數控加工工藝課后練習題答案.doc

第1章 數控加工的切削基礎作業(yè)答案思考與練習題1、什么是積屑瘤？它是怎樣形成的？對切削過程有何影響？如何抑制積屑瘤的產生？答：切削塑性金屬材料時，常在切削刃口附近粘結一硬度很高的楔狀金屬塊，它包圍著切削刃且覆蓋部分前面，這種楔狀金屬塊稱為積屑瘤積屑瘤的形成和刀具前面上的摩擦有著密切關系。一般認為，最基本的原因是由于高壓和一定的切削溫度，以及刀和屑界面在新鮮金屬接觸的情況下加之原子間的親和力作用，產生切屑底層的粘結和堆積。積屑瘤不斷發(fā)生著長大和破裂脫離的過程，其不穩(wěn)定性常會引起切削過程的不穩(wěn)定（切削力變動）。同時積屑瘤還會形成“切削刃”的不規(guī)則和不光滑，使已加工表面非常粗糙、尺寸精度降低。實際生產中，可采取下列措施抑制積屑瘤的生成：a.提高切削速度。b.適當降低進給量。c.增大刀具前角。d.采用潤滑性能良好的切削液。2、切屑的種類有哪些？不同類型切屑對加工過程和加工質量有何影響？答：根據切削過程中變形程度的不同，可把切屑分為四種不同的形態(tài)： 帶狀切屑 切削過程較平穩(wěn)，切削力波動較小，已加工表面粗糙度的值較小。 節(jié)狀切屑 切削過程不太穩(wěn)定，切削力波動也較大，已加工表面粗糙度值較大。 粒狀切屑 切削過程不平穩(wěn)，切削力波動較大，已加工表面粗糙度值較大。 崩碎切屑 切削力波動大，加工表面凹凸不平，刀刃容易損壞。由于刀屑接觸長度較短，切削力和切削熱量集中作用在刀刃處。3、試述切削用量三要素對切削溫度、切削力的影響規(guī)律。答：削用量三要素對切削溫度的影響規(guī)律：切削速度對切削溫度的影響最明顯，速度提高，溫度明顯上升；進給量對切削溫度的影響次之，進給量增大，切削溫度上升；背吃刀量對切削溫度的影響很小，背吃刀量增大，溫度上升不明顯。 切削用量三要素對切削力的影響規(guī)律：背吃刀量對切削力的影響最大（aP加大一倍，切削力增大一倍）；進給量對切削力的影響次之（f加大一倍，切削力增大68%86%）；切削速度對切削力的影響最小。4、試述前角、主偏角對切削溫度的影響規(guī)律？答：前角增大，切削變形減小，產生的切削熱少，切削溫度降低，但前角太大，刀具散熱體積變小，溫度反而上升。主偏角增大，切削刃工作長度縮短、刀尖角減小，散熱條件變差，切削溫度上升。5、刀具正常磨損的形式有哪幾種？分別在何種情況下產生？答： 前刀面磨損 在切削速度較高、切削厚度較大的情況下，切削高熔點塑性金屬材料時，易產生前刀面磨損。 后刀面磨損 在切削速度較低、切削厚度較小的情況下，會產生后刀面磨損。 前刀面和主后刀面同時磨損 在中等切削速度和進給量的情況下，切削塑性金屬材料時，經常發(fā)生前、后刀面同時磨損。6、試述進給量、主偏角對斷屑的影響。答：進給量增大，切削厚度也按比例增大，切屑卷曲應力增大，容易折斷。主偏角越大，切削厚度越大，切屑在卷曲時彎曲應力越大，易于折斷。一般來說，kr在7590范圍較好7、車削直徑80mm，長200mm棒料外圓，若選用ap=4mm，f=0.5mm/r，n=240r/min，試問切削速度vc，切削時間tm，材料切除率Q為多少？模擬自測題一、單項選擇題1、切削脆性金屬材料時，材料的塑性很小，在刀具前角較小、切削厚度較大的情況下，容易產生（D）。（A）帶狀切屑（B）擠裂切屑（C）單元切屑 (D) 崩碎切屑2、切削用量是指（D）。（A）切削速度（B）進給量 （C）切削深度（D）三者都是3、切削用量選擇的一般順序是（A ）。 （A）ap-f-vc （B）ap- vc -f （C）vc -f-ap （D）f-ap- vc4、確定外圓車刀主后刀面的空間位置的角度有（C）。 （A）go 和ao （B）ao 和Kr （C）Kr 和ao （D）s和Kr5、分析切削層變形規(guī)律時，通常把切削刃作用部位的金屬劃分為（ C ）變形區(qū)。（A）二個 （B）四個 （C）三個 （D）五個6、在切削平面內測量的車刀角度是 （ D）。（A）前角 （B） 后角 （C） 楔角 （D） 刃傾角7、車削用量的選擇原則是：粗車時，一般 （ A），最后確定一個合適的切削速度v。（A） 應首先選擇盡可能大的吃刀量ap，其次選擇較大的進給量f；（B） 應首先選擇盡可能小的吃刀量ap，其次選擇較大的進給量f；（C） 應首先選擇盡可能大的吃刀量ap，其次選擇較小的進給量f；（D） 應首先選擇盡可能小的吃刀量ap，其次選擇較小的進給量f。8、車削時的切削熱大部分由（ C ）傳散出去。（A） 刀具 （B） 工件 （C） 切屑（D） 空氣9、切削用量三要素對刀具耐用度的影響程度為（ C ）（A）背吃刀量最大，進給量次之，切削速度最??；（B）進給量最大，背吃刀量次之，切削速度最?。唬–）切削速度最大，進給量次之，背吃刀量最??；（D）切削速度最大，背吃刀量次之，進給量最??；10、粗車細長軸外圓時，刀尖的安裝位置應（ A ），目的是增加阻尼作用。（A）比軸中心稍高一些 （B）與軸中心線等高 （C）比軸中心略低一些 （D）與軸中心線高度無關11、數控編程時，通常用F指令表示刀具與工件的相對運動速度，其大小為（ C ）。（A）每轉進給量f （B）每齒進給量fz （C）進給速度vf （D）線速度vc12、刀具幾何角度中，影響切屑流向的角度是（ B ）。（A）前角； （B）刃傾角； （C）后角； （D）主偏角。13、切斷、車端面時，刀尖的安裝位置應（ B ），否則容易打刀。（A）比軸中心略低一些； （B）與軸中心線等高； （C）比軸中心稍高一些； （D）與軸中心線高度無關。14、（ A）切削過程平穩(wěn)，切削力波動小。（A）帶狀切屑 （B）節(jié)狀切屑 （C）粒狀切屑 （D）崩碎切屑15、為提高切削刃強度和耐沖擊能力，脆性刀具材料通常選用（ B ）。（A）正前角； （B）負前角； （C）0前角； （D）任意前角。二、判斷題（正確的打，錯誤的打）1、用中等切削速度切削塑性金屬時最容易產生積屑瘤。( )2、在金屬切削過程中，高速加工塑性材料時易產生積屑瘤，它將對切削過程帶來一定的影響。()3、刀具前角越大，切屑越不易流出、切削力也越大，但刀具的強度越高。（ ）4、主偏角增大，刀具刀尖部分強度與散熱條件變差。（）5、精加工時首先應該選取盡可能大的背吃刀量。（ ）6、外圓車刀裝得低于工件中心時，車刀的工作前角減小，工作后角增大。（ ）7、進給速度由F指令決定，其單位為m/min。（ ）8、前角增加，切削力減小，因此前角越大越好。（ ）9、背吃刀量是根據工件加工余量進行選擇的，因而與機床功率和剛度無關。（ ）10、選擇合理的刀具幾何角度以及適當的切削用量都能大大提高刀具的使用壽命。（）三、簡答題1、什么是刀具磨鈍標準？什么叫刀具耐用度？影響刀具耐用度的因素有哪些？ 答：根據加工要求規(guī)定的主后刀面中間部分的平均磨損量VB允許達到的最大值作為磨鈍標準。刀具從刃磨后開始切削，一直到磨損量達到磨鈍標準為止所經過的總切削時間T，稱為刀具的耐用度，單位為min。刀具耐用度T不包括對刀、測量、快進、回程等非切削時間。影響刀具耐用度的因素a. 切削用量 切削用量三要素對刀具耐用度的影響程度為：vc最大、f次之、aP最小。b. 刀具幾何參數 前角gO增大，切削力降低和切削溫度降低，刀具耐用度提高；但前角太大，刀具強度降低，散熱變差，刀具耐用度反而降低了。主偏角減小，刀尖強度提高，散熱條件改善，刀具耐用度提高；但是主偏角kr太小，F(xiàn)P增大，當工藝系統(tǒng)剛性較差時，易引起振動。c. 刀具材料 刀具材料的紅硬性越高，則刀具耐用度就越高。但是，在有沖擊切削、重型切削和難加工材料切削時，影響刀具耐用度的主要因素為沖擊韌性和抗彎強度。d. 工件材料 工件材料的強度、硬度越高，產生的切削溫度越高，故刀具耐用度越低。2、前角的作用和選擇原則是什么？前角的作用：影響切削變形和切削力的大小、刀具耐用度及加工表面質量高低。合理前角的選擇原則： 加工塑性材料取較大前角；加工脆性材料取較小前角； 當工件材料的強度和硬度低時，可取較大前角；當工件材料的強度和硬度高時，可取較小前角； 當刀具材料的抗彎強度和沖擊韌性較低時，取較小前角；高速鋼刀具的前角比硬質合金刀具的合理前角大，陶瓷刀具的合理前角比硬質合金刀具?。?粗加工時取較小前角甚至負前角，精加工時應取較大前角； 工藝系統(tǒng)剛性差和機床功率小時，宜選較大前角，以減小切削力和振動； 數控機床、自動線刀具，為保證刀具工作的穩(wěn)定性（不發(fā)生崩刃及破損），一般選用較小的前角。3、后角的作用和選擇原則是什么？答：后角的作用：減小后面與過渡表面和已加工表面之間的摩擦；影響楔角bo的大小，從而配合前角調整切削刃的鋒利程度和強度。合理后角的選擇原則： 粗加工時，為保證刀具強度，應選較小后角；精加工時，以保證表面質量，應取較大的后角。 工件材料的強度、硬度高時，宜取較小的后角；工件材料硬度低、塑性較大時，主后刀面的摩擦對已加工表面質量和刀具磨損影響較大，此時應取較大的后角；加工脆性材料時，切削力集中在切削刃附近，為強化切削刃，宜選取較小的后角。 對于尺寸精度要求較高的精加工刀具（如鉸刀、拉刀），為減少重磨后刀具尺寸變化，應取較小的后角。 工藝系統(tǒng)剛性差，容易產生振動時，應取較小的后角以增強刀具對振動的阻尼作用。4、主偏角的作用和選擇原則是什么？答：主偏角的作用：影響刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。合理主偏角的選擇原則：a. 粗加工和半精加工時，硬質合金車刀應選擇較大的主偏角，以利于減少振動，提高刀具耐用度和斷屑。b. 加工很硬的材料，如淬硬鋼和冷硬鑄鐵時，為減少單位長度切削刃上的負荷，改善刀刃散熱條件，提高刀具耐用度，應取Kr=1030，工藝系統(tǒng)剛性好的取小值，反之取大值。c. 工藝系統(tǒng)剛性低（如車細長軸、薄壁筒）時，應取較大的主偏角，甚至取Kr90，以減小背向力Fp，從而降低工藝系統(tǒng)的彈性變形和振動。d. 單件小批生產時，希望用一兩把車刀加工出工件上所有表面，則應選用通用性較好的Kr=45或90的車刀。e. 需要從工件中間切人的車刀，以及仿形加工的車刀，應適當增大主偏角和副偏角；有時主偏角的大小決定于工件形狀，例如車階梯軸時，則需用Kr=90的刀具。5、切削液的作用有哪些？答：冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用。6、粗、精加工時，切削用量的選擇原則分別是什么？答： 粗加工時切削用量的選擇原則 首先選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據機床動力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進給量；最后根據刀具耐用度確定最佳的切削速度。 精加工時切削用量的選擇原則 首先根據粗加工后的余量確定背吃刀量；其次根據已加工表面的粗糙度要求，選取較小的進給量；最后在保證刀具耐用度的前提下，盡可能選取較高的切削速度。四、分析題1、外圓車刀：Kr=90，Kr=35，go=8，ao=ao=10，ls= -5，要求繪制刀具示意圖并標注上述幾何角度。2、（1）45端面車刀：Kr=Kr=45，go= -5，ao=ao=6，ls= -3（2）內孔鏜刀：Kr=75，Kr=15，go=10，ao=ao=10，ls= 10要求繪制刀具示意圖并標注上述幾何角度。答：KrKrOOOOgOaOOOOOaOSS向lS題1題2（1）題2（2）第2章 數控機床刀具的選擇作業(yè)答案思考與練習題1、簡述數控刀具材料的種類、特點及其應用場合？答：（1）高速鋼：具有較好的力學性能和良好的工藝性，可以承受較大的切削力和沖擊，但紅硬性、耐磨性較差。應用場合：普通高速鋼不適于高速和硬材料切削；高性能高速鋼用于制造出口鉆頭、鉸刀、銑刀等；粉末冶金高速鋼用于制造大型拉刀和齒輪刀具，特別是切削時受沖擊載荷的刀具。（2）硬質合金：具有硬度高（大于89 HRC）、熔點高、化學穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的特點，但其韌性差，脆性大，承受沖擊和振動能力低。應用場合：普通硬質合金：YG類主要用于加工鑄鐵及有色金屬；YT類主要用于加工鋼料。新型硬質合金既可用于加工鋼料，又可加工鑄鐵和有色金屬。（3）陶瓷刀具：硬度高，耐磨性比硬質合金高十幾倍，具有良好的抗粘性能，化學穩(wěn)定性好，脆性大、強度低、導熱性差。應用場合：Al2O3基陶瓷刀具適用于各種鑄鐵及鋼料的精加工、粗加工；Si3N4基陶瓷刀具適于端銑和切有氧化皮的毛坯工件等。此外，可對鑄鐵、淬硬鋼等高硬材料進行精加工和半精加工。（4）立方氮化硼（CBN）：有很高的硬度及耐磨性，僅次于金剛石；熱穩(wěn)定性比金剛石高1倍；有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性；導熱性比金剛石差但比其他材料高得多，抗彎強度和斷裂韌性介于硬質合金和陶瓷之間。應用場合：可加工以前只能用磨削方法加工的特種鋼，它還非常適合數控機床加工（5）金剛石：具有極高的硬度，耐磨性高，很高的導熱性，刃磨非常鋒利，粗糙度值小，可在納米級穩(wěn)定切削，較低的摩擦系數。應用場合：主要用于加工各種有色金屬、各種非金屬材料，不能用于加工黑色金屬。2、選擇刀片（刀具）通常應考慮哪些因素？答： 被加工工件材料的類別：有色金屬（銅、鋁、鈦及其合金）；黑色金屬（碳鋼、低合金鋼、工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼等）；復合材料；塑料類等。 被加工件材料性能的狀況：包括硬度、韌性、組織狀態(tài)鑄、鍛、軋、粉末冶金等。 切削工藝的類別：分車、鉆、銑、鏜，粗加工、精加工、超精加工，內孔，外圓，切削流動狀態(tài)，刀具變位時間間隔等。 被加工工件的幾何形狀（影響到連續(xù)切削或間斷切削、刀具的切入或退出角度）、零件精度（尺寸公差、形位公差、表面粗糙度）和加工余量等因素。 要求刀片（刀具）能承受的切削用量（切削深度、進給量、切削速度）。 生產現(xiàn)場的條件（操作間斷時間、振動、電力波動或突然中斷）。 被加工工件的生產批量，影響到刀片（刀具）的經濟壽命。3、可轉位刀具有哪些優(yōu)點？答： 刀具壽命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高溫引起的缺陷，刀具幾何參數完全由刀片和刀桿槽保證，切削性能穩(wěn)定，從而提高了刀具壽命。 生產效率高 由于機床操作工人不再磨刀，可大大減少停機換刀等輔助時間。 有利于推廣新技術、新工藝 可轉位刀具有利于推廣使用涂層、陶瓷等新型刀具材料。4、數控加工對刀具有哪些要求？答： 刀片和刀具幾何參數和切削參數的規(guī)范化、典型化； 刀片或刀具材料及切削參數與被加工工件的材料之間匹配的選用原則； 刀片或刀具的耐用度及其經濟壽命指標的合理化； 刀片及刀柄的定位基準的優(yōu)化； 刀片及刀柄對機床主軸的相對位置的要求高； 對刀柄的強度、剛性及耐磨性的要求高； 刀柄或工具系統(tǒng)的裝機重量限制的要求； 對刀具柄的轉位，裝拆和重復精度的要求； 刀片及刀柄切入的位置和方向的要求； 刀片和刀柄高度的通用化、規(guī)則化、系列化； 整個數控工具系統(tǒng)自動換刀系統(tǒng)的優(yōu)化。5、鏜銑類工具系統(tǒng)的結構形式分哪兩類？各有何特點？答： 整體式結構結構簡單、使用方便、可靠、更換迅速等。缺點是錐柄的品種和數量較多。 模塊式結構減少了工具的規(guī)格、品種和數量的儲備，對加工中心較多的企業(yè)有很高的實用價值。但剛性沒有整體式好。6、HSK刀柄與7：24錐柄相比，有何優(yōu)點？適用于什么場合？答：定位精度高。靜態(tài)、動態(tài)剛度高。空心刀柄高速旋轉時，在離心力作用下能夠“脹大”，與主軸內孔緊密貼合。重量輕、尺寸小、結構緊湊。清除污垢方便。主要用于高速加工。模擬自測題一、單項選擇題1、切削刃形狀復雜的刀具宜采用（ D ）材料制造較合適。 （A）硬質合金 （B）人造金剛石 （C）陶瓷 （D）高速鋼2、用硬質合金鉸刀鉸削塑性金屬材料時，由于工件彈性變形的影響，容易出現(xiàn)（ A）現(xiàn)象。（A）孔徑收縮 （B）孔徑不變 （C）孔徑擴張3、刀具切削部分材料的硬度要高于被加工材料的硬度，其常溫硬度應在（ C ）。（A）HRC4550間 （B）HRC5060間 （C）HRC60以上4、數控機床一般采用機夾可轉位刀具，與普通刀具相比機夾可轉位刀具有很多特點，但（ A ）不是機夾可轉位刀具的特點。（A）刀具要經常進行重新刃磨（B）刀片和刀具幾何參數和切削參數的規(guī)范化、典型化（C）刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)則化、系列化（D）刀片或刀具的耐用度及其經濟壽命指標的合理化5、YG類硬質合金主要用于加工（A）材料（A）鑄鐵和有色金屬 （B）合金鋼 （C）不銹鋼和高硬度鋼 （D）工具鋼和淬火鋼6、下列那種刀具材料硬度最高（ A ）（A）金剛石 （B）硬質合金 （C）高速鋼 （D）陶瓷7、刀具材料在高溫下能夠保持較高硬度的性能稱為（ B ）。（A）硬度 （B）紅硬性 （C）耐磨性 （D）韌性和硬度8、HRC表示（ D ）。（A）布氏硬度 （B）硬度 （C）維氏硬度 （D）洛氏硬度9、JT/BT/ST刀柄柄部錐度為（ A ）。（A）7：24； （B）1：10； （C）1：5； （D）1：1210、HSK刀柄柄部錐度為（ B ）。（A）7：24； （B）1：10； （C）1：5； （D）1：1211、車削階梯軸時，主偏角Kr的大小應滿足（ A ）。（A）Kr90 （B）Kr75 （C）Kr90 （D）Kr=012、金剛石刀具與鐵元素的親和力強，通常不能用于加工（ B ）。（A）有色金屬； （B）黑色金屬； （C）非金屬； （D）陶瓷制品13、機夾可轉位刀片的ISO代碼是由（ C ）位字符串組成的。（A）8 （B）9 （C）10 （D）1314、高速鋼刀具的合理前角（ B ）硬質合金刀具的合理前角。（A）小于 （B）大于 （C）等于 （D）與刀具材料無關15、下列哪種刀柄適用于高速加工（ D ）（A）JT （B）BT （C）ST （D）HSK二、判斷題（正確的打，錯誤的打）1、YT類硬質合金中，含鈷量多，承受沖擊性能好，適合粗加工。（ ）2、可轉位式車刀用鈍后，只需要將刀片轉過一個位置，即可使新的刀刃投入切削。當幾個刀刃都用鈍后，更換新刀片。（ ）3、在高溫下，刀具切削部分必須具有足夠的硬度，這種在高溫下仍具有較高硬度的性質稱為紅硬性。（ ）4、YG類硬質合金主要用于加工鑄鐵、有色金屬及非金屬材料。（ ）5、由于硬質合金的抗彎強度較低，抗沖擊韌性差，其合理前角應小于高速鋼刀具的合理前角。（）6、金剛石刀具主要用于加工各種有色金屬、非金屬及黑色金屬。（ ）7、高速鋼與硬質合金相比，具有硬度較高，紅硬性和耐磨性較好等優(yōu)點。（）8、硬質合金按其化學成分和使用特性可分為鎢鈷類（YG）、鎢鈦鈷類（YT）、鎢鈦鉭鈷類（YW）、碳化鈦基類（YN）四類。（）9、高速鋼車刀的韌性雖然比硬質合金高，但不能用于高速切削。（）10、JT/BT/ST刀柄的定心精度比HSK刀柄高。（ ）第3章 數控加工中工件的定位與裝夾作業(yè)答案思考與練習題1、車削薄壁零件如何夾緊工件？答：軸向夾緊或增加夾緊力作用點面積。2、確定工件在夾具中應限制自由度數目的依據是什么？答：根據工件加工精度要求。3、試簡述定位與夾緊之間的關系。答：任務不同，定位使加工前工件在機床上占有正確的位置，而夾緊則使工件在加工過程中始終保持在原先確定的位置上。兩者相輔相成，缺一不可。4、采用夾具裝夾工件有何優(yōu)點？答：a. 易于保證工件的加工精度。 b. 使用夾具可改變和擴大原機床的功能，實現(xiàn)“一機多用”。 c. 使用夾具后，不僅省去劃線找正等輔助時間，而且有時還可采用高效率的多件、多位、機動夾緊裝置，縮短輔助時間，從而大大提高勞動生產率。 d. 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。 e. 在批量生產中使用夾具時，由于勞動生產率的提高和允許使用技術等級較低的工人操作，故可明顯地降低生產成本。5、當基準重合原則和基準統(tǒng)一原則發(fā)生矛盾時，怎么解決？答：以保證工件加工精度為原則，若采用統(tǒng)一定位基準能夠保證加工表面的尺寸精度，則應遵循基準統(tǒng)一原則；若不能保證尺寸精度，則應遵循基準重合原則，以免使工序尺寸的實際公差值減小，增加加工難度。6、什么情況下才需要計算定位誤差？答：用夾具裝夾、調整法加工一批工件的條件下，基準不重合時，需要計算定位誤差。若采用試切法加工，不存在定位誤差，因而也不需要計算定位誤差。7、如何理解定位面與定位基準的區(qū)別？答：工件在夾具中的位置是以其定位基面與定位元件的相互接觸（配合）來確定的，工件以平面定位時，定位面就是定位基準；工件以內、外圓柱面定位時，定位面是內、外圓柱面，而定位基準則是中心線。8、車床上裝夾軸類零件時，如何找正？答：工件外圓上選擇相距較遠的兩點，用百分表找正。模擬自測題一、單項選擇題1、過定位是指定位時，工件的同一（B）被多個定位元件重復限制的定位方式。（A）平面 （B）自由度 （C）圓柱面 （D）方向2、若工件采取一面兩銷定位，限制的自由度數目為（A ）（A）六個 （B）二個 （C）三個 （D）四個3、在磨一個軸套時，先以內孔為基準磨外圓，再以外圓為基準磨內孔，這是遵循（D ）的原則。（A）基準重合 （B）基準統(tǒng)一 （C）自為基準 （D）互為基準4、采用短圓柱芯軸定位，可限制（ A ）個自由度。（A）二 （B）三 （C）四 （D）一5、在下列內容中，不屬于工藝基準的是（ D ）。（A）定位基準 （B）測量基準 （C）裝配基準 （D）設計基準6、（ A ）夾緊機構不僅結構簡單，容易制造，而且自鎖性能好，夾緊力大，是夾具上用得最多的一種夾緊機構。（A）斜楔形 （B）螺旋 （C）偏心 （D）鉸鏈7、精基準是用（ D ）作為定位基準面。（A）未加工表面 （B）復雜表面 （C）切削量小的 （D）加工后的表面8、夾緊力的方向應盡量垂直于主要定位基準面，同時應盡量與（ D ）方向一致。（A）退刀 （B）振動 （C）換刀 （D）切削9、選擇粗基準時，重點考慮如何保證各加工表面（ D ），使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合零件圖要求。（A）對刀方便 （B）切削性能好 （C）進/退刀方便 （D）有足夠的余量10、通常夾具的制造誤差應是工件在該工序中允許誤差的（ C ）。（A）13倍 （B）1/101/100 （C）1/31/5 （D）同等值11、銑床上用的分度頭和各種虎鉗都是（ B ）夾具。（A）專用 （B）通用 （C）組合 （D）隨身12、 決定某種定位方法屬幾點定位，主要根據（ B ）。（A）有幾個支承點與工件接觸 （B）工件被消除了幾個自由度（C）工件需要消除幾個自由度 （D）夾具采用幾個定位元件13、軸類零件加工時，通常采用V形塊定位，當采用寬V形塊定位時，其限制的自由度數目為（ B ）。（A）三個 （B）四個 （C）五個 （D）六個14、車細長軸時，要使用中心架或跟刀架來增加工件的（ C ）。（A）韌性 （B）強度 （C）剛度 （D）穩(wěn)定性15、在兩頂尖間測量偏心距時，百分表上指示出的（ D ）就等于偏心距。（A）最大值與最小值之差 （B）最大值與最小值之和的一半 （C）最大值與最小值之差的兩倍 （D）最大值與最小值之差的一半二、判斷題（正確的打，錯誤的打）1、基準可以分為設計基準與工序基準兩大類。（）2、夾緊力的方向應盡可能與切削力、工件重力平行。（）3、組合夾具是一種標準化，系列化、通用化程度較高的工藝裝備。（）4、工件在夾具中定位時，應使工件的定位表面與夾具的定位元件相貼合，從而消除自由度。（ ）5、因欠定位沒有完全限制按零件加工精度要求應該限制的自由度，因而在加工過程中是不允許的。（ ）6、加工表面的設計基準和定位基準重合時，不存在基準不重合誤差。（ ）7、基準位移誤差和基準不重合誤差不一定同時存在。（ ）8、基準重合原則和基準統(tǒng)一原則發(fā)生矛盾時，若不能保證尺寸精度，則應遵循基準統(tǒng)一原則。（ ）9、車削偏心工件時，應保證偏心的中心與機床主軸的回轉中心重合。（ ）10、過定位在任何情況下都不應該采用。（ ）三、簡答題1、什么是欠定位？為什么不能采用欠定位？什么是過定位？ |Un2p3.JL?K u$0YQ 5! ($5e=* 答：按照加工要求應該限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位是不允許的。因為欠定位保證不了加工精度要求。工件的一個或幾個自由度被不同的定位元件重復限制的定位稱為過定位。2、什么是輔助支承？使用時應注意什么問題？答：輔助支承是指由于工件形狀、夾緊力、切削力和工件重力等原因，可能使工件在定位后還產生變形或定位不穩(wěn)，為了提高工件的裝夾剛性和穩(wěn)定性而增設的支承。輔助支承只能起提高工件支承剛性的輔助定位作用，而不起限制自由度的作用，更不能破壞工件原有定位。3、何謂浮動支承？限制幾個自由度？答：工件定位過程中，能隨著工件定位基準位置的變化而自動調節(jié)的支承，稱為浮動支承。浮動支承的作用相當于一個固定支承，只限制一個自由度。4、什么叫定位誤差？產生定位誤差的原因是什么？ 5!| kA2+ 答：工件在夾具中的位置是以其定位基面與定位元件的相互接觸（配合）來確定的，由于定位基面、定位元件的工作表面本身存在一定的制造誤差，導致一批工件在夾具中的實際位置不可能完全一樣，使加工后各工件的加工尺寸存在誤差。這種因工件在夾具上定位不準而造成的加工誤差，稱為定位誤差。產生定位誤差的原因：基準位移誤差和基準不重合誤差。5、工件以平面作定位基準時，常用支承類型有哪些？ )pL W a 答：工件以平面定位時，常用定位元件有：固定支承、可調支承、浮動支承、輔助支承四類。6、確定夾緊力的作用方向和作用點應遵循哪些原則？答： 夾緊力應朝向主要定位基準。 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內，并靠近支承元件的幾何中心。 夾緊力的方向應有利于減小夾緊力的大小。 夾緊力的方向和作用點應施加于工件剛性較好的方向和部位。 夾緊力作用點應盡量靠近工件加工表面。7、按照基準統(tǒng)一原則選用精基準有何優(yōu)點？答：既可保證各加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準轉換而引起的誤差，而且簡化了夾具的設計與制造工作，降低了成本，縮短了生產準備周期。8、粗基準的選擇原則是什么？答：（1）相互位置要求原則（2）加工余量合理分配原則（3）重要表面原則（4）不重復使用原則（5）便于工件裝夾原則9、精基準的選擇原則是什么？ 答：（1）基準重合原則（2）基準統(tǒng)一原則（3）自為基準原則（4）互為基準原則（5）便于裝夾原則10、夾緊裝置應具備的基本要求是什么？答： 夾緊過程可靠，不改變工件定位后所占據的正確位置； 夾緊力的大小適當。 操作簡單方便、省力、安全。 結構性好，夾緊裝置的結構力求簡單、緊湊，便于制造和維修。四、計算題1、軸套類零件銑槽時，其工序尺寸有三種標注方法，如圖1所示，定位銷為水平放置，試分別計算工序尺寸H1、H2、H3的定位誤差。H3圖1解：對于尺寸H2，基準重合，因此對于尺寸H1因工序基準不在定位面上，所以對于尺寸H3因工序基準不在定位面上，所以五、分析題1、根據六點定位原理分析圖2各定位方案的定位元件所限制的自由度。 分析：圖a限制X、Y、Z三個方向移動自由度。圖b限制X、Y、Z三個方向移動，繞Y、Z軸轉動共計5個自由度圖c限制全部6個自由度圖d限制X、Y、Z三個方向移動，繞X、Y軸轉動共計5個自由度2、什么是過定位？試分析圖3中的定位元件分別限制了哪些自由度？是否合理？如何改進？ b) 圖3分析：工件的一個或幾個自由度被不同的定位元件重復限制的定位稱為過定位。xzy支承板圓錐銷圖a分析支承板限制自由度：圓錐銷限制自由度：沿Z軸移動自由度重復限制，不合理不合理，改進措施：將圓錐銷改為短圓柱銷ZXY限制Y、Z共2個自由度限制X、Y共2個自由度限制Z、X、Y共3個自由度圖b分析：不合理。改進措施：將圓柱銷改為削邊銷（上、下削平）。xyz支承板V形塊短圓柱銷圖C分析支承板限制自由度：短圓柱銷限制自由度：V形塊限制自由度：沿X、Y軸移動自由度重復限制，不合理不合理，改進措施：將V形塊改為削邊銷3、試分析圖4中夾緊力的作用點與方向是否合理？為什么？如何改進？圖42、答：圖a不合理，因為力作用處工件剛度差，容易變形；圖b不合理，因為工件容易傾翻；圖c不合理，因為力作用處工件剛度差，容易變形；圖d不合理，因為工件容易傾翻。改進方案見下圖紅色箭頭。第4章 數控加工工藝基礎作業(yè)答案思考與練習題1、試述單件小批生產、成批生產及大批大量生產的工藝特征有何區(qū)別？答：見下表工藝特征單件小批生產成批生產大批大量生產 毛坯的制造方法及加工余量木模手工鑄造或自由鍛，毛坯精度低，加工余量大。金屬魔鑄造或模鍛部分毛坯，毛坯精度與加工余量適中。廣泛采用金屬模鑄造和模鍛，毛坯精度高，加工余量小。機床設備及其布置通用機床、數控機床。按機床類別采用機群式布置。部分通用機床、數控機床及高效機床，按工件類別分工段排列。廣泛采用高效專用機床和自動機床，按流水線和自動線排列。工藝裝備多采用通用夾具、刀具和量具?？縿澗€和試切法達到精度要求。多采用可調夾具，部分靠找正裝夾達到精度要求。較多采用專用刀具和量具。廣泛采用高效率的夾具、刀具和量具。用調整法達到精度要求。工人技術水平技術熟練工人技術比較熟練工人對操作工人技術要求低，對調整工人技術要求高。工藝文件工藝過程卡，關鍵工序卡。數控加工工序卡和程序單。工藝過程卡，關鍵零件的工序卡。數控加工工序卡和程序單。工藝過程卡，工序卡，關鍵工序調整卡和檢驗卡。生產率低中高成本高中低2、什么樣的零件適合采用數控加工？答：（1）最適應類 形狀復雜，加工精度要求高，通用機床無法加工或很難保證加工質量的零件； 具有復雜曲線或曲面輪廓的零件； 具有難測量、難控制進給、難控制尺寸型腔的殼體或盒型零件； 必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的零件。（2）較適應類 零件價值較高，在通用機床上加工時容易受人為因素（如工人技術水平高低、情緒波動等）干擾而影響加工質量，從而造成較大經濟損失的零件； 在通用機床上加工時必須制造復雜專用工裝的零件； 需要多次更改設計后才能定型的零件； 在通用機床上加工需要作長時間調整的零件； 用通用機床加工時，生產率很低或工人體力勞動強度很大的零件。3、簡述確定零件加工方法和加工方案應考慮的因素？答：應根據零件的加工精度、表面粗糙度、材料、結構形狀、尺寸及生產類型等因素，選用相應的加工方法和加工方案。4、分析尺寸鏈時，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。當封閉環(huán)的公差一定時，若組成環(huán)數目較多，各組成環(huán)的公差就會過小，造成加工困難。因此，分析尺寸鏈時，應使尺寸鏈的組成環(huán)數目為最少，即遵循尺寸鏈最短原則。5、簡述對刀點與換刀點的區(qū)別。答：“對刀點”是數控加工時刀具相對零件運動的起點，又稱“起刀點”，也就是程序運行的起點。對刀點選定后，便確定了機床坐標系和零件坐標系之間的相互位置關系。對數控車床、鏜銑床、加工中心等多刀加工數控機床，在加工過程中需要進行換刀，故編程時應考慮不同工序之間的換刀位置（即換刀點）。為避免換刀時刀具與工件及夾具發(fā)生干涉，換刀點應設在工件的外部。模擬自測題一、單項選擇題1、零件的機械加工精度主要包括（ D ）。（A）機床精度、幾何形狀精度、相對位置精度 （B）尺寸精度、幾何形狀精度、裝夾精度（C）尺寸精度、定位精度、相對位置精度（D）尺寸精度、幾何形狀精度、相對位置精度2、制訂加工方案的一般原則為先粗后精、先近后遠、先內后外，程序段最少，（ A ）及特殊情況特殊處理。（A）走刀路線最短 （B）將復雜輪廓簡化成簡單輪廓（C）將手工編程改成自動編程 （D）將空間曲線轉化為平面曲線3、換刀點是指在編制數控程序時，相對于機床固定參考點而設置的一個自動換刀的位置，它一般不能設置在（ A ）。（A）加工零件上 （B）程序原點上（C）機床固定參考點上 （D）浮動原點上4、加工精度高、（ B ）、自動化程度高，勞動強度低、生產效率高等是數控機床加工的特點。（A）加工輪廓簡單、生產批量又特別大的零件（B）對加工對象的適應性強（C）裝夾困難或必須依靠人工找正、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、質及余量都不均勻的坯件5、在數控加工中，（ D ）相對于工件運動的軌跡稱為進給路線，進給路線不僅包括了加工內容，也反映出加工順序，是編程的依據之一。（A）刀具原點 （B）刀具 （C）刀具刀尖點 （D）刀具刀位點6、下列敘述中（ B ），不屬于確定加工路線時應遵循的原則。（A）加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度（B）使數值計算簡單，以減少編程工作量（C）應使加工路線最短，這樣既可以減少程序短，又可以減少空刀時間（D）對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計尺寸鏈和（ 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、下列關于尺寸鏈敘述正確的是（ C ）。（A）由相互聯(lián)系的尺寸按順序排列的鏈環(huán)；（B）一個尺寸鏈可以有一個以上封閉環(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，與尺寸鏈中的組成環(huán)數目多少無關。9、零件的相互位置精度主要限制（ D ）。（A）加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍； （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間的相互位置誤差。10、在下列內容中，不屬于工藝基準的是（ D ）。（A）定位基準； （B）測量基準； （C）裝配基準； （D）設計基準。二、判斷題（正確的打，錯誤的打）1、為避免換刀時刀具與工件或夾具發(fā)生干涉，換刀點應設在工件外部。（ ）2、在加工過程中的有關尺寸形成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。（ ）3、尺寸鏈按其功能可分為設計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)基本尺寸的代數差。（ ）5、平行度、對稱度同屬于形狀公差。（ ）6、輪廓加工完成時，應在刀具離開工件之前取消刀補。（ ）7、立銑刀銑削平面輪廓時，銑刀應沿工件輪廓的切向切入，法向切出。（ ）8、機床坐標系和工件坐標系之間的聯(lián)系是通過回參考點來實現(xiàn)的。（ ）9、設計基準和定位基準重合時，不存在基準不重合誤差。（ ）10、一般情況下，減小進給量，可有效地減小表面粗糙度（ ）。三、簡答題1、什么叫工序和工步？劃分工序和工步的依據是什么？答：一個或一組工人，在一個工作地對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。劃分工序的依據是工作地是否發(fā)生變化和工作是否連續(xù)。 在加工表面（或裝配時連接面）和加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內容，稱為工步。劃分工步的依據是加工表面和工具是否變化。2、數控機床上加工的零件，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。 按所用刀具劃分 以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。 按安裝次數劃分 以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一道工序。 按粗、精加工劃分 即粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。 按加工部位劃分 即以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。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： 保證加工質量 合理使用設備 便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 便于安排熱處理工序4、什么是對刀點？對刀點位置確定的原則有哪些？ 答：“對刀點”是數控加工時刀具相對零件運動的起點，又稱“起刀點”，也就是程序運行的起點。對刀點選定后，便確定了機床坐標系和零件坐標系之間的相互位置關系。 對刀點選擇的原則，主要是考慮對刀點在機床上對刀方便、便于觀察和檢測，編程時便于數學處理和有利于簡化編程。對刀點可選在零件或夾具上。為提高零件的加工精度，減少對刀誤差，對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上。5、什么叫尺寸鏈？尺寸鏈有哪些特征？答：在機器裝配或零件加工過程中，由互相聯(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. 關聯(lián)性 任何一個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：切削加工工序通常按下列原則安排順序。 基面先行原則 先粗后精原則 先主后次原則 先面后孔原則7、確定加工余量應注意哪些問題？答：確定加工余量時應該注意的幾個問題： 采用最小加工余量原則 余量要充分 防止因余量不足而造成廢品。 余量中應包含熱處理引起的變形 大零件取大余量 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？包括哪三個方面？答：加工精度是指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想幾何參數相符合的程度。加工精度包括三個方面： 尺寸精度 幾何形狀精度 相互位置精度9、何謂表面質量？包括哪些方面？答：面質量是指零件加工后的表層狀態(tài)，它是衡量機械加工質量的一個重要方面。表面質量包括以下幾個方面： 表面粗糙度 表面波紋度 冷作硬化 殘余應力 表層金相組織變化 10、從工藝因素考慮，產生加工誤差的原因有哪些？答：加工原理誤差；工藝系統(tǒng)的幾何誤差；工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差；工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差；工件內應力引起的加工誤差；測量誤差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、刀具幾何參數及切削液等。四、計算題1、圖1所示為軸類零件圖，其內孔和外圓和各端面均已加工好，試分別計算圖示三種定位方案加工時的工序尺寸極其偏差。圖1解：方案1：設計基準與定位基準重合，故A1=120.1方案2：尺寸鏈如右圖所示。A3為封閉環(huán)，A3=A2A1，A2為增環(huán)，A1 為減環(huán)A2A3A1 A2= A3 +A1 =12+8=20mm 0.1=ESA2(0.05), ESA2=0.05mm 0.1=EIA20, EIA2=0.1mm 方案3：尺寸鏈見下圖A4A3A2A1A2為封閉環(huán)，A2=A4A3A1，A4為增環(huán)，A1 、A3為減環(huán) A3= A4 A1 A2=40812=20mm 0.1=0EIA3(0.05