数控加工工艺及编程试题文档格式.docx
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A.通用B.专用C.组合
6.加工中心与数控铣床的主要区别是()。
A.
数控系统复杂程度不同B.机床精度不同
C.有无自动换刀系统
7.切削的三要素有进给量、切削深度和()。
A.切削厚度B.切削速度C.进给速度
8.重复限制自由度的定位现象称之为()。
A.完全定位B.欠定位C.不完全定位D.过定位
9.可以用来制作切削工具的材料是()。
A低碳钢.B.高碳钢C.中碳钢D.镍铬钢
10.为了保证数控机床能满足不同的工艺要求,并能够获得最佳切削速度,主传动系统的要求是()。
A.无级调速B.变速范围宽C.分段无级变速D.变速范围宽且能无级变速
四、问答题(每小题6分公24分)
1.什么叫两轴半控制加工和三轴控制加工?
它们各适用于何种加工场合?
2.数控铣削加工工艺性分析包括哪些内容?
3.数控加工工艺的主要内容包括哪些?
4.数控车床的结构有哪些特点?
五、综合题:
典型零件的铣削加工工艺分析。
(每小题16分共16分)
支承套零件的加工工艺:
如上图所示为升降台铣床的支承套,在两个互相垂直的方向上有多个孔要加工,若在普通床上加工,即需要多次安装才能完成,且效率低,在加工中心加工,只需一次安装即可完成,现对其进行工艺分析。
试题一答案
一、
1、生产技术准备过程,生产工艺过程,辅助生产过程,生产服务过程
2、数控机床、夹具、刀具、工件
3、点位控制、直线控制、轮廓控制
4、手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具、真空夹具
5、切削力,夹紧,构件及工件的重力,运动部件产生的惯性力
6、尺寸;
几何形状;
相对位置
7、大锋利增大减小减小
8、加工测量装配
9、初期正常急剧
10、高最低中较低
二、
1.×
2.×
3.√4.×
5.√6.×
7.×
8.√9.×
10.×
三、
1.B2.A3.C4.B5.A6.C7.B8.D9.B10.C
四、
1.答:
(1)两坐标联动的三坐标行切法加工X、Y、Z三轴中任意二轴作联动插补,第三轴做单独的周期进刀,称为二轴半坐标联动。
常在曲率变化不大及精度要求不高的粗加工中使用。
(2)三坐标联动加工X、Y、Z三轴可同时插补联动。
常用于复杂空间曲面的精确加工(如精密锻模)
2.答:
(一)零件图形分析
(1)检查零件图的完整性和正确性
由于加工程序是以准确的坐标点来编程的,因此,各图形几何要素间的相互关系应明确;
各种几何要素的条件要充分,应无引起多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。
(2)
检查自动编程时的零件数学模型
(二)零件结构工艺性分析及处理
(1)零件图纸上的尺寸标注应使编程方便
分析零件的变形情况,保证获得要求的加工精度
(3)尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸
(4)
保证基准统一原则
3.答:
(1)选择并确定数控加工的内容;
(2)对零件图进行数控加工的工艺分析;
(3)零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定;
(4)数控加工工艺方案的制定;
(5)工步、进给路线的确定;
(6)选择数控机床的类型;
(7)刀具、夹具、量具的选择和设计;
(8)切削参数的确定;
(9)加工程序的编写、校验与修改;
(10)首件试加工与现场问题的处理;
(11)数控加工工艺技术文件的定型与归档。
4.答:
数控车床的结构特点:
(1)与普通车床相比,除具有数控系统外,数控车床的结构还具有运动传动链短;
(2)总体结构刚性好,抗震性好;
运动副的耐磨性好,摩擦损失小,润滑条件好;
(3)冷却效果好于普通车床;
配有自动排销装置;
装有半封闭或全封闭的防护装置。
五、
1.分析图样并选择加工内容支承套的材料为45钢,毛坯选棒料。
支承套¢35H7孔对¢100f9外圆,¢60mm孔底面对¢35H7孔,2﹡¢15H7孔对端面C及端面C对¢100f9外圆均有位置精度要求。
为便于在数控铣床上定位和夹紧,将¢100f9外圆、80mm尺寸两端面,78mm尺寸上平面均安排在前面工序中由普通机床完成。
其余加工表面(2﹡¢15H7孔,¢35H7孔,¢60mm孔,2﹡11mm孔,2﹡¢17孔,2﹡M16-6H螺孔)确定在加工中心上一次安装完成。
2.选择数控铣床因加工表面位于支承套互相垂直的两个表面﹙左侧面及上平面﹚上,需要两工位加工才能完成,故选择卧式数控铣床。
加工工步有钻孔,扩孔,镗孔,锪孔,铰孔及攻螺纹等,所需刀具不超过20把。
国产XH754型卧式数控铣床可满足上述要求。
该机床工作台尺寸为400mm﹡400mm,x轴行程为500mm,z轴行程为400mm,y轴行程为400mm,主轴中心线至工作台距离为100~500mm,主轴端面至工作台中心线距离为150~550mm,主轴钻孔为ISO40,定位精度和重复定位精度分别为0﹒02mm和0﹒011mm,工作台分度精度和重复分度精度分别为7"
和4"
。
3.设计工艺
(1)选择加工方法所有孔都是在实体上加工,为防钻偏,均先用中心钻钻引正孔,然后再钻孔。
为保证¢35H7孔及其2﹡¢15H7孔的精度,根据其尺寸,选择铰削作其最终加工方法。
对¢60的孔,根据孔径精度,孔深尺寸和孔底平面要求,用铣削方法同时完成孔壁和孔底平面的加工。
各加工表面选择的加工方案如下:
¢35H7孔:
钻中心孔--钻孔--粗镗--半精镗--铰孔;
¢15H7孔:
钻中心孔--钻孔--扩孔--铰孔;
¢60mm孔:
粗铣--精铣;
¢11mm孔:
钻中心孔--钻孔;
¢17mm孔:
锪孔(在¢11mm底孔上);
M6--6H螺孔:
钻中心孔--钻底孔--孔端倒角--攻螺纹。
(2)确定加工顺序为减少变换工位的辅助时间和工作台分度误差的影响,各上的加工表面在工作台一次分度下按先粗后精的原则加工完毕业。
具体的加工顺序是:
第一工位(BO):
钻¢35H7,2﹡11mm中心孔--钻石¢35H7孔--钻2﹡¢11mm孔--锪2﹡¢17mm孔--粗镗¢35H7孔--粗铣,精铣¢60mm﹡12孔--半精镗¢35H7孔--钻2﹡M6-6H螺纹中心孔--钻2﹡M6-6H螺纹底孔--2﹡M6-6H螺纹孔端倒角--攻2﹡M6-6H螺纹--铰¢35H7孔;
第二工位﹙B90°
﹚:
钻2﹡15H7中心孔--钻2﹡15H7孔--扩2﹡15H7孔--铰2﹡15H7孔。
详见表1--1数控加工工艺卡片。
(3)确定装夹方案和选择夹具¢35H7孔,¢60mm孔,2﹡11mm孔及2﹡¢17mm孔的设计基准均为¢100f9外圆中心线,遵循基准重合原则,选择¢100f9外圆中心线为主要定位基准。
因¢100f9外圆不是整圆,故用V形块作定位元件。
在支承套长度方向,若选右端面定位,则难以保证¢17mm孔深尺寸11mm﹙因工序尺寸80mm-11mm无公差﹚,故选择左端面定位。
所用夹具为专用夹具,工件的装夹简图如图2所示。
在装夹时应使工件上平面在夹具中保持垂直,以消除转动自由度。
﹙4﹚选择刀具各工步刀具直径根据加工余量和孔径确定,详见表1--2数控加工刀具卡片。
刀具长度与工件在机床工作台上的装夹位置有关,在装夹位置确定之后,再计算刀具长度。
限于篇幅,这里只介绍¢35H7孔钻孔刀具的长度计算。
为减少刀具的悬伸长度,将工件装夹在工作台中心线与机床主轴之间,因此,刀具的长度用式﹙6-2﹚和式﹙6-3﹚计算,计算式中
A=550mmB=150mmN=180mmL=80mm
Z=3mmT=0.3d=0.3﹡31mm=9.3mm
所以T﹥﹙550-150-180+80+3+9.3﹚mm=312mm
T﹤﹙550-180﹚mm=370mm
取T=330mm。
其余刀具的长度参照上述算法一一确定,见表1-2
﹙5﹚选择切削用量在机床说明书允许的切削用量范围内查表选取切削速度和进给量,然后算出主轴转速和进给速度,其值表1-1
表1-1数控加工工序卡片
(工厂)
数控加工
工序卡片
产品名称或代号
零件名称
零件图号
数控车削实训件
支承套
工序号
程序编号
夹具名称
夹具编号
使用设备
车间
001
专用夹具
XH754
数控实训室
工
步
工步内容
刀具号
刀具
规格
主轴转速
r/min
进给速度
mm/min
背吃刀
mm
备注
BO
手动
1
钻¢35H7孔,2﹡¢17mm﹡11mm孔中心
T01
¢3
1200
40
自动
2
钻¢35H7孔至¢31mm
T13
¢31
150
30
3
钻¢11mm孔
T02
¢11
500
70
4
锪2﹡¢17mm
T03
¢17
15
5
粗镗¢35H7孔至¢34mm
TO4
¢34
400
6
粗镗¢60mm﹡12mm至¢59mm﹡11.5mm
TO5
¢32
70
7
精铣¢60mm﹡12m
600
45
8
半精镗¢35H7至¢34.85mm
TO6
¢34.85
450
35
9
2﹡M6-6H螺纹中心孔
10
¢31mm底孔至¢5mm
T07
¢5
650
11
2﹡M6-6H孔端倒角
20
12
攻2﹡M6-6H螺纹
T08
100
13
铰¢35H7孔
T09
¢35AH7
50
B90
14
钻2﹡¢15H7至中心孔
钻2﹡¢15H7至¢14
T10
¢14
60
16
扩2﹡¢15H7至¢14.85
T11
¢14.85
200
17
铰2﹡¢15H
T12
¢15AH7
编制
审核
批准
共1页
第1页
注:
"
BO"
和"
B90"
表示加工中心上两个互成的90°
的工位
表1-2数控加工刀具卡片
产品名称和代号
工步号
刀具名称
补偿量
(mm)
直径
长度
中心钻¢3mm
280
T013
锥柄麻花钻¢31mm
330
锥柄麻花钻¢11mm
锥柄埋头钻¢17mm﹡12m
300
T04
粗镗刀¢34mm
320
硬质合金立铣刀¢32mm
¢32T
T6
镗刀¢34.85
TO1
直柄麻花钻¢5mm
机用丝锥M6
M6
280
套式铰刀¢35AH7
锥柄麻花钻¢14mm
扩孔钻¢14.85mm
铰刀¢15AH7
试题二
一、填空:
(每小题3分共30分)
1、按夹具的使用特点分类有、、、
、。
2、主偏角是在基面中测量的平面与平面间的夹角。
3、刀具耐用度系指刀具刃磨后,至达到标准的总切削时间。
4、结构工艺性是指在要求的前提下,制造、维修的性和性。
5、在刀具材料中,用于切削速度很高、难加工材料的场合,制造形状较简单的刀具。
6、数控加工是指_______________的一种工艺方法。
7、
称为二轴半坐标联动
8、精基准的选择原则:
、、、
、
9、整个工艺路线划分为:
等阶段
10、切削加工顺序的安排:
、、、。
二、判断:
(每小题1分共10分)
1.()数控机床按控制坐标轴数分类,可分为两坐标数控机床、三坐标数控机
床、多坐标数控机床和五面加工数控机床等。
2.()数控车床刀架的定位精度和垂直精度中影响加工精度的主要是前者。
3.()只有加工中心机床能实现自动换刀,其它数控机床都不具备这一功能。
4.()因为毛坯表面的重复定位精度差,所以粗基准一般只能使用一次。
5.()热处理调质工序一般安排在粗加工之后,半精加工之前进行。
6.()在批量生产的情况下,用直接找正装夹工件比较合适。
7.()因为试切法的加工精度较高,所以主要用于大批、大量生产。
8.()刀具切削部位材料的硬度必须大于工件材料的硬度。
9.()加工零件在数控编程时,首先应确定数控机床,然后分析加工零件的工艺特性。
10.()切削用量中,影响切削温度最大的因素是切削速度。
三、选择:
(每小题2分共20分)
1.采用数控机床加工的零件应该是()。
A.单一零件B.中小批量、形状复杂、型号多变C.大批量
2.重复限制自由度的定位现象称之为()。
A.完全定位B.过定位C.不完全定位
3.数控机床上有一个机械原点,该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。
该点称()。
A.工件零点B.机床零点C.机床参考点
4用铣刀加工轮廓时,其铣刀半径应()
A、选择尽量小一些 B、大于轮廓最小曲率半径
C、小于或等于零件凹形轮廓处的最小曲率半径
D、小于轮廓最小曲率半径
5.在数控电火花成形加工时,为获得较高的精度和较好的表面质量,在工件或电极能方便开工作液孔时,宜采用的工作液工作方式为()。
A、抽油式B、喷射式C、冲油式
6.数控电火花高速走丝线切割加工时,所选用的工作液和电极丝为()
A、纯水、钼丝B、机油、黄铜丝C、乳化液、钼丝D、去离子水、黄铜丝
7.铰孔的切削速度比钻孔的切削速度()。
A.大B.小C.相等
8.夹紧中确定夹紧力大小时,最好状况是力()。
A.尽可能的大B.尽可能的小C.大小应适应
9.主切削刃在基面上的投影与进给运动方向之间的夹角,称为()。
A.前角B.后角C.主偏角
10.金属材料的热处理是用()的方法来调节和改善其材料的性质。
A.淬火、回火B.退火、正火C.加热、加热后冷却
四、简答题(每小题6分共24分)
1、什么是工序﹑工步?
构成工序和工步的要素各有哪些?
2、确定铣刀进给路线时,应考虑哪些因素?
3、粗基准选择原则
4、掌握工艺处理知识对数控机床操作人员有什么意义?
五、综合题(每小题16分共16分)
如图所示零件,毛坯直径ф50,毛坯长度120m。
材料45#中碳钢。
未标注处倒角:
1×
45。
,RA:
1.6。
棱边倒钝0.5×
要求在数控车床上完成加工,小批量生产。
分析加工工艺。
试题二答案
1、通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、拼装夹具
2、主切削、假定工作
3、开始切削、磨损量磨钝
4、满足使用、可行、经济
5、硬质合金
6、泛指在数控机床上进行零件加工
7、两坐标联动的三坐标行切法加工X、Y、Z三轴中任意二轴作联动插补,第三轴做单独的周期进刀
8、基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则、便于装夹原则
9、粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段
10、先粗后精、先近后远加工、减少空行程时间、内外交叉、基面先行原则
3.×
4.√5.√6.×
10.√
1.B2.C3.C4.C5.C6.C7.B8.B9.C10.C
1、
答:
(1)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变化和工作是否连续。
(2)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内容,称为工步。
划分工步的依据是加工表面和工具是否变化。
2、
进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。
对平面内进给,对外轮廓从切线方向切入,对凹轮廓从圆弧切入。
在两轴联动的数控铣床上,对铣削平面槽行凸轮,深度进给有两种方法:
一种方法是在xy或(yz)平面内来回铣削逐渐进刀到既定深度;
另一种方法是先打一个工艺孔,然后从工艺孔进刀既定深度。
3、
(1)选择重要表面为粗基准
(2)选择不加工表面为粗基准
(3)选择加工余量最小的表面为粗基准
(4)选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准
(5)粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次
4、
工艺处理是对工件进行数控加工前的前期工艺准备工作,它必须在程序编制工作以只有工艺设计方案确定以后,编程才有依据。
工艺方面考虑不周是造成数控加工差错的主要原因之一,工艺设计不好,工作量要成倍增加,因此,一个合格的数控操作人员应该是一个较好的工艺员,应对机床和数控系统的性能、特点和应用,以及数控加工的工艺方案制定工作等各方面,都有比较全面的了解。
五、(略)
试题三
一、填空
1、夹具按使用机床不同可分为、、、、齿轮机床夹具、、、自动线随行夹具以及其他机床夹具等
2、正交平面是过切削刃选定点同时于平面与的平面。
3、影响积屑瘤的主要因素有、、及、。
4、在选择切削液时,粗加工和普通磨削加工常用,难加工材料的切削常用,精加工常用。
5、切削力的来源来自切削层变形和变形的变形抗力与刀具前、后面的力。
6、一面两销组合定位中,为避免两销定位时出现干涉现象,实际应用中将其中之一做成结构。
7、热处理工序的安排:
;
。
8、数控板料折弯工艺的优点:
9、切削塑性材料,切削变形,切削脆性材料,切削变形
10、切削用量的顺序是先选,后选,最后选。
二、判断题(每题1分,共10分)
1、()硬质合金是一种耐磨性好。
耐热性高,抗弯强度和冲击韧性都较高的一种刀具材料
2、()数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。
3、()同一工件,无论用数控机床加工还是用普通机床加工,其工序都一样。
4、()机床参考点在机床上是一个浮动的点。
5、()因为毛坯表面的重复定位精度差,所以粗基准一般只能使用一次。
6、()热处理调质工序一般安排在粗加工之后,半精加工之前进行。
7、()加工零件在数控编程时,首先应确定数控机床,然后分析加工零件的工艺特性。
8、()为了防止工件变形,夹紧部位要与支承对应,不能在工件悬空处夹紧。
9、()一个完整尺寸包含的四要素为尺寸线、尺寸数字、
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