数控技术-李斌、李曦版-数控技术-课后答案-复习资料

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1、数控技术-李斌、李曦版-数控技 术-课后答案-复习资料1. 数控技术：数控技术，也成数字控制技术，是 指用数字，字母和特定符号对某一工作过程，如 加工、测量、装配等进行自动控制的技术。2. 数控机床：应用数控技术对机床加工过程进行 控制的机床。3. 加工中心:带刀库、能自动换刀的数控机床（多 为镗铣床）4. 点位直线控制系统:是指数控系统不仅控制刀 具或机床工作台从一个点准确地移动到另一个 点，而且要控制切削进给的速度，还要控制运动 按规定点路径到达终点，保证在两点之间的运动 轨迹是一条直线的控制系统。移动部件在移动过 程中进行切削。目前应用这类控制系统的有数控 车床和数控铣床5. （轮廓）连

2、续控制系统:连续控制系统也称轮 廓控制系统，是指数控系统能够对两个或两个以 上的坐标轴同事进行严格连续控制系统。它不仅 能控制移动部件从一点准确地移动到另一点，而 且还能控制整个加工过程每一点的速度与位移 量,将零件加工成一定的轮廓形状。目前我国应 用这类控制系统的有数控车床、数控铣床、数控 齿轮加工机床和数控加工中心。6. 开环伺服系统：开环进给伺服系统是数控机床 中最简单的伺服系统，执行元件一般为步进电 机，开环控制系统没有位置检测元件，伺服驱动 部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步 进电动机。数控系统每发出一个进给指令脉冲， 经驱动电路功率放大后，驱动步进电动机旋转一 个角度，再经传

3、动机构带动工作台移动。这类系 统信息流是单向的，即进给脉冲发出去以后，实 际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制。7. 闭环伺服系统：由伺服电动机、比较线路、伺 服放大线路、速度检测器和安装在工作台上的位 置检测器组成。这种系统将检测装置装在移动部 件上，对工作台实际位移量进行自动检测并与指 令值进行比较，用差值进行控制。8. 半闭环伺服系统：将检测装置装在伺服电机 轴或传动装置末端，间接测量移动部件位移来进 行位置反馈的进给系统。这类伺服系统的位置检 测点是从驱动电机（常用交直流伺服电机）或丝 杠端引出，通过检测电机和丝杠旋转角度来间接 检测工作台的位移量，而不是直接检测工作台的 实际位置。

4、9. 数控机床由哪几部分组成？试用框图表示其各部分之间的关系，并简述它们的基本功能。图 P2l1测量装置：是指位置和速度测量装置，它是实现 速度闭环控制（主轴、进给）和位置闭环控制（进 给）的必要装置。主轴伺服系统：实现零件加工 的切削运动，其控制量为速度。10. 数控机床的分类：P511. 数控机床按控制系统的特点（加工功能）分 为几类？它们各适用于什么场合？点位控制数控机床（用于加工平面内的孔系，只 要有数控钻床、印刷电路板钻孔机、数控镗床数 控冲床、三坐标测量机等）、直线控制数控机床 （早期两坐标数控车床可用于加工台阶轴、简易 的三坐标轴苏航空铳床可用于平面的铳削加工、 现代组合机床采用

5、数控进给伺服控制系统，驱动 动力头可带着多轴箱管轴向进给进行钻、镗销加 工。）轮廓控制数控机床（数控车床、数控铳床、 加工中心等用于加工曲线和曲面形状零件的数 控机床。）12. 试从控制精度、系统稳定性及经济性三方面， 比较开环、闭环、半闭环系统的优劣。开环系统：步进电机驱动，无位置检测装置，结构简单，成本低，精度低，易于维修 半闭环系统：直、交流的伺服电机驱动，角位移 检测装置，中等精度闭环系统：直、交流的伺服电机驱动，线位移检 测装置，精度较高13. NC机床适用于加工哪些类型零件P10,不适 用于哪些类型的零件，为什么？适用的：1、轮廓形状复杂的零件2、表面粗糙 度好的回转体零件3、精度

6、要求高的零件4、超 精密、超低表面粗糙度的零件5、带一些特殊类 型螺纹的零件不适用的：需要长时间占机人工调整的粗加工 内容必须按照专用工装协调的加工内容毛 坯上的加工余量不充分或不稳定的加工部分 一面加工一面不加工，其加工面又不能作为定位 面的部分简单的粗加工面必需使用细长铣 刀加工的部位不适用于生产批量大的零件（当 然不排除其中个别工序用数控机床加工）；装夹 困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件； 加工余量很不稳定，且数控机床上无在线检测系 统可自动调整零件坐标位置的；必须用特定的工 艺装备协调加工的零件。切削三要素:切削速度、进给速度、切削深度 手 工编程的步骤图P17工艺规程：为了达

7、到图样零件的各项要求而采用 的加工方法，它包括机床、刀具的选用，工件和 刀具的装夹方法，加工顺序及每道工序所选用的 切削参数（F、S、T等）以及应达到的几何尺寸 和光洁度要求等内容。数控加工工艺设计的主要内容：选择并确定数控 加工的内容，对零件图纸进行数控工艺分析，零 件图形的数字处理及编程尺寸设定值的确定，数 控教工工艺方案制定，公布进给路线的确定，选 择数控机床的类型，刀具夹具量具的选择和设 计，切削参数的确定，加工程序的编写，校验和 修改，首件试加工与现场问题处理。数控加工工 艺技术文件的定形与归档。工件原点：在零件图样上选定某一点为原点（这 个点称为工件原点，通常是对刀点）。何谓对刀点

8、？确定对刀点时应考虑哪些因素？ 对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置 的基准点。对刀点可以设置在被加工零件上，也 可以设置在夹具上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置 对刀点的选择原则如下：(1) 所选的对刀点应使程序编制简单；(2) 对刀点应选择在容易找正、便于确定零件 加工原点的位置；(3) 对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位&(4)对刀点的选择应有利于提高加工精度。 加工路线的确定：P23(l)选择最短加工路线(2) 尽可能避免径向切入和切出。(3)应保证零件的 加工精度和表面粗糙度要求。程序编制中的误差P24第一类：在直接加工零 件的过程中产生的误差。第二类：编程时产生 的误差

9、。Aa算法误差Ab计算误差Ac圆整 误差(Ac处理方法有：逢奇偶四舍五入法、小 数累进法等)数控加工方法：1. 平面孔系零件的加工方法：平面孔系零件孔数 较多或孔位精度要求较高，一般采用数控钻床与 镗床加工，只要求有点位控制。2. 旋转体零件的加工方法：旋转体类零件常用数 控车床或数控磨床来加工，特别是车削零件的毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，因此在编程 中，粗车的加工路线是需要重点考虑的问题。3. 平面轮廓零件的加工方法：平面轮廓零件常用 铣床加工。4. 立体轮廓表面的加工方法：（1）“行切法”加 工（2）三轴联动加工（3）四轴联动加工（4） 五轴联动加工何谓机床坐标系?何谓工件坐

10、标系？如何根据X、 Z轴的正向判定Y的正向？机床坐标系：以机床原点为坐标系原点的坐标 系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。当机 床完成回零操作后，该坐标系就建立好了，数控 机床上的各点相对于该坐标系的位置是唯一固 定的。但应注意，机床的有效工作区域通常都远 远大于实际被加工工件的范围，故机床坐标系一 般不作为编程坐标系，因此还需建立工件坐标 系。工件坐标系：工件坐标系是为了编程的方便和提 高加工程序的通用性而设立的，通常编程人员在 编程时可以不考虑工件在机床的安装位置，而只 需在零件图样上选定某一定点为原点（这个点成 为工件原点，通常是对刀点），并建立一个坐标 系，这个坐标系就是工件坐标系。

11、利用已确定的X、Z坐标轴的正方向，用右手定 则或右手螺旋法则，便可确定坐标轴的正方向。 基点：零件的轮廓是由许多不同的几何要素所组 成，如直线、圆弧、二次曲线等，各几何要素之 间的连接点称为基点。刀位点：是指刀具的定位基准点。绝对坐标:将刀具运动位置的坐标值表示为相对 于坐标原点的距离，这种坐标的表示法称之为绝 对坐标表示法。如图1所示。大多数的数控系统 都以G90指令表示使用绝对坐标编程相对坐标:将刀具运动位置的坐标值表示为相对 于前一位置坐标的增量，即为目标点绝对坐标值 与当前点绝对坐标值的差值，这种坐标的表示法 称之为相对坐标表示法。大多数的数控系统都以 G91指令表示使用相对坐标编程，

12、有的数控系统 用X、Y、Z表示绝对坐标代码，用U、V、W表示 相对坐标代码。在一个加工程序中可以混合使用 这二种坐标表示法编程。何谓刀具半径补偿，刀具半径补偿的动作分为哪 三个阶段？在零件轮廓加工中，由于刀具总有一定的半径,刀具中心的运动轨迹与所需要加工零件的实际 轮廓并不重合，而是偏移一个刀具半径值，这种 根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置 参数，数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的 功能称为刀具半径补偿功能。1. 刀补建立：刀具从起点接近工件，在编程轨 迹基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42） 偏离 偏置量的距离。不能进行零件的加工。11112. 刀补进行：刀具中心轨迹与编程

13、轨迹始终偏 离一个偏置量的距离。3. 刀补撤消：刀具撤离工件，使刀具中心轨迹 终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。不能进 行加工。什么是数控加工的走刀路线（加工路线）？确定 走刀路线时，要考虑些什么问题？走刀路线就是描述加工过程中刀具相对于工件 的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映 出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。 加工路线的选择：（1）选择最短加工路线。（2）尽可能避免径向 切入和切出。（3）应保证零件的加工精度和表面 粗糙度要求。数控编程的内容和步骤数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序 的全部工作过程。编程工作主要包括：（1）分析 零件图样和制定工艺方案（2）数学处理（

14、3）编 写零件加工程序以及制备控制介质（4）程序检 验和首件试切削CNC装置硬件的基本组成：P83包括CNC装置和 驱动控制两部分。CNC装置主要由计算机主板， 盘/显示器接口及其他接口电路组成，是构成CNC 的基础。系统总线，存储器，PLC模块，位置控制板，刀具补偿功能，主轴功能P86CNC装置的软件系统特点：P95多任务并行处理 CNC装置软件结构模式：前后台型结构模式P99 进给伺服驱动系统P147位置和速度为控制量 进给伺服驱动系统的组成：控制调节器，功率驱 动装置，检测反馈装置，伺服电机。数控机床对进给伺服驱动的要求：1.精度要高2. 响应速度要快3.调速范围要宽4.工作稳定性 要好

15、5低速转矩要大位置检测装置的分类P150增量式检测装置（脉 冲编码器，旋转变压器，感应同步器，光栅，磁 栅，激光干涉仪）和绝对式检测装置模拟式检 测装置有测速发电机，旋转变压器，感应同步器 和磁尺等。编码器分辨率计算P153数控机床的进给运动的特点P208主轴转速计 算 P209主轴转速不仅取决于切削速度，还取决于工件或 刀具的直径。功率，扭矩特性则是选择数控机床的重要指标。简述数控机床主传动的特点，数控机床对主轴驱 动的要求是什么？相对普通机床有哪些特点？ 数控车床主传动系统的特点是：机床有足够高 的转速和大的功率，以适应高效率加工的需要； 主轴转速的变换迅速可靠，一般能自动变速； 主轴应有

16、足够高的刚度和回转精度；主轴转 速范围应很广，如对铝合金材料的高速切削，几 乎没有上限的限制，主轴最高转速取决于主传动 系统中传动元件的允许极限（如主轴轴承允许的 极限转速），而最低转速则根据加工不锈钢等难 加工材料的要求来确定变速范围宽；数控机床对主轴驱动的要求是什么？ P212 1.旋Ill转精度要求2.刚度要求3.温升要求4.可靠性要 求5.精度保持性要求相对普通机床有哪些特点：主轴变速迅速可靠； 主轴组件的耐磨性高；转速高、功率大。主轴准停的意义：在数控钻床、数控铣床及以镗 铳为主的加工中心，由于特殊加工或自动换刀， 要求主轴每次停在一个固定的准确的位置上，所 以在主轴上必须设有准停装置。数控机床主轴变速的方式？特点？应用场合？ P