《数控加工工艺》第1次作业评讲

1《数控加工工艺》第1次作业评讲责任教师张晓峰《数控加工工艺》课程是中央广播电视大学数控技术专业的一门专业核心必修课程。数控加工工艺是数控加工的基础，理论与实践紧密结合。该课程以传统机械制造工艺为基础，密切结合数控加工的特点。该课程由数控加工的切削基础、数控机床刀具的选择、数控加工中工件的定位与装夹、数控加工工艺基础、数控车削加工工艺、数控铣削加工工艺、加工中心的加工工艺、数控线切割加工工艺等内容组成。学习这门课，需要多做练习题。我会在作业评讲中，给大家讲解一下主要的作业题，帮助大家进一步理解各章教学内容。第1章作业评讲1、什么是积屑瘤？它是怎样形成的？对切削过程有何影响？如何抑制积屑瘤的产生？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是金属切削过程中的积屑瘤。答：在一定的切削速度范围内切削钢、铝合金与球墨铸铁等塑性金属时，由于前刀面上挤压和摩擦的作用，使切屑底层中的一部分材料停滞和堆积在刃口附近，形成积屑瘤。积屑瘤是粘结在切削刃口附近一硬度很高的金属块。对切削过程有何影响：1）刀具实际前角增大2）增大切削厚度3）使加工表面粗糙度值增大4）对刀具耐用度有影响积屑瘤虽能保护刀尖，但不稳定，会影响加工精度，需要采取措施抑制：①采用高速切削是抑制积屑瘤的基本措施（最有效）；②增大进给量；③增大刀具前角；④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？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是切屑的种类及其控制。答：切屑的种类：带状切屑、节状切屑、粒状切屑和破碎切屑23、试述切削用量三要素对切削温度、切削力的影响规律。涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是切削用量三要素对切削温度、切削力的影响规律。答：切削用量对切削力的影响：背吃刀量最大、进给量次之、切削速度最小。切削用量对切削温度的影响：切削速度最明显，进给量次之，背吃刀量最小。4、试述前角、主偏角对切削温度的影响规律？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是刀具几何参数刀具几何参数对切削温度的影响规律。答：前角增大，切削温度降低，但前角太大，刀具散热体积变小，温度反而上升；主偏角增大，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？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是刀具正常磨损的形式和产生的原因。答：刀具正常磨损的形式正常磨损和非正常磨损。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，刀尖和靠近工件外皮两处的磨损严重，中间部分磨损比较均匀。③前刀面和主后刀面同时磨损在中等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。涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是进给量、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，切削卷曲应力增大，容易折断；主偏角越大，切削厚度越大，切削在卷曲时卷曲应力越大，易于折断。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？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是切削运动和切削用量的计算。答：切削速度：vC=πdn/1000＝π×80×240/1000＝60.3m/min切削时间tm＝lm/l(min)lm(mm):工件长度，ｌ(mm/min):每分钟的切削长度l=f×n＝0.5x240＝120(mm/min)tm＝lm/l＝(80/120)x60=40秒材料切除率Q＝1000vCapf＝1000x60.3x4x0.5＝120600mm3第2章作业评讲1、简述数控刀具材料的种类、特点及其应用场合？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是数控刀具材料的种类、特点及其应3用场合。答：（1）高速钢（HighSpeedSteel，HSS）高速钢是一种含钨（W）、钼（MO）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的工具钢，它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。①普通高速钢不适于高速和硬材料切削。②高性能高速钢添加Co、Al等合金元素，提高耐热性、耐磨性，热稳定性高，可用于制造出口钻头、铰刀、铣刀等。③粉末冶金高速钢用于加工超高强度钢、不锈钢、钛合金等难加工材料；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效果更好。（2）硬质合金（CementedCarbide）切削效率是高速钢刀具的5～10倍。①普通硬质合金WC+Co类（YG）：主要用于加工铸铁及有色金属。Co含量高，韧性好，适合粗加工；含Co量少用于精加工。TiC+WC+Co类（YT）：含TiC量多，含Co量少，耐磨性好，适合精加工；含TiC量少，含Co量多，承受冲击性能好，适合粗加工。②新型硬质合金钨钛钽（铌）钴类（YW）：添加TaC或NbC，提高高温硬度、强度、耐磨性。用于加工难切削材料和断续切削。常用牌号：YW1、YW2。碳化钛基类（YN）：TiC+Ni+Mo，硬度高、抗粘接、抗月牙洼磨损和抗氧化能力强。用于合金钢、工具钢、淬火钢的连续精加工。牌号：YN05、YN10。（3）新型刀具材料①涂层刀具较好地解决了材料硬度及耐磨性与强度及韧性的矛盾。常用的涂层材料有TiN、TiC、Al2O3和超硬材料涂层。②陶瓷刀具材料（Ceramics）Al2O3基陶瓷刀具：适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。③超硬刀具材料聚晶金刚石（PolyCrystallineDiamond，PCD）：用于加工各种有色金属、钛合金、金、银、铂、各种陶瓷、和各种非金属材料，不能加工黑色金属（金刚石和铁的亲和力强）。立方氮化硼（CubicBoronNitride,CBN）：可加工以前只能用磨削方法加工的特种钢，非常适合数控机床加工。2、选择刀片（刀具）通常应考虑哪些因素？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是选择刀片（刀具）应考虑的要素。答：选择刀片（刀具）应考虑的要素。①被加工工件材料的类别②被加工件材料性能的状况③切削工艺的类别④被加工工件的几何形状⑤要求刀片（刀具）能承受的切削用量⑥生产现场的条件⑦被加工工件的生产批量3、可转位刀具有哪些优点？4涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是可转位刀具的优点。答：（1）刀具寿命高；（2）生产效率高；（3）有利于推广新技术、新工艺。4、数控加工对刀具有哪些要求？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是数控加工对刀具的要求。答：①高硬度这是刀具材料应具备的最基本特征。②足够的强度和韧性承受切削力和冲击力。③高耐磨性和耐热性耐热性通常用它在高温下保持较高硬度的性能即高温硬度（或叫红硬性）来衡量，④良好的导热性降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。⑤良好的工艺性好和经济性⑥抗粘接性⑦化学稳定性5、镗铣类工具系统的结构形式分哪两类？各有何特点？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是镗铣类工具系统的结构形式。答：镗铣类工具系统的结构形式分整体式和模块式结构。整体式的特点是将锥柄和接杆连成一体，不同品种和规格的工作部分都必须带有与机床相连的柄部。模块式的特点是工具的柄部和工作部分可以分开。6、HSK刀柄与7：24锥柄相比，有何优点？适用于什么场合？涉及的知识点及答题分析：这个题的考核知识点是HSK刀柄的优点。答：①定位精度高。②静态、动态刚度高。③适合高速加工。④重量轻、尺寸小、结构紧凑。⑤清除污垢方便。