数控加工工艺作业册答案.docx

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数控加工工艺作业册答案

数控加工工艺

习题册

第1章数控加工的切削基础

一、单项选择题

1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ D ）。

（A）带状切屑    （B）挤裂切屑     （C）单元切屑   （D）崩碎切屑

2、切削用量是指（  D）。

（A）切削速度     （B）进给量（C）切削深度  （D）三者都是

3、切削用量选择的一般顺序是（A）。

（A）ap-f-vc（B）ap-vc-f（C）vc-f-ap（D）f-ap-vc

4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（C）。

（A）γo和αo（B）αo和Kr′（C）Kr和αo（D）λs和Kr′

5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（C）变形区。

（A）二个（B）四个（C）三个（D）五个

6、在切削平面内测量的车刀角度是（D）。

（A）前角   （B）后角   （C）楔角  （D）刃倾角

7、车削用量的选择原则是：

粗车时，一般（A），最后确定一个合适的切削速度v。

（A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；

（B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；

（C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f；

（D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。

8、车削时的切削热大部分由（C）传散出去。

（A）刀具  （B）工件（C）切屑    （D）空气

9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（C）

（A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小；

（B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小；

（C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小；

（D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小；

10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（A），目的是增加阻尼作用。

（A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高

（C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关

11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（C）。

（A）每转进给量f（B）每齿进给量fz

（C）进给速度vf（D）线速度vc

12、刀具几何角度中，影响切屑流向的角度是（B）。

（A）前角；（B）刃倾角；（C）后角；（D）主偏角。

13、切断、车端面时，刀尖的安装位置应（B），否则容易打刀。

（A）比轴中心略低一些；（B）与轴中心线等高；

（C）比轴中心稍高一些；（D）与轴中心线高度无关。

14、（A）切削过程平稳，切削力波动小。

（A）带状切屑（B）节状切屑（C）粒状切屑（D）崩碎切屑

15、为提高切削刃强度和耐冲击能力，脆性刀具材料通常选用（C）。

（A）正前角；（B）负前角；（C）0°前角；（D）任意前角。

二、判断题（正确的打√，错误的打×）

1、用中等切削速度切削塑性金属时最容易产生积屑瘤。

（ √ ）

2、在金属切削过程中，高速加工塑性材料时易产生积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响。

（ × ）

3、刀具前角越大，切屑越不易流出、切削力也越大，但刀具的强度越高。

（ × ）

4、主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。

（ √ ）

5、精加工时首先应该选取尽可能大的背吃刀量。

（  × ）

6、外圆车刀装得低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。

（ √ ）

7、进给速度由F指令决定，其单位为m/min。

（×）

8、前角增加，切削力减小，因此前角越大越好。

（√）

9、背吃刀量是根据工件加工余量进行选择的，因而与机床功率和刚度无关。

（×）

10、选择合理的刀具几何角度以及适当的切削用量都能大大提高刀具的使用寿命。

（　√　）

三、简答题

1、什么是刀具磨钝标准？

什么叫刀具耐用度？

影响刀具耐用度的因素有哪些？

答：

1）.将根据加工要求规定的主后刀面中间部分的平均磨损量VB允许达到的最大值作为磨钝标准

2）.刀具从刃磨开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准为止所经过的总切削时间T，称为刀具的耐用度。

单位为min。

3）.影响因素有：

①.切削用量②.刀具几何参数③。

刀具材料④.工作材料

2、前角的作用和选择原则是什么？

答：

前角有正前角和负前角之分，其大小影响切削变形和切削力的大小、刀具耐用度及加工表面质量高低。

取正前角的目的是为了减小切屑被切下时的弹塑性变形和切屑流出时与前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热，使切削轻快，提高刀具寿命和已加工表面质量，刀以应尽可能采用正前角。

而取负前角的目的在于发送切削刃受力善和散热条件，提高切削刃强度和而冲击能力。

其选择原则主要以下原则选取：

1）、加工塑性材料取较大前角；加工脆性材料取较小前角。

2）、当工件材料的强度和硬度低时，可取较大前角；当工件材料的强度和硬度高时，可取较小前角。

3）、当刀具材料的抗弯强度和韧性较低时，取较小前角；高速钢刀具的前角比硬质合金刀具的合理前角大，陶瓷刀具的合理前角比硬质合金刀具小。

4）、粗加工时取较小前角甚至负前角；精加工时应取较大前角。

5）、工艺系统刚性差和机床功率小时，宜选圈套前角，以减小切削力和振动。

6）、数控机床、自动线刀具，为保证刀具工作的稳定性，一般选用较小的前角。

3、主偏角的作用和选择原则是什么？

答：

主偏角的作用主要影响刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。

其主要选择原则为：

1）、粗加工和半精加工时，硬质合金车刀应选择较大的主偏角，以利于减少振动，提高刀具耐用度和断屑。

2）加工很硬的材料，如淬硬钢和冷硬铸铁时，为减少单位长度切削刃上的负荷，改善刀刃散热条件，提高刀具耐用度，应取κr＝10°～30°，工艺系统好的取小值，反之取大值。

3）、工艺系统低（如车细长轴、薄壁筒）时，应取较大的主偏角，甚至取κr≥90°，以减小背向力Fp，从而降低工艺系统的弹性变形和振动。

4）、单件小批生产时，希望用一两把车刀加工出工件上所有表面，则应选用通用性较好的κr＝45°或90°的车刀。

5）、需要从工件中间切入的车刀，以及仿形加工的车刀，应适当增大主偏角和副偏角。

有时主偏角的大小决定于工件形状，例如车阶梯轴时，则应选用κr＝90°的刀具。

3.后角的作用和选择原则是什么？

答：

后角的主要作用是减小后面和过渡表面与已加工表面之间的摩擦，影响楔角β0的大小，从而配合前角调整切削刃的锋利程度和强度。

后角的选择原则：

1）、粗加工时，为保证刀具强度，应选较小的后角；精加工时，以保证表面质量，应取较大的后角。

2）、工件材料的强度、硬度高时，宜取较小的后角；工件材料硬度低、塑性较大时，主后刀面的摩擦对已加工表面质量和刀具磨损影响较大，此时应取较大的后角；加工脆性材料时，切削力集中在切削刃附近，为强化切削刃，宜选取较小的后角。

3）、对于尺寸精度要求较高的精加工刀具（如铰刀、拉刀），为减少重磨后刀具尺寸变化，应取较小的后角。

4）、工艺系统刚性差，容易产生振动时，应取较小的以增强刀具对振动的阻尼作用。

4、切削液的作用有哪些？

答：

切削液的作用主要有以下几个方面：

1）、冷却作用；

2）、润滑作用；

3）、清洗作用；

4）、防锈作用。

5、什么是积屑瘤？

如何抑制积屑瘤的产生？

四、分析题

1、外圆车刀：

Kr=90︒，Kr'=35︒，γo=8︒，αo=αo'=10︒，λs=-5︒，要求绘制刀具示意图并标注上述几何角度。

2、

（1）45︒端面车刀：

Kr=Kr'=45︒，γo=-5︒，αo=αo'=6︒，λs=-3︒

（2）内孔镗刀：

Kr=75︒，Kr'=15︒，γo=10︒，αo=αo'=10︒，λs=10︒

要求绘制刀具示意图并标注上述几何角度。

第2章数控机床刀具的选择

一、单项选择题

1、切削刃形状复杂的刀具宜采用（D）材料制造较合适。

（A）硬质合金（B）人造金刚石（C）陶瓷（D）高速钢

2、用硬质合金铰刀铰削塑性金属材料时，由于工件弹性变形的影响，容易出现（A）现象。

（A）孔径收缩（B）孔径不变（C）孔径扩张（D）无法确定

3、刀具切削部分材料的硬度要高于被加工材料的硬度，其常温硬度应在（C）。

（A）HRC45－50间（B）HRC50－60间（C）HRC60以上（D）HRC30以上

4、数控机床一般采用机夹可转位刀具，与普通刀具相比机夹可转位刀具有很多特点，但（A）不是机夹可转位刀具的特点。

（A）刀具要经常进行重新刃磨

（B）刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化

（C）刀片及刀柄高度的通用化、规则化、系列化

（D）刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化

5、YG类硬质合金主要用于加工（　A　）材料。

（A）铸铁和有色金属（B）合金钢（C）不锈钢和高硬度钢（D）工具钢和淬火钢

6、下列那种刀具材料硬度最高（A）。

（A）金刚石（B）硬质合金（C）高速钢（D）陶瓷

7、刀具材料在高温下能够保持较高硬度的性能称为（B）。

（A）硬度（B）红硬性（C）耐磨性（D）韧性和硬度

8、HRC表示（D）。

（A）布氏硬度（B）硬度（C）维氏硬度（D）洛氏硬度

9、JT/BT/ST刀柄柄部锥度为（A）。

（A）7：

24；（B）1：

10；（C）1：

5；（D）1：

12

10、HSK刀柄柄部锥度为（B）。

（A）7：

24；（B）1：

10；（C）1：

5；（D）1：

12

11、车削阶梯轴时，主偏角Kr的大小应满足（A）。

（A）Kr≥90°（B）Kr≥75°

（C）Kr≤90°（D）Kr=0°

12、金刚石刀具与铁元素的亲和力强，通常不能用于加工（B）。

（A）有色金属；（B）黑色金属；（C）非金属；（D）陶瓷制品

13、机夹可转位刀片的ISO代码是由（C）位字符串组成的。

（A）8（B）9（C）10（D）13

14、高速钢刀具的合理前角（B）硬质合金刀具的合理前角。

（A）小于（B）大于（C）等于（D）与刀具材料无关

15、下列哪种刀柄适用于高速加工（D）。

（A）JT（B）BT（C）ST（D）HSK

二、判断题（正确的打√，错误的打×）

1、YT类硬质合金中，含钴量多，承受冲击性能好，适合粗加工。

（×）

2、可转位式车刀用钝后，只需要将刀片转过一个位置，即可使新的刀刃投入切削。

当几个刀刃都用钝后，更换新刀片。

（√）

3、在高温下，刀具切削部分必须具有足够的硬度，这种在高温下仍具有较高硬度的性质称为红硬性。

（√）

4、YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。

（√）

5、由于硬质合金的抗弯强度较低，抗冲击韧性差，其合理前角应小于高速钢刀具的合理前角。

（　√　）

6、金刚石刀具主要用于加工各种有色金属、非金属及黑色金属。

（　×）

7、高速钢与硬质合金相比，具有硬度较高，红硬性和耐磨性较好等优点。

（　×　）

8、硬质合金按其化学成分和使用特性可分为钨钴类（YG）、钨钛钴类（YT）、钨钛钽钴类（YW）、碳化钛基类（YN）四类。

（　√　）

9、高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，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。

（×）

三、简答题

1、可转位刀具有哪些优点？

答：

可转位刀具具有下述优点：

1）、刀具寿命高。

由于刀片避免了由焊接刃磨高温引起的缺陷，刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。

2）、生产效率高。

由于机床操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅助时间。

3）、有利于推广新技术、新工艺。

可转位刀具有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。

2、镗铣类工具系统的结构形式分哪两类？

各有何特点？

答：

镗铣类工具系统的结构形式分为整体式结构和模块式结构两大类。

整体式结构：

它的特点是将锥柄和接杆边成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床相连的柄部。

模块式结构：

它的特点是把工具的柄部和工作部分分开。

3、HSK刀柄与7：

24锥柄相比，有何优点？

适用于什么场合？

答：

1）、定位精度高。

2）、、静态、动态刚度高。

3）、、适合高速加工。

4）、重量轻、尺寸小、结构紧凑。

5）、清除污垢方便。

第3章数控加工中工件的定位与装夹

一、单项选择题

1、过定位是指定位时，工件的同一（  B　）被多个定位元件重复限制的定位方式。

（A）平面  （B）自由度  （C）圆柱面  （D）方向 

2、若工件采取一面两销定位，限制的自由度数目为（ A ）。

（A）六个  （B）二个  （C）三个  （D）四个

3、在磨一个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（ D ）的原则。

（A）基准重合  （B）基准统一  （C）自为基准  （D）互为基准

4、采用短圆柱芯轴定位，可限制（A）个自由度。

（A）二（B）三（C）四（D）一

5、在下列内容中，不属于工艺基准的是（D）。

（A）定位基准（B）测量基准（C）装配基准（D）设计基准

6、（B）夹紧机构不仅结构简单，容易制造，而且自锁性能好，夹紧力大，是夹具上用得最多的一种夹紧机构。

（A）斜楔形（B）螺旋（C）偏心（D）铰链

7、精基准是用（D）作为定位基准面。

（A）未加工表面（B）复杂表面（C）切削量小的（D）加工后的表面

8、夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面，同时应尽量与（D）方向一致。

（A）退刀（B）振动（C）换刀（D）切削

9、选择粗基准时，重点考虑如何保证各加工表面（D），使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。

（A）对刀方便（B）切削性能好（C）进/退刀方便（D）有足够的余量

10、通常夹具的制造误差应是工件在该工序中允许误差的（C）。

（A）1～3倍（B）1/10～1/100（C）1/3～1/5（D）同等值

11、铣床上用的分度头和各种虎钳都是（B）夹具。

（A）专用（B）通用（C）组合（D）随身

12、决定某种定位方法属几点定位，主要根据（C）。

（A）有几个支承点与工件接触（B）工件被消除了几个自由度

（C）工件需要消除几个自由度（D）夹具采用几个定位元件

13、轴类零件加工时，通常采用V形块定位，当采用宽V形块定位时，其限制的自由度数目为（B）。

（A）三个（B）四个（C）五个（D）六个

14、车细长轴时，要使用中心架或跟刀架来增加工件的（C）。

（A）韧性（B）强度（C）刚度（D）稳定性

15、在两顶尖间测量偏心距时，百分表上指示出的（A）就等于偏心距。

（A）最大值与最小值之差（B）最大值与最小值之和的一半

（C）最大值与最小值之差的两倍（D）最大值与最小值之差的一半

二、判断题（正确的打√，错误的打×）

1、基准可以分为设计基准与工序基准两大类。

（　×　）

2、夹紧力的方向应尽可能与切削力、工件重力平行。

（　√　）

3、组合夹具是一种标准化，系列化、通用化程度较高的工艺装备。

（　√　）

4、工件在夹具中定位时，应使工件的定位表面与夹具的定位元件相贴合，从而消除自由度。

（√）

5、因欠定位没有完全限制按零件加工精度要求应该限制的自由度，因而在加工过程中是不允许的。

（√）

6、加工表面的设计基准和定位基准重合时，不存在基准不重合误差。

（√）

7、基准位移误差和基准不重合误差不一定同时存在。

（√）

8、基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时，若不能保证尺寸精度，则应遵循基准统一原则。

（×）

9、车削偏心工件时，应保证偏心的中心与机床主轴的回转中心重合。

（√）

10、过定位在任何情况下都不应该采用。

（×）

三、简答题

1、什么是欠定位？

为什么不能采用欠定位？

什么是过定位？

答：

欠定位是指根据工件的加工要求，应该限制的自由度段有完全被限制的定位。

欠定

位是不允许的．因为欠定位保证不了工件的加工要求。

工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。

2、什么叫定位误差？

产生定位误差的原因是什么？

答：

由于定位苦面、定位元件的工作表面本身存在一的制造误差，导致一批工件在夹具中的实际位置不可能完全一样，从而使加工后各工件的加工尺寸存在误差。

这种因工件在夹具上定位不准而造成的加工误差，称为定位误差。

产生定位误差的原因是：

基准位移误差和基准不重合误差。

3、确定夹紧力的作用方向和作用点应遵循哪些原则？

答：

1）、夹紧力应朝向主要定位基准。

2）、夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，并靠近支承元件的几何中心。

3）、夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小。

4）、夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚性较好的方向和部位。

5）、夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面。

4、粗基准的选择原则是什么？

答：

粗基准的选择原则：

（1）相互位置要求原则

选取与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面与加工表面的位置要求。

（2）加工余量合理分配原则

对所有表面都需要加工的工件，应该根据加工余量最小的表面找正工件。

（3）重要表面原则

为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。

（4）不重复使用原则

粗基准未经加工，表面比较粗糙且精度低，易产生定位误差，一般不应重复使用。

（5）便于工件装夹原则

作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，以便使工件定位准确、夹紧可靠。

5、精基准的选择原则是什么？

精基准的选择原则：

（1）基准重合原则

直接选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合原则，可以避免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差（基准不重合误差）

（2）基准统一原则

同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，称为基准统一原则。

可保证各加工表面间的相互位置精度，又可简化夹具的设计与制造工作。

基准重合和基准统一原则遇到相互矛盾的情况，若采用统一定位基准能够保证加工表面的尺寸精度，则应遵循基准统一原则；若不能保证尺寸精度，则应遵循基准重合原则。

（3）自为基准原则

精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，选择加工表面本身作为定位基准（根据加工表面找正工件），称为自为基准原则。

（4）互为基准原则

为使各加工表面之间具有较高的位置精度，或为使加工表面具有均匀的加工余量，可采取两个加工表面互为基准反复加工的方法，称为互为基准原则。

（5）便于装夹原则

6、夹紧装置应具备的基本要求是什么？

答：

夹紧装置应具备的基本要求：

1）、夹紧过程可靠；

2）、夹紧力的大小适当。

3）、操作简单方便、省力、安全。

4）、夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造和维修。

7、采用夹具装夹工件有何优点？

答：

①、易于保证工件的加工精度

②、使用夹具可改变和扩大原机床的功能，实现“一机多用”、

③、使用夹具后，不仅省去划线找正等辅助时间，而且有时还可采用高效率的多件、多

位、机动夹紧装置，缩短辅助时间，从而大大提高劳动生产率。

④、且夹具装夹工件方便、省力、安全。

四、计算题

1、轴套类零件铣槽时，其工序尺寸有三种标注方法，如图1所示，定位销为水平放置，试分别计算工序尺寸H1、H2、H3的定位误差。

H3

图1

答：

零件上的键槽加工以心轴定位。

对于工序尺寸H2，以心轴定位，心轴和零件内孔都有制造误差，由两者引起的定位基

准误差为：

△Y＝（内孔最大极限－心轴最小极限）/2

＝（30.021－29.972）/2＝0.025

对于工序尺寸H1，以心轴定位，心轴和零件内孔都有制造误差，还有基准不重合误差。

基准不重合误差：

△B＝（零件外圆最大尺寸－零件外圆最小尺寸）/2＝0.015

工序尺寸H1的定位误差△D＝△Y＋△B＝0.025＋0.015＝0.040

对于工序尺寸H3，以心轴定位，心轴和零件内孔都有制造误差，还有基准不重合误差。

同H1，工序尺寸H3的定位误差△D＝△Y＋△B＝0.025＋0.015＝0.040

五、分析题

1、根据六点定位原理分析图2各定位方案的定位元件所限制的自由度。

图2

答：

a.限制x、y和z的移动自由度，z和y的转动自由度。

b．限制x、y和z的移动自由度，z和y的转动自由度。

c．限制x、y和z的移动自由度，x、y和z的转动自由度。

d．限制x、y和z的移动自由度，x和y的转动自由度。

2、什么是过定位？

试分析图3中的定位元件分别限制了哪些自由度？

是否合理？

如何改进？

图3

答：

工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。

a.不合理，锥销限制三个方向移动自由度，平面限制两个方向移动自由度，重复一个方向的移动自由度，平面应该小一些，矮一些，不与零件接触。

b．不合理，长销和大端面定位造成重复定位了两个转动自由度，应该大端面改为小端面。

c．不合理，短圆销限制两个移动自由度，V形块限制两个移动自由度，重复自由度，应该把V形块改为浮动的。

3、试分析图4中夹紧力的作用点与方向是否合理？

为什么？

如何改进？

图4

答：

a.不合理，作用点在薄壁孔的顶端，刚度不够，应该在两旁加紧。

b．不合理，作用点没在定位元件的支撑范围内，导致工件倾斜，应在作用点下加浮动

支承。

c．不合理，作用点在中央，刚度不够，应作用在支承上方。

d．不合理，作用点没在定位元件的支撑范围内，导致工件倾斜，作用点下移。

e．不合理，对于薄壁零件采用多点加紧或是加紧力均匀分布。

f．不合理，作用方向应朝向主要定位基准。

第4章数控加工工艺基础

一、单项选择题

1、零件的机械加工精度主要包括（D）。

（A）机床精度、几何形状精度、相对位置精度

（B）尺寸精度、几何形状精度、装夹精度

（C）尺寸精度、定位精度、相对位置精度

（D）尺寸精度、几何形状精度、相对位置精度

2、制订加工方案的一般原则为先粗后精、先近后远、先内后外，程序段最少，（A）及特殊情况特殊处理。

（A）走刀路线最短（B）将复杂轮廓简化成简单轮廓

（C）将手工编程改成自动编程（D）将空间曲线转化为平面曲线

3、换刀点是指在编制数控程序时，相对于机床固定参考点而设置的一个自动换刀的位置，它一般不能设置在（C）。

（A）加工零件上（B）程序原点上

（C）机床固定参考点上（D）浮动原点上

4、加工精度高、（B）、自动化程度高，劳动强度低、生产效率高等是数控机床加工的特点。

（A）加工轮廓简单、生产批量又特别大的零件

（B）对加工对象的适应性强

（C）装夹困难或必须依靠人工找正、定位才能保证其加工精度的单件零件

（D）适于加工余量特别大、质及余量都不均匀的坯件

5、在数控加工中，（D）相对于工件运动的轨迹称为进给路线，进给路线不仅包括了加工内容，也反映出加工顺序，是编程的依据之一。

（A）刀具原点（B）刀具（C）刀具刀尖点（D）刀具刀位点

6、下列叙述中（B），不属于确定加工路线时应遵循的原则。

（A）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度

（B）使数值计算简单，以减少编程工作量

（C）应使