一、简答题1. 使用硬质合金可转位铣刀须具备哪些相应条件?
(1)须选择合适的铣刀:根据不同的切削条件,综合考虑铣刀的结构、形式、刀片的材料和形式、容屑和排屑槽的结构等因素。(2)选用刚度较好的工艺系统:选用刚度好、功率大的机床,普通铣床应调整好间隙。夹具要有较好的刚度,夹紧力要大一些。选用强度和刚度好的刀杆安装铣刀。(3)合理安装铣刀片:安装刀片应使用专用扳手,夹紧施力要适当。安装刀片应预先检查刀体刀片槽各定位面的清洁度和完好程度。夹紧刀片时,应防止刀片脱离定位。安装好刀片,应进行检验。
2. 简述铣床夹具的种类及其主要特点?
常用的分类方法是按通用、专用和组合进行分类,这三类夹具的主要特点:(1)使用通用夹具可以减少专用夹具的品种,充分发挥机床的技术性能、扩大使用性能。(2)专用夹具结构紧凑,使用方便,加工精度容易控制,产品质量稳定。(3)组合夹具有组装迅速、周期短、能反复使用、减少制造成本等优点。
3. 铣床夹具一般是由哪些部分组成的?简述各部分在夹具中的作用。
铣床夹具一般由以下部分组成。(1)定位件:在夹具上起定位作用的零部件。(2)夹紧件:在夹具上起夹紧作用的零部件。(3)夹具体:用以将夹具的各个元、部件联合成一整体,并使整个夹具固定在机床上。(4)对刀件:在夹具上起对刀作用的零部件。(5)导向件:在夹具上起引导刀具作用的零部件。(6)其他元件和装置:根据加工工件的不同要求,夹具中有时还需增加一些元件,如可作调节的辅助支承起辅助定位作用等。
4. 专用夹具使用时应注意哪些事项?
(1)通读工件的工序加工图,了解工件的结构特点,特别是工件本工序的定位和夹紧部位特点。(2)根据图样上对应工装编号选用夹具,分析夹具的使用方法。(3)检查夹具的定位夹紧元件,以保证夹紧牢固可靠。(4)检查夹具体的底平面与定位键,保证夹具在机床上的定位精度。(5)检查夹具上的等分、对刀装置等其他装置,掌握使用方法,保证精度要求。(6)选择刀具、铣削用量进行铣削,综合工艺系统的情况,对夹紧力、定位精度作出综合性判断,并进行必要的调整。(7)夹具使用完毕,应及时清理和送检保养。
5. 什么是“六点定位规则”?
要使一个工件在空间的位置完全确定下来,必须消除六个自由度,即消除沿x、y、z轴的三个平移度和绕x、y、z轴的三个旋转度。通常是用一个固定的支承点限制工件的一个自由度,用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度,使工件在夹具中的位置完全确定,这就是六点定位规则。
6. 简述自位支承、可调支承、辅助支承选用条件。
自位支承、可调支承和辅助支承均适用于以平面定位的工件。当毛坯面、断续平面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位时,选用自位支承定位。当毛坯面作基准平面定位,且加工余量分批进行调节时,选用可调支承作定位元件。当工件定位基准面需提高定位精度,稳定性和可靠性以及刚性时,可选用辅助支承作辅助定位元件。
7. 在铣床夹具中有哪些常用的夹紧机构?其中使用最普遍的是哪种机构?举例说明其选用方法?
常用的夹紧机构有以下几种:(1)斜楔夹紧机构。(2)螺旋夹紧机构。(3)偏心夹紧机构。(4)气动、液压夹紧机构。其中使用最普遍的是螺旋夹紧机构中的螺旋压板夹紧机构。选用这种夹紧机构时,可根据夹紧力大小的要求,工件高度尺寸变化范围,以及夹具上夹紧机构允许占有的部位特点和面积进行选择。例如当夹具中只允许夹紧机构占很小面积,而夹紧力不要求很大时,可选用螺旋钩形压板夹紧机构。
8. 难加工材料的切削性能差主要反映在哪些方面?生产中有哪些常见的难加工材料?
难加工材料切削性能差主要反映在以下方面:(1)刀具的寿命明显降低。(2)已加工表面的质量差,表面粗糙度值增大。(3)切屑形成和排出较困难。(4)切削力和单位切削功率大。常见的难加工材料有高锰钢、淬火钢、高强度钢、不锈钢、高温合金钢、钛合金以及纯金属(如紫铜)等。
9. 铣削难加工材料应从哪些方面采取措施?举例予以说明。
铣削难加工材料一般从以下几个方面采取改善措施:(1)选择适用的刀具材料。例如根据材料的特点,选择硬度和高温硬度均较好的含钴高速钢。(2)选择合理的铣刀几何参数。例如铣削钛合金时,铣刀前角一般取0°~5°,后角取4°~10°,主偏角取45°~75°,刀尖圆弧半径取0.5~1mm。(3)选择合理的铣削用量。例如铣削纯金属材料时,高速钢铣刀铣削速度取(50~100)m/min。(4)选择合适的铣削方式。对一些塑性变形大,热强度高和冷硬程度严重的材料,宜采用顺铣。(5)选择合适的切削液。硬质合金铣刀宜采用油类极压切削液。(6)合理确定铣刀磨损限度和使用寿命。例如铣削不锈钢,铣刀寿命为90~150min,又如高速钢铣刀粗铣磨损限度为0.4~0.7mm,精铣时为0.15~0.5mm。(7)改善和提高工艺系统刚度。如紧固暂不移动的工作台。
10. 铣削交错齿三面刃铣刀端面齿的专用心轴应具备哪些基本要求?
(1)心轴锥体部应经过磨削,与分度头主轴内锥有较好的配合。(2)心轴设置环形定位板,其内孔与心轴定位外圆配合,其端面应与心轴台阶接触,定位板两平面应具有较好的平行度。(3)用以夹紧工件的螺母采用自锁性能较好的细齿螺纹。(4)心轴通过螺杆与凹形垫圈与分度头主轴联接,分度头主轴后端垫圈应嵌入主轴后端孔内,锁紧螺钉头部宜采用内六角。
11. 铣削交错齿三面刃铣刀时,配置交换齿轮应注意哪些问题?
(1)应尽量减少中间轮的数量,以简化轮系。(2)各传动部位要加注适量润滑油,以减少传动阻力。(3)在变换左、右螺旋方向时,是通过增减中间轮和相应扳转工作台方向来保证螺旋槽加工的,因此,配置和转换配置后应检查导程值,以保证螺旋角达到图样要求。
12. 铣削交错齿三面刃铣刀怎样选择工作铣刀?
选择工作铣刀结构尺寸时,工作铣刀的廓形角可近似等于工件槽形角。若选用双角铣刀,其小角度面夹角应尽可能小,一般取δ=15°。工作铣刀的刀尖圆弧半径rs取(0.5~0.9)r,当螺旋角β越大时,rs应取较小值。为了减少干涉,工作铣刀的外径应尽可能小一些。选择工作铣刀切向时,应根据螺旋方向确定,一般应使螺旋齿槽的旋转方向靠向双角度铣刀的小角度锥面刀刃和单角铣刀的端面刃。对交错齿三面刃铣刀圆周齿槽,左右螺旋槽可分别选用左切和右切工作铣刀。
13. 怎样达到交错齿三面刃铣刀左右旋齿槽相间均匀分布?
为了使左右旋齿槽相间均匀分布,在左右旋转换后,第一齿槽应作齿间对中的调整操作。调整操作时,对刀位置宜选在工件宽度中间,转动分度手柄,先使前刀面一侧略大一些,然后根据试铣后较浅的螺旋槽在两端测量对中偏差(测量方法可绘示意图说明,示意图参见中级铣工技术图5-11),根据偏差值,通过分度头分度手柄转动工件作周向微量调整,直至对中准确。调整时须注意齿槽深度应逐步到位,否则会因齿槽深度未到,干涉量较小而影响齿间对中精度。
14. 铣削蜗杆蜗轮时应达到哪些工艺要求?
铣削蜗杆工艺要求:(1)齿形误差在规定范围内。(2)轴向齿距偏差在规定范围内。(3)轴向齿距累积误差在规定范围内。(4)螺旋齿径向跳动误差在规定范围内。(5)齿面表面粗糙度足,值达到10μm。铣削蜗轮的工艺要求:(1)齿形尽可能正确。(2)相邻齿距差在规定范围内。(3)齿距累积误差在规定范围内。(4)齿圈径向跳动误差在规定范围内。(5)中心距偏差在规定范围内。(6)中心平面偏差在规定范围内。(7)齿面表面粗糙度Ry值应达到10μm。
15. 怎样在万能卧式铣床上用蜗轮滚刀精铣蜗轮?
(1)选用盘形铣刀粗铣蜗轮齿槽,留有适当的精铣余量。(2)换装蜗轮滚刀,一端用锥度过渡套和拉紧螺杆固定在铣床主轴上,另一端使用圆柱过渡套筒固定在挂架支承孔内。(3)工件通过心轴装夹在分度头和尾座之间,工件能绕轴线自由转动。(4)根据滚刀的螺旋升角λ与蜗轮的螺旋角β大小方向调整工作台转角。(5)精铣蜗轮时,可缓缓升高工作台,使滚刀和已粗铣的蜗轮逐步啮合,然后启动主轴,用手动进给升高工作台,使蜗轮齿形在啮合过程中逐渐被修正,直到齿厚达到图样要求。
16. 简述断续分齿法飞刀铣削蜗轮的加工特点和注意事项。
(1)用断续分齿法加工蜗轮时,飞刀安装在短刀杆上,刀杆刚性较差,因此须合理选择铣削用量。(2)采用这种方法由于飞刀旋转运动和齿坯的转动没有固定联系,铣出的齿槽不是螺旋槽,当蜗轮螺旋角较大时,啮合性能较差。(3)铣削时刀杆轴线与蜗杆实际啮合轴线有一个夹角β,因此刀头旋转的轨迹与配偶蜗杆齿形运动的轨迹不重合,铣出的蜗轮齿顶圆弧各处齿高不相等,检测时需注意测量位置。(4)若配偶蜗杆是阿基米德螺旋面,飞刀切成的法向齿形与蜗杆的外凸曲线法向齿形有较大误差。综上所述,这种方法适宜加工精度不高,螺旋角较小的蜗轮。
17. 连续分齿法飞刀铣削蜗轮有哪些常见质量问题?其中与蜗轮齿形、齿厚有关的质量问题原因是什么?
常见质量问题:(1)齿面表面粗糙度值较大。(2)齿形误差超差。(3)齿距误差超差。(4)易乱牙。(5)齿厚不对。其中齿形误差超差的原因是:(1)飞刀头刃磨不正确。(2)飞刀头安装不正确。(3)展成计算错误或操作不正确。(4)对刀不正确。齿厚不对的原因是:(1)吃刀量调整错误。(2)铣刀厚度超差。
18. 在普通铣床上铣削模具型面具有哪些难点?
(1)模具型腔的加工图比一般零件加工图复杂,因此铣削时须具备较强的识图能力,善于确定型腔几何形状和进行形体分解。(2)模具型腔铣削限制条件多,须合理选择铣削方法,确定铣削步骤。(3)需掌握改制和修磨专用铣刀的有关知识和基本技能。(4)选择铣削用量比较困难,铣削时须及时调整铣削用量。(5)选用的铣床要求操作方便、结构完善、性能可靠。(6)操作者须掌握较熟练的铣曲边直线成型面手动进给铣削技能。
19. 怎样改制修磨和检验球面立式铣刀?
球面立式铣刀通常用键槽铣刀改制修磨,由于球面立式铣刀的切削刃一直延伸到铣刀端面轴心位置,因此不仅需修磨刃带和后面,还须修磨前面,以使铣刀端面轴心处具有切削能力。球面铣刀的后面应沿刀刃修磨成曲面形状,曲面的顶部可磨成小平面,防止啃切。球面修磨的形状精度,可用样板和试切法检验,试切的槽形可用滚珠和圆棒检验,同时还可以检验刀具两刃的对称性,根据槽表面质量,还可以检验前角和后角修磨情况。
20. 选用仿形销应注意哪些事项?
(1)平面仿形铣削时,应选用圆柱仿形销和圆锥仿形销,圆柱仿形销的外径应与铣刀相同,并且应小于模板凹圆弧的最小半径。圆锥形仿形销的锥度为1:20与1:50,其中部直径相当于基本尺寸,实际操作时,仿形销的直径应考虑精铣余量和仿形销偏移修正量。(2)立体仿形铣削时,仿形销头部的形状应与模型的形状相适应,仿形销的斜角应小于模型的最小斜角,其头部的圆角半径应小于模型工作面的最小圆角半径,仿形销的球面半径在粗铣时比铣刀大2~4mm,精铣时比铣刀大0.6~1.2mm,具体数值须通过试铣确定。
21. 何谓数控加工路线?怎样确定平面外轮廓和封闭内轮廓的切入切出路线?
数控加工路线是指数控机床加工过程中,刀具相对工件(如模具型面)的运动轨迹和方向。铣削平面外轮廓型面时,刀具应沿工件外廓曲线延长线的切向切入和切出,以避免刀具在切入切出点残留切痕。铣削平面封闭内轮廓时,因内轮廓曲线无法外延,刀具只能沿轮廓曲线的法向切入和切出,但切入和切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点。
22. 怎样正确使用和维护仿形仪?
仿形仪是仿形铣削中的关键装置,仿形仪的灵敏度对铣削会带来一定影响,通常,粗铣时仿形仪灵敏度应调低些,以使铣削平稳,精铣时仿形仪灵敏度应调高些,有利于提高仿形精度。在机床停止工作时,应将仿形销退离模型,避免仿形仪长期受压。在操作过程中,应注意避免碰撞仿形仪,以维护仿形仪的精度。
23. 铣削大质数锥齿轮的要点是什么?
大质数锥齿轮分齿要用差动分度,故分度头主轴不能与底面和侧轴倾斜,因此需在立式铣床上用短刀杆装夹盘形铣刀铣削,或在卧式铣床上用指形铣刀铣削。安装分度头时,使分度头主轴轴线与工作台面平行,并与纵向进给方向偏斜一个铣削角。在偏铣大端两侧时,工件回转量仍用分度手柄和孔盘控制,偏移量由工作台升降进行调整。
24. 何谓单斜面和复合斜面?铣削复合斜面的要点是什么?
斜面是指与基准平面之间既不平行又不垂直的平面。当工件处于一个坐标系中,若只是沿一个坐标方向与基准面发生倾斜的斜面称为单斜面,如果沿两个坐标方向都与基准面发生倾斜的斜面称为复合斜面。铣削复合斜面要点是:先将工件绕某一个坐标旋转一个倾斜角α(或β),再将工件和夹具或铣刀绕另一个坐标轴转过一个垂直于斜面的倾斜角βn(或αn)然后进行铣削。
25. 为什么不能用普通的交换齿轮法铣削等螺旋角锥度刀具?非圆齿轮调速传动加等螺旋角圆锥刀具的基本原理是什么?
用普通的挂轮法铣削螺旋槽,当工件作等速圆周运动时,工作台相应地作等速直线运动,加工出来的是各段导程相等的等速螺旋槽,当导程相等而直径不等时,各处的螺旋角是不相等的,因此用普通挂轮法铣削圆锥刀具螺旋齿槽,各处的螺旋角是不等的。采用非圆齿轮调速传动,若铣刀由工件小端铣入,此时,主动轮节圆曲线半径由大变小,从动轮由小变大,故分度头转速由快变慢,随着工件直径增大,导程也逐步增大,从而铣出锥度刀具等螺旋角的螺旋齿槽。