数控特种加工技术工艺与编程知识竞赛试题（附含答案）.pdf

数控特种加工技术工艺与编程知识竞赛试题（附含答案）一、判断题1.电火花加工时，必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙。（J）2.高速走丝线切割，铝丝往复运动；低速走丝线切割，铝丝单方向移动。（X）3.电火花加工中粗加工时工件常接正极，精加工时工件常接负极。（X）4.电极丝的补偿可以在圆弧上加补偿。（X）5.电火花线切割加工中，电源可以选用直流脉冲电源或交流电源。（X）6.特种加工中加工的难易与工件硬度有关。（X）7.电火花成型加工的加工速度一般用体积加工速度来表示。（V ）8.习惯上将电极相对于工件的定位过程称为找正。（V）9.电火花实际生产的正常加工速度大大低于最大加工速度。（J）第 1 页 共 2 0 页1 0 .线切割机床用3 B 代码中的B 是分割符号。（V）1 1 .电火花成型机可以加工通孔和盲孔。（J）1 2 .目前线切割加工时应用较普遍的工作液是煤油。（X ）1 3 .离子束加工必须在真空条件下进行。（J）1 4 .电火花加工中的吸附效应都发生在阴极上。（X）1 5 .电火花加工的粗规准一般选取的是窄脉冲、高峰值电流。（X ）1 6 .数控线切割加工是轮廓切割加工，不需设计和制造成形工具电极。（J）1 7 .电火花线切割加工可以用来制造成形电极。（J）1 8 .电解磨削的加工精度和表面质量较高。工件表面粗糙度与砂轮磨粒粗细无关。（V）1 9 .数控线切割加工一般采用水基工作液，可避免发生火灾，安全可靠，可实现昼夜无人值守连续加工。（J）2 0 .超声波加工是基于高速撞击原理，因此愈是硬脆材料，受冲击破坏作用也愈大，而韧性材料则由于它的缓冲作用而难以加工。（J）2 1 .与电火花加工、电解加工相比，超声波加工的加工精度高，加工表面质量好，但加工金属材料的效率较低。（V ）2 2 .电子束加工是利用电能使电子加速转换成动能撞击第2页 共2 0页工件，又转换成热能来蚀除金属的。（J）2 3 .快走丝线切割使用的电极丝材料比慢走丝差，所以加工精度比慢走丝低。（X）2 4 .电火花成型加工和穿孔加工相比，前者要求电规准的调节范围相对较大。（V）2 5 .电火花成型加工属于盲孔加工，工作液循环困难,电蚀产物排除条件差。（J）2 6 .在采取适当的工艺保证后，数控线切割也可以加工盲孔；（X ）2 7 .当电极丝的进给速度明显超过蚀除速度，则放电间隙会越来越小，以致产生短路。（J）2 8 .电火花成型加工电极损耗较难进行补偿。（J）二、名词解释1 .特种加工技术答：也称非传统加工技术，是直接将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除，以达到一定的形状尺寸和表面粗糙度要求的非传统加工方法。2 .电火花加工答：又称放电加工，是一种电、热能加工方法。它是在第3页 共2 0页一定介质中，利用工具电极与工件电极（正极与负极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀作用来对工件进行加工，以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法。在这一加工过程中可以看到放电过程中伴有火花，故将其称为电火花加工。电火花加工定义：3 .二次放电答：是指已加工表面上由于电蚀产物等的介入而再次进行非正常放电现象，集中反映在加工深度方向产生斜度和加工棱角棱边变钝方面。4 .电极相对损耗（电火花加工中）答：指工具电极损耗速度v e与工件蚀除速度v w之比的百分数，即。=v e/v w X 1 0 0%,是衡量工具电极耐损耗的指标。5 .复合加工答：把两种特种加工方法复合在一起，或者把一种或两种特种加工方法和常规机械加工方法复合在一起，使之相辅相成、相得益彰的加工工艺，例如电解电火花加工、电解电火花磨削等。6 .空化现象答：所谓空化现象，是指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时，加工间隙内形成负压和局部真空，在磨料液第4页 共2 0页内形成很多微空腔；当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，空泡闭合，引起极强的液压冲击波，从而使脆性材料产生局部疲劳，引起显微裂纹。7.放电间隙答：放电间隙是放电时工具电极和工件间的距离，它的大小一般在0.01 0.5nun之间，粗加工时间隙较大，精加工时则较小。8.脉冲宽度答：脉冲宽度简称脉宽（也 常 用ON、TON等符号表示），是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间（如图3-2所示）。9.占空比答：占空比小是脉冲宽度t i与脉冲间隔t o之比，2=ti/tO o粗加工时占空比一般较大，精加工时占空比应较小,否则放电间隙来不及消电离恢复绝缘，容易引起电弧放电。10.极性效应答：在电火花加工时，相同材料（如用钢电极加工钢）两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电极比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。11.DK7725第5页 共2 0页答：D K 7 7 2 5的基本含义为：D为机床的类别代号，表示是电加工机床；K为机床的特性代号，表示是数控机床；第一个7为组代号，表示是电火花加工机床；第二个7为系代号（快走丝线切割机床为7,慢走丝线切割机床为6,电火花成型机床为1）;2 5为基本参数代号，表示工作台横向行程为2 5 0 m mo1 2.电火花成形加工速度电火花成形加工的加工速度，是指在一定电规准下，单位时答：间内工件被蚀除的体积V或质量m。三、简答题1.试述电火花加工的特点及其应用。答：能“以柔克刚”，电极材料不必比工件材料硬，适合于难切削材料的加工。工件不变形，工具电极与工件不接触，便于加工小孔、深孔、窄缝零件。脉冲参数可调节，能在同一机床连续进行粗、半精、精加工，脉冲放电的持续时间短，工件表面的热影响区很小。加工过程易于实现自动控制。工具电极的制造有一定难度，电极的耗损影响加工精第6页 共2 0页度。电火花加工效率较低，只适用于导电材料的工件电火花加工广泛应用于凹模型孔、型腔加工。2.试述电火花加工的原理，并说明火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段？答：电火花加工原理：电火花加工是通过工件和工具电极相互靠近时极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属腐蚀下来，达到按要求改变材料的形状和尺寸的加工工艺。火花放电过程大致可分为如下四个阶段：极间介质的电离、击穿，形成放电通道。介质热分解、电极材料融化、气化，热膨胀。电极材料的抛出。极间介质的消电离。3.在电火花加工中，工作液的作用有哪些？答：形成火花放电通道，并在放电结束后迅速恢复放电间隙的绝缘状态。压缩放电通道，并限制其扩展，使放电能量高度集中在极小的区域内，既加强了蚀除的效果，又提高了放电仿型的精确性。第7页 共2 0页加速电极间隙的冷却和消电离过程，有助于防止出现破坏性电弧放电。加速电蚀产物的排除。4.影响电火花加工精度的主要因素答：放电间隙大小及其一致性采用较小的电规准，可以缩小放电间隙；这样，可以提高仿形精度，也使间隙变化量小，从而提高加工精度。工具电极的损耗及其稳定性电火花穿孔加工时，电极在长度方向上可以贯穿型孔,因此得到补偿；但电火花成型加工时，电极损耗后无法得到补偿，需要更换电极。二次放电现象。5.提高是电火花加工速度的途径有哪些？答：选用适当的脉冲宽度。选用适当的脉冲间隔。增加单位脉冲能量（主要是增加峰值电流）。提高脉冲频率fo6.影响电火花加工零件表面粗糙度的因素：答：单个脉冲能量大，则表面粗糙度差；第8页 共2 0页材料熔点高，则表面粗糙度好；工具电极的表面粗糙度对工件表面粗糙度有复印现象；工作液的电阻率降低，可以形成多个并存的放电通道,脉冲放电能量被分散，相应的放电痕迹较小，可以获得较好的表面粗糙度。7.电火花加工电蚀产物的排除方法有哪些？答：电极冲油工件冲油工件抽油开排气孔抬刀电极的摇动或平动8.电解磨削与其它的电解加工有什么差别?一般用在什么场合？答：电解磨削是电化学腐蚀与机械磨削作用相结合的一种复合加工方法，比电解加工具有较高的加工精度和较小的表面粗糙度值，比机械磨削有较高的生产率。电解磨削过程中，金属主要是靠电化学阳极溶解作用腐蚀下来的，电解磨轮只起磨去电解产物阳极钝化膜和整平工第9页 共2 0页件表面的作用。电解磨削主要用于高强度、高硬度、热敏性和磁敏性等材料。适用于难加工小孔、深孔、薄壁件，如蜂窝器、薄壁管或外壳、注射针头，麻花钻、端铳刀、成形铳刀等各种高速钢和硬质合金刀具的刃磨以及喷气式发动机的涡轮叶片及水轮机叶片的成形磨削。9.简述激光加工的特点。答：不受工件材料硬度、熔点、导电性等各种性质的影响，几乎对所有金属和非金属都可以进行激光加工；激光能聚集成极小的光斑，可以进行细微和精密加工;可使用反射镜，将激光输送到远离激光器的隔离室或其它地点，进行加工；无刀具，属于非接触式加工，无机械加工变形；对环境无特殊要求，便于自动控制连续加工，加工效率高，加工变形和热变形小。1 0.电子束和离子束加工为什么必须在真空条件下进行？答：只有在较高的真空条件中，电子和离子才能高速运动。由于加工时的金属蒸汽会影响电子和离子发射，产生第 1 0 页 共 2 0 页不稳定现象，所以在加工过程中，需要利用真空吸力，不断地把所产生的金属蒸汽抽出去。11.简述超声波加工的原理答：超声波加工是利用振动频率超过16000 H z的工具头的振动，通过悬浮液磨料的撞击和抛磨作用，对工件进行成型加工的一种方法；超声波加工时，在工件和工具之间注入液体（水或煤油等）和磨料混合的悬浮液，工具对工件保持一定的进给压力,并作高频振荡，频率为1630kHz,振幅为0.010.15nlln。磨料在工具的超声振荡作用下，以极高的速度不断地撞击工件表面，使工件材料在瞬间高压下产生局部破碎；由于悬浮液的告诉搅动，又使磨料不断抛磨工件表面。随着悬浮液的循环流动，使磨料不断得到更新，同时带走被粉碎下来的材料微粒。在加工中，工具逐步伸入到工件中，工具的形状便被复制到工件上。12.特种加工与传统切削加工方法相比，在加工原理上的主要区别有哪些？所能解决的主要加工问题有哪些？答：主要区别：不是主要依靠机械能，而是利用其它的能量（如电能、热能、化学能、光能、声能等）去除工件材料；工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些根第 1 1 页 共 2 0 页本不需要工具;加工过程中工具和工件之间不存在显著的切削力。可以解决：高硬度、高强度、高韧性、高脆性等各种难加工材料的加工问题；精密、微细、形状复杂零件的加工问题；薄壁、弹性等低刚度零件的加工问题。1 3.简述快走丝线切割机床在加工中间阶段断丝的原因及解决方法。答：在加工中间阶段断丝，可能的原因有：电参数不当，电流过大。进给调节不当，开路短路频繁。工作液太脏。导电块未与铝丝接触或被拉出凹痕。切割厚件时，脉冲过小。丝筒转速太慢。在快走丝线切割加工中，要正确分析断丝原因，采取合理的解决办法。在实际中往往采用如下方法：减少电极丝（铝丝）运动的换向次数，尽量消除铝丝抖第 1 2 页 共 2 0 页动现象。钥丝导轮的制造和安装精度直接影响铝丝的工作寿命。选用适当的切削速度。保持电源电压的稳定和冷却液的清洁。1 4.试详细分析影响材料放电腐蚀的因素。答：极性效应由于在不同的脉冲宽度下，工作液中所电离出来的电子与离子对电极发生作用的大小是不同的。吸附效应正电极表面能吸附工作液中分解、游离出来的带负电的碳离子，形成熔点和气化点比较高的薄层碳黑膜，保护正极,从而减少电极的损耗；（3）电参数提高电蚀量和加工效率的电参数途径有：提高脉冲频率增加单个脉冲能量减少脉冲间隔金属材料的热学常数第 1 3 页 共 2 0 页金属材料的熔点、沸点，比热容，熔化热，气化热愈高，电蚀量将愈小，愈难加工；导热率大的金属材料，能将热量传导、散失到其它部位，降低本身的蚀除量；工作液介电性好、密度和粘度大的工作液有利于压缩放电通道,提高放电的能量密度，强化电蚀产物的抛出效应；但是，粘度过大不利于电蚀产物的排出，影响正常放电。15、制订数控车削加工工艺方案时应遵循哪些基本原则？答：应遵循一般的工艺原则并结合数控车削的特点认真而详细地制订好零件的数控工艺车削加工工艺。其主要内容有：分析零件图纸、确定工件在车床上的装夹方式、各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。16、数控加工对刀具有哪些要求？答：与普通机床切削相比，数控机床对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度好、耐用度高、而且要求尺寸稳定、安装调整方便等。17、确定铳刀进给路线时，应考虑哪些问题？第 1 4 页 共 2 0 页答：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。1 8、零件图铳削工艺分析包括哪些内容？答：图样分析主要内容有：数控铳削加工内容的选择、零件结构工艺分析、零件毛坯的工艺性分析、加工方案分析等。1 9、制订数控铳削加工工艺方案时应遵循哪些基本原则？答：应遵循一般的工艺原则并结合数控铳削的特点认真而详细地制订好零件的数控工艺铳削加工工艺。其主要内容有：分析零件图纸、确定工件在铳床上的装夹方式、各轮廓曲线和曲面的加工顺序、刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。2 0、在数控机床上按“工序集中”原则组织加工有何优点？答：工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。这样减少了机床数量、操作工人数和点地面积，一次装夹后加工较多表面，不仅保证了各个加工表面之间的相互位置精度，同时还减少工序间的的工件运输量和装夹工件的辅助时间。第 1 5 页 共 2 0 页2 1、确定铳刀进给路线时，应考虑哪些问题？答：数控铳削加工中进给路线对零件的加工精度和表面质量有直接的影响，因此，确定好进给路线是保证铳削加工精度和表面质量的工艺措施之一。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有关。2 2、数控机床加工和普通机床加工相比有何特点？答：与普通机床相比，数控机床是一种机电一体化的高效自动机床，它具有以下加工特点：(1)具有广泛的适应性和较高的灵活性；(2)加工精度高，质量稳定；(3)加工效率高；(4)可获良好的经济效益。2 3、G 9 0 X 2 0.0 Y 1 5.0 与 G 9 1 X 2 0.0 Y 1 5.0 有什么区别？答:G 9 0表示绝对尺寸编程，X 2 0.0、Y 1 5.0表示的参考点坐标值是绝对坐标值。G 9 1表示增量尺寸编程，X 2 0.0、Y 1 5.0表示的参考点坐标值是相对前一参考点的坐标值。2 4、简述G 0 0与G 0 1程序段的主要区别？答：G 0 0指令要求刀具以点位控制方式从刀具所在位置第 1 6 页 共 2 0 页用最快的速度移动到指定位置，快速点定位移动速度不能用程序指令设定。G 0 1 是以直线插补运算联动方式由某坐标点移动到另一坐标点，移动速度由进给功能指令F 设定，机床执行G 0 1 指令时，程序段中必须含有F 指令。2 5、刀具返回参考点的指令有几个？各在什么情况上使用？答：刀具返回参考点的指令有两个。G 2 8 指令可以使刀具从任何位置以快速定位方式经中间点返回参考点，常用于刀具自动换刀的程序段。G 2 9 指令使刀具从参考点经由一个中间点而定位于定位终点。它通常紧跟在G 2 8 指令之后。用G 2 9 指令使所有的被指令的轴以快速进给经由以前G 2 8 指令定义的中间点，然后到达指定点。2 6、在数控加工中，一般固定循环由哪6 个顺序动作构成？答：固定循环由以下6 个顺序动作组成：X、Y 轴定位；快速运动到R点（参考点）；孔加工；在孔底的动作；退回到R点（参考点）；快速返回到初始点。2 7、简述加工中心的编程过程。答：加工中心的编程过程是：第 1 7 页 共 2 0 页构件零件的三维数据模型；确定数控加工的工艺方案并生成刀具轨迹；对刀具轨迹进行加工仿真以检验其合理性；后处理成G代码数控程序，上机试切与加工。28、何谓点位直线控制？答：点位直线控制类型的数控机床不仅可以控制刀具或工作台由一个位置点到另一个位置点的精确移动，还可以控制它们以给定的速度沿着平行于某一坐标轴方向移动和在移动过程中进行加工；该类型系统也可控制刀具或工作台同时在两个轴向以相同的速度运动，从而沿着与坐标轴成45o的斜线进行加工。29、何谓轮廓控制答：这类机床的控制系统可使刀具或工作台在几个坐标轴方向以各轴向的速度同时协调联动，不仅能控制运动部件的起点与终点，还可以控制其运动轨迹及轨迹上每一点的速度和位移。30、什么是刀具半径补偿？答：由于刀具总有一定的刀具半径或刀尖部分有一定的圆弧半径，所以在零件轮廓加工过程中刀位点的运动轨迹并不是零件的实际轮廓，刀位点必须偏移零件轮廓一个刀具半第 1 8 页 共 2 0 页径，这种偏移称为刀具半径补偿。3 1、什么是刀具长度补偿？答：刀具长度补偿是为了使刀具顶端达到编程位置而进行的刀具位置补偿。刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向的补偿，使刀具在Z轴方向的实际位移量大于或小于程序的给定量，从而使长度不一样的刀具的端面在Z轴方向运动终点达到同一个实际的位置。3 2、数控加工工序顺序的安排原则是什么？答：数控加工工序顺序的安排可参考下列原则：1）同一定位装夹方式或用同一把刀具的工序，最好相邻连接完成；2）如一次装夹进行多道加工工序时，则应考虑把对工件刚度削弱较小的工序安排在先，以减小加工变形；3）道工序应不影响下道工序的定位与装夹；4）先内型内腔加工工序，后外形加工工序。3 3、用圆柱铳刀加工平面，顺铳与逆铳有什么区别？答：逆铳时铳刀切入过程与工件之间产生强烈摩擦，刀具易磨损，并使加工表面粗糙度变差，同时逆铳时有一个上台工件的分力，容易使工件振动和工夹松动。采用顺铳时,切入前铳刀不与零件产生摩擦，有利于提高刀具耐用度、降第 1 9 页 共 2 0 页低表面粗糙度、铳削时向下压的分力有利增加工件夹持稳定性。但由于进给丝杆与螺母之间有间隙，顺铳时工作台会窜动而引起打刀；另外采用顺铳法铳削铸件或表面有氧化皮的零件毛坯时，会使刀刃加速磨损甚至崩裂。数控机床采用了间隙补偿结构，窜刀现象可以克服，因此顺铳法铢削应用较多。第2 0页 共2 0页