数控加工工艺形成性考核册参考答案.doc

数控加工工艺作业1第一章一、单项选择题1-15：D D A C C D A C C C C B B A B二、判断题（T对；F错）1-10：T F F T F T F F F T 三、简答题（注明：参考答案内容比较多，主要是为大家理解用，此为简单题，大家做的时候有些题可以选择重点内容回答。）1、什么是刀具磨损磨钝标准？什么叫刀具耐用度？影响刀具耐用度的因素有哪些？P29答：磨钝标准定义：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。 刀具耐用度：刀具从刃磨后开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准为止所经过的总切削时间T，成为刀具的耐用度。影响因素有：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？P39-40答：前角的作用：正前角的目的是为了减小切削被切下时的弹塑性变形和切屑流出时与前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热，使切削轻快，提高刀具寿命和已加工表面质量。负前角的目的在于改善切削刃受力状况和散热条件，提高切削刃强度和耐冲击能力。前角的选择原则：加工塑性材料时取较大的前角；加工脆性材料取较小前角当加工材料的强度和硬度低时，可取较大前角；当加工材料的强度和硬度高时，可取较小前角。当刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较低时，取较小前角；高速钢刀具的前角比硬质合金刀具的合理前角大，陶瓷刀具的合理前角比硬质合金刀具小。粗加工使时取较小的前角甚至负前角，精加工时应取较大的前角工艺系统刚性差和机床功率小时，宜选取较大前角，以减小切削力和振动数控机床、自动线刀具，为保证刀具工作的稳定性（不发生崩刃及破损），一般选用较小的前角。3、主偏角的作用和选择原则是什么？P44-45答：主偏角的作用：主要是影响刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。主偏角较小，则刀头强度高，散热条件好，已加工表面残留面积高度小，主切削刃的工作长度长，单位长度上的切削负荷小；其负面效应为背向力大，容易引起工艺系统振动，切削厚度小，断屑效果差。主偏角较大时，所产生的影响与上完全相反。主偏角的选择原则：粗加工和半精加工时，硬质合金车刀应选择较大的主偏角，以利于较少振动，提高刀具耐用度和断屑。加工很硬的材料，为减少单位长度切削刃上的负荷，改善刀刃散热条件，提高刀具耐用度，应取=，工艺系统刚性好的取小值，反之取大值。工艺系统刚性低时，应取较大的主偏角，甚至取，以减小背向力，从而降低工艺系统的弹性变形和振动。单件小批生产时，希望用一两把车刀加工出工件上所有表面，则应选用通用性较好的=的车刀。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；有时主偏角的大小取决于工件形状。4、切削液的作用是什么？常用切削液有哪些？P37-38答：切削液的作用：冷却作用，切削液可降低切屑区温度润滑作用，切屑液能在刀具的前、后刀面与工件之间形成一润滑薄膜清洗作用，使用切屑液可以将切屑过程中产生的大量切屑、金属碎片和粉末，从刀具（或砂轮）、工件上冲洗掉，从而避免切屑黏附刀具、堵塞排屑和划伤已加工表面防锈作用，具有防锈作用的切屑液能减轻工件、刀具和机床受周围介质（如空气、水分等）的腐蚀。常用切屑液：水溶液，是以水为主要成分的切屑液乳化液，是将乳化油用的水稀释而成，呈乳白色或半透明状的液体切屑油，主要成份是矿物油，少数采用动植物油或复合油。5、什么是积屑瘤？它是怎样形成的？对切削过程有何影响？如何抑制积屑瘤的产生？P19-20答：积屑瘤的定义：切削塑性金属材料时，常在切削刃口附近黏结一硬度很高（通常为工件材料硬度的23.5倍）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。积屑瘤的成因：它的形成和前刀面上的摩擦有着密切关系。一般认为，最基本的原因是由于高压和一定的切削温度，以及刀和屑界面在新鲜金属接触的情况下加之原子间的亲和力作用，产生切屑底层的黏结和堆积。对切削过程的影响：积屑瘤能代替刀尖担负实际切削工作，故而可减轻刀具磨损积屑瘤使实际前角增大，刀和屑的接触面积减小，从而使切削变形和切削力减小积屑瘤顶部不断发生着长大和破裂脱离的过程。因此会引起切削过程的不稳定（切削力变动），同时积屑瘤还会形成“切削刃”的不规则和不光滑，使已加工表面非常粗糙、尺寸精度降低。如何抑制积屑瘤：切削速度：调低切削速度，使切削层与刀具前刀面接触面温度降低，避免粘结现象的发生。或采用较高的切削速度，增加切削温度，因为温度高到一定程度，积屑瘤也不会发生。进给量：适当的降低进给量可削弱积屑瘤的生成基础。前角：调整刀具角度，增大前角，从而减小切屑对刀具前刀面的压力，进而减少摩擦力，减小了积屑瘤的生成基础。切削夜：采用润滑性能更好的切削液，减少切削摩擦，从而可以减少或消除积屑瘤的产生。四、分析题1、外圆车刀：=90，=45，= 8，=10，= -5，要去绘制刀具示意图并标注上述几何角度。答：参考11页中图1-9即可，同时在相应的角度位置注明题目给出的角度数值。2、（1）45端面车刀： =45，= -5，=6，= -3答：参考11页中图1-10即可，同时标注几何角度。 （2）内孔镗刀： =75，=15，=10，=10，= 10答：参考12页中图1-12即可，同时标注几何角度。第二章一、单项选择题1-15：D A C A A A B D A B A B C B D二、判断题1-10：F T T F T F F F T F三、简单题1、可转位刀具有哪些优点？P63答：（1）刀具寿命高 （2）生产效率高 （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哪两类？各有什么特点P60答：镗铣类工具系统分为整体式结构和模块式结构两大类。整体式结构的特点是将锥柄和连杆连成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床相联系的柄部。其优点是结构简单，使用方便、可靠，更换迅速等。缺点是锥柄的品种和数量较多。模块式结构的特点是把工具的柄部和工作部分分开，制成系统化的主柄模块、中间模块和工作模块，每类模块中又分为若干小类和规格，然后用不同规格的中间模块组装成不同用途、不同规格的模块式刀具，因此方便制造、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较高的实用价值。3、HSK刀柄与7：24锥柄相比，有何优点？适用于什么场合？P58答：显著优点：（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 适用于高速加工。数控加工工艺作业2第三章 数控加工中工件的定位与装夹一、单项选择题1-15：B A D A D B D D D C B B B C D二、判断题1-10：F T F T T T T F T F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？P76答：根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位 。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。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。当过定位并不影响加工精度，反而对加工精度有利时，也可以采用，要具体问题具体分析。2、什么叫定位误差？产生定位误差的原因是什么？P87答：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。产生原因：由于定位基面、定位元件的工件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？P91答：（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？P77-78答：粗基准的选择原则（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？答：精基准的选择原则(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什么？P91答：（1）夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。（2） 夹紧力大小要适当。 （3） 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应，并有良好的结构工艺性，尽可能采用标准化元件。 （4）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。7、采用夹具装夹工件有何优点？P72答：（1）易于保证工件的加工精度。（2）使用夹具可改变和扩大原机床的功能，实现“一机多用”。（3）使用夹具后，不仅省去划线找正等辅助时间，而且有时还可以采用高效率的多件、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。（4）用夹具装夹工件方便、省力、安全。（5）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。四、计算题1、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。图1答：当工序尺寸为H1时，根据公式可以求出： 由心轴水平放置的公式：0.021 0.01050.0105当工序尺寸为H2时 0.021当工序尺寸为H3时0.0210.0105 0.0315五、分析题1、根据六点定位原理分析图2中各定位方案的定位元件所限制的自由度。图2答：a图：左侧的定位面限制了三个自由度卡盘限制了两个自由度 b图左侧的定位面限制了三个自由度螺钉限制了两个自由度 C图 窄的V型块限制了两个自由度 左边的两个V型块限制了d图 下面的定位面限制了三个自由度螺钉限制了两个自由度定位销限制了。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？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。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。当过定位并不影响加工精度，反而对加工精度有利时，也可以采用，要具体问题具体分析。 A图： 不合理 一部分自由度没有被限制 B图： 左边的面限制了三个自由度销限制了下面的面限制了移动的方向的自由度 过定位 容易产生挤压变形 不合理 C图：左边V形块限制了x y方向移动 下地面限制了 z 方向移动和x y 方向转动右边V形块限制了z方向转动同时又多限制了几个自由度，但不影响加工 合理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答案：A图：不合理 夹紧力作用点应在刚性较好部位 ，如两侧 B图 不合理 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。c图 不合理 夹紧力作用点应在刚性较好部位 ，如两侧支承上面 d图 不合理 夹紧力作用点应在刚性较好部位同时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 e图 不合理 夹紧力作用点应在刚性较好部位 f图 不合理 夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面数控加工工艺作业3第四章 数控加工工艺基础一、单项选择题1-10：D A A B D B D C D D二、判断题1-10：T F T F F F F F T T 三、简答题1、 什么叫工序和工步？划分工序和工步的依据是什么？P111-112答：工序：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一部分工艺过程，称为工序。划分工序的依据是工作地是否发生变化和工作是否连续。工步：在加工表面（或装配时连接面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容，称为工步。划分工步的依据是加工面和工具是否变化。2、数控机床上加工的零件，一般按什么原则划分工序？如何划分？答：答：在数控机床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序，划分方法如下：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，这种方法适用于工件的待加工表面较多、机床连续工作时间过长、加工程序的编制和检查难度较大等情况。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，这种方法适用于工件的加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。按粗、精加工划分，即粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种划分方法适用于加工后变形较大，需粗、精加工分开的零件，如毛坯为铸件、焊接件或锻件。按加工部位划分，即以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序，对于加工表面多而复杂的零件，可按其结构特点（如内形、外形、曲面和平面等）划分多道工序。3、 划分加工阶段的目的是什么？P124答：划分加工阶段的目的在于：（1）保证加工质量（2）合理使用设备（3）便于及时发现毛胚缺陷（4）便于安排热处理工序4、 什么是对刀点？对刀点位置确定的原则有哪些？P140答：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。确定原则：对刀点在机床上对刀方便，便于观察和检测，编程时便于数学处理和有利于简化编程。5、 切削加工顺序安排的原则是什么？答：通常按下列原则安排：基面先行原则，用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。先粗后精原则，各个表面的加工顺序按照粗加工半精加工精加工光整加工的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度和减小表面粗糙度。先主后次原则，零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。先面后孔原则，对箱体、支架类零件，平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，再加工孔和其它尺寸，这样安排加工工序，一方面用加工过的平面定位，稳定可靠；另一方面在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，特别是钻孔，孔的轴线不易偏斜。6、 确定加工余量应注意哪些问题？答：影响加工余量的因素：上工序表面粗糙度和缺陷层上工序的尺寸公差上工序的形位误差本工序的装夹误差，包括定位误差、装夹误差（夹紧变形）及夹具本身的误差 确定加工余量时应注意的问题：采用最小加工余量原则。在保证加工精度和加工质量的前提下，余量越小越好，以缩短加工时间、减少材料消耗、降低加工费用。余量要充分，防止因余量不足而造成废品。余量中应包含热处理引起的变形。大零件取大余量。零件愈大，切屑力、内应力引起的变形愈大。因此工序加工余量应取大一些，以便通过本道工序消除变形量。总加工余量（毛坯余量）和工序余量要分别确定。总加工余量的大小与所选择的毛坯制造精度有关。粗加工工序的加工余量不能用查表法确定，应等于总加工余量减去其他各工序的余量之和。7、 何谓加工精度？包括哪三个方面？答：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，限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围几何形状精度，限制加工表面的宏观几何形状误差，如圆度、圆柱度、直线度和平面度等相互位置精度，限制加工表面与其基准间的相互位置误差，如平行度、垂直度和同轴度等。8、 何谓表面质量？包括哪些方面？P140答：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（1）表面粗糙度（2）表面波纹度（3）冷作硬化（4）残余应力（5）表层金相组织变化。9、 从工艺因素考虑，产生加工误差的原因有哪些？P142答：（1）加工原理误差（2）工艺系统的几何误差（3）工艺系统受力变形引起的误差（4）工艺系统受热变形引起的误差（5）工件内应力引起的加工误差（6）测量误差10、影响表面粗糙度的因素有哪些？答：影响表面粗糙度的因素主要有工件材料、切屑用量、刀具几何参数及切屑液等。工件材料，一般韧性较大的塑性材料，加工后表面粗糙度大，而韧性较小的塑性材料加工后易得到较小的表面粗糙度。切屑用量，减小进给量可以有效地减小表面粗糙度。采用低速或高速切屑塑性材料，可以有效地避免积屑瘤的产生，这对减小表面粗糙度有积极作用。刀具几何参数，在进给量一定的情况下，减小主偏角和副偏角，或增大刀尖圆弧半径，可减小表面粗糙度。另外，适当增大前角和后角，减小切屑变形和前后刀面间的摩擦，抑制积屑瘤的产生，也可以减小表面粗糙度。切屑液，切屑液的冷却作用使切屑温度降低，切屑液的润滑作用使刀具和被加工表面之间的摩擦状况得到改善，使切屑层金属表面的塑性变形程度下降并抑制积屑瘤和鳞刺的生长，对降低表面粗糙度后很大作用。四、计算题1、图1所示为轴类零件图，其内孔和外圆和各端面均已加工好，试分别计算图示三种定位方案加工时的工序尺寸极其偏差。图1分析：方案一的工序尺寸与设计基准重合，属于基准重合时工序尺寸及其公差的计算，方案二，方案三的工序尺寸与设计基准不重合，属于基准不重合时工序尺寸及其公差的计算计算：方案一工序尺寸及其偏差A1：1方案二中A2与和构成封闭链环，其中A2为封闭环，和均为组成环，且为增环.则A2基本尺寸8+12=20，A2的上偏差0+0.1=0.1，A2的下偏差-0.05-0.1=-0.15，所以A2的尺寸及其偏差为方案三中A3与、及构成封闭链环，其中A3为封闭环，、为减环，为增环。则A3的基本尺寸为40-8-12=20，A3的上偏差0-（-0.05）-（-0.1）=0.15，A3的下偏差-0.1-0-0.1=-0.2所以A3的尺寸及偏差为2、 图2所示零件，。因A3不便测量，试重新标出测量尺寸A4及其公差。图2分析：A1、A2、A3及A4构成一封闭链环，其中A4是封闭环，A1和A3为增环，A2为减环。 计算：A4的基本尺寸为70+20-60=30，A4的上偏差-0.02+0.19-(-0.04)=0.21,A4的下偏差为-0.07+0-0=-0.07，所以A4的尺寸及偏差为3、图3所示零件，镗孔前A、B、C面已经加工好。镗孔时，为便于装夹，选择A面为定位基准，并按工序尺寸L4进行加工。已知，。试计算L4的尺寸及其偏差。图3分析：L1、L2、L3及L4构成一封闭链环，其中L4为封闭环，L1和L3为增环，L2为减环。，计算：L4的基本尺寸为280+100-80=300，L4的上偏差为0.1+0.15-（-0.06）=0.31，L4的下偏差为0-0.15-0=-0.15，所以L4的尺寸及偏差为。4、如图4所示套筒，以断面A定位加工缺口时，计算尺寸A3及其公差解：分析,A0是封闭环，A1、A2、A3是组成环，且，A1是减环，A2、A3是增环。则有：A0=A2+A3-A1 所以：A3=A0+A1-A2=12+70-35=47mmESA0=ESA2+ESA3-EIA1; EIA0=EIA2+EIA3-ESA1所以 ESA3=ESA0+EIA1-ESA2=0.15-0.07-0.06=0.02mm SIA3=EIA0+ESA1-EIA2=0+0.07-0=0.07mm及A3的尺寸及公差为：mm数控加工工艺作业4第五章 数控车削加工工艺一、单项选择题1-11：A A C A B B D A A B B二、判断题1-10：F F F T T F T T F F三、简答题1、数控车削加工的主要对象是什么？P149答：（1）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件（2）精度要求高的回转体零件（3）带特殊螺纹的回转体零件。2、数控车削加工工艺分析的主要内容有哪些？P150答：其主要内容有：分析零件图纸；确定工件在车床上的装夹方式；各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。3、制订零件车削加工工序顺序应遵循哪些原则？P155答：（1）先粗后精（2）先近后远（3）内外交叉（4）基面先行原则4、常用数控车削刀具的种类有哪些？各有什么特点？答：常用车刀类型：（1）尖形车刀 它是以直线形切削刃为特征的车刀。（2）圆弧形车刀 它是以一圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。（3）成型车刀 其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。第六章 数控铣削加工工艺一、单项选择题1-15：B A B C B C C C B A B C C A C二、判断题1-14：T F T F F T F F T F T T F F三、简答题1、数控铣削加工的主要对象是什么？P175答：(1)平面轮廓零件（2）变斜角类零件（3）空间曲面轮廓零件2、数控铣削加工零件图及其结构工艺性分析包括那些内容？P177答：（1）分析零件的形状、结构及尺寸的特点。（2）检查零件的加工要求。（3）在零件上是否存在对刀具形状及尺寸有限制的部位和尺寸要求。（4）对于零件加工中使用的工艺基准应当着重考虑。（5）分析零件材料的种类、牌号及热处理要求，了解零件材料的切削加工性能，合理选择刀具材料和切削参数。（6）应充分了解零件的已加工状态。（7）构成零件轮廓的几何元素的条件是数控编程的重要依据。3、数控铣削加工路线拟定主要包括哪些内容？P180答：选择合适的加工方法；划分加工工序；确定加工路线和工件各个加工表面的加工顺序，协调数控铣削工序与其他工序之间的关系以及考虑整个工艺方案的经济性。4、确定铣削加工路线时，重点应考虑哪些内容？P184答：（1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求（2）应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率。（3）应使数值计算简单，程序段数量少，以减少程序工作量。第七章 加工中心加工