數(shù)控加工工藝第四 五章

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第4章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

作業(yè)答案

思考與練習(xí)題

1、試述單件小批生產(chǎn)、成批生產(chǎn)及大批大量生產(chǎn)的工藝特征有何區(qū)別？答：見下表

工藝特征毛坯的制造方法及加工余量機(jī)床設(shè)備及其布置單件小批生產(chǎn)木模手工鑄造或自由鍛，毛坯精度低，加工余量大。通用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床。按機(jī)床類別采用機(jī)群式布置。工藝裝備多采用通用夾具、刀具和量具?？縿澗€和試切法達(dá)到精度要求。工人技術(shù)水平技術(shù)熟練工人成批生產(chǎn)金屬魔鑄造或模鍛部分毛坯，毛坯精度與加工余量適中。部分通用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床及高效機(jī)床，按工件類別分工段排列。多采用可調(diào)夾具，部分大批大量生產(chǎn)廣泛采用金屬模鑄造和模鍛，毛坯精度高，加工余量小。廣泛采用高效專用機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床，按流水線和自動(dòng)線排列。廣泛采用高效率的靠找正裝夾達(dá)到精度要求。夾具、刀具和量具。用調(diào)較多采用專用刀具和量具。整法達(dá)到精度要求。技術(shù)比較熟練工人對(duì)操作工人技術(shù)要求低，對(duì)調(diào)整工人技術(shù)要求高。工藝文件工藝過(guò)程卡，關(guān)鍵工序卡。數(shù)控加工工序卡和程序單。工藝過(guò)程卡，關(guān)鍵零件的工序卡。數(shù)控加工工序卡和程序單。工藝過(guò)程卡，工序卡，關(guān)鍵工序調(diào)整卡和檢驗(yàn)卡。生產(chǎn)率成本低高中中高低2、什么樣的零件適合采用數(shù)控加工？答：

（1）最適應(yīng)類

①形狀繁雜，加工精度要求高，通用機(jī)床無(wú)法加工或很難保證加工質(zhì)量的零件；②具有繁雜曲線或曲面輪廓的零件；

③具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸型腔的殼體或盒型零件；④必需在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的零件。（2）較適應(yīng)類

①零件價(jià)值較高，在通用機(jī)床上加工時(shí)簡(jiǎn)單受人為因素（如工人技術(shù)水平高低、情緒波動(dòng)等）干擾而影響加工質(zhì)量，從而造成較大經(jīng)濟(jì)損失的零件；

②在通用機(jī)床上加工時(shí)必需制造繁雜專用工裝的零件；③需要屢屢更改設(shè)計(jì)后才能定型的零件；

④在通用機(jī)床上加工需要作長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的零件；

⑤用通用機(jī)床加工時(shí)，生產(chǎn)率很低或工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度很大的零件。

3、簡(jiǎn)述確定零件加工方法和加工方案應(yīng)考慮的因素？

答：應(yīng)根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及生產(chǎn)類型等因素，選用相應(yīng)的加工方法和加工方案。

4、分析尺寸鏈時(shí)，為何要遵循尺寸鏈最短原則？

在極值算法中，封閉環(huán)的公差大于任一組成環(huán)的公差。當(dāng)封閉環(huán)的公差一定時(shí)，若組成環(huán)數(shù)目較多，各組成環(huán)的公差就會(huì)過(guò)小，造成加工困難。因此，分析尺寸鏈時(shí)，應(yīng)使尺寸鏈的組成環(huán)數(shù)目為最少，即遵循尺寸鏈最短原則。

5、簡(jiǎn)述對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的區(qū)別。

答：“對(duì)刀點(diǎn)〞是數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，又稱“起刀點(diǎn)〞，也就是程序運(yùn)行的起點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)選定后，便確定了機(jī)床坐標(biāo)系和零件坐標(biāo)系之間的相互位置關(guān)系。

對(duì)數(shù)控車床、鏜銑床、加工中心等多刀加工數(shù)控機(jī)床，在加工過(guò)程中需要進(jìn)行換刀，故編程時(shí)應(yīng)考慮不同工序之間的換刀位置（即換刀點(diǎn)）。為避免換刀時(shí)刀具與工件及夾具發(fā)生干擾，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件的外部。

模擬自測(cè)題

一、單項(xiàng)選擇題

1、零件的機(jī)械加工精度主要包括（D）。（A）機(jī)床精度、幾何形狀精度、相對(duì)位置精度（B）尺寸精度、幾何形狀精度、裝夾精度（C）尺寸精度、定位精度、相對(duì)位置精度（D）尺寸精度、幾何形狀精度、相對(duì)位置精度

2、制訂加工方案的一般原則為先粗后精、先近后遠(yuǎn)、先內(nèi)后外，程序段最少，（A）及特別狀況特別處理。

（A）走刀路線最短（B）將繁雜輪廓簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)單輪廓（C）將手工編程改成自動(dòng)編程（D）將空間曲線轉(zhuǎn)化為平面曲線

3、換刀點(diǎn)是指在編制數(shù)控程序時(shí)，相對(duì)于機(jī)床固定參考點(diǎn)而設(shè)置的一個(gè)自動(dòng)換刀的位置，它一般不能設(shè)置在（A）。

（A）加工零件上（B）程序原點(diǎn)上（C）機(jī)床固定參考點(diǎn)上（D）浮動(dòng)原點(diǎn)上

4、加工精度高、（B）、自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高等是數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)。

（A）加工輪廓簡(jiǎn)單、生產(chǎn)批量又特別大的零件

（B）對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)

（C）裝夾困難或必需依靠人工找正、定位才能保證其加工精度的單件零件（D）適于加工余量特別大、質(zhì)及余量都不均勻的坯件

5、在數(shù)控加工中，（D）相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為進(jìn)給路線，進(jìn)給路線不僅包括了加工內(nèi)容，也反映出加工順序，是編程的依據(jù)之一。

（A）刀具原點(diǎn)（B）刀具（C）刀具刀尖點(diǎn)（D）刀具刀位點(diǎn)6、以下表達(dá)中（B），不屬于確定加工路線時(shí)應(yīng)遵循的原則。（A）加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度（B）使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量

（C）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可以減少程序短，又可以減少空刀時(shí)間（D）對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔7、尺寸鏈按功能分為設(shè)計(jì)尺寸鏈和（D）。

（A）封閉尺寸鏈（B）裝配尺寸鏈（C）零件尺寸鏈（D）工藝尺寸鏈8、以下關(guān)于尺寸鏈表達(dá)正確的是（C）。（A）由相互聯(lián)系的尺寸按順序排列的鏈環(huán)；（B）一個(gè)尺寸鏈可以有一個(gè)以上封閉環(huán)；

（C）在極值算法中，封閉環(huán)公差大于任一組成環(huán)公差；（D）分析尺寸鏈時(shí)，與尺寸鏈中的組成環(huán)數(shù)目多少無(wú)關(guān)。9、零件的相互位置精度主要限制（D）。

（A）加工表面與其基準(zhǔn)間尺寸誤差不超過(guò)一定的范圍；（B）限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差；（C）限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差；（D）限制加工表面與其基準(zhǔn)間的相互位置誤差。10、在以下內(nèi)容中，不屬于工藝基準(zhǔn)的是（D）。

（A）定位基準(zhǔn)；（B）測(cè)量基準(zhǔn)；（C）裝配基準(zhǔn)；（D）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

二、判斷題（正確的打√，錯(cuò)誤的打×）

1、為避免換刀時(shí)刀具與工件或夾具發(fā)生干擾，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件外部。（√）2、在加工過(guò)程中的有關(guān)尺寸形成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。（×）3、尺寸鏈按其功能可分為設(shè)計(jì)尺寸鏈和工藝尺寸鏈。（√）

4、尺寸鏈中封閉環(huán)的基本尺寸，是其它各組成環(huán)基本尺寸的代數(shù)差。（×）5、平行度、對(duì)稱度同屬于形狀公差。（×）

6、輪廓加工完成時(shí)，應(yīng)在刀具離開工件之前取消刀補(bǔ)。（×）

7、立銑刀銑削平面輪廓時(shí)，銑刀應(yīng)沿工件輪廓的切向切入，法向切出。（×）8、機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系之間的聯(lián)系是通過(guò)回參考點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（×）9、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合時(shí)，不存在基準(zhǔn)不重合誤差。（√）10、一般狀況下，減小進(jìn)給量，可有效地減小表面粗糙度（√）。

三、簡(jiǎn)答題

1、什么叫工序和工步？劃分工序和工步的依據(jù)是什么？答：

一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地對(duì)一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程，稱為工序。劃分工序的依據(jù)是工作地是否發(fā)生變化和工作是否連續(xù)。

在加工表面（或裝配時(shí)連接面）和加工（或裝配）工具不變的狀況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容，稱為工步。劃分工步的依據(jù)是加工表面和工具是否變化。

2、數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按什么原則劃分工序？如何劃分？答：一般按工序集中原則劃分工序，劃分方法如下。

①按所用刀具劃分以同一把刀具完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。②按安裝次數(shù)劃分以一次安裝完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。。

③按粗、精加工劃分即粗加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。

④按加工部位劃分即以完成一致型面的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。

3、劃分加工階段的目的是什么？答：劃分加工階段的目的在于：

①保證加工質(zhì)量②合理使用設(shè)備

③便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷④便于安排熱處理工序

4、什么是對(duì)刀點(diǎn)？對(duì)刀點(diǎn)位置確定的原則有哪些？

答：“對(duì)刀點(diǎn)〞是數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，又稱“起刀點(diǎn)〞，也就是程序運(yùn)行的起點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)選定后，便確定了機(jī)床坐標(biāo)系和零件坐標(biāo)系之間的相互位置關(guān)系。對(duì)刀點(diǎn)選擇的原則，主要是考慮對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床上對(duì)刀便利、便于觀測(cè)和檢測(cè)，編程時(shí)便于數(shù)學(xué)處理和有利于簡(jiǎn)化編程。對(duì)刀點(diǎn)可選在零件或夾具上。為提高零件的加工精度，減少對(duì)刀誤差，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。5、什么叫尺寸鏈？尺寸鏈有哪些特征？

答：在機(jī)器裝配或零件加工過(guò)程中，由相互聯(lián)系且按一定順序排列的尺寸組成的封閉鏈環(huán)，稱為尺寸鏈。

a.關(guān)聯(lián)性任何一個(gè)直接保證的尺寸及其精度的變化，必將影響間接保證的尺寸及其精度。

b.封閉性尺寸鏈中的各個(gè)尺寸首尾相接組成封閉的鏈環(huán)。

6、切削加工順序安排的原則是什么？答：切削加工工序?qū)こ０匆韵略瓌t安排順序。①基面先行原則②先粗后精原則③先主后次原則④先面后孔原則

7、確定加工余量應(yīng)注意哪些問(wèn)題？答：確定加工余量時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：①采用最小加工余量原則

②余量要充分防止因余量不足而造成廢品。③余量中應(yīng)包含熱處理引起的變形④大零件取大余量

⑤總加工余量（毛坯余量）和工序余量要分別確定8、何謂加工精度？包括哪三個(gè)方面？

答：加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想幾何參數(shù)相符合的程度。加工精度包括三個(gè)方面：①尺寸精度②幾何形狀精度③相互位置精度

9、何謂表面質(zhì)量？包括哪些方面？

答：面質(zhì)量是指零件加工后的表層狀態(tài)，它是衡量機(jī)械加工質(zhì)量的一個(gè)重要方面。表面質(zhì)量包括以下幾個(gè)方面：

①表面粗糙度②表面波紋度③冷作硬化④剩余應(yīng)力

⑤表層金相組織變化

10、從工藝因素考慮，產(chǎn)生加工誤差的原因有哪些？

答：①加工原理誤差；②工藝系統(tǒng)的幾何誤差；③工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差；④工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差；⑤工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差；⑥測(cè)量誤差11、影響表面粗糙度的工藝因素有哪些？

答：影響表面粗糙度的工藝因素主要有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)及切削液等。

四、計(jì)算題

1、圖1所示為軸類零件圖，其內(nèi)孔和外圓和各端面均已加工好，試分別計(jì)算圖示三種定位方案加工時(shí)的工序尺寸極其偏差。

圖1

解：

方案1：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故A1=12±0.1方案2：尺寸鏈如右圖所示。

A3為封閉環(huán)，A3=A2－A1，A2為增環(huán)，A1為減環(huán)

A2=A3+A1=12+8=20mm

0.1=ESA2－(－0.05),ESA2=0.05mm－0.1=EIA2－0,EIA2=－0.1mm

0.05?A2?20??0.1mmA1A3A2方案3：尺寸鏈見下圖

A1A2A4A3A2為封閉環(huán)，A2=A4－A3－A1，A4為增環(huán)，A1、A3為減環(huán)A3=A4－A1－A2=40－8－12=20mm0.1=0－EIA3－(－0.05),EIA3=－0.05mm－0.1=－0.1－ESA3－0,ESA3=0mm

?0.02?0.1902、圖2所示零件，A1?70?0.07mm，A2?60?0.04mm，A3?200mm。因A3不

?A3?200?0.05mm便測(cè)量，試重新標(biāo)出測(cè)量尺寸A4及其公差。

圖2

解：

A3為封閉環(huán)，A3=A2+A4－A1，A2、A4為增環(huán)，A1為減環(huán)

A4=A1+A3－A2=70+20－60=30mm0.19=0+ESA4－(－0.07),ESA4=0.12mm0=－0.04+EIA4－(－0.02),EIA4=0.02mm

0.12?A4?30??0.02mm3、圖3所示零件，鏜孔前A、B、C面已經(jīng)加工好。鏜孔時(shí)，為便于裝夾，選擇A面

0?0.1為定位基準(zhǔn)，并按工序尺寸L4進(jìn)行加工。已知L1?2800mm，L2?80?0.06mm，

L3?100?0.15mm。試計(jì)算L4的尺寸及其偏差。

L2

L3

圖3

解：L3為封閉環(huán)，L3=L2+L4－L1，L2、L4為增環(huán)，L1為減環(huán)

A

L4BCL1L4=L1+L3－L2=280+100－80=300mm0.15=0+ESL4－0,ESL4=0.15mm－0.15=－0.06+EIL4－0.1,EIL4=0.01mm

0.15?L4?300??0.01mm

4、如圖4所示套筒，以端面A定位加工缺口時(shí)，計(jì)算尺寸A3及其公差。

圖4

解：

A0為封閉環(huán)，A0=A2+A3－A1，A2、A3為增環(huán)，A1為減環(huán)A3=A1+A0－A2=70+12－35=47mm0.15=0.06+ESA3－(－0.07),ESA3=0.02mm0=0+EIA3－(－0.07),EIA3=－0.07mm

0.02?A3?47??0.07mm

第5章數(shù)控車削加工工藝