数控加工工艺与编程第4章习题答案

复习思考题复习思考题 4 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）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．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。 （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、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，记录下Y值。 （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 G54～G59 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，其含义是用H 代码指定的刀具长度偏置号（存储在偏