《模具制造技术课后习题及答案（共9单元）第3章 模具数控加工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具制造技术课后习题及答案（共9单元）第3章 模具数控加工（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 模具数控加工思考题与习题1.数控机床由哪几部分组成?答：（1）输入输出装置（2）计算机数控（CNC）装置（3）伺服单元和驱动装置（4）机床电气控制（5）测量装置（6）机床本体2.数控编程要经过哪几个步骤?答：（1）分析零件图确定工艺过程对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯进行分析，明确加工内容与要求；确定加工方案、走刀路线、切削参数以及选择刀具及夹具等。 （2）数值计算根据零件的几何尺寸、加工路线、计算出零件轮廓上的几何要素的起点、终点及圆弧的圆心坐标等。（3）编写加工程序在完成上述两个步骤后，按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式，编写加工程序单。（4）将程序输入数控
2、系统程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统，也可以通过计算机通信接口输入数控系统。（5）检验程序与首件试切利用数控系统提供的图形显示功能，检查刀具轨迹的正确性。对工件进行首件试切，分析误差产生的原因，及时修正，直到试切出合格零件。3.按运动方式来分，数控机床分为哪几类? 简述数控机床的工作过程。答：按加工控制路线分类:（1）点位控制机床（2）直线控制机床（3）轮廓控制机床（又称连续控制机床）数控机床的工作过程：准备阶段、编程阶段、准备信息载体、加工阶段。4.数控铣床与普通铣床有哪些主要的区别? 数控铣床主要由哪几部分组成? 数控铣床上可加工哪些零件?答：数控铣床它和普通铣床原理相同，结构相似，
3、工艺相近，不同在于数控铣床是利用计算机程序作为指导者的自动加工机床。数控铣床组成：输入输出装置、计算机数控（CNC）装置、伺服单元和驱动装置、机床电气控制、测量装置、机床本体（床身部分，铣头部分，工作台部分，横进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。）5.加工中心与数控铣床有哪些区别?加工中心主要由哪几部分组成?答：加工中心与数控铣床区别：加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变加工刀具，实现多种加工功能。加工中心主要由以下几部分组成：（1）基础部件（2）主轴部件（3）进给机构（
4、4）数控系统（5）自动换刀系统（6）辅助装置6.按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数，分为三轴二联动、三轴三联动等,“轴”和“联动”的含义是什么?答：“轴”是指加工中心具有的运动坐标数，“联动”是指控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。7.什么是开环、闭环和半闭环控制系统?其优缺点有哪些?各适用于什么场合? 答：开环控制系统：如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环。开环控制系统是控制系统中，系统的控制输入不受输出影响的控制系统。在开环控制系统中，不存在由输出端到输入端的反馈通路。因此，开环控
5、制系统又称为无反馈控制系统。优点：同闭环控制系统相比，开环控制系统的结构要简单得多，同时也比较经济。缺点：精度低。 适用场合：开环控制系统主要是用于增强型的系统。半闭环控制系统：半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置，通过检测伺服机构的滚珠丝杠转角间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控装置的比较器中，与输入原指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，使移动部件补充位移，直到差值消除为止的控制系统。优点：由于半闭环控制系统调试维修方便，稳定性好，半闭环控制系统的伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构目前应用比较广泛。缺点：由于半闭环控制系统将移动部件的传动
6、丝杠螺母不包括在环内，所以传动丝杠螺母机构的误差仍会影响移动部件的位移精度。 适用场合：为大多数中小型数控机床所采用。闭环控制系统：由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制系统。根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。优点：同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定
7、值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。缺点：反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。价格昂贵。适用场合：精度要求高的场合。8.数控机床的坐标轴与运动方向是怎祥规定的?与加工程序有何关系?答：机床坐标系与运动方向：为了确定机床的运动方向和移动距离，就要在机床上建立一个坐标系，该坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐标系。 数控机床上的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系，如图8-1所示。右手的大拇指、食指和中指保持相互垂直，拇指的方向为X轴的正方向，食指为Y轴的正方向，中指为Z轴的正方向。 右手直角笛卡尔坐标系A、B、C分别表示其轴线平行于X、Y和Z坐标的旋转运动。根据右手螺
8、旋定则，分别以大拇指指向+X、+Y、+Z方向，其余四指则分别指向+A、+B、+C轴的旋转方向。Z轴 通常把传递切削力的主轴定为Z轴。对于工件旋转的机床，如车床、磨床等，工件转动的轴为Z轴；对于刀具旋转的机床，如镗床、铣床、钻床等，刀具转动的轴为Z轴； Z轴的正方向取为刀具远离工件的方向。X轴 X轴一般平行于工件装夹面且与Z轴垂直。对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横向滑座，刀具远离工件旋转中心的方向为X轴的正向；对于刀具旋转的机床（如铣床、镗床、钻床等），若Z轴是垂直的，当从刀具主轴向立柱看时，X轴正向指向右；若Z轴是水平的，当从主轴向工件看时，X轴正
9、向指向右。Y轴 当X轴与Z轴确定之后，Y轴垂直于X轴和Z轴，其方向可按右手定则确定。与加工程序关系：工件坐标系是由编程人员根据零件图样及加工工艺，以零件上某一固定点为原点建立的坐标系。又称为编程坐标系或工作坐标系。在机床坐标系里通过对刀等操作确定工件坐标系原点后以工件坐标系原点编制加工程序。9.工件坐标系设定指令中，G92与G54一G59指令之间有何差别?答：（1）设定程序原点的指令在CNC铣床或MC上，可用G92指令其指令格式为G92 XY；其中X、 Y值是指程序原点到机械原点的向量值，于使用时，必须将X、Y值表示出来。 （2）当工件外形复杂时，为了撰写CNC程序的方便常须设定2个以上的程序
10、原点，故也可用G54G59指令设定程序原点，其指令格式：G54；其后面不须书写X、Y值，其定义是指机械原点到程序原点的向量值。 一般使用G54G59指令后，就不再使用G92指令。但如果使用时，则原来由G54G59设 定的程序原点将被移动G92后面X、Y值。10.数控铣削加工中，由于加工零件复杂，采用自动编程可快速准确地编制数控加工程序，何谓自动编程?答：自动编程相对与手动编程而言它是利用计算机专用软件来编制数控加工程序，编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作，自动编程使得一些
11、计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。11.制定数控铣削及加工中心加工工艺的主要内容有哪些?答：（1）零件图工艺分析（2）设备的选择（3）确定零件的定位基准和装夹方式（4）工艺路线的拟定（5）刀具选择（6）确定切削用量（7）数控加工工序卡片拟订12.数控铣削及加工中心零件工艺分析包括哪些内容?答：1）零件图样技术分析（1）零件的形状、结构及尺寸标注（2）零件图样的完整性和正确性（3）零件技术要求（4）零件材料2）零件的结构工艺性分析3）零件毛坯的工艺性分析4）零件变形情况分析13.确定铣刀进给路线时，应考虑哪些问题?答：进给路线的确定与工件表面状况、要求的零件表面质量、机床进给
12、机构的间隙、刀具耐用度以及零件轮廓形状等用关。首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量,其次考虑数值计算简单,走刀路尽量短,效率较高等.14.立铣刀和键槽铣刀有何区别?答：立铣刀主要用于加工沟槽、台阶面、平面和二维曲面（如平面凸轮的轮廓）。立铣刀圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。键槽铣刀有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既象立铣刀，又像钻头。用键槽铣刀铣削键槽时，先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。18.如图3.
13、4所示盖板零件有A、B面已加工好，现要在加工中心上加工出所有的孔，试制定其加工中心加工工艺。 图3.4答： （1）零件图工艺分析该零件毛坯为铸件，外轮廓（4个侧面）为不加工面，主要加工A、B面及孔系，包括4个M16螺纹孔、4个阶梯孔及1个60H7。尺寸精度要求一般，最高为IT7级。412H8、60H7孔的表面粗糙度要求较高，达到Ra0.8，其余加工表面粗糙度要求一般。根据上述分析，B面加工可采用粗铣精铣方案；6 0 H 7孔为已铸出毛坯孔，因而选择粗镗半精镗精镗方案；41 2 H8宜采用钻孔铰孔方案，以满足表面粗糙度要求。（2）确定装夹方案该零件形状比较规则、简单，加工面与不加工面的位置精度要
14、求不高，可采用平口虎钳夹紧。但应先加工A面，然后以A面（主要定位基面）和两个侧面定位，用虎钳从侧面夹紧。 （3）确定加工顺序及走刀路线按照先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序。总体顺序为粗、精铣A、B面粗镗、精镗、精镗60H7孔钻各中心孔钻、锪、铰412H8和416孔钻4M1 6螺纹底孔攻螺纹。由零件图可知，孔的位置精度要求不高，因此所有孔加工的进给路线按最短路线确定。18-1图18-5为孔加工各工步的进给路线。图18-1 镗60 H7孔进给路线图18-2 钻中心孔进给路线图18-3 钻、铰412H8孔进给路线图18-4 锪416孔进给路线图18-5 钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线 （4）刀具的选
15、择 铣A、B表面时，为缩短进给路线，提高加工效率，减少接刀痕迹，同时考虑切削力矩不要太大，选择100硬质合金可转位面铣刀。孔、螺纹孔加工刀具尺寸根据加工尺寸选择，所选刀具见表18-1。 （5）切削用量的选择铣A、B表面时，留0.2 mm精铣余量；精镗60H7孔留0.1 mm余量；412H8孔留0.1 mm铰孔余量。查表确定切削速度和进给量，然后计算各工步的主轴转速和进给速度。（6）填写数控加工工序卡片将各工步的加工内容、所用刀具和切削用量填入表18-2盖板零件数控加工工序卡片。表18-1 盖板零件数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称盖板零件图号序号刀具号刀具加工表面备注规格名称数量刀长/mm1T01100可转位面铣刀1铣A、B表面2T023中心钻1钻中心孔3T0358镗刀1粗镗60H7孔4T0459.9镗刀1半精镗
