数控加工工艺课程重点答疑.doc

（2023.12.25）数控加工工艺课程重点答疑（文本）
第一章
切削用量三要素及其计算方法。
正交平面参考系中刀具角度的标注方法。
影响刀具工作角度的因素及其变化规律。
切削过程三个变形区的变形特点。
积屑瘤的形成条件及其克制措施。
影响切削变形的因素及变化规律。
影响切削力的因素及变化规律。
影响切削温度的因素及变化规律。
刀具磨损的形式，影响刀具耐用度的因素及变化规律。
切屑的种类、特点及产生条件。
粗、精加工时切削用量的选择原则和方法。
切削液的种类
刀具几何参数（前角、后角及主偏角）的合理选择原则。
第二章
常用刀具材料的种类、特点及合用场合。
可转位刀片的代码标记方法。
镗、铣类数控工具系统的结构类型与特点。
JT/BT/ST/HSK刀柄结构特点
第三章
六点定位的基本原理，会使用六点定位原理分析零件加工应限制的自由度数。
粗、精基准的选择原则。
常见定位方式、定位元件及所限制的自由度数。
了解定位误差的基本概念。
夹紧装置应具有的基本规定和夹紧力方向、作用点的选择原则。
第四章
工序划分的原则及其特点。
数控加工工序划分的一般方法。
影响加工精度的因素及提高加工精度的措施。
影响表面粗糙度的因素及减小表面粗糙度的措施。
不同生产类型的工艺特性
加工阶段划分
加工顺序安排
拟定加工余量应注意的问题
尺寸链计算
机械加工精度的基本概念
从工艺因素的角度考虑，产生加工误差的因素
第五章
数控车削加工的重要对象。
数控车削加工零件工艺性分析的重要内容与方法。
数控车削加工工艺路线拟定的内容及方法。
车削加工顺序安排应遵循原则
数控车削常用车刀类型
第六章
数控铣削加工的重要对象。
数控铣削加工零件工艺性分析的重要内容与方法。
数控铣削加工工艺路线拟定的内容及方法
两轴半与三轴加工区别
传动系统反向间隙误差对孔系加工定位精度的影响
面铣刀、立铣刀、键槽铣刀的结构特点
第七章
加工中心的重要加工对象
加工中心加工工艺的特点。
加工中心加工零件工艺性分析的重要内容
从机械加工的角度考虑，在加工中心上加工的零件，其结构工艺性规定
孔加工进给路线的拟定
刀具预调
第八章
线切割加工原理
数控线切割加工的重要工艺指标及影响因素

徐宏海：作业答案：请田老师择机把作业答案挂网上
田虓：OK
徐宏海：作业一定要认真做作业

李西平：作业
第1章 数控加工的切削基础
作业答案
思考与练习题
1、什么是积屑瘤？它是如何形成的？对切削过程有何影响？如何克制积屑瘤的产生？
答：切削塑性金属材料时，常在切削刃口附近粘结一硬度很高的楔状金属块，它包围着切削刃且覆盖部分前面，这种楔状金属块称为积屑瘤
积屑瘤的形成和刀具前面上的摩擦有着密切关系。一般认为，最基本的因素是由于高压和一定的切削温度，以及刀和屑界面在新鲜金属接触的情况下加之原子间的亲和力作用，产生切屑底层的粘结和堆积。
积屑瘤不断发生着长大和破裂脱离的过程，其不稳定性常会引起切削过程的不稳定（切削力变动）。同时积屑瘤还会形成“切削刃”的不规则和不光滑，使已加工表面非常粗糙、尺寸精度减少。
实际生产中，可采用下列措施克制积屑瘤的生成：
a.提高切削速度。
b.适当减少进给量。
c.增大刀具前角。
d.采用润滑性能良好的切削液。
2、切屑的种类有哪些？不同类型切屑对加工过程和加工质量有何影响？
答：根据切削过程中变形限度的不同，可把切屑分为四种不同的形态：
① 带状切屑 切削过程较平稳，切削力波动较小，已加工表面粗糙度的值较小。
② 节状切屑 切削过程不太稳定，切削力波动也较大，已加工表面粗糙度值较大。
③ 粒状切屑 切削过程不平稳，切削力波动较大，已加工表面粗糙度值较大。
④ 崩碎切屑 切削力波动大，加工表面凹凸不平，刀刃容易损坏。由于刀屑接触长度较短，切削力和切削热量集中作用在刀刃处。
3、试述切削用量三要素对切削温度、切削力的影响规律。
答：削用量三要素对切削温度的影响规律：切削速度对切削温度的影响最明显，速度提高，温度明显上升；进给量对切削温度的影响次之，进给量增大，切削温度上升；背吃刀量对切削温度的影响很小，背吃刀量增大，温度上升不明显。
切削用量三要素对切削力的影响规律：背吃刀量对切削力的影响最大（aP加大一倍，切削力增大一倍）；进给量对切削力的影响次之（f加大一倍，切削力增大68%~86%）；切削速度对切削力的影响最小。
4、试述前角、主偏角对切削温度的影响规律？
答：前角增大，切削变形减小，产生的切削热少，切削温度减少，但前角太大，刀具散热体积变小，温度反而上升。
主偏角增大，切削刃工作长度缩短、刀尖角减小，散热条件变差，切削温度上升。
5、刀具正常磨损的形式有哪几种？分别在何种情况下产生？
答：① 前刀面磨损 在切削速度较高、切削厚度较大的情况下，切削高熔点塑性金属材料时，易产生前刀面磨损。
② 后刀面磨损 在切削速度较低、切削厚度较小的情况下，会产生后刀面磨损。
③ 前刀面和主后刀面同时磨损 在中档切削速度和进给量的情况下，切削塑性金属材料时，经常发生前、后刀面同时磨损。
6、试述进给量、主偏角对断屑的影响。
答：进给量增大，切削厚度也按比例增大，切屑卷曲应力增大，容易折断。
主偏角越大，切削厚度越大，切屑在卷曲时弯曲应力越大，易于折断。一般来说，kr在75°~90°范围较好
7、车削直径80mm，长200mm棒料外圆，若选用ap=4mm，f=0.5mm/r，n=240r/min，试问切削速度vc，切削时间tm，材料切除率Q为多少？

模拟自测题
一、单项选择题
1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ D）。
（A）带状切屑    （B）挤裂切屑     （C）单元切屑    (D) 崩碎切屑
2、切削用量是指（D）。
（A）切削速度     （B）进给量 （C）切削深度  （D）三者都是
3、切削用量选择的一般顺序是（ ）。
（A）ap-f-vc （B）ap- vc -f （C）vc -f-ap （D）f-ap- vc
4、拟定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（C）。
（A）go 和ao （B）ao 和Kr′ （C）Kr 和ao （D）λs和Kr′
5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。
（A）二个 （B）四个 （C）三个 （D）五个
6、在切削平面内测量的车刀角度是 （ D）。
（A）前角     （B） 后角     （C） 楔角    （D） 刃倾角
7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般 （ A），最后拟定一个合适的切削速度v。
（A） 应一方面选择尽也许大的吃刀量ap，另一方面选择较大的进给量f；
（B） 应一方面选择尽也许小的吃刀量ap，另一方面选择较大的进给量f；
（C） 应一方面选择尽也许大的吃刀量ap，另一方面选择较小的进给量f；
（D） 应一方面选择尽也许小的吃刀量ap，另一方面选择较小的进给量f。
8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。
（A） 刀具   （B） 工件 （C） 切屑    （D） 空气
9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响限度为（ C ）
（A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小；
（B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小；
（C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小；
（D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小；
10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（ A ），目的是增长阻尼作用。
（A）比轴中心稍高一些 （B）与轴中心线等高
（C）比轴中心略低一些 （D）与轴中心线高度无关
11、数控编程时，通常用F指令表达刀具与工件的相对运动速度，其大小为（ C ）。
（A）每转进给量f （B）每齿进给量fz
（C）进给速度vf （D）线速度vc
12、刀具几何角度中，影响切屑流向的角度是（ B ）。
（A）前角； （B）刃倾角； （C）后角； （D）主偏角。
13、切断、车端面时，刀尖的安装位置应（ B ），否则容易打刀。
（A）比轴中心略低一些； （B）与轴中心线等高；
（C）比轴中心稍高一些； （D）与轴中心线高度无关。
14、（ A）切削过程平稳，切削力波动小。
（A）带状切屑 （B）节状切屑 （C）粒状切屑 （D）崩碎切屑
15、为提高切削刃强度和耐冲击能力，脆性刀具材料通常选用（ B ）。
（A）正前角； （B）负前角； （C）0°前角； （D）任意前角。

二、判断题（对的的打√，错误的打×）
1、用中档切削速度切削塑性金属时最容易产生积屑瘤。( √ )
2、在金属切削过程中，高速加工塑性材料时易产生积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响。( ×)
3、刀具前角越大，切屑越不易流出、切削力也越大，但刀具的强度越高。（  ×  ）
4、主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。（ √）
5、精加工时一方面应当选取尽也许大的背吃刀量。（  ×  ）
6、外圆车刀装得低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。（ √  ）
7、进给速度由F指令决定，其单位为m/min。（ × ）
8、前角增长，切削力减小，因此前角越大越好。（ × ）
9、背吃刀量是根据工件加工余量进行选择的，因而与机床功率和刚度无关。（× ）
10、选择合理的刀具几何角度以及适当的切削用量都能大大提高刀具的使用寿命。（　×　）

三、简答题
1、什么是刀具磨钝标准？什么叫刀具耐用度？影响刀具耐用度的因素有哪些？
答：根据加工规定规定的主后刀面中间部分的平均磨损量VB允许达成的最大值作为磨钝标准。
刀具从刃磨后开始切削，一直到磨损量达成磨钝标准为止所通过的总切削时间T，称为刀具的耐用度，单位为min。刀具耐用度T不涉及对刀、测量、快进、回程等非切削时间。
影响刀具耐用度的因素
a. 切削用量 切削用量三要素对刀具耐用度的影响限度为：vc最大、f次之、aP最小。
b. 刀具几何参数 前角gO增大，切削力减少和切削温度减少，刀具耐用度提高；但前角太大，刀具强度减少，散热变差，刀具耐用度反而减少了。主偏角减小，刀尖强度提高，散热条件改善，刀具耐用度提高；但是主偏角kr太小，FP增大，当工艺系统刚性较差时，易引起振动。
c. 刀具材料 刀具材料的红硬性越高，则刀具耐用度就越高。但是，在有冲击切削、重型切削和难加工材料切削时，影响刀具耐用度的重要因素为冲击韧性和抗弯强度。
d. 工件材料 工件材料的强度、硬度越高，产生的切削温度越高，故刀具耐用度越低。
2、前角的作用和选择原则是什么？
前角的作用：影响切削变形和切削力的大小、刀具耐用度及加工表面质量高低。
合理前角的选择原则：
① 加工塑性材料取较大前角；加工脆性材料取较小前角；
② 当工件材料的强度和硬度低时，可取较大前角；当工件材料的强度和硬度高时，可取较小前角；
③ 当刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较低时，取较小前角；高速钢刀具的前角比硬质合金刀具的合理前角大，陶瓷刀具的合理前角比硬质合金刀具小；
④ 粗加工时取较小前角甚至负前角，精加工时应取较大前角；
⑤ 工艺系统刚性差和机床功率小时，宜选较大前角，以减小切削力和振动；
⑥ 数控机床、自动线刀具，为保证刀具工作的稳定性（不发生崩刃及破损），一般选用较小的前角。
3、后角的作用和选择原则是什么？
答：后角的作用：减小后面与过渡表面和已加工表面之间的摩擦；影响楔角bo的大小，从而配合前角调整切削刃的锋利限度和强度。
合理后角的选择原则：
① 粗加工时，为保证刀具强度，应选较小后角；精加工时，以保证表面质量，应取较大的后角。
② 工件材料的强度、硬度高时，宜取较小的后角；工件材料硬度低、塑性较大时，主后刀面的摩擦对已加工表面质量和刀具磨损影响较大，此时应取较大的后角；加工脆性材料时，切削力集中在切削刃附近，为强化切削刃，宜选取较小的后角。
③ 对于尺寸精度规定较高的精加工刀具（如铰刀、拉刀），为减少重磨后刀具尺寸变化，应取较小的后角。
④ 工艺系统刚性差，容易产生振动时，应取较小的后角以增强刀具对振动的阻尼作用。
4、主偏角的作用和选择原则是什么？
答：主偏角的作用：影响刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。
合理主偏角的选择原则：
a. 粗加工和半精加工时，硬质合金车刀应选择较大的主偏角，以利于减少振动，提高刀具耐用度和断屑。
b. 加工很硬的材料，如淬硬钢和冷硬铸铁时，为减少单位长度切削刃上的负荷，改善刀刃散热条件，提高刀具耐用度，应取Kr=10º~30º，工艺系统刚性好的取小值，反之取大值。
c. 工艺系统刚性低（如车细长轴、薄壁筒）时，应取较大的主偏角，甚至取Kr≥90º，以减小背向力Fp，从而减少工艺系统的弹性变形和振动。
d. 单件小批生产时，希望用一两把车刀加工出工件上所有表面，则应选用通用性较好的Kr=45º或90º的车刀。
e. 需要从工件中间切人的车刀，以及仿形加工的车刀，应适当增大主偏角和副偏角；有时主偏角的大小决定于工件形状，例如车阶梯轴时，则需用Kr=90º的刀具。
5、切削液的作用有哪些？
答：冷却作用、润滑作用、清洗作用、防锈作用。
6、粗、精加工时，切削用量的选择原则分别是什么？
答：① 粗加工时切削用量的选择原则 一方面选取尽也许大的背吃刀量；另一方面要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽也许大的进给量；最后根据刀具耐用度拟定最佳的切削速度。
② 精加工时切削用量的选择原则 一方面根据粗加工后的余量拟定背吃刀量；另一方面根据已加工表面的粗糙度规定，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽也许选取较高的切削速度。
四、分析题
1、外圆车刀：Kr=90°，Kr¢=35°，go=8°，ao=ao¢=10°，ls= -5°，规定绘制刀具示意图并标注上述几何角度。
2、（1）45°端面车刀：Kr=Kr¢=45°，go= -5°，ao=ao¢=6°，ls= -3°
（2）内孔镗刀：Kr=75°，Kr¢=15°，go=10°，ao=ao¢=10°，ls= 10°
规定绘制刀具示意图并标注上述几何角度。
答：
Kr′
Kr
O
O
O－O
gO
aO
O′
O′
O′－O′
aO′
S
S向
lS

题1

题2（1）

题2（2）

第2章 数控机床刀具的选择
作业答案

思考与练习题
1、简述数控刀具材料的种类、特点及其应用场合？
答：（1）高速钢：具有较好的力学性能和良好的工艺性，可以承受较大的切削力和冲击，但红硬性、耐磨性较差。应用场合：①普通高速钢——不适于高速和硬材料切削；②高性能高速钢——用于制造出口钻头、铰刀、铣刀等；③粉末冶金高速钢——用于制造大型拉刀和齿轮刀具，特别是切削时受冲击载荷的刀具。
（2）硬质合金：具有硬度高（大于89 HRC）、熔点高、化学稳定性好、热稳定性好的特点，但其韧性差，脆性大，承受冲击和振动能力低。应用场合：①普通硬质合金：YG类——重要用于加工铸铁及有色金属；YT类——重要用于加工钢料。②新型硬质合金——既可用于加工钢料，又可加工铸铁和有色金属。
（3）陶瓷刀具：硬度高，耐磨性比硬质合金高十几倍，具有良好的抗粘性能，化学稳定性好，脆性大、强度低、导热性差。应用场合：Al2O3基陶瓷刀具——合用于各种铸铁及钢料的精加工、粗加工；Si3N4基陶瓷刀具——适于端铣和切有氧化皮的毛坯工件等。此外，可对铸铁、淬硬钢等高硬材料进行精加工和半精加工。
（4）立方氮化硼（CBN）：有很高的硬度及耐磨性，仅次于金刚石；热稳定性比金刚石高1倍；有优良的化学稳定性；导热性比金刚石差但比其他材料高得多，抗弯强度和断裂韧性介于硬质合金和陶瓷之间。应用场合：可加工以前只能用磨削方法加工的特种钢，它还非常适合数控机床加工
（5）金刚石：具有极高的硬度，耐磨性高，很高的导热性，刃磨非常锋利，粗糙度值小，可在纳米级稳定切削，较低的摩擦系数。应用场合：重要用于加工各种有色金属、各种非金属材料，不能用于加工黑色金属。
2、选择刀片（刀具）通常应考虑哪些因素？
答：① 被加工工件材料的类别：有色金属（铜、铝、钛及其合金）；黑色金属（碳钢、低合金钢、工具钢、不锈钢、耐热钢等）；复合材料；塑料类等。
② 被加工件材料性能的状况：涉及硬度、韧性、组织状态—铸、锻、轧、粉末冶金等。
③ 切削工艺的类别：分车、钻、铣、镗，粗加工、精加工、超精加工，内孔，外圆，切削流动状态，刀具变位时间间隔等。
④ 被加工工件的几何形状（影响到连续切削或间断切削、刀具的切入或退出角度）、零件精度（尺寸公差、形位公差、表面粗糙度）和加工余量等因素。
⑤ 规定刀片（刀具）能承受的切削用量（切削深度、进给量、切削速度）。
⑥ 生产现场的条件（操作间断时间、振动、电力波动或忽然中断）。
⑦ 被加工工件的生产批量，影响到刀片（刀具）的经济寿命。
3、可转位刀具有哪些优点？
答：① 刀具寿命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷，刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。
② 生产效率高 由于机床操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅助时间。
③ 有助于推广新技术、新工艺 可转位刀具有助于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。
4、数控加工对刀具有哪些规定？
答：① 刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化；
② 刀片或刀具材料及切削参数与被加工工件的材料之间匹配的选用原则；
③ 刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化；
④ 刀片及刀柄的定位基准的优化；
⑤ 刀片及刀柄对机床主轴的相对位置的规定高；
⑥ 对刀柄的强度、刚性及耐磨性的规定高；
⑦ 刀柄或工具系统的装机重量限制的规定；
⑧ 对刀具柄的转位，装拆和反复精度的规定；
⑨ 刀片及刀柄切入的位置和方向的规定；
⑩ 刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系列化；
整个数控工具系统自动换刀系统的优化。
5、镗铣类工具系统的结构形式分哪两类？各有何特点？
答：① 整体式结构——结构简朴、使用方便、可靠、更换迅速等。缺陷是锥柄的品种和数量较多。
② 模块式结构——减少了工具的规格、品种和数量的储备，对加工中心较多的公司有很高的实用价值。但刚性没有整体式好。
6、HSK刀柄与7：24锥柄相比，有何优点？合用于什么场合？
答：①定位精度高。②静态、动态刚度高。③空心刀柄高速旋转时，在离心力作用下可以“胀大”，与主轴内孔紧密贴合。④重量轻、尺寸小、结构紧凑。⑤清除污垢方便。
重要用于高速加工。

模拟自测题

一、单项选择题
1、切削刃形状复杂的刀具宜采用（ D ）材料制造较合适。
（A）硬质合金 （B）人造金刚石 （C）陶瓷 （D）高速钢
2、用硬质合金铰刀铰削塑性金属材料时，由于工件弹性变形的影响，容易出现（ A）现象。
（A）孔径收缩 （B）孔径不变 （C）孔径扩张
3、刀具切削部分材料的硬度要高于被加工材料的硬度，其常温硬度应在（ C ）。
（A）HRC45－50间 （B）HRC50－60间 （C）HRC60以上
4、数控机床一般采用机夹可转位刀具，与普通刀具相比机夹可转位刀具有很多特点，但（ A ）不是机夹可转位刀具的特点。
（A）刀具要经常进行重新刃磨
（B）刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化
（C）刀片及刀柄高度的通用化、规则化、系列化
（D）刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化
5、YG类硬质合金重要用于加工（A）材料
（A）铸铁和有色金属 （B）合金钢 （C）不锈钢和高硬度钢 （D）工具钢和淬火钢
6、下列那种刀具材料硬度最高（ A ）
（A）金刚石 （B）硬质合金 （C）高速钢 （D）陶瓷
7、刀具材料在高温下可以保持较高硬度的性能称为（ B ）。
（A）硬度 （B）红硬性 （C）耐磨性 （D）韧性和硬度
8、HRC表达（ D ）。
（A）布氏硬度 （B）硬度 （C）维氏硬度 （D）洛氏硬度
9、JT/BT/ST刀柄柄部锥度为（ A ）。
（A）7：24； （B）1：10； （C）1：5； （D）1：12
10、HSK刀柄柄部锥度为（ B ）。
（A）7：24； （B）1：10； （C）1：5； （D）1：12
11、车削阶梯轴时，主偏角Kr的大小应满足（ A ）。
（A）Kr≥90° （B）Kr≥75°
（C）Kr≤90° （D）Kr=0°
12、金刚石刀具与铁元素的亲和力强，通常不能用于加工（ B ）。
（A）有色金属； （B）黑色金属； （C）非金属； （D）陶瓷制品
13、机夹可转位刀片的ISO代码是由（ C ）位字符串组成的。
（A）8 （B）9 （C）10 （D）13
14、高速钢刀具的合理前角（ B ）硬质合金刀具的合理前角。
（A）小于 （B）大于 （C）等于 （D）与刀具材料无关
15、下列哪种刀柄合用于高速加工（ D ）
（A）JT （B）BT （C）ST （D）HSK

二、判断题（对的的打√，错误的打×）
1、YT类硬质合金中，含钴量多，承受冲击性能好，适合粗加工。（ √ ）
2、可转位式车刀用钝后，只需要将刀片转过一个位置，即可使新的刀刃投入切削。当几个刀刃都用钝后，更换新刀片。（ √ ）
3、在高温下，刀具切削部分必须具有足够的硬度，这种在高温下仍具有较高硬度的性质称为红硬性。（ √ ）
4、YG类硬质合金重要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。（ ×　 ）
5、由于硬质合金的抗弯强度较低，抗冲击韧性差，其合理前角应小于高速钢刀具的合理前角。（　√　）
6、金刚石刀具重要用于加工各种有色金属、非金属及黑色金属。（　× ）
7、高速钢与硬质合金相比，具有硬度较高，红硬性和耐磨性较好等优点。（　×　）
8、硬质合金按其化学成分和使用特性可分为钨钴类（YG）、钨钛钴类（YT）、钨钛钽钴类（YW）、碳化钛基类（YN）四类。（　√　）
9、高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，但不能用于高速切削。（　√　）
10、JT/BT/ST刀柄的定心精度比HSK刀柄高。（ × ）

第3章 数控加工中工件的定位与装夹
作业答案
思考与练习题
1、车削薄壁零件如何夹紧工件？
答：轴向夹紧或增长夹紧力作用点面积。
2、拟定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么？
答：根据工件加工精度规定。
3、试简述定位与夹紧之间的关系。
答：任务不同，定位使加工前工件在机床上占有对的的位置，而夹紧则使工件在加工过程中始终保持在原先拟定的位置上。两者相辅相成，缺一不可。
4、采用夹具装夹工件有何优点？
答：a. 易于保证工件的加工精度。
b. 使用夹具可改变和扩大原机床的功能，实现“一机多用”。
c. 使用夹具后，不仅省去划线找正等辅助时间，并且有时还可采用高效率的多件、多位、机动夹紧装置，缩短辅助时间，从而大大提高劳动生产率。
d. 用夹具装夹工件方便、省力、安全。
e. 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地减少生产成本。
5、当基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时，怎么解决？
答：以保证工件加工精度为原则，若采用统一定位基准可以保证加工表面的尺寸精度，则应遵循基准统一原则；若不能保证尺寸精度，则应遵循基准重合原则，以免使工序尺寸的实际公差值减小，增长加工难度。
6、什么情况下才需要计算定位误差？
答：用夹具装夹、调整法加工一批工件的条件下，基准不重合时，需要计算定位误差。若采用试切法加工，不存在定位误差，因而也不需要计算定位误差。
7、如何理解定位面与定位基准的区别？
答：工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的互相接触（配合）来拟定的，工件以平面定位时，定位面就是定位基准；工件以内、外圆柱面定位时，定位面是内、外圆柱面，而定位基准则是中心线。
8、车床上装夹轴类零件时，如何找正？
答：工件外圆上选择相距较远的两点，用百分表找正。
模拟自测题
一、单项选择题
1、过定位是指定位时，工件的同一（  B）被多个定位元件反复限制的定位方式。
（A）平面   （B）自由度   （C）圆柱面   （D）方向 
2、若工件采用一面两销定位，限制的自由度数目为（ A  ） 
（A）六个   （B）二个   （C）三个   （D）四个
3、在磨一个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（ D  ）的原则。
（A）基准重合     （B）基准统一     （C）自为基准     （D）互为基准
4、采用短圆柱芯轴定位，可限制（ A ）个自由度。
（A）二 （B）三 （C）四 （D）一
5、在下列内容中，不属于工艺基准的是（ D ）。
（A）定位基准 （B）测量基准 （C）装配基准 （D）设计基准
6、（ A ）夹紧机构不仅结构简朴，容易制造，并且自锁性能好，夹紧力大，是夹具上用得最多的一种夹紧机构。
（A）斜楔形 （B）螺旋 （C）偏心 （D）铰链
7、精基准是用（ D ）作为定位基准面。
（A）未加工表面 （B）复杂表面 （C）切削量小的 （D）加工后的表面
8、夹紧力的方向应尽量垂直于重要定位基准面，同时应尽量与（ D ）方向一致。
（A）退刀 （B）振动 （C）换刀 （D）切削
9、选择粗基准时，重点考虑如何保证各加工表面（ D ），使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合零件图规定。
（A）对刀方便 （B）切削性能好 （C）进/退刀方便 （D）有足够的余量
10、通常夹具的制造误差应是工件在该工序中允许误差的（ C ）。
（A）1~3倍 （B）1/10~1/100 （C）1/3~1/5 （D）同等值
11、铣床上用的分度头和各种虎钳都是（ B ）夹具。
（A）专用 （B）通用 （C）组合 （D）随身
12、 决定某种定位方法属几点定位，重要根据（ B ）。
（A）有几个支承点与工件接触 （B）工件被消除了几个自由度
（C）工件需要消除几个自由度 （D）夹具采用几个定位元件
13、轴类零件加工时，通常采用V形块定位，当采用宽V形块定位时，其限制的自由度数目为（ B ）。
（A）三个 （B）四个 （C）五个 （D）六个
14、车细长轴时，要使用中心架或跟刀架来增长工件的（ C ）。
（A）韧性 （B）强度 （C）刚度 （D）稳定性
15、在两顶尖间测量偏心距时，百分表上指示出的（ D ）就等于偏心距。
（A）最大值与最小值之差 （B）最大值与最小值之和的一半
（C）最大值与最小值之差的两倍 （D）最大值与最小值之差的一半
二、判断题（对的的打√，错误的打×）
1、基准可以分为设计基准与工序基准两大类。（　×　）
2、夹紧力的方向应尽也许与切削力、工件重力平行。（　√）
3、组合夹具是一种标准化，系列化、通用化限度较高的工艺装备。（　√　）
4、工件在夹具中定位时，应使工件的定位表面与夹具的定位元件相贴合，从而消除自由度。（ √ ）
5、因欠定位没有完全限制按零件加工精度规定应当限制的自由度，因而在加工过程中是不允许的。（ √ ）
6、加工表面的设计基准和定位基准重合时，不存在基准不重合误差。（ √ ）
7、基准位移误差和基准不重合误差不一定同时存在。（ √ ）
8、基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时，若不能保证尺寸精度，则应遵循基准统一原则。（ × ）
9、车削偏心工件时，应保证偏心的中心与机床主轴的回转中心重合。（ √ ）
10、过定位在任何情况下都不应当采用。（ × ）
三、简答题
1、什么是欠定位？为什么不能采用欠定位？什么是过定位？ |Un2p3.JL?K u$0YQ 5! ($5e=*  
答：按照加工规定应当限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。
欠定位是不允许的。由于欠定位保证不了加工精度规定。
工件的一个或几个自由度被不同的定位元件反复限制的定位称为过定位。
2、什么是辅助支承？使用时应注意什么问题？
答：辅助支承是指由于工件形状、夹紧力、切削力和工件重力等因素，也许使工件在定位后还产生变形或定位不稳，为了提高工件的装夹刚性和稳定性而增设的支承。
辅助支承只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用，而不起限制自由度的作用，更不能破坏工件原有定位。
3、何谓浮动支承？限制几个自由度？
答：工件定位过程中，能随着工件定位基准位置的变化而自动调节的支承，称为浮动支承。浮动支承的作用相称于一个固定支承，只限制一个自由度。
4、什么叫定位误差？产生定位误差的因素是什么？ 5!| k~A2+
答：工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的互相接触（配合）来拟定的，由于定位基面、定位元件的工作表面自身存在一定的制造误差，导致一批工件在夹具中的实际位置不也许完全同样，使加工后各工件的加工尺寸存在误差。这种因工件在夹具上定位不准而导致的加工误差，称为定位误差。
产生定位误差的因素：基准位移误差和基准不重合误差。
5、工件以平面作定位基准时，常用支承类型有哪些？ )pL W ]a
答：工件以平面定位时，常用定位元件有：固定支承、可调支承、浮动支承、辅助支承四类。
6、拟定夹紧力的作用方向和作用点应遵循哪些原则？
答：① 夹紧力应朝向重要定位基准。
② 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，并靠近支承元件的几何中心。
③ 夹紧力的方向应有助于减小夹紧力的大小。
④ 夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚性较好的方向和部位。
⑤ 夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面。
7、按照基准统一原则选用精基准有何优点？
答：既可保证各加工表面间的互相位置精度，避免或减少因基准转换而引起的误差，并且简化了夹具的设计与制造工作，减少了成本，缩短了生产准备周期。
8、粗基准的选择原则是什么？
答：（1）互相位置规定原则
（2）加工余量合理分派原则
（3）重要表面原则
（4）不反复使用原则
（5）便于工件装夹原则
9、精基准的选择原则是什么？
答：（1）基准重合原则
（2）基准统一原则
（3）自为基准原则
（4）互为基准原则
（5）便于装夹原则
10、夹紧装置应具有的基本规定是什么？
答：① 夹紧过程可靠，不改变工件定位后所占据的对的位置；② 夹紧力的大小适当。
③ 操作简朴方便、省力、安全。④ 结构性好，夹紧装置的结构力求简朴、紧凑，便于制造和维修。
四、计算题
1、轴套类零件铣槽时，其工序尺寸有三种标注方法，如图1所示，定位销为水平放置，试分别计算工序尺寸H1、H2、H3的定位误差。
H3
图1

解：

①对于尺寸H2，基准重合，，因此
②对于尺寸H1

因工序基准不在定位面上，所以
③对于尺寸H3

因工序基准不在定位面上，所以
五、分析题
1、根据六点定位原理分析图2各定位方案的定位元件所限制的自由度。

分析：
图a限制X、Y、Z三个方向移动自由度。
图b限制X、Y、Z三个方向移动，绕Y、Z轴转动共计5个自由度
图c限制所有6个自由度
图d限制X、Y、Z三个方向移动，绕X、Y轴转动共计5个自由度
2、什么是过定位？试分析图3中的定位元件分别限制了哪些自由度？是否合理？如何改善？

b)

图3
分析：
工件的一个或几个自由度被不同的定位元件反复限制的定位称为过定位。
x
z
y
支承板
圆锥销

图a分析
①支承板限制自由度：
②圆锥销限制自由度：
③沿Z轴移动自由度反复限制，不合理
④不合理，改善措施：将圆锥销改为短圆柱销

Z
X
Y
限制Y、Z共2个自由度
限制X、Y共2个自由度
限制Z、X、Y共3个自由度
图b分析：

不合理。改善措施：将圆柱销改为削边销（上、下削平）。
x
y
z
支承板
V形块
短圆柱销
图C分析

①支承板限制自由度：
②短圆柱销限制自由度：
③V形块限制自由度：
④沿X、Y轴移动自由度反复限制，不合理
⑤不合理，改善措施：将V形块改为削边销
3、试分析图4中夹紧力的作用点与方向是否合理？为什么？如何改善？

图4
2、答：
图a不合理，由于力作用处工件刚度差，容易变形；
图b不合理，由于工件容易倾翻；
图c不合理，由于力作用处工件刚度差，容易变形；
图d不合理，由于工件容易倾翻。改善方案见下图红色箭头。

第4章 数控加工工艺基础
作业答案
思考与练习题
1、试述单件小批生产、成批生产及大批大量生产的工艺特性有何区别？
答：见下表
工艺特性
单件小批生产
成批生产
大批大量生产
毛坯的制造方法
及加工余量
木模手工铸造或自由锻，毛坯精度低，加工余量大。
金属魔铸造或模锻部分毛坯，毛坯精度与加工余量适中。
广泛采用金属模铸造和模锻，毛坯精度高，加工余量小。
机床设备及其布置
通用机床、数控机床。按机床类别采用机群式布置。
部分通用机床、数控机床及高效机床，按工件类别分工段排列。
广泛采用高效专用机床和自动机床，按流水线和自动线排列。
工艺装备
多采用通用夹具、刀具和量具。靠划线和试切法达成精度规定。
多采用可调夹具，部分靠找正装夹达成精度规定。较多采用专用刀具和量具。
广泛采用高效率的夹具、刀具和量具。用调整法达成精度规定。
工人技术水平
技术纯熟工人
技术比较纯熟工人
对操作工人技术规定低，
对调整工人技术规定高。
工艺文献
工艺过程卡，关键工序卡。数控加工工序卡和程序单。
工艺过程卡，关键零件的工序卡。数控加工工序卡和程序单。
工艺过程卡，工序卡，关键工序调整卡和检查卡。
生产率
低
中
高
成本
高
中
低

2、什么样的零件适合采用数控加工？
答：
（1）最适应类
① 形状复杂，加工精度规定高，通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件；
② 具有复杂曲线或曲面轮廓的零件；
③ 具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型腔的壳体或盒型零件；
④ 必须在一次装夹中