数控加工工艺与编程(程俊兰)第4章习题答案.pdf
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1、宠辱不惊,看庭前花开花落;去留无意,望天上云卷云舒。洪应明天行健,君子以自强不息。地势坤,君子以厚德载物。易经复习思考题 4 1加工中心可分为哪几类其主要特点有哪些 加工中心按结构布局可以分为以下三类:(1)立式加工中心 其主轴轴线垂直于水平面。为了解决垂直方向运动时重力平衡的问题,一般是由主轴箱沿立柱上下运动来实现的,主轴箱的重量通过立柱中空腔内的配重使其平衡。大型立式数控铣床则往往采用龙门架移动式,龙门架沿床身做纵向运动。三坐标立式数控铣床占有相当的比重,一般可进行三坐标联动加工。还有部分机床的主轴可以绕 X、Y、Z 坐标轴中的一个或两个轴做数控摆角运动,完成四坐标和五坐标数控立铣加工。(
2、2)卧式加工中心 其主轴轴线平行于水平面,垂直方向的运动一般也是由主轴箱升降来实现的。为了扩大加工范围,卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现四、五坐标加工。利用万能数控转盘,可以将工件上不同角度的加工面调整成加工位置,从而省去很多专用夹具或专用角度成型铣刀。带有数控转盘的卧式数控铣床利于对工件进行“四面加工”。2箱体上直径小于 30mm 的孔一般采用什么加工方法 直径小于 30mm 的孔可以不铸出毛坯孔,全部加工都在加工中心上完成。可分为“锪平端面打中心孔钻扩孔端倒角铰”等工步。有同轴度要求的小孔(30mm),须采用“锪平端面打中心孔钻半精镗孔端倒角精镗(或铰)”等工步来完成。
3、3数控铣和加工中心的工序划分原则是什么(1)工序集中原则。(2)先粗后精原则。(3)基准先行原则。(4)先面后孔原则。4数控铣和加工中心的工序划分方法有哪些(1)以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适于加工内容不多的零件,加工完成后就能达到待检状态。(2)以同一把刀具加工的内容划分工序。有些零件虽然能在一次安装中加工多个表面,但会导致程序太长。程序长度会受到系统内存容量、机床连续工作时间(一个零件在一个工作班内应该加工完毕)、查错和检索等的限制。因程序不宜太长,一道工序的内容也不宜太多。(3)以加工部位划分工序。对于加工内容很多的零件,按其结构特点将加工部位分成几个部分,如内形、外形、曲面或
4、平面等。一般先加工平面、定位面,后加工孔;先加工简单的几何形状,再加工复杂的几何形状;先加工精度要求较低的部位,再加工精度要求较高的部位。(4)以粗、精加工划分工序。对于易发生变形的零件,为减小加工后的变形,一般先进行粗加工,后进行精加工,并将粗、精加工工序分开。(5)先主后次。即先加工主要表面,然后加工次要表面。(6)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。丹青不知老将至,贫贱于我如浮云。杜甫常将有日思无日,莫待无时思有时。增广贤文(7)先内形内腔加工,后外形加工。5数控铣和加工中心的工步划分方法有哪些(1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依
5、次完成,或全部加工表面按先粗后精分开进行。(2)对于既有面又有孔的零件,可以采用“先面后孔”的原则划分工步。先铣面可提高孔的加工精度。因为铣削时切削力较大,工件易发生变形,而先铣面后镗孔,则可使其变形有一段时间恢复,减少由于变形引起的对孔的精度的影响。反之,如先镗孔后铣面,则铣削时极易在孔口产生飞边、毛刺,从而破坏孔的精度。(3)按所用刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短,可采用刀具集中工步,以减少换刀次数,减少辅助时间,提高加工效率。(4)在一次安装中,尽可能完成所有能够加工的表面。6影响切削用量的因素有哪些(1)机床:机床刚性、最大转速、进给速度等;(2)刀具:刀具长度、刃长、
6、刀具刃口、刀具材料、刀具齿数、刀具直径等;(3)工件:毛坯材质、热处理性能等;(4)装夹方式:(工件紧固程度)压板、台钳、托盘等;(5)冷却情况:油冷、气冷、水冷等。7如何用 Z 轴设定器确定刀具的长度(1)组装和调整加工中使用的各种刀具。(2)校准 Z 轴设定器,用校准棒压在 Z 轴设定器的上面,调整表盘使指针指向刻度 0。(3)将 Z 轴设定器放在 Z 向零点的平面上(一般为零件平面)。(4)将一把刀具装入加工中心(或数控铣床)主轴。(5)Z 向移动主轴,使刀尖与 Z 轴设定器接触,使 Z 轴设定器指针指向刻度 0(或是指示灯亮),将该刀的刀号、长度、直径等参数输入系统(输入方法参考机床操
7、作手册)。(6)将刀具装入刀库。(7)重复步骤(3)(5),直至将所有刀具测量完毕。用这种方法即测量了各个刀具的长度补偿值,又确定了 Z 轴的零点。8如何用机械式寻边进行 X、Y 的对刀(1)将偏心式寻边器通过刀柄安装在主轴上。(2)启动主轴旋转,主轴转速一般为 500r/min 左右。(3)在 X 正方向手动移动工作台,使寻边器下部的圆柱与被加工零件上与 X 轴垂直的侧面接触。(4)进一步慢速移动工作台,边移动边观察,直至两段圆柱同心,再移动突然又出现偏心。(5)记录下数控系统显示器上显示的 X 值,此时主轴中心与零件被测量面的距离等于寻边器的半径。(6)用同样的方法进行 Y 正向移动测量,
8、记录下 Y 值。丹青不知老将至,贫贱于我如浮云。杜甫人人好公,则天下太平;人人营私,则天下大乱。刘鹗(7)用记录的 X 值加上一个寻边器圆柱半径值(X+R),用记录的 Y 值加上一个寻边器圆柱半径值(Y+R),(X+R,Y+R)就是主轴中心移至零件一个角点上的坐标值,如果此点是工件原点,则将计算后的 X 值和 Y 值输入系统 G54G59 之一(如 G54)所对应的寄存器中,将来在程序中可使用 G54 控制坐标系。9如何用光电式寻边器进行 X、Y 的对刀(1)将工件通过夹具装在机床工作台上,装夹时,工件的四个侧面都应留出寻边器的测量位置。(2)将寻边器通过刀柄装在主轴上,手动 Z 轴使寻边器下
9、降,钢球与测量杆的交线不要低于零件的上表面,且保证钢球的最大半径面低于零件的上表面。当出现误操作时可以保护测量杆不受损坏。(3)在 X 方向快速移动主轴,让寻边器测头靠近工件的左侧,改用微调操作,让测头慢慢接触到工件左侧,直到寻边器发光。记下此时测头在机械坐标系中的 X 坐标值,如。(4)抬起测头至工件上表面之上,快速移动主轴,让测头靠近工件右侧,改用微调操作,让测头慢慢接触到工件右侧,直到寻边器发光。记下此时测头在机械坐标系中的 X 坐标值,如。(5)两者差值再减去测头直径,即为工件长度。测头的直径一般为 10mm,则工件的长度为L=-()-10=100mm。(6)工件坐标系原点在机械坐标系
10、中的 X 坐标为 X=+100/2+5=,将此值输入到工件坐标系中(如 G54)的 X 即可。(7)同样,工件坐标系原点在机械坐标系中的 Y 坐标也按上述步骤测定。10数控铣床和加工中心的坐标平面指令有哪些 G17、G18、G19 11加工中心的编程与数控铣床的编程主要有何区别 加工中心带有刀库,可以实现自动换刀,所以加工中心的编程可以用指令 M06 来换刀,而数控铣床需要手动换刀。12刀具长度补偿有哪些指令怎样使用 刀具长度补偿指令有 G43、G44、G49。指令格式为:G43 Z_ H_;或 G43 H_;G44 Z_ H_;或 G44 H_;G49;或 H00;G43 表示长度正补偿,其
11、含义是用 H 代码指定的刀具长度偏置号(存储在偏置存储器中)加到在程序中由指令指定的终点位置坐标值上;G44 表示长度负补偿,其含义是从终点位置减去补偿值。G49 是取消刀具长度补偿,等同于 H00。13试用图解表示 G41、G42、G43、G44 的含义。古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚忍不拔之志。苏轼其身正,不令而行;其身不正,虽令不从。论语 14G98、G99 的区别是什么 在钻孔固定循环中,使用 G98 控制刀具返回到初始点,用 G99 控制刀具返回到 R 点。15G15、G16 的作用是什么如何使用 极坐标编程通常使用指令 G15、G16 进行。Gl5:撤销极坐标编程 G16:
12、极坐标编程生效 极坐标编程时,编程指令的格式、代表的意义与所选择的加工平面有关,加工平面的选择仍然利用 G17、G18、G19 等平面选择指令进行。加工平面选定后,所选择平面的第一坐标轴地址用来指定极坐标半径;第二坐标轴地址用来指定极坐标角度,极坐标的 0方向为第一坐标轴的正方向。极坐标原点指定方式,可以将工件坐标系原点直接作为极坐标原点;也可以利用局部坐标系指令(G52)建立极坐标原点。16G50、G51 的作用是什么如何使用 G51 为比例缩放功能生效,指令格式:G51 X_ Y_ Z_ P_;各轴按相同比例缩放 穷则独善其身,达则兼善天下。孟子以家为家,以乡为乡,以国为国,以天下为天下。
13、管子牧民G51 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_;各种按不同比例缩放 X、Y、Z 指令用来确定缩放中心,P 指令用来确定缩放比例,缩放比例的最小输入增量单位是,如果省略 X、Y 和 Z 指令,则 G51 指令的刀具位置为缩放中心。I、J、K 分别对应 X、Y、Z 轴的比例系数,本系统设定 I、J、K 时不能带小数点,比例为 1 时,输入 1000 即可,通过对某一轴指令比例系数“-1”,可以利用比例缩放,实现镜像加工。G50 为关闭缩放功能 G51。指令格式:G50 17G68、G69 的作用是什么如何使用 G68 为图形旋转功能生效。指令格式:G17G18G19 G68 X_ Y_X_ Z
14、_Y_ Z_ R_;其中:X、Y、Z 指令指定旋转中心,如果程序中不指定回转中心,则以坐标原点为旋转中心;R 指令指定旋转角度,以度为单位,一般逆时针为正角度。G69 为关闭旋转功能。指令格式为:G69;18、的作用是什么如何使用 指令控制镜像功能开始。指令格式为:X_Y_X_ Y_;X、Y 指令后面的坐标字指定对称轴或对称点。如果式中只给出一个坐标字,是以一个轴镜像;如果给出两个坐标字,是以一个点镜像。例如,“X50.;”是以 X=50 为轴的轴对称;“X0 Y0;”是以原点为点对称。镜像指令有效后,系统将程序段中的被镜像的坐标字自动处理,形成镜像值。指令被执行时,结束可编程镜像的功能。指令
15、格式为:X_Y_X_ Y_;X、Y 指令后面的坐标字指定取消镜像操作的坐标轴和坐标点。19编制如图 4-73 所示的零件的加工程序,设零件材料为中碳钢。人之为学,不日进则日退,独学无友,则孤陋而难成;久处一方,则习染而不自觉。顾炎武丹青不知老将至,贫贱于我如浮云。杜甫 图 4-73 工艺分析:该零件加工内容为型腔,深 5mm,还有 4 个20 的沉孔,深 9mm。没有给出尺寸精度想、形位公差等技术要求,只需要编写加工程序走出形状即可。工艺设计:在数控铣床利用平口钳夹紧,刀具选择18 的 3 齿硬质合金立铣刀。先粗加工型腔,然后精加工型腔和20 的沉孔。型腔采用斜线下刀,沉孔采用螺旋线下刀。粗加
16、工时选择背吃刀量 5,侧面留 0.5mm 余量。每齿进给量查表 4-3 取 0.05mm,铣削速度查表 4-2 取 60m/min,主轴转速由公式 n=1000v/D 计算,取 1050,进给速度计算后取 157。精加工时选择背吃刀量 5。每齿进给量查表 4-3 取 0.04mm,铣削速度查表 4-2 取 80m/min,主轴转速由公式 n=1000v/D 计算,取 1415,进给速度计算后取 170。程序如下 O4001;主程序名 G54 G00 X0 Y0 设定工件坐标系 G00 S1050;快速下刀,启动主轴正转 G01 Y0 Z-2 F100;斜线下刀到 Z-2 Z-5;斜线下刀到切削
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