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1、第 1章模具制造工艺规程思考题与习题1.什么叫生产过程和工艺过程？答：制造模具时，将原材料或半成品转变成为成品的各有关劳动过程的总和称为生产过程0 在模具制造过程中，直接改变被加工工件形状、尺寸、物理性质和装配过程等称为工艺过程。按照完成零件制造过程中采用的不同工艺方法，工艺过程可以分为铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、机械加工、表面处理和装配等工艺过程。2.什么是工序、安装、工步、工位和走刀？构成工序和工步的要素各有那些？答：1）工序：一个或一组工人在同一个工作地点，对一个或同时一批工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。工序不仅是组成工艺过程的基本单元，也是组织生产、核算成本和进行检验的基
2、本单元。2）安装：确定工件在机床或夹具上占有一个正确位置的过程，称为定位。工件定位后将其固定，使之在加工过程中保持定位位置不变，即夹紧。工件的定位和夹紧过程称为装夹。在某一工序中，有时需要对工件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。3）工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对于刀具和设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。4）工步：对工序进一步划分即为工步。一道 工 序（一次安装或一个工位）中，可能需要加工若干个表面只用一把刀具，也可能虽只加工一个表面，但却要用若干把不同刀具。在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一
3、部分工序，称为一个工步。5）走 刀（行程）：由于余量较大或其他原因，需要用同一刀具，对同一表面进行多次切削，则刀具对工件每进行一次切削就是一次走刀（行程）。6）构成工序的要素有：加工工人、加工对象、加工地点、加工内容是否连续。7）构成工步的要素有：加工工人、加工表面、加工工具。3.模具零件的毛坯主要有哪些类型?哪些模具零件必须进行锻造？答：模具零件的毛坯主要有：锻件、铸件、焊接件、型材和板材。4.模具零件的工艺分析主要有哪些方面的内容？答：模具零件的结构分析，如：基本表面、特形表面等。模具零件的技术分析，如：1）加工表面的尺寸精度；2）主要加工表面的形状精度；3）主要加工表面之间的相互位置精度
4、；4）各加工表面的粗糙度，以及表面质量方面的其它要求；5）热处理和表面处理要求。5.什么是加工余量、工序余量和总余量？答：1）加工余量的基本概念加工余量是指加工过程中从加工表面切去的金属层厚度。工序加工余量是指某一表面在一道工序中所切除的金属层厚度，它取决于同一表面相邻工序前后工序尺寸之差。毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差称为总加工余量（毛坯余量），其值等于各工序的加工余量总和。即:z,=z,X=16 .锻件下料尺寸如何确定？答：锻件下料一般按锻件图体积等于下料毛坯体积再加上一定的烧损率确定。确定毛坯尺寸时，还要考虑锻件的长径比。7 .什么是基准?基准一般分成哪几类？答：就其一般意义来讲，基准是零
5、件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。工艺基准按用途不同，又分为定位基准、测量基准、工序基准和装配基准8 .粗、精定位基准的选择原则有哪些？答：选择未经加工的毛坯表面（即铸造、锻造或轧制等表面）作为定位基准，这种表面称为粗基准。选择粗基准时，一般应选不加工表面为粗基准。如有多个不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准，或要保证工件的某重要表面的余量均匀的面作粗基准。粗基准的表面应尽量平整，没有浇口、冒口或飞边等表面缺陷，以便使工件定位可靠，夹紧方便。用加工过的表面作定位基准称为精基准。应尽可能选用加工表
6、面的设计基准作为精基准，避免基准不重合造成的定位误差。当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位。当精加工和光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准。精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。9.工艺尺寸链有哪些特征?在什么情况下要进行工艺尺寸计算？答：工艺尺寸链是在零件加工过程中的各有关工艺尺寸所形成的尺寸组。它具有尺寸的封闭性:组成尺寸链的各尺寸是按一定顺序首尾衔接而成的封闭尺寸图形。尺寸间的关联性:即在尺寸链中被间接地获得的尺寸，其大小将受到其它尺寸的影响。当工艺基准与设计基准不重
7、合时，需要对工序尺寸和公差另行确定，就要进行尺寸链的计算。10.经济精度和经济粗糙度的含义是什么?它们在工艺规程设计中起什么作用？答：在选择加工方法时，除了要保证加工表面质量要求外，还应考虑生产效率和经济性的要求。任何一种加工方法，可以获得的加工精度和表面质量均有一个相当大的范围。在满足加工表面精度要求的前提下，并获得较好的生产效率和经济性指标的精度范围，为该种加工方法的经济精度。经济粗糙度是指用较高的生产效率和经济指标的加工方法，达到加工表面所要求表面粗糙度要求。经济精度和经济粗糙度在工艺规程设计中起到正确选择工艺方案，达到较好的技术经济指标。11.编制工艺规程时,为什么要划分加工阶段?在什
8、么情况下可以不划分加工阶段？答：（1）合理使用设备，发挥设备各自的特点。粗加工采用精度低但功率大、刚度高、高效率的机床，可实现大切削量的高速加工，提高生产率，缩短加工时间。（2）粗、精加工分开，可将粗加工中产生的误差、变形等，在半精或精加工中去除,从而达到所需的精度要求。（3）便于合理安排热处理工序。（4）在粗加工中，提前发现毛坯中残存的缺陷，如暗伤、裂痕、夹质等。但对于一些零件宜于一次校正定位后完成所有加工面的粗、精加工。一是刚度好，配合精度一一尤其是位置精度要求高的零件。二是刚度好，但精度要求较低的零件。三是刚度好的大型、（重型）零件均不必分别粗、半精和精加工。这样做省事、成本低。1 2
9、.工序集中和工序分散各有什么特点？答：工序集中时，每一工序中能加工尽可能多的加工面，以减少总的加工工序，减少重复装夹所需的工、夹具和重复装夹、定位、多次装夹定位造成的定位积累误差，降低定位精度和加工精度。工序集中还有利于选用高效的设备、节约装夹、校正定位的时间，工序间传送的时间，利于提高生产率。加工中心即是进行工序集中、高效自动化生产的典型设备。工序分散即是将零件的各加工部位分别由多个工序来完成,使各工序的加工面单一而相对简单、易于加工，因而对工人的技术水平要求相对较低，便于实现自动生产线。1 3 .机械加工工序顺序的安排原则是什么？答：机械加工序应遵循的原则：（1）先粗后精的加工原则（2）先
10、加工基准面后加工其余面的原则（3）先加工主要加工面后加工次要面的原则（4）先加工划线表面（平面），后加工孔的原则。1 4 .试述机械加工过程中安排热处理工序的目的及安排的顺序？答：（1）粗加工后，为消除粗加工产生的内应力，可安排退火、回火、调质或时效处理。（2）为了提高耐磨性和机械强度，可在半精加工后安排淬火或渗碳淬火，淬火和渗碳淬火中所引起的变形可在精加工中去除。（3）渗氮或碳氮共渗等工序也应在半精加工后进行。因为渗氮或碳氮共渗处理的温度低,变形小，精加工时，可将变形去除。1 5 .常用的模具工艺卡片包括哪些内容？答：模具工艺卡片（工艺规程）的主要内容有：（1）模具或零件的名称、图号、材料、
11、加工数量和技术要求等标题栏；有编制、审核、批准者的签字栏和签字日期；（2）工艺规程必须明确零件毛坯尺寸和供货状态（锻坯、型坯）；（3）工艺规程应标注工艺定位基准（力求与设计基准一致）；（4）工艺规程必须确定模具零件的加工方法和顺序；确定各工序的加工余量、工序尺寸和公差要求以及工装、设备的配置；（5）工艺规程必估算出各工序的工时定额；（6）工艺规程必须确定模具零件的验收要求。1 6.如 图 1.1 所示零件，A=7 0：器 研?，A2=6 0:“初 ，A3=2 0 a 9 西，因 A 3 不便测量，试重新标出测量尺寸及其公差。解：重新标注的测量尺寸如图中A尺 寸（红色），试求其尺寸及上下偏差。（
12、1）画出尺寸链图A3 _而（2）判断尺寸链A为封闭环；A l、A 3 为增环；A 2 为减环。（3）采用竖式列表计算尺寸链基本尺寸（Bj）上 偏 差（Bs）下 偏 差（Bx）7 0 （A l 增环）-0.0 2 （增环上偏差）-0.0 7 （增环下偏差）2 0 （A 3 增环）+0.1 9 （增环上偏差）0 （增环下偏差）-6 0 （A 2 减环）-（-0.0 4）（-减环下偏差）-（0）（-减环上偏差）3 00.2 1-0.0 7即：A=3 O+2 i-o.o 7（M M）可写为：A=2 9.9 3+0 0 2 8（）（M M）1 7.如图1.2 所示零件，在车床上已经加工好外圆、内孔及各面
13、，现须在铳床上铳削端槽，并保证尺寸8-o,o 6 m m 及 3 6 0.2 m m,.36皿2冬 勿 密j n 。-p-60 M _求试切调刀的测量尺寸H、A及上、下偏差。一、求解测量尺寸H及上、下偏差1）画出尺寸链图A=65,Q Q 4mm,A?=3 2.5,0 2nlm，A-0Mn v n2）判断尺寸链H为封闭环；A l、A 3 为增环；A 2 为减环。3）采用竖式列表计算尺寸链基本尺寸（Bj）上 偏 差（Bs）下 偏 差（Bx）6 5 （A l 增环）0 （增环上偏差）-0.0 4 （增环下偏差）8 （A 3 增环）0 （增环上偏差）-0.0 6 （增环下偏差）-3 2.5 （A 2
14、减环）-（-0.0 2）（-减环下偏差）-（0）（-减环上偏差）4 0.50.0 2-0.1 0即；H=4 0.5%力 加，K E XI E C I I H =4 0.5 2 i0 A2mm,二、求解测量尺寸A及上、下偏差1）画出尺寸链图十工一A4A1 A,=60wnvn,A2=25Q）S）5mm,A3=3 6 +0.2iron,A4=2 5 +OAm/n,2）判断尺寸链H为封闭环；A 2、A 3、A4为增环；A l 为减环。4）采用竖式列表计算尺寸链基本尺寸（Bj）上 偏 差（Bs）下 偏 差（Bx）2 5 （A 2 增环）+0.0 5 （增环上偏差）0 （增环下偏差）3 6 （A 3 增环
15、）+0.2 0 （增环上偏差）-0.2 0 （增环下偏差）2 5 （A 4 增环）+0.1 0 （增环上偏差）-0.1 0 （增环下偏差）-6 0 （A 1 减环）-（-0.1 0）（-减环下偏差）-（0）（减 环上偏差）2 6+0.4 5-0.3 0即：A=2 6 1 篇/加，K E XI E C H A=2 5.7 75mm,第 2 章模具零件的机械加工思考题与习题1.在模具加工中，制定模具零件工艺规程的主要依据是什么？答：根据模具零件的儿何形状、尺寸和模具零件的技术要求，结合现有加工技术和设备情况下，能以最经济、最安全加工出高质量的模具零件作为依据。2.在导柱的加工过程中，为什么粗（半精
16、）、精加工都采用中心孔作定位基准？答：导柱的加工过程中，为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量。对外圆柱面的车削和磨削，一般采用设计基准和工艺基准重合的两端中心孔定位。所以，在半精车、精车和磨削之前需先加工中心定位孔，为后继工序提供可靠的定位基准。3.导柱在磨削外圆柱面之前,为什么要先修正中心孔？答：磨削前对导柱进行了热处理，导柱中心定位孔在热处理后的修正，目的是消除热处理过程中中心孔可能产生的变形和其它缺陷，使磨削外圆柱面时能获得精确定位，保证外圆柱面的形状和位置精度要求。4.拟出图2.1所示导柱的工艺路线，并选出相应的机加工设备。图2.1可卸导柱导柱加工工艺过程工序号1工序名称备
17、料工序内容3 6m m （2 0号钢）设备检验2下料按图纸尺寸考虑切削余量3 6m m X 1 9 5 m m锯床自检3粗车外圆定位：车端面打中心孔：车外圆到中3 4 m m；调头车端面（到尺寸1 9 0 m m）,打中心孔，车 夕 卜 圆 至I J 3 4 m m。车床自检4精车中心孔定位：车床专职检验员精车外圆面到尺寸（留磨削余量0.2mm）,精车R3；5 精车 调头外圆定位：车床车锥面到尺寸，倒角C1.5；在端面钻M 8螺纹底孔，前端按图扩孔到中8.4,攻丝M 8,端面锢孔到尺寸。6 热处理 20号钢渗碳0.81.2师；热处理炉（检验硬度、淬 火HRC5862。平直度）。7 研磨中心孔外
18、圆定位：研磨中心定位孔。车床8 磨外圆 中心孔定位：粗磨、精磨外圆、锥面 磨床 自检9 研磨 研磨导柱导向部分外圆10 检验 专职检验员11 入库 清洗、喷涂防锈润滑油后，分类用塑料薄膜包封后入库5.导套加工时，怎样保证配合表面间的位置精度要求？答：由于构成导套的主要表面是内、外圆柱表面，一般采用一次装夹后，完成对有位置精度要求的内、外圆柱表面的车削和热处理后的磨削加工就能保证配合表面间的位置精度要求。对于大批量生产同一尺寸的导套时，可以先磨好内孔，再将导套套装在专用小锥度磨削心轴上，以心轴两端中心孔定位，使定位基准和设计基准重合，磨削导套的外圆柱面，能获得较高的同轴度。6.在机械加工中，非圆
19、形凸模的粗（半精）、精加工可采用哪些方法？试比较这些加工方法的优缺点。答：非圆形凸模的粗（半精）可采用刨削、铳 削（包括数控铳）；非圆形凸模的精加工可采用铳削（包括数控铳）、磨削、电加工等。刨削的通用性较好，可加工垂直、水平的平面，还可加工T 型槽、V 型槽，燕尾槽等,但加工效率低，加工精度低。铳削的效率高，特别是数控铳削，可以加工各种曲面型面，还可获得较高的加工精度。磨削可加工经过热处理获得较高硬度的零件，并且加工精度、表面粗糙度高，用于零件的最终加工手段。但加工余量不能太大。电加工用于机械加工难以切削的零件加工，特别是硬度高的硬质合金的加工。但加工效率较低。7.成形磨削适于加工哪些模具零件
20、?主要的磨削加工方法有那些？答：成形磨削适于加工由若干平面、斜面和圆柱面组成，即其轮廓由直线、斜线和圆弧等简单线条所组成的模具的凸模、凹模镶块。对这些模具零件进行分段磨削，使构成零件的几何形线互相连接圆滑、光整，达到图面的技术要求。常用的成形磨削的方法有两种：成形砂轮磨削法和夹具磨削法。8.对具有圆形型孔的多型孔凹模，在机械加工时怎样保证各型孔间的位置精度?答：圆形型孔的多型孔凹模加工常称为孔系加工，对孔系的加工常用坐标法。常用的设备有坐标镶床、加工中心、坐标磨床等。9.对具有非圆形型孔的凹模和型腔，在机械加工时常采用哪些方法?试比较其优缺点。答：对具有非圆形型孔的凹模和型腔，可采用普通铳削加
21、工、靠模仿形铳削加工、数控铳削加工。普通铳削加工简单，加工时可以用钻头打排孔，然后铳削，可提高加工效率，但普通铳削加工精度较低。靠模仿形铳削加工，特别适合加工曲面结构大的型腔，并获得比较高的精度。数控铳削加工效率高、精度高，可加工各种形状复杂的曲面。10.拟出图2.2所示凸模和凹模的加工工艺路线，并选出相应的加工设备。3图2.2按图纸所示，模具是以凹模设计为基准，先加工凹模，以双面配合间隙0.03mm配做凸模。图2.2 凹模的加工工艺过程H /|0.025 A I薄一 尸 右G r W M n 热处理:H R C 5 8 6 2加上加工余量后毛坯尺寸(1 3 0 X 8 5 X 2 5)工序号
22、 工序名称 工序内容 设备 检验1 备料、下料 按毛坯尺寸(1 3 0 X 8 5 X 2 5)的重量+8%烧损量计算 锯床 自检棒料下料重量，选择合适的高径比的棒料。经计算选择棒料下料尺寸为：7 0 X 7 8 m n i234567891 01 11 2工序号1234锻造+退火将棒料6 7 0 X7 8 m m锻到毛坯尺寸(1 3 0 X 8 5 X 2 5),加热炉检验硬度退火消除锻造应力并改善切削加工性能。锻锤HBSW240刨削刨六面，对角尺，留磨削余量0.4 m m,刨床自检:直角面对角尺粗磨磨上下表面，留精磨量0.2m m磨床磨一对侧基面，并对角尺钳工划线钻床自检钻、钱销孔4-6
23、8,钻4-8.5螺 纹 过 孔。铳削 粗 铳：按钳工划线铳型孔，单面留精铳余量1m m：精铳：精铳到尺寸，留座标磨余量0.2m m；精 铳1。的漏料斜孔到尺寸；钻、钱出挡料钉孔中4 m m。热处理热处理：淬火、回火H RC 5 8-6 2。热处理炉检验硬度平磨上下表面磨削到尺寸。平面磨床座标磨磨削型孔留研磨量0.01m m.,坐标研磨研磨凹模刃口研具检验专职检验员入库图2.2凸模加工工艺过程材料：GrWMn 热处理:HRC5862其余四面留精铳余量1m m：工序名称工序内容设备备料、下料按毛坯尺寸(6 0X 3 8 X 5 5)的重量+8%烧损量计算棒料下料重量，选择合适的高径比的棒料。经计算
24、选择棒料下料尺寸为：中5 0X 6 8 m m锯床锻造+退火将棒料(D 5 0X 6 8 m m锻到毛坯尺寸(6 0X 3 8 X5 5),退火消除锻造应力并改善切削加工性能。加热炉锻锤铳削铳六面，对角尺上下表面留磨削余量0.2m m；铳床检验自检检验硬度HBSW240自检:直角面对角尺粗磨 上下表面磨削到尺寸;其余四面留精铳余量0.8mm；5钳工划线钻孔、攻丝2-M6-1O、钻床自检6精铳按凹模实际尺寸精铳凸模到尺寸热处理热处理：淬火、回火HRC58-62。热处理炉检验硬度8研磨、抛光钳工研磨配出冲裁间隙9检验专职检验员10入库以上两个工艺全部采用机械加工，学习了第四章后可应用线切割，加工工
25、艺就更简单。11.模具常用的超硬材料有哪些？简述高硬材料的成型磨削方法？答：硬质合金和钢结硬质合金。常用的成形磨削的方法有两种：成形砂轮磨削法和夹具磨削法。（1）成形砂轮磨削法利用修整砂轮夹具把砂轮修整成与工件型面完全吻合的反型面，然后再用此砂轮对工件进行磨削，使其获得所需的形状，该方法可使磨削生产率高，但砂轮消耗较大。此法一次磨削的表面宽度不能太大，修正砂轮时必须保证必要的精度。（2）夹具磨削法将工件按一定的条件装夹在专用夹具上，在加工过程中通过夹具的调节使工件固定或不断改变位置，从而使工件获得所需的形状。利用夹具磨削法对工件进行磨削，其加工精度很高，甚至可以达到零件具有互换性。成形磨削的专
26、用夹具主要有磨平面及斜面用夹具、分度磨削夹具、万能夹具及磨大圆弧夹具等几种。上述两种磨削方法，虽然各有特点，但在加工模具零件时，为了保证零件质量，提高生产率、降低成本，往往需要两者联合使用。1 2.简述光学曲线磨削的工艺方法。答：（1）轨迹法 光学曲线磨床主要采用砂轮沿工件加工（型）面连续展成磨削成形。其工艺过程为：将工件的型面放大5 0倍，采用精密绘图机绘制在“描图样”上，并夹在屏幕4上；根据光曲磨床的投影屏幕尺寸的大小，若工件尺寸超过投影屏幕尺寸范围，则可对型面进行分段，如每段均放大5 0倍，并重叠绘制在同一幅描图上，夹在屏幕上。按投影屏幕上的各段曲线，按顺序逐段磨削成形。如果是分段绘制的
27、曲线，每一段曲线磨削完后，要调整工作台带动工件移动到下一型面。为使磨削出的工件型面之间能光顺、平滑、精确地连接，常采用按几何元素来进行分割，使之合理地进行分段磨削。2）切入法即采用成形砂轮进行切入式磨削，成形砂轮的型面须与工件加工（型）面完全吻合、精确一致。因此在光学曲线磨床上采用切入法时亦需使用金刚石和相关修整砂轮夹具精密修整砂轮。第3章模具数控加工思考题与习题1.数控机床由哪儿部分组成？答：(1)输入输出装置(2)计算机数控(C N C)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
28、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
29、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.数控铳床与普通铳床有哪些主要的区别？数控铳床主要由哪几部分组成？数控铳床上可加工哪些零件？答：数控铳床它和普通铳床原理相同，结构相似，工艺相近，不同在于数控铳床是利用计算机程序作为指导者的自动加工机床。数控铳床组成：输入输出装置、计算机数控(C N C)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，铳头部分，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
30、控铳床有哪些区另!?加工中心主要由哪几部分组成？答：加工中心与数控铳床区别：加工中心是从数控铳床发展而来的。与数控铳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)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
31、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
32、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
33、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样规定的?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
34、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，如镶床、铳床、钻床等，刀具转动的轴为Z 轴;Z
35、 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（如铳床、馍床、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
36、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-G59指令之间有何差别？答：（1）设定程序原点的指令在CNC铳床或M C上，可用G92指令其指令格式为G92X.Y.；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 个以上的程序原点，故也可用G 54-G 59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G 54-G 59指令后，就不再使用G 92指令。但如果使用时，则原
37、来由G 54-G59设定的程序原点将被移动G92后面X、Y 值。10.数控铳削加工中，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.制定数控铳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
38、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.数控铳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1 3 .确定铳刀进给路线时，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.1 4 .立铳刀和键槽铳刀有何区别？答：立铳刀主要
39、用于加工沟槽、台阶面、平面和二维曲面（如平面凸轮的轮廓）。立铳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。立铳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。键槽铳刀有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既象立铳刀，又像钻头。用键槽铳刀铳削键槽时，先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铳出键槽全长。1 8.如图3.4 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
40、加工A、B面及孔系，包括4个 M 1 6 螺纹孔、4个阶梯孔及1 个6 0 H 7。尺寸精度要求一般，最高为I T 7 级。4X1 2 H 8、中6 0 H 7孔的表面粗糙度要求较高，达到R a 0.8,其余加工表面粗糙度要求一般。根据上述分析，B面加工可采用粗铳一精铳方案；6 0 H 7孔为己铸出毛坯孔，因而选择粗链一半精链一精键方案；4 X 6 1 2 H 8 宜采用钻孔一钱孔方案，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
41、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、精铳A、B面一粗镶、精镶、精镶6 0 H 7 孔f钻各中心孔一钻、钩、钱 4X：1 2 H 8和 4X1 6 孔f钻 4XM16螺纹底孔一攻螺纹。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键中60 H7孔进给路线初始平面A平 面图1 8-5钻螺纹底孔、攻螺纹进给路线(4)刀具的选择铳 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，选择中100硬质合金可转位面铳刀。孔、螺纹孔加工刀具尺寸根据加工尺寸
42、选择，所选刀具见表18-1。(5)切削用量的选择铳 A、B 表面时，留 0.2 mm精铳余量；精镶中60H7 孔留0.1 mm余量；4 X 12H8 孔留 0.1 mm较孔余量。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XXX零件名称盖板零件图号XXX序号刀具号刀具加工表面备注规格名称数量刀长/m m1T 0 1中1 0 0 可转位面铳刀1铳 A、B 表面2T 0 2中3 中心钻1钻中心孔3T 0 3中5 8 镇刀1粗馍中
43、6 0 H 7 孔4T 0 48 5 9.9 伸刀1半精镇8 6 0 H 7 孔5T 0 5中6 0 H 7 镶刀1精馍中6 0 H 7 孔6T 0 6中1 1.9 麻花钻1钻 4 X 6 1 2 H 8 底孔7T 0 71 6 阶梯铳刀1钱 4 X 8 1 6 阶梯孔8T 0 8中1 2 H 8 较刀1较 4 义中1 2 H 8 孔9T 0 98 1 4 麻花钻1钻 4 X M 1 6 螺纹底孔1 0T 1 09 0 力1 6 铳刀14 X M l 6 螺纹孔倒角1 1T 1 1机用丝锥M 1 61攻 4 X M 1 6 螺纹孔编制XXX审核XXX批准XXX年 月日共页第页表 18-2盖板零
44、件数控加工工序卡片单位名称XXX产品名称或代号零件名称零件图号XXX盖板XXX工序号程序编号夹具名称使用设备车间XXXXXX平口虎钳T H 5 6 6 0 A数控中心工 步号工步内容刀 具号刀具规格/m m主轴转速/r.m m进 给 速 度/m m.m m背/侧吃刀量/m m备注1粗铳A 面T 0 11 0 02 5 08 03.8自动2精铳A 面T 0 161 0 03 2 04 00.2自动3粗铳B 面T 0 11 0 02 5 08 03.8自动4精铳B 面，保证尺寸1 5T 0 11 0 03 2 04 00.2自动5钻各光孔和螺纹孔的中心孔T 0 231 0 0 04 0自动6粗镇中
45、6 0 H 7 孔至8 5 8T 0 35 84 0 06 0自动7半精健8 6 0 H 7 孔至85 9.9T 0 40 5 9.94 6 05 0自动8精镇6 6 0 H 7孔T 0 5 6 0 H 75 2 03 0自动9钻4 X 6 1 2 H 8底孔至中1 1.9T 0 6 1 1.95 0 06 0自动1 0留4 X 8 1 6阶梯孔T 0 70 1 62 0 03 0自动1 1较 4 X 8 1 2 H 8 孔T 0 8 1 2 H 81 0 03 0自动1 2钻4 X M 1 6螺纹底孔至1 4T 0 90 1 43 5 05 0自动1 34 X M 1 6螺纹孔端倒角T 1
46、01 63 0 04 0自动1 4攻4 X M 1 6螺纹孔T 1 1M 1 61 0 02 0 0自动编制XXX 审核X X批准XXX年 月日共页第页第4章模具零件电火花加工思考题与习题1.简述数控电火花成型加工的基本原理。答：电火花加工是通过电极间产生火花放电，把接触表面烧毛、腐蚀。电火花腐蚀的主要原因在于火花放电时，火花通道瞬时产生大量的热，以致使电极表面的金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来，形成放电凹坑。要实现电蚀加工，必须具备以下几个基本条件：1）需要有两个电极（工具电极和工件电极）。在两电极之间加工时必须保持一定的间隙,一般是几个微米至数百微米。2）火花放电必须在一定绝缘性能的介质中
47、进行。3）放电点局部区域的功率密度足够高，即放电通道要有很高的电流密度。4）火花放电是瞬时的脉冲性放电。5）在先后两次脉冲放电之间，应有足够的停歇时间，排除电蚀产物，使极间介质充分消电离，恢复介电性能。2.简述电火花成型加工机床的分类方法。答；S）根据电极的选择不同分为：电火花成型机床（块状电极）和电火花线切割加工机 床（丝状电极）；（2）根据加工特点分为：电火花成型机床（主要用于型腔、盲孔加工）、电火花穿孔机（主要用于高速加工小孔）、电火花线切割加工（用于加工外形和通孔）。3.电火花成型机床由哪几部分组成？电火花线切割加工机床由哪几部分组成？答：（1）电火花成型机床由哪几部分组成床身和立柱、
48、工作台、主轴头、电火花加工机床的工作液和循环过滤系统、电火花成型机床的脉冲电源、电火花加工机床的伺服进给系统。（2）电火花线切割加工机床由哪儿部分组成答：机床机械部分：床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等几部分组成。脉冲电源：又称高频电源，其作用是把普通的50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电压。微机控制装置：主要功用是轨迹控制和加工控制。工作液循环系统：由工作液、工作液箱、工作液泵和循环导管组成。4.什么是电火花加工过程中的极性效应?加工时如何正确选择加工极性？答：电火花加工中工件和电极都会受到电腐蚀作用，只是两极的蚀除量不同，这种现象成为极性效应。工件接正极的加工方法称
49、为正极性加工；反之，称为负极性加工。在用短脉冲加工时，正极材料的蚀除速度大于负极材料的蚀除速度,这时工件应接正极;当采用长脉冲加工时，质量和惯性大的正离子将有足够的时间加速，到达并轰击负极表面，由于正离子的质量大，对负极表面的轰击破坏作用强，故采用长脉冲时负极的蚀除速度要比正极大，工件应接负极。5 .电火花成型加工的主要工艺参数有哪些？答：电火花成形加工的主要控制参数有两类，可分为离线参数和在线参数，离线参数是在加工前设定的，加工中基本不再调节，如放电电流、开路电压、脉冲宽度、电极材料、极性等；在线参数是加工中常需调节的参数，如进给速度（伺服进给参考电压）、脉冲间隔、冲油压力与冲油油量等。6
50、.电火花加工要具备什么条件？答：电火花加工加工材料必须为导电材料。加工材料的去除是靠放电时的热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电特性及其热学特性，如熔点、沸点（汽化点）、比热容、热导率、电阻率等，而几乎与其力学性能（硬度、强度）无关。8 .电火花加工型腔与其它型腔加工的方法相比有何特点？答：电火花加工型腔与其他型腔加工方法相比由以下特点：（1）很多盲孔型腔用一般的机械加工是困难的，甚至使不能做到的，采用电火花成型加工能较好完成加工要求形状和尺寸；（2）能加工先淬火获得较高硬度的工件，避免了采用机加工后热处理变形的影响；（3）不受材料硬度和难切削的限制，如加工硬质合金等材料，扩大了模