通过实例,让读者深入理解各种加工计算的具体实现方法,提高数控加工工艺的应用能力。
1、机器加工
机器加工是数控加工工艺的基础,其在制造业中占有重要地位。机器加工计算题主要包括计算加工速度、进给量、切削深度、切削角度等。其中,切削速度是机床加工过程中最为重要的参数之一。在计算切削速度时,需要根据切削材料的种类、切削工具的材质和形状、切削量等因素进行综合考虑,以确定合理的切削速度。
例如:刀具的材质为高速钢,切削深度为2mm,进给量为0.2mm/r,转速为900r/min,试求切削速度(V)。
解:由公式可知,V=Dπn/1000,代入数据可得V=28.27m/min。
2、加工工艺
加工工艺是决定加工效果的重要因素,其计算题常见于数控车床、钻床、铣床等加工过程中。加工工艺的计算题主要包括:孔加工配合公差、加工硬度、加工表面质量等。在计算孔加工公差时,需要根据零件的实际尺寸、孔的直径和公差要求等因素进行综合考虑,以确定合适的加工公差。
例如:A零件的孔直径为20mm,公差为+0.01/-0.02,试求加工公差。(假定公差分配为均匀分布)
解:公差上限UT=20+0.01=20.01mm,公差下限LT=20-0.02=19.98mm,平均公差T=(UT+LT)/2=20mm。公差限差带W=UT-LT=0.03mm,公差分配差K=W/6=0.005mm。因此,加工公差为20±0.005mm。
3、数控加工
数控加工是近年来制造业发展的热点方向之一,其广泛应用于模具加工、精密零件加工、轮廓复杂零件加工等领域。数控加工计算题主要涉及坐标变换、加工刀具半径补偿、加工轮廓路径规划等方面。其中,坐标变换是数控加工中的核心问题之一。在计算坐标变换时,需要考虑机床的坐标系、加工轮廓的坐标系、刀具半径补偿等因素,以保证加工精度和加工效率的同时,提高数控机床的智能化水平,实现加工自动化。
例如:将一块工件在X轴方向上移动30mm,在Y轴方向上移动40mm,转动角度45°,计算该坐标变换矩阵。
解:根据旋转矩阵可知,旋转角度为45°时,旋转矩阵为R={{cos(45°),-sin(45°)},{sin(45°),cos(45°)}}={{0.707,-0.707},{0.707,0.707}}。因此,该坐标变换矩阵为T={{1,0,0,30},{0,1,0,40},{0,0,1,0},{0,0,0,1}}R={{0.707,-0.707,0,0},{0.707,0.707,0,0},{0,0,1,0},{0,0,0,1}}。
4、电大机考
电大机考是机械制造专业学生必修的考试内容之一,其要求学生在规定的时间内通过手算方式完成一系列机械加工计算。电大机考计算题主要包括车削、铣削、钻削和磨削等加工过程中各种参数的计算。在解题过程中,需要灵活运用各种数学工具和机械加工知识,提高解题效率和正确率。
例如:求车削过程中理论切削力(Fc)。
解:Fc=kc×ae×f,其中kc为切削力系数,ae为切削刃数,f为切削深度。假定切削材料为低碳钢,ae=2,f=0.5mm/r,根据切削力系数表可知kc=0.3。因此,Fc=0.3×2×0.5=0.3N。
总结:
通过上述4个方面的阐述,我们可以发现数控加工工艺电大机考计算题涉及到机械加工、加工工艺、数学知识和机床操作等多个方面,需要综合考虑各种因素。培养数控加工工艺实践技能,将有利于提高学生在机械制造领域的竞争力,促进制造业的发展。