《机床数控技术》-许德章 习题及答案 第二章答案

第二章数控加工工艺基础2-1简述数控加工工艺的特点。答：(1)工艺内容复杂具体。数控加工前，先要将机床的运动过程、零件几何信息及工艺信息、刀具的形状、切削用量和走刀路线等编入程序。必须事先进行具体设计和内容安排。在工艺处理过程中，必须注意到加工过程中的每个细节，能够做到全面考虑零件加工的全过程，可正确合理的编制零件的加工程序。(2)工序内容组合集中。工件一次安装中可完成多种加工方法和由粗到精的全过程，以及在工作台上装夹几个相同或相似的工件进行加工。采用工序集中易于保证表面间位置精度，并能减少工序间运输量，缩短生产周期，简化生产计划。(3)难加工零件工艺不同于传统方法。对于复杂表面、特殊表面或有特殊要求的表面，如曲线、曲面加工。采用多坐标联动自动控制方法加工，加工精度高，且不受产品形状及其复杂程度的影响，自动化加工消除了人为误差，使同批产品加工质量更稳定。2-2数控加工工艺设计的内容及步骤有哪些？答：(1)数控加工工艺内容的选择。选择适合在数控机床上加工的零件和工艺内容。(2)数控加工方法的选择。根据零件类别和加工表面特征，结合企业现有装备情况和加工能力，选择加工方法。(3)数控加工工艺性分析。进行零件图样和结构工艺性分析，明确加工内容及技术要求，确定零件的加工方案。(4)数控加工工艺路线设计。包括工序的划分与内容的确定、加工顺序的安排、数控加工工序与传统加工工序的衔接等。(5)数控加工工序设计。包括工步的划分与走刀路线的确定、零件的装夹方案与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。(6)数控加工工艺文件编制。包括数控编程任务书、数控机床调整单、数控加工工序卡片、数控加工走刀路线图、数控加工刀具卡片、数控加工程序单等。2-3数控加工工艺文件有哪些，在指导数控加工过程中各有何作用？答：(1)数控编程任务书。阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求和工序说明，以及数控加工前应保证的加工余量。(2)数控机床调整单。表示所用夹具名称和编号，工件定位和夹紧方法，工件原点设置位置和坐标方向，并记有机床控制面板上“开关”的位置和应输入的数据等。(3)数控加工工序卡片。作为主要指导性工艺文件，与传统加工工序卡片区别在于工序简图中应注明工件原点与对刀点，要进行简要编程说明及切削参数的选择。(4)数控加工走刀路线图。主要反映加工过程中刀具的运动轨迹。(5)数控加工刀具卡片。是组装刀具和调整刀具的依据，主要包括刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、刀片型号和材料等信息。(6)数控加工程序单。编程人员根据工艺分析情况，经过数值计算，按照机床指令代码编制的用于控制机床加工运动程序代码；是记录数控加工工艺过程、工艺参数、位移数据的清单。2-4数控加工工序的划分方法有哪些，加工顺序的安排原则有哪些？答：为提高生产率，减少换刀次数与空行程，加工路线应尽量短。根据数控加工的特点，工序的划分方法有：按零件装夹方式划分、按所用刀具划分、按零件加工表面划分、按加工部位划分以及按精、精加工划分。加工顺序的安排遵循的原则的：先粗后精、先近后远、内外交叉和基面先行。2-5简述刀位点、对刀点与换刀点的概念及它们之间的区别。答：刀位点是刀具上用来表示其在机床上的位置，是对刀与加工的基准点。对刀点是确定刀具与工件相对位置的基准点，往往选择工件原点为对刀点。换刀点机床上刀架或工作台自动转位换刀的位置，需要注意的是换刀点要设在工件外面，换刀时不能与工件、机床或夹具发生碰撞。2-6数控铣削进给路线的确定总体上有哪些原则？答：走刀路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序，是编写程序的依据之一，总体上有以下原则：（1）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。（2）应尽量缩短走刀路线，减少刀具空程移动时间。（3）最终轮廓尽量一次进给完成。（4）选择使工件在加工后变形小的路线。（5）应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。2-7编制如图2-1a所示轴类零件的数控车削加工工艺（毛坯为45号钢棒料）。答：(1)零件工艺性分析：该零件由外圆柱面和圆弧等组成，零件尺寸标注完整符合数控加工尺寸标注要求，零件材料为45钢切削加工性能好，无热处理和硬度要求。(2)确定装夹方案：确定坯件轴线和左端大端面为定位基准，左端采用三爪卡盘定心加紧。(3)确定加工顺序及进给路线：遵循由粗到精，由近到远（由右到左）的原则，从右到左进行粗加工-精加工-加工凹圆弧，加工退刀槽，车削螺纹，倒角。(4)走刀路线的确定。沿径向进刀、轴向走刀路线加工。设置起刀点、换刀点，采用x、z坐标轴双向同时“回零”，采用矩形循环走刀路线(5)刀具的选用：选择材料为硬质合金钢的刀具，刀具包括外圆车刀、切槽刀、左偏刀、右偏刀、外螺纹车刀。确定对刀点，换刀点，起刀点。(6)确定切削用量：根据机床说明书给定的允许范围内选取切削用量，包括背吃刀量、主轴转速、进给速度或进给量。(7)螺纹加工工艺处理：轴向进给设置适当的空刀导入量和空刀退出量，根据螺距确定走刀次数和背吃刀量，按机床或数控系统说明书中规定的数值选用主轴转速。(8)数控加工工艺文件编制。包括数控编程任务书、数控机床调整单、数控加工工序卡片、数控加工走刀路线图、数控加工刀具卡片、数控加工程序单等。2-8加工如图2-42所示的具有三个台阶的槽腔零件，试编制槽腔的数控铣削加工工艺（其余表面已加工）。图2-42槽腔零件数控加工工艺答：(1)零件工艺性分析：该零件为具有三个台阶的槽腔零件，零件尺寸标注完整符合数控加工尺寸标注要求，零件材料为铝合金，铣削加工性能好，无热处理和硬度要求。(2)确定装夹方案：确定槽腔底面及外轮廓面为定位基准，采用定位块夹紧工件。(3)确定加工顺序及进给路线：遵循由粗到精，由近到远（由右到左）的原则，依次加工3-2-1，3个凹槽。(4)确定走刀路线：先用行切法切去中间部分余量，之后依照3-2-1区域采用行切法，最后环切一刀光整轮廓表面。(5)刀具的选用：选用平底立铣刀，刀具圆角半径为R1.5。确定对刀点