制作出产品的实体模型和模具。3.简述快速制模技术的分类及应用。答：快速制模技术可以分为直接制模和间接制模，主要应用于塑料模和金属铸造模的制造。直接制模：1）利用SLA、SLS、LOM等技术直接将CAD模型加工成有一定机械性能要求的非金属原型（产品）。并作为软模使用，该工艺方法也称作软模技术，多用于小批量的塑料零件的生产。2）通过RP技术将含有粘接剂的金属粉、金属悬浮液、带有金属离子的塑料丝成形为半成品，再经过粘接剂的去除、渗金属等后续工艺制造模具。该类模具可用于中等产量的塑料零件和蜡模生产。3）直接以RP技术生产金属模具。间接制模：1）金属喷涂法用喷枪将金属喷到RP原型上形成一个金属硬壳，将其分离下来，用环氧树脂或硅橡胶支撑，可制成注塑模具的型腔。2）硅橡胶模法以原型为样件，将液体硅胶按照快速成形母模的分型线依次浇铸，等到固化好后，再去掉母模，形成硅橡胶模。3）熔模精铸(失蜡铸造)4）陶瓷型或石膏型精铸型腔4.试对常用的快速成形工艺作一优缺点比较。答：光固化立体成形SLA这种方法适合成形小件，能直接得到塑料产品，表面粗糙度质量较好，并且由于紫外激光波长短，可以得到很小的聚焦光斑，从而得到较高的尺寸精度。缺点是：需要设计支撑结构；成形中有物相变化，翘曲变形较大；原材料有污染，可能使皮肤过敏。叠层实体制造方法成形速度较快，这种方法适合成形大、中型零件，翘曲变形小，成形时间较短，但尺寸精度不高，材料浪费大，且清除废料困难。该方法选用的原材料目前种类较少。选择性激光烧结方法最大特点在于使用材料很广，几乎所有的粉末都可以使用，所以其应用范围很广，但零件的表面粗糙度的高低受到粉末颗粒和激光束大小的限制，零件的表面一般是多孔性的，后处理比较复杂。熔融沉积方法成形速度较慢，适合成形小塑料件，特别是瓶状和中空零件。该方法工艺简单、费用较低，制件的翘曲变形小，但需要设计支撑结构。但成形精度较低，难以构建结构复杂的零件。5.成型零件批量小，同时要求生产周期很短，应选用什么制模技术？答：短周期最好采用直接制模技术，由于小批量产品，最好使用光固化立体成形、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积等方法直接将CAD模型制作出非金属零件，以此作为软模，也称软模技术。

第7章模具制造中的测量技术思考题与习题1.测量和检测在计量上是如何区别的？答：可以认为：检测是在已知理论数据的情况下与实物的测量数据比较，可以判断数据超差与否、工件是否合格；而测量是事先对测量物体的尺寸、形位公差等并不知道的情况下，进行实测，得到数据，而这个过程本身并不判断工件的合格与否。2.什么是样板？样板常用在模具的什么方面的检测。答：样板大都是根据零件的一些特殊的截面，由钳工或线切割等工艺方法将薄钢板做成相应截面形状，再经淬火和研磨而成，用作检验下料、加工、装配等工艺零件的工具。在模具上样板常常用来进行加工的检测。3.尺寸精度的常规测量工具有哪些？举例说明塞尺在模具测量中的应用。答：尺寸精度的常规测量工具包括：游标量具、千分尺、比较仪、量规、塞尺、量块等等。塞尺用于测量间隙尺寸。在检验被测尺寸是否合格时，可以用通止法判断，也可由检验者根据塞尺与被测表面配合的松紧程度来判断，比如冲压模具间隙调整等。4.测量形位误差的常用仪器有哪些？答：测量行位误差常用的仪器有水平仪（包括水平泡式水平仪和电子水平仪）、指示表（百分表、千分表、杠杆表）等。5.试简述万能工具显微镜在模具零件检验中的应用。答：1.样板与模具轮廓的测量测量样板或对模具轮廓检验一般采用直角坐标测量法、极坐标测量法或采用光学接触法测量。测量时，被测零件平放在工作台台面上，工具显微镜的立柱不需要倾斜。测量模具轮廓时，万能工具显微镜的目镜焦距要调到模具刃口表面。不论样板或模具的形状多么复杂，其轮廓总是由圆弧与直线组成，测量时只要找出直线与圆弧的交点，其轮廓尺寸就不难检测。测量前，先调整测角目镜，使米字线的水平线与圆弧顶点相切，记下横向读数。然后移动纵、横向滑台，用目镜米字线的60°或120°交角线与圆弧两边同时相切，并记下横向读数，两次读数之差为h，便可由下式算出圆弧半径。当被测圆弧较大，视场中只能看到其中一部分时，可采用图所示方法。测量时，使目镜米字线的水平线与圆弧顶点相切于D点，将横向滑台移动一个距离H（取整数最好），使水平线与圆弧相割。转动侧角目镜变换一个角度α/2，微动纵向滑台，使米字线的中垂线与圆弧相切于E点，记下纵向读数。然后反向移动纵向滑台，反向旋转测角目镜变换α角度，并使米字线中央垂线相切圆弧于F点，再记下纵向读数，两次纵向读数差为。可由下式算出圆弧半径。R=K2-K1H2.锥角的测量用万能工具显微镜测量锥角，一般可以利用仪器附件如分度台、分度头、测角目镜等进行直接测量，将被测工件安装在仪器两顶尖之间，用测量刀测出相距L的两端直径D与d，则工件圆锥角为：3.多孔凹模位置度误差的测量图上各孔有位置度的要求。采用工具显微镜测量该多孔凹模的方法可用直角坐标测量法，图7.3.8多孔凹模位置度误差的测量首先按基准A、B面找正凹模，使其与工具显微镜的纵、横坐标方向一致。然后测出x1、x2和y1、y2，则孔的圆心坐标x、y为：，将x、y与设计给定的尺寸比较，得到偏差值ｆｘ和ｆｙ。则该孔的位置度误差值ｆ为：其他各孔的位置度误差的测量方法与上述方法相同，可逐孔进行测量和计算。6.三坐标测量机的主要功能是什么？简述三坐标测量机的构成及分类。答：主要功能：1）可实现空间坐标点的测量，可方便的测量各种零件的三维轮廓尺寸、位置精度等。测量精确可靠，万能性强。2）由于计算机的引入，可方便的进行数字运算与程序控制，并具有很高的智能化程度。因此它不仅可方便地进行空间三维尺寸的测量，还可实现主动测量和自动检测。3）三坐标测量机除了具备常规的几何尺寸和形位公差检测功能外，在逆向工程技术和曲面坐标检测方面具有特殊的优势。三坐标测量机充分显示了在测量方面的万能性、测量对象的多样性。在模具制造业中应用广泛。7.三坐标测量机的测量系统包括什么？简述测头的分类及原理。答：三坐标测量机的基本构成主要由测量机主体、测量系统、控制系统和数据处理系统组成。机械接触式测头为具有各种形状(如锥形、球形)的刚性测头、带千分表的测头以及划针式工具。机械接触式测头主要用于手动测量，由于手动测量的测量力不易控制，测量力的变化会降低瞄准精度，因此，只适用于一般精度的测量。电气接触式测头的触端与被测件接触后可作偏移，传感器输出模拟位移量信号。这种测头既可以用于瞄准(过零发信)，也可以用于测微测给定坐标值的偏差。电气接触式测头主要分为电触式开关测头和三向测微电感测头，其中电触式开关测头较广泛。非接触式测头，主要由光学系统构成，如投影屏式显徽镜、电视扫描头。适用于软、薄、脆的工件测量8.简述三坐标测量机在模具制造中测量的应用。答：对于一些三坐标划线测量机来讲，其主要功能是测量与划线，由于很少配有辅助软件系统，更多的是通过测量获得实物数据进行后续对比达到检查效果，当然换上划针后可以进行划线操作。对于带软件操作系统的绝大部分三坐标测量机都能够实现0.001以上的长度测量，形位公差测量。部分带有自学习（编程功能）的三坐标测量机可以实现批量检查，辅以可靠固定的定位不必每次单独找正再单独处理理论数据，可以大大提高效率，这种针对于多腔类的塑料模具、压铸模具尤为实用；部分带有扫描功能的三坐标测量机可以实现大量的数据采集，抄数用于逆向工程或在实现在线（可移动式）检测的功能。部分具有复合功能的带加工的轻型三坐标测量机除用于零件的测量外，还可用于如划线、打样冲眼、钻孔、微量铣削及末道工序精加工等轻型加工，在模具制造中可用于模具的装配。

第8章模具装配工艺思考题与习题1.大型冲压模具各模板上的孔及孔系采用何种方法能保证装配的位置精度?为什么要用该方法?答：采用坐标法加工，如坐标镗，数控铣，孔的精度要求比较高时还可采用座标磨削，为了保证孔系的位置精度，保证装配要求，可将有装配要求的的模板装夹在一起配做加工。2.配做加工及配钻、配铰加工有哪些要求?它们各适用于什么场合？答：它是模具加工中常用的一种加工方法，加工时，其孔位可以不按图样中的尺寸和公差来加工，而是通过另一零件上已经做好的孔位来配做，配做时将两个模板装夹在一起；或者是钳工在某一模板上画有要加工的孔位置，加工时将要配做的模板都装夹在一起同时钻、铰，以保证这些模板装配精度的要求。该方法主要用于模具装配的定位销孔、螺钉孔等有位置要求的孔加工。3.成形零件的固定装配方法有哪些?各适用于什么场合?答：1）压入固定法该方法将成形零件（凸模、凹模镶块）直接压入到固定板的孔中，这是装配中应用最多的一种方法，两者的配合常采用H7/n6或H7/m6。2）铆接固定常用于冲压模具凸模的装配，凸模尾端被锤和凿子铆接在固定板的孔中，常用于冲裁厚度小于2mm、配精度不高的冲模。3)螺钉紧固将成形零件（凸模、凹模）直接用螺钉、销钉固定到模座或垫板上，要求牢固，不许松动，该方法常用于大中型凸模的固定。4）低熔点合金、无机粘结剂固定法该方法常用冲模复杂异形和对孔中心距要求高的多凸模的固定，能减轻了模具装配中各凸、凹模的位置精度和间隙均匀性的调整工作，冲压材料较薄。4.冷冲模的模架装配时,主要有哪些技术要求?模架上导柱、导套的装配应按照怎样的步骤进行?答：冲裁模模架的技术条件包括精度要求、配合要求以及模架的外观及零件要求，这些要求都可查阅冲压模具国家标准。对装配后的模架上模座沿导柱上下移动应平稳和无滞住现象。导柱、导套装配后。其固定端面应低于模座安装面1～2mm。模架上导柱的装配：将下模座底平面向上，放在专用的支撑块上；导柱与导套的配合端先插入下模座孔内；后端预压配合，检测垂直度后继续加压，导柱端面压入模座内1～2mm为止。模架上导套的装配：1）将已压好导柱的下模座放在压机工作台上，垫上专用的支撑块；2）将上模座反置套进导柱内；3）将导套套入导柱内；4）压机对导套后端预压压入上模座内，检测垂直度和导套与导柱的配合是否良好，检查后继续加压，导套端面压入模座内1～2mm为止。5.冲裁模装配时,凸模与凹模间隙控制方法有哪些?答：1)垫片法2)透光法3)测量法4)镀铜(锌)法5)酸蚀法6)定位器定位法6.如何选择冲模的装配基准?装配基准与装配顺序间存在怎样的关系?答：分析研究模具装配图，了解模具结构特点和工作过程，了解模具各个工作零件的作用和相互之间的位置关系、配合要求、连接方式从而合理确定冲模的装配基准。一般可选择导板（或卸料板、凹模为基准）通过导板孔将凸模装入凸模固定板，再装上模板。装配顺序首先是装配基准件，特别是凹模为基准又有凹模镶件时，先将镶件装入凹模，完成凹模组建的装配，然后将凹模组件装入固定板，再把固定板装入下模，以凹模定位装配凸模到凸模固定板，然后装入上模，切纸试冲达到要求然后用销钉定位，螺钉固定后再转入其它辅助零件。7.小型冷冲压模模板上的紧固螺钉和定位销钉的装配应遵循怎样的工艺路线?答:小型冷冲压模模板上的紧固螺钉和定位销钉的装配应在冲裁间隙调整均匀后，按凹模和凸模固定板的销孔、螺孔位置引钻螺钉孔和定位销钉孔、铰销孔。8.冲裁模试模时,发现毛刺较大、内孔与外形的相对位置不正确,是哪些原因所造成的?如何调整?答：发现毛刺较大主要原因是凸、凹模间隙过大或凸、凹模间隙不均匀、刃口不锋利；周边间隙都大时，更换凸模，间隙不均匀时，调整间隙，刃口不锋利时，刃磨刃口端面。内孔与外形的相对位置不正确主要原因是：1）单工序模具中定位元件位置或尺寸不准确，解决办法，更换定位元件；2）级进模侧刃尺寸或位置不准，定距不准，解决办法是修正侧刃尺寸或调整侧刃挡块尺寸；3）凹模各型孔间的位置不准确或组装凹模时各工位间步距的实际尺寸不一致，解决办法是重新安装、调试凹模，保证步距精度。9.弯曲模与拉深模有哪些装配特点?答：弯曲模和拉深模都是使坯料在模具的作用下产生塑性变形从而获得零件形状和尺寸，在变形过程中伴随的弹性变形将要影响零件的形状和尺寸，为保证冲压件的质量装配时要注意：1）选择合适的修配环进行修配装配，特别是多动作的弯曲模和拉深模，要保证模具各零件动作间运动次序正确，各运动部件运动轨迹不能干涉，装配时要逐步装配，达到装配精度及运动精度；2）需安排试冲工序，通过试冲来修正成形毛坯尺寸；3）安排试冲后的模具调整工序，以保证间隙的均匀、表面无擦伤、划痕、开裂、起皱、壁厚减薄等。1O.型芯有哪些装配要求?简述各种结构形式的型芯的装配方案?答：1）型芯与通孔式固定板装配时，装配前应将固定板型孔的清角修整成圆角，便于型芯压入，压入前应检查固定板型孔与型芯配合程度，压入时要始终保持平稳的压力；2）采用埋入式型芯装配时，要修正固定板沉孔与型芯尾部的形状及尺寸的差异，使其达到配合要求，型芯埋入固定板较深时，可将型芯尾部四角略修斜度，埋入5mm以下，侧不修，以保证固定后的强度。型芯埋入固定板后，应用螺钉紧固。3）在固定板平面上用螺钉固定型芯方法。常用于面积大、高度较低的型芯，装配时要打入销钉，未淬火的型芯可于固定板一道配钻铰，淬硬的型芯要在型芯上打入销钉套，便于后期的配钻铰。4）螺纹型芯与固定板装配，装配时一定要保证型芯与固定板之间的相对位置精度和型芯与固定板平面的垂直度。11.型腔装配时,可采用哪些工艺方法确保装配的位置精度要求？答：1)型腔凹模镶件装入型腔板时，应在模板上、下平面画出对准线，凹模镶件上的对准线应与模板上对准线对准，定其位置。在将凹模镶件压入模板时，先压一小部分，然后进行位置调整，调整到位后全部压入，压入结束后打入防转销。2）压入时要保证过盈配合的过盈量，压入件不容许有松动或脱落；3）压入端应有一定的导入斜度且要均匀；4）拼块型腔压入时不能有缝隙。12.滑块抽芯机构装配主要包括哪些步骤及内容?答：1）将型腔镶块压入模板，压入后磨上下平面到尺寸（以型腔镶块为基准）；2）由钳工精修整或配磨（研）滑块槽；3）测量型孔位置及配制型芯固定孔（测出型腔孔的位置，并在滑块相应位置，按测量的实际尺寸镗型芯安装孔）；4）装滑块型芯（将未装型芯的滑块推入滑块槽，使滑块前端面与型腔块相接触，然后装入型芯并推入滑块槽，修模合适后，由销钉定位）；5）装入楔紧块,修模楔块及滑块斜面，使之配合合适；6）如果有斜销时，安