1、 数控加工工艺及编程 试 题 数控加工工艺题库 试题一 一、填空题（每小题 3 分共 30 分） 1、工业产品的生产过程包括： ， ， ， 。 2、 数控加工工艺系统的组成 ， ， ， 。 3、数控机床按加工路线分类 ， ， 。 4、夹具按夹紧的动力源可分为 、 、 、 、 以及 等 5 、作用在工艺系统中的力，有 、 、 以及 。 6 、零件的主要精度包括 精度、 精度及 精度等三项内容。 7、刀具前角越 ，切削刃越 ，使剪切角 ，变形系数 ， 因此，切削变形 。 8、零件在 、 、 等工艺过程中使用的基准统称工艺基准。 9、零件磨损一般分为 磨损、 磨损、 磨损三个阶段。 10、切削速度对
2、积屑瘤影响很大，不易产生积屑瘤的切削速度是 速和 速，容易产生积屑瘤的切削速度是 速和 速。 二、判断题（每小题 1分 共 10 分 ） 1.（ ）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。 2.（ ）数控机床适用于单品种，大批量 的生产。 3.（ ）在数控机床上加工零件，应尽量选用组合夹具和通用夹具装夹工件。避 免采用专用夹具。 4.（ ）数控车床可以车削直线、斜线、圆弧、公制和英制螺纹、圆柱管螺纹、 圆锥螺纹，但是不能车削多头螺纹。 5.（ ）数控机床的机床坐标原点和机床参考点是重合的。 6.（ ）零件图中的尺寸标注要求是完整、正确、清晰、合理。 7.（ ）高速钢
3、是一种含合金元素较多的工具钢，由硬度和熔点很高的碳化物和 金属粘结剂组成。 8.（ ）长的 V 形块可消除四个自由度。短的 V形块可消除二个自由度。 9.（ ）公差就是加工零件实际尺寸与图纸尺寸的差值。 10.（ ）加工零件的表面粗糙度小要比大好。 三、选择题 （ 每小题 2分共 20 分 ） 1. （ B ）使用专用机床比较合适。 A复杂型面加工 B. 大批量加工 C. 齿轮齿形加工 2. 车床上，刀尖圆弧只有在加工（ A ）时才产生加工误差。 A. 圆弧 B. 圆柱 C. 端面 3. 确定数控机床坐标轴时，一般应先确定（ ）。 A. X 轴 B. Y 轴 C. Z 轴 4. 四坐标数控铣床
4、的第四轴是垂直布置的，则该轴命名为（ B ）。 A B轴 B. C 轴 C. W 轴 5. 机床上的卡盘，中心架等属于（ ）夹具。 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
5、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： 1.612 .51.66.31.66.31.61.6BA材料：45 钢其余如上图所示 为升降台铣床的支承套，在两
6、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
7、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. B 2. A 3. C 4. B 5. A 6. C 7. B 8. D 9. B 10. 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
8、 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 （ 2） 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
9、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
10、 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、 80 mm 尺寸两端面， 78 mm 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
11、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
12、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
13、 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 217mm 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 100f
14、9 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。 1234图2 支承套装夹示意图1- 定位元件 2- 夹紧机构 3- 工件 4- 夹具体 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
15、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=550mm B=150mm N=180mm L=80mm Z=3mm T=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
16、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， 217mm 11mm 孔中心 T01 3 1200 40 自动 2 钻 35H7 孔至31mm T13 31 150 30 自动 3 钻 11mm 孔 T02 11 500 70 手动 4 锪 2 17mm T03 17 150 15 自动 5 粗镗 35H7 孔至34mm TO4 34 400 30 自动 6
17、粗镗 60mm 12mm至 59mm 11 5mm TO5 32 500 70 自动 7 精铣 60mm 12m TO5 32 600 45 自动 8 半精镗 35H7 至34 85mm TO6 34 85 450 35 自动 9 2 M6 6H 螺纹中心孔 T01 1200 40 自动 10 31mm 底孔至5mm T07 5 650 35 自动 11 2 M6 6H 孔端倒角 T02 500 20 自动 12 攻 2 M6 6H 螺纹 T08 100 100 自动 13 铰 35H7 孔 T09 35AH7 100 50 自动 B90 自动 14 钻 2 15H7 至中心孔 T01 120
18、0 40 自动 15 钻 2 15H7 至 T10 14 450 60 自动 14 16 扩 2 15H7 至14 85 T11 14 85 200 40 自动 17 铰 2 15H T12 15AH7 100 60 自动 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 零件名称 程序编号 工步号 刀具号 刀具名称 刀具 补偿量 (mm) 备注 直径 (mm) 长度 (mm) 1 T01 中心钻 3mm 3 280 手动 2 T013 锥柄麻花钻 31mm 31 330 自动 3 T02
19、锥柄麻花钻 11mm 11 330 自动 4 T03 锥柄埋头钻 17mm12m 17 300 手动 5 T04 粗镗刀 34mm 34 320 自动 6 TO5 硬质合金立铣刀 32mm 32T 300 自动 7 TO5 自动 8 T6 镗刀 34 85 34 85 320 自动 9 TO1 自动 10 T07 直柄麻花钻 5mm 5 300 自动 11 T02 自动 12 T08 机用丝锥 M6 M6 280 自动 13 T09 套式铰刀 35AH7 35AH7 330 自动 14 T01 自动 15 T10 锥柄麻花钻 14mm 14 320 自动 16 T11 扩孔钻 14 85mm
20、14 85 320 自动 17 T12 铰刀 15AH7 15AH7 320 自动 编制 审核 批准 共 1页 第 1 页 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： 、 、 、 、
21、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
