模具制造工艺学复习题.docx
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模具制造工艺学复习题
材控2012级《模具制造工艺学》部分作业答案
一、解释名词
1．工艺规程：
是记述由毛坯加工成为零件的一种工艺文件。
它简要地规定了零件的加工顺序、选用机床、工具、工序的技术要求及必的操作方法等。
2
2．工序是指一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点（如机床或钳工台等），对一个（或同时几个）工件所连续完成的那部分工艺过程。
2
3．工步：
当加工表面、切削工具和切削用量中的转速与进给量均不变时，所完成的那部分工序称为工步。
如上述阶梯轴工序2是三个工步。
2
4．走刀：
在一个工步内由于被加工表面需切除的金属层较厚，需要分几次切削，则每进行一次切削就是一次走刀。
2
5．安装：
工件经一次装夹后所完成的那一部分的工序。
2
6．工位：
工件在机床上占据的每一个加工位置。
2
7．生产纲领：
工厂制造产品（或零件）的年产量，称为生产纲领。
2
8．零件结构的工艺分析：
零件结构的工艺分析就是分析零件结构的工艺性以及在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。
2
9．基准就是用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。
2
10．设计基准：
在零件图上用以确定其他点、线、面的基准，称为设计基准。
2
11．定位基准：
加工时使工件在机床或夹具中占据一正确位置所用的基准。
2
12．测量基准：
零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。
2
13．装配基准：
装配时用以确定零件在部件或产品中位置的基准。
2
14．工序集中：
就是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少。
夹具的数目和工件的安装次数也相应地减少。
2
15．工序分散：
就是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，每道工序的工步少，工艺路线长。
2
16．加工总余量：
毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量。
2
17．工序余量是每一工序所切除的金属层厚度，或相邻两工序基本尺寸之差。
2
18．单边余量：
指非对称结构的非对称平面的加工余量。
2
19．双边余量：
指零件对称结构的对称表面，如回转体表面（内、外圆柱
面）的加工余量。
2
20．工作面—指模具中直接对工作作用的表面。
3
21．成形砂轮磨削法（仿形法）：
将砂轮修整成与工作型面完全吻合的相反形面，再用砂
轮去磨削工件，获得所需尺寸及技术要求的工工件。
3
22．夹具磨削法（范成法）：
加工时将工作装夹在专用夹具上，通过有规律地改变工
件与砂轮的位置，实现对成形面的加工，从而获得所需的形状与尺寸。
3
23．数字控制（NumericalControl）：
是有数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法，简称为数控（NC）。
4
24．数控机床是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。
4
25．数控加工是指在数控机床上进行零件切削加工的一种工艺方法。
4
26．程序编制时指从零件图样到制成控制介质的过程。
4
27．起刀点：
指刀具起始运动的刀位点，即程序开始执行时的刀位点。
4
28．刀位点即刀具的基准点。
4
29．对刀点：
与工件零点有固定联系尺寸的圆柱销的中心。
用其对刀点作为起刀点。
4
30．手工编程：
就是程序编制的全部或主要由人工完成，有时也借助于通用计算机进行一些复杂的数值计算。
4
31．自动编程是用计算机及其外围设备并配以专用的系统处理软件进行编程。
4
32．电火花加工的基本原理：
是基于工件与电极（正极与负极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来对工件进行加工，以达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求。
5
33．极性效应现象：
正负两极材料相同（如用钢电极加工钢工件）但因其极性不同而发生被蚀除速度不一样的现象叫做极性效应。
5
34．正极性加工：
工件接正极，工具电极接负极。
5
35．负极性加工：
工件接负极，工具电极接正极。
5
36．电规准就是电火花加工中配合好的一组电参数，如脉冲宽度、停歇时间、脉冲电流值、工作电压等。
5
37．电化学加工：
就是以电化学反应为基础的加工方法，而电化学反应也就是氧化还原反
应，即阴、阳两极表面发生得失电子的结果。
5
38．电镀、电铸原理：
得到电子还原为金属原子后沉积在工件的表面——阴极沉积法。
5
39．超声波加工的原理：
利用工具端面作超声频振动，并通过悬浮液中的磨料加工脆硬材料的一种成形加工方法。
5
40．激光加工原理：
激光当聚焦到尺寸与光的波长相近的小斑点上时，焦点处的功率达到，温度可高达10000℃以上，材料瞬时急剧熔化和汽化并爆炸性地高速喷射出来，且有方向性很强的冲击波。
5
41．快速成形加工：
是一种用材料逐层或逐点堆积出制件的制造方法。
6
42．逆向工程（RE），也称反求工程，反向工程，是在没有产品原始图样、文档或CAD模型数据的情况下，通过对已有实物的工程分析和测量，得到重新制造产品所需的几何模型、物理和材料特性数据，从而复制出已有产品的过程。
7
43．直接加工法：
指将凸模直接作为电极加工凹模型孔的工艺方法8
44．间接加工法：
指凸模与加工凹模的电极分开制造。
8
45．混合加工法：
指电极与凸模的材料不同，但可通过焊接或采用其他粘结剂连结在一起，并同时加工成形，再对凹模加工，待凹模电火花加工后，再将电极与凸模分开的加工方法。
8
46．二次电极法：
利用凸形的电极（称为一次电极）加工出凹模，再用该电极（二次电极）加工凹形的电极，然后用二次凹形电极加工凸模的方法。
8
47．完全互换法；完全互换法是利用控制零件的制造误差来保证装配精度的方法，所谓互换，就是说对于加工合格的零件，不须经过任何选择修配或调整，经装配后就能达到预定的装配精度和技术要求。
9
48．修配法：
修配法是在某零件上预留修配量，装配时根据实际需要修整预修面来达到装配要求的方法。
9
49．调整法：
用一个可调整位置的零件来调整它在机器中的位置以达到装配精度，或增加一个定尺寸零件（如垫片、垫圈、套筒等）以达到装配精度的一种方法。
二、判断题
1.走刀是工步的一部分，一个工步可包括一次或几次走刀。
（√）2
2.工序卡片：
用来具体指导工人进行操作的一种工艺文件。
（√）2
3.如果可行性和经济性好，则说零件的结构工艺性好。
（√）2
4.第一道工序选用毛坯表面（未经加工表面）来定位，第一道以后的工序中采用已经加工过的表面（光洁表面）来定位。
（√）2
5.粗基准即用于定位的已经加工的工件表面。
（×）2
6.若有几个不加工表面，粗基准应选位置精度要求较高者。
（√）2
7.同一尺寸方向上的粗基准表面能使用多次。
（×）2
8．精基准即用于定位基面的已加工表面。
9单件小批生产时：
采用通用机床，不能盲目地采用高效率的加工方法及专用设备。
（√）2
10.镗孔或铰孔，其中孔径小时选择镗孔，孔径大时选择铰孔。
（×）2
11.工序分散可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整、对刀也比较容易，对操作工人的技术水平要求较低。
（√）2
12.表面微观不平的凹谷和缺陷：
容易引起应力集中而产生疲劳裂纹，造成零件的疲劳破坏。
（√）2
13.加工硬化的冷硬层：
能阻碍表面层疲劳裂纹的出现，提高疲劳强度，但表面层冷硬程度过大，反而易产生裂纹。
（√）2
14.零件表面越粗糙，越容易积聚腐蚀性物质，凹谷越深，参透与腐蚀作用越强烈。
（√）2
15.数控机床的坐标系：
标准的坐标系（基本坐标系）采用右手直角笛卡儿坐标系。
（√）4
16.通常在坐标命名或编程时，不论机床在加工中是刀具移动还是被加工工件移动，都一律假定被加工工件相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定刀具远离工件的方向为坐标的正方向。
（√）4
17.确定机床坐标轴时，先确定z轴，再确定x轴和y轴。
（√）4
18.对于有主轴的机床，如卧式车床、立式升降台铣床等，以主轴轴线方向作为Y轴方向。
（×）4
19.x轴一般位于与工件安装面相平行的水平面内。
（√）4
20.机床原点（M）又称机床零点，是机床上的一个固定点。
（√）4
21.机床参考点（R）是由机床制造厂人为定义的，它与机床原点（M）之间的坐标位置关系是固定的。
（√）4
22．工具电极和工件之间必须保持一定的间隙（通常为数微米至几百微米），并且可自动调节。
（√）5
23模具电火花加工可以加工任何硬、脆、韧、及高熔点的导电材料（√）5
24短脉冲加工时（tom＜20μs），采用正极性加工；（√）5
25长脉冲加工时（tom＞50μs），采用负极性加工；（√）5
26粗加工—粗规准（ton=20～200μs），去除加工余量的大部分。
（√）5
27精加工—精规准（ton=2～6μs），满足零件最后各项技术指标。
（√）5
28电火花线切割加工不需要制造电极；（√）5
29电规准的选择要求获得较好的表面粗糙度时，应选择较小的脉冲参数；（√）5
30电规准的选择要求获得较高的切割速度，应选择较大的脉冲参数；（√）5
31模架装配上模座的上平面与下模座下平面的平行；（√）8
32模架装配导柱轴心线对下模座下平面垂直；（√）8
33模架装配导套孔轴心线对上模座上平面的垂直度。
（√）8
34模架装配导柱与下模座下平面、导套与上模座上平面应有1~2㎜，且用H7/r6配合。
（√）8
35凸模端面应与中心垂直（√）8
36电火花加工方法采用整体结构，不必采用镶拼结构（√）8
三、填空题
1、工序是指一个（或一组）工人在一台固定的机床（或一个固定的工作地点）
上对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程。
2、成形砂轮磨削法的难点和关键是砂轮的修整，常用的方法有砂轮修整器修整、
样板刀挤压、数控机床修整、电镀法四种。
3、由于电火花加工的极性效应，当采用短脉冲加工时，工件应接正极，
这种加工一般用于对零件的精加工。
4、光整加工就是指以降低零件表面粗糙度，提高零件表面形状精度和增加零件表面光泽为主要目的的研磨和抛光加工。
5、一般来讲，研具材料的硬度比被加工材料的硬度要低。
6、超声波抛光机主要有超声发生器、换能器、机械振动系统组成。
7、模具的装配精度主要包括相关零件的位置精度、运动精度、
配合精度和接触精度四方面的内容。
8、机械切削加工顺序的安排，应考虑以下几个原则：
1）先粗后精；2）先主后次；3）基面先加工；4）先面后孔。
9、成形磨削按加工原理可分为成形砂轮磨削法与夹具磨削法两大类。
10、组成尺寸链的各个尺寸称为环，按加工顺序间接获得的环称为封闭环，其余的环称为组成环。
11、电火花成形加工的工作液强迫循环方式有冲油式方式和抽油式方式两种。
12、电火花加工中，正极性加工一般用于精加工，负极加工一般用于
粗加工。
13、模具的主要技术经济指标有：
模具精度与刚度、模具生产周期、模具
生产成本和模具寿命。
14、确定加工余量的方法有计算法、查表法和经验法，其中在模具生产中被广泛采用是经验法。
15、成形磨削按加工原理可分为成形砂轮磨削法与夹具成形磨削法两大类。
16、粗加工的主要任务切除大部分加工余量，使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。
17、型腔的冷挤压加工分为封闭式冷挤压和敞开式冷挤压 两种形式。
18、导柱外圆常用的加工方法有车削、磨削、超精加工和研磨加工等。
19、研磨导柱常出现的缺陷是“喇叭口”（孔的尺寸两端大中间小）。
20、研磨导柱常出现的缺陷是“喇叭口”（孔的尺寸两端大中间小）。
21、机械切削加工顺序的安排，应考虑以下几个原则：
1）先粗后精；2）先面后孔；
3）基准先行；4）先主后次。
22、在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。
可分为工序基准、定位基准、测量基准 和装配基准。
23、修整成型砂轮的方法有两种：
即用挤压轮修整成型砂轮 ，用金刚石修整。
24、修整成型砂轮的方法有两种：
即用挤压轮修整成型砂轮，用金刚石修整。
25、装配好的推杆及复位杆，当模具处于闭合状态时，推杆顶面应高出 型面
0.05-0.10 mm，复位杆端面应低于分型面0.02-0.05mm。
26、电极丝位置常用的调整方法：
目测法 、 碰火花法 、
自动找中心法 。
27、电火花加工中，正极性加工一般用于精加工，负极加工一般用于粗加工且工件接在负极。
28、电火花线切割加工是通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时电腐蚀作用，对工件进行加工。
29、铰孔适用于中小尺寸的孔的精加工，而镗孔适用大尺寸的孔的加工。
30、常见的修配方法有 按件修配法、合并加工修配法、
自身加工修配法
31.生产过程：
生产技术准备—毛坯的制造—产品的装配—各种生产服务活动。
2
32.工艺过程：
如毛坯制造、机械加工、热处理和装配等。
作用：
机械加工的方法直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为产品零件。
2
33.安装即工件的定位和夹紧。
2
34.工件的安装方式：
直接找正法，线找正法，采用夹具安装2
35.精基准选择原则：
基准重合，基准统一，自为基准2
36.加工阶段的划分：
粗加工阶段，半精加工阶段，精加工阶段，光整加工阶段2
37.切削加工顺序的安排：
1）先粗后精，2）先主后次，3）基面先行，4）先面后孔2
38.工作面可分为外（凸）工作面及内（凹）工作面。
3
39.铣床类型:
立式，卧式，万能工具铣3
40．仿形加工的控制方式1、控制方式：
机械式、液压式、电控式。
3
41．数控机床的组成：
（1）控制介质，
（2）数控装置；（3）伺服系统；（4）机床本体4
42．按数控机床的加工方式分：
（1）金属切削类；
（2）金属成形类；（3）特种加工类；（4）其他类4
43．模具电火花加工的应用范围：
（1）穿孔加工；
（2）型腔加工；（3）强化金属表面；（4）磨削平面及圆柱面。
5
44.电规准就是电火花加工中配合好的一组电参数，如脉冲宽度、停歇时间、脉冲电流值、工作电压等。
5
45．电规准的选择：
①粗加工—粗规准（ton=20～200μs），去除加工余量的大部分。
②精加工—精规准（ton=2～6μs），满足零件最后各项技术指标。
5
③中规准—过渡用（ton=2～20μs），规准向精规准转换。
46.电火花线切割机床组成：
机床、坐标工作台、运丝机构、工作液循环系统、高频脉冲电源、数字程序控制系统等组成。
5
47．快速成形加工的基本过程：
（1）前处理；
（2）分层叠加成形；（3）后处理6
48．模架的装配指上下模座与导柱、导套的装配。
8
49．电火花加工凸模与加工凹模方法：
1）直接加工法；2）间接加工法；3）混合加工法；4）二次电极法8
50．模具装配的工艺方法：
1）、完全互换法；2）、修配法；3）、调整法。
9
51．模具零件的固定方法：
紧固件法；压入法；铆接法；热套法；焊接法；低熔点合金法.9
五、简答题（每小题5分，共20分）
1．简述模具产品生产过程。
2
答：
（1）生产技术准备；
（2）毛坯的制造；（3）产品的制造；（4）产品的装配；（5）各种生产服务活动。
2．简述影响模具精度的主要因素？
2
答：
（1）制件的精度；
（2）模具加工技术手段的水平；（3）模具装配钳工的技术水平；（4）模具制造的生产方式和管理水平。
3．工艺系统的几何误差对加工精度的影响？
2
答：
（1）加工原理误差；
（2）调整误差；（3）机床误差；（4）夹具的制造误差和磨损；（5）刀具的制造误差和磨损。
4．简述加工表面的几何特征？
2
答：
1）表面粗糙度（图中H）
2）表面波度（图中的A）
3）表面加工纹理
4）伤痕
5．简述零件表面质量对零件疲劳强度的影响？
2
答：
1）表面微观不平的凹谷和缺陷：
容易引起应力集中而产生疲劳裂纹，造成零件的疲劳破坏。
2）加工硬化的冷硬层：
能阻碍表面层疲劳裂纹的出现，提高疲劳强度，但表面层冷硬程度过大，反而易产生裂纹。
3）残余压应力：
能缓解疲劳裂纹的扩展，提高零件的疲劳强度，但表面层为残余拉应力时，则容易使零件表面产生裂纹。
6．模具零件的机械加工范围？
3
答：
模具零件的外表面和模具零件的工作面。
模具零件的外形面—模具中没有对工件作用的表面。
模具零件的工作面—指模具中直接对工作作用的表面。
如冲模的冲裁刃口，拉深模的形腔等。
工作面可分为外（凸）工作面及内（凹）工作面。
7．简述模具零件的铣床加工范围？
3
答：
加工范围：
铣床采用不同类型形状的铣刀，配以附件分度头、回转
台，可加工各种平面、斜面、沟槽、型腔，常用于加工
模块的平面、台阶、型腔等。
8．简述仿形加工的优缺点？
3
答：
1）以样板、模型、靠模作为依据加工模具型面，跳过复杂曲面的数学建模问题，简化了复杂曲面的加工工艺。
2）靠模、模型可用木材、石膏、树脂等易成形的材料制作，扩大了靠模的选取范围。
3）仿型有误差，加工过程中产生的热收缩、刀补问题较难处理。
4）加工效率高，为电火花的40~50倍。
9．模具的成形磨削机理？
3
答：
磨削原理：
将零件的轮廓线分解成直线与圆弧，把直线和与圆户圆弧分段，然后按顺序逐段磨削。
使之达到图样的技术要求。
10.数控加工工艺设计的内容？
4
答：
1）选择并决定零件的数控加工内容
2）零件图纸的数控加工工艺性分析
3）数控加工的工艺路线设计
4）数控加工的工序设计
5）数控加工专用技术文件的编写
11．数控加工研究的主要内容？
4
答：
（1）数控加工工艺设计
（2）对零件图形的数学处理
（3）编写数控加工程序单
（4）按程序单制作控制介质
（5）程序的校验与修改
（6）首件试切加工与问题处理
（7）数控加工工艺技术文件的定型与归档
12．数控机床的工作原理？
4
答：
（1）根据零件的图样与工艺方案；
（2）编写零件的加工程序单（工作指令）；（3）输入（4）译码、寄存和运算；（5）发出信号；（6）控制机床主运动的动作（变速、起停、进给、方向、速度和位移量、刀具选择交换、工件夹紧松开、冷却润滑液的开与关等）（7）加工出符合要求的零件。
13．数控机床的分类？
4
答：
按数控机床的加工方式分
（1）金属切削类
数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心等
（2）金属成形类
数控折弯机、数控弯管机、数控冲床等。
（3）特种加工类
数控电火花线切割机床、数控电火花成形机床等
（4）其他类
数控火焰切割机床、三坐标测量机等
14．数控加工的特点？
4
答：
（1）加工精度高
数控机床是精密机械和自动化技术的综合，具有数控装置补偿，其自动加工方式还可以避免人为的操作误差，使零件尺寸一致。
（2）自动化程度高和生产率高数控加工是按事先编好的程序自动完成零件加工任务的，所需的机动时间和辅助时间能有效减少。
（3）适应性强
当改变加工零件时，只需更换加工程序，就可改变加工
工件的品种。
（4）有得生产管理现代化
能准确地计算零件的加工工时，并有效地简化检验和工
夹具、半成品的管理工作。
（5）减轻劳动强度，改善劳动条件
操作者不需繁重而又重复的手工操作，工作环境整洁。
（6）成本高
初始投入大，复杂的零件的编程工作量也大，从而增加了它的成本。
15．数控加工程序编制的基本步骤4
答：
1、确定工艺过程
对工件的形状、技术条件、毛坯及工艺方案进行分析，
确定加工方法、定位夹紧方法及工步顺序，选用机床、
刀具及切削条件。
2、运动轨迹的坐标值计算
计算粗加工和精加工时的运动轨迹起点和终点、圆弧的
圆心等坐标尺寸；计算圆形刀具刀心运动轨迹的坐标；
计算非圆曲线逼过线段的交点坐标值。
3、编写加工程序单
加工程序单就是逐段编写由计算出的运动轨迹坐标值和
已确定的加工顺序、刀号、切割参数以及辅助动作，功
能指令代码及程序格式。
4、制备控制介质
将程序单的内容制成穿孔纸带或磁盘。
5、程序校验和首件试切
将控制介质上的内容输入到CNC装置进行机床的空转检
查，在有CPT屏幕图形显示的数控机床上用图形模拟刀
具相对工件的运动。
16．数控加工程序的结构？
4
答：
程序结构
一个完整的加工程序由程序号（程序名）、若干程序段
及程序结束指令组成。
程序号组成：
由字母O、P或符号“%”、“：
”后加2~4位数组成。
置于
程序的开头。
程序段组成：
由一个或若干字组成，每个字又由字母和它后面的数字
数据组成（有时还包括代数符号）。
字符：
字母、数字、符号。
17．数控加工程序的格式？
4
答：
程序段格式
程序段格式就是一条程序段中字、字符及数据的排列形
式。
格式：
1）字—地址程序格式
如：
N020G00X80Z3S300T0101M03M08；
Ø每个字前有地址（G、X、Z、F、…）；
Ø数据的位数可多可少，但不得大于规定的最大允许倍数；
Ø不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写（如上例N040）；
Ø同一程序段各个指令字的位置可以任意排列。
但习惯的顺序排列为：
NGXYZRFSTM；
2）分隔符的固定顺序格式（如线切割程序的3B格式）
18．数控铣床削程序编制过程？
4
答：
（1）对零件图进行工艺分析。
（2）确定工艺装备。
（3）确定编程的工件坐标系、工件原点、对刀位置及对
刀方法等。
（4）确定加工路线、刀具运动方向及运动轨迹
（5）确定加工所用的各种工艺参数
（6）画出编程草图
（7）数值计算
（8）填写程序单
（9）按程序单制作控制介质
（10）校验程序
（11）编写程序说明卡或走刀线路图
（12）修订技术文件
19．加工中心的功能？
4
答：
与数控铣床的最大区别在于它有刀库和刀具自动交换系
统，它可以在一次装夹中通过自动换刀系统改变主轴上
的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加
工功能。
20．电火花加工的基本原理？
答：
电火花加工的基本原理是基于工件与电极（正极与负极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来对工件进行加工，以达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求。
21．电火花成形设备备件？
答：
1）工具电极和工件之间必须保持一定的间隙（通常为
数微米至几百微米），并且可自动调节。
2）极间放电电流密度要足够高（约106～108A/cm2），
能使放电点金属熔化和汽化。
3）极间放电应该是瞬时脉冲
性的。
4）每一次放电结束后能及时
消电离恢复其介电性能。
22．电火花加工的物理本质？
答：
（1）介质的击穿与放电通道的形成
Ø介质击穿
Ø通道形成
（2）能量转换分布与传递
1）转换
电能—热能、动能、磁能、光能、声能、电磁波辐射
2）分布
阳极表面、阴极表面、极间放电通道
3）传递
①在电场作用下，带电粒子（电子和正离子）对两电极表面的轰击；
②电极材料的蒸汽对电极表面的冲击；
③放电通道的热辐射；
④放电通道中高温气体质点对电极表面的热冲击。
（3）电极材料的抛出
抛出动力：
①脉冲放电初期产生的瞬时高温所产生的热爆炸力；
②电极蒸汽、通道等急剧膨胀产生的膨胀压力；
③放电过程产生的气泡所产生的流体动力。
（4）间隙介质的消电离
通道中的正负带电粒子复合成中性粒子，恢复极间介电
液的介电性能。
23．模具电火花加工的特点及应用范围
答：
1、特点
（1）可以加工任何硬、脆、韧、及高熔点的导电材料；
（2）工具材料不必比工件硬，可
以加工小孔，窄缝；
（3）工件表面的热影响区小；
（4）同一台机床上可以连续
进行粗、中、精及精微加工；
（5）自动化程度高。
2、范围
（1）穿孔加
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