《數控技術》課后答案

1、精品文檔你我共享第3章習題解答3.1簡述數控伺服系統(tǒng)的組成和作用。數控伺服驅動系統(tǒng)按有無反饋檢測元件分為開環(huán)和閉環(huán)（含半閉環(huán)）兩種類型。開環(huán)伺服系統(tǒng)由驅動控制單元、執(zhí)行元件和機床組成。驅動控制單元的作用是將進給指令轉化為執(zhí)行元 件所需要的信號形式，執(zhí)行元件則將該信號轉化為相應的機械位移。閉環(huán)（半閉環(huán)）伺服系 統(tǒng)由執(zhí)行元件、驅動控制單元、機床，以及反饋檢測元件、比較環(huán)節(jié)組成。位置反饋元件將 工作臺的實際位置檢測后反饋給比較環(huán)節(jié)，比較環(huán)節(jié)將指令信號和反饋信號進行比較，以兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差，經驅動控制單元驅動和控制執(zhí)行元件帶動工作臺運動。3.2數控機床對伺服系統(tǒng)有哪些基本要求？數控機床

2、對伺服系統(tǒng)的基本要求：1.精度高；2快速響應特性好；3.調速范圍寬；4.系統(tǒng)可靠性好。3.3數控伺服系統(tǒng)有哪幾種類型？簡述各自的特點。數控伺服系統(tǒng)按有無檢測裝置分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)。開環(huán)伺服系統(tǒng)是指不帶位置反饋裝置的控制方式。開環(huán)控制具有結構簡單和價格低廉等優(yōu)點。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)是通過檢測伺服電機的轉角間接地檢測出運動部件的位移（或角位移）反饋給數控裝置的比較器， 與輸入指令進行比較， 用差值控制運動部件。 這種系統(tǒng)的調試十分方 便，并具有良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。閉環(huán)伺服系統(tǒng)將直接測量到的位移或角位移反饋到數控裝置的比較器中與輸入指令位移量進行比較，用差值控制運動部件，使運動

3、部件嚴格按實際需要的位移量運動。閉環(huán)控制系統(tǒng)的運動精度主要取決于檢測裝置的精度， 而與機械傳動鏈的誤差無關，其控制精度將超過半 閉環(huán)系統(tǒng)。3.4簡述步進電動機的分類及其一般工作原理。從結構上看，步進電動機分為反應式與激磁式，激磁式又可分為供電激磁和永磁式兩種。按定子數目可分為單段定子式與多段定子式。按相數可分為單相、兩相、三相及多相，轉子做成多極。在輸入電信號之前，轉子靜止不動；電信號到來之后，轉子立即轉動，且轉向、轉速隨電信 號的方向和大小而改變，同時帶動一定的負載運動；電信號一旦消失，轉子立即自行停轉。3.5什么是步距角？步進電機的步距角大小取決于哪些因素？步進電機的步距角 a是反映步進電

4、機繞組的通電狀態(tài)每改變一次，轉子轉過的角度。步距角a般由定子相數、轉子齒數和通電方式決定。3.6試比較交流和直流伺服電動機的特點。直流伺服電機具有優(yōu)良的調速性能，啟動、運行和制動靈活、 方便，因而在對速度調節(jié)有較高要求的場合，直流伺服系統(tǒng)一直占據主導地位。但它存在固有的弱點，如電刷和換向器工作中易磨損，需經常維護，換向器形狀非常復雜，換向時還會產生火花，這給制造和維護都帶來很大的困難。交流伺服電機采用了全封閉無刷構造，不需定期檢查和維修。 它的定子省去了鑄件殼體， 結構緊湊，外形小，重量輕?？招谋D子的轉動慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩(wěn)。3.7分析交流和直流伺服電動機的速度調節(jié)方式。直流伺服

5、電動機常用的調速方式有兩種：晶閘管直流調速（SCR晶閘管直流調速是通過調節(jié)觸發(fā)裝置的控制電壓大?。刂凭чl管的開放角） 來移動觸發(fā)脈沖的相位，從而改變了整流電壓的大小，使直流電動機電樞電壓變化而平滑調速。脈寬調制直流調速（PWM ）PWM調速是在大功率開關晶體管的基極上，加上脈寬可調的方波電壓，控制開關管的導通 率，達到調速的目的。交流伺服電動機調速通常由調頻調速的方法實現。實現調頻調壓有多種方法，通常都是采用交流一直流一交流的變換電路來實現，這種電路的主要組成部分是電流逆變器。3.8步進式伺服系統(tǒng)是如何對機床工作臺的位移、速度和進給方向進行控制的？1. 工作臺位移量的控制數控裝置發(fā)出 N個進

6、給脈沖，使步進電動機定子繞組的通電狀態(tài)變化N次，則步進電動機轉過的角位移量$ =N a （ a為步距角）。該角位移經絲杠螺母副之后轉化為工作臺的位移 量L,即進給脈沖數決定了工作臺的直線位移量。2. 工作臺運動方向的控制當數控裝置發(fā)出的進給脈沖是正向時，經驅動控制線路之后， 步進電動機的定子繞組按一定順序依次通電、斷電。當進給脈沖是反向時，定子各相繞組則按相反的順序通電、斷電。因 此，改變進給脈沖的方向，可改變定子繞組的通電順序，使步進電動機正轉或反轉，從而改變工作臺的進給方向。3. 工作臺進給速度的控制若數控裝置發(fā)出的進給脈沖的頻率為f，經驅動控制線路后，轉換為控制步進電動機定子繞組的通電、

7、斷電的電平信號變化頻率，由于轉速3 =60f S （3為脈沖當量），所以定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率決定步進電機轉子的轉速。該轉速經過絲杠螺母副傳遞之后，轉化為工作臺的進給速度。3.9如何提高步進式伺服驅動系統(tǒng)的精度？從控制方法上采取以下措施提高步進式伺服驅動系統(tǒng)的精度：1傳動間隙補償；2螺距誤差補償；3細分線路。3.10簡述鑒相式伺服系統(tǒng)的組成和工作原理。鑒相式伺服系統(tǒng)由基準信號發(fā)生器、脈沖調相器、檢測元件及信號處理線路、鑒相器、驅動線路和執(zhí)行元件等組成。當數控機床的數控裝置要求工作臺沿一個方向進給時，插補器或插補軟件便產生一系列進給脈沖。進給脈沖首先送入伺服系統(tǒng)位置環(huán)的脈沖調相器。變?yōu)槌盎?/p>

8、準信號相位角 $ ,在工作臺運動以前，因工作臺沒有位移，故檢測元件及信號處理線路的的輸出與基準信號同相位， 即兩者相位差0 =0。在鑒相器中，指令信號與反饋信號進行比較，使工作臺正向進給。工作臺正向進給后，檢測元件馬上檢測出此進給位移，若0工$ 1，說明工作臺實際移動的距離不等于指令信號要求的移動距離，鑒相器將$和0的差值檢測出來，送入速度控制單元， 驅動電機轉動帶動工作臺進給。 若0 =$ ,說明工作臺移動距離等于指令信號要求的移動距離， 此時，鑒相器的輸出 $-0 =0,工作臺停止進給。3.11簡述鑒幅式伺服系統(tǒng)的組成和工作原理。鑒幅式伺服系統(tǒng)由測量元件及信號處理線路、數模轉換器、比較器、

9、放大環(huán)節(jié)和執(zhí)行元件五部分組成。鑒幅系統(tǒng)工作前，數控裝置和測量元件及信號處理線路都沒有脈沖輸出，比較器的輸出為零，這時，執(zhí)行元件不帶動工作臺移動。出現進給脈沖信號之后，比較器的輸出不再為零，執(zhí)行元件開始帶動工作臺移動，同時以鑒幅式工作的測量元件又將工作臺的位移檢測出來，經信號處理線路轉換成相應的數字脈沖信號，該數字脈沖信號作為反饋信號進入比較器與進給脈沖進行比較。若兩者相等，比較器的輸出為零，說明工作臺實際移動的距離等于指令信號要 求工作臺移動的距離， 執(zhí)行元件停止帶動工作臺移動；若兩者不相等，說明工作臺實際移動的距離不等于指令信號要求工作臺移動的距離，執(zhí)行元件繼續(xù)帶動工作臺移動，直到比較器輸出

10、為零時為止。3.12鑒相式伺服系統(tǒng)中，基準信號發(fā)生器的作用是什么？ 基準信號發(fā)生器輸出的是一列具有一定頻率的脈沖信號，其作用是為伺服系統(tǒng)提供一個相位比較基準。3.13簡述脈沖比較式伺服系統(tǒng)的組成和工作原理。比較完整的脈沖比較式伺服系統(tǒng)可由指令信號、反饋測量信號、比較器、轉換器、驅動執(zhí)行元件組成。若工作臺處于靜止狀態(tài)，指令脈沖Pc=O,這時反饋脈沖 Pf亦為零，經比較器可得偏差 e=Pc-Pf=0，則伺服電機的速度給定為零，工作臺繼續(xù)保持靜止不動。隨著指令脈沖的輸入，Pc豐0，在工作臺尚未移動之前，反饋脈沖Pf仍為零。經比較器比較，得偏差e=Pc P& 0,若指令脈沖為正向進給脈沖，則e0,由速

11、度控制單元驅動電機帶動工作臺正向進給。直到e=Pc Pf=0，即反饋脈沖數等于指令脈沖數，工作臺停在指令規(guī)定的位置上。當指令脈沖為反向運動脈沖時，控制過程與Pc為正時基本上類似。只是 e0, 工作臺作反向進給，直至 e=0,工作臺停在指令所規(guī)定的 反向某個位置上。3.14 CNC數字伺服系統(tǒng)與 NC伺服系統(tǒng)相比有何特點？CNC數字伺服系統(tǒng)不同于其它NC伺服系統(tǒng)的一個最突出特點就是利用計算機的計算功能，將來自測量元件的反饋信號在計算機中與插補軟件產生的指令信號作比較，其差值經數模轉換后送到直流放大器放大，然后經執(zhí)行元件變?yōu)楣ぷ髋_移動。因此，CNC數字伺服系統(tǒng)可分成軟件部分和硬件部分。 軟件部分主

12、要完成跟隨誤差的計算，即指令信號和反饋信號的比較計算；硬件部分主要由位置檢測組件和位置控制輸出組件組成。3.15簡述CNC數字伺服系統(tǒng)的位置檢測組件的工作過程。位置檢測組件由檢波器、電壓-頻率轉換器、 正余弦信號發(fā)生器和實際位置計數器等電路組成。由正余弦信號發(fā)生器產生的8kHz的正弦、余弦電壓被送到旋轉變壓器的定子繞組感應出電壓信號VC。VC作為輸入信號送到檢測裝置，先經過10kHz低通濾波器濾掉高次諧波成分和干擾信號。濾波器的輸出被送到檢波器，把交流信號變換為直流信號V巳再經過6kHz低通濾波器濾掉8kHz的脈動成分，輸出平滑的直流電壓VF, VF送到電壓頻率轉換電路，轉換為頻率與 VF成正

13、比的脈沖到 CVFC VF還被送到符號檢測電路，檢出VF的符號SIGNCVFC和SIGN經同步電路后，被送到正余弦信號發(fā)生器和實際位置計數器，以控制旋轉變壓器激磁信號中電氣角 a的變化，并根據a角產生脈寬調制的正弦、 余弦電壓；同時，使計數 器計數，計出的數字表示一段時間內坐標位置的移動量 DFi。第4章習題解答4.1數控機床對機械結構的基本要求是什么？提高數控機床性能的措施主要有哪些？數控機床對機械結構的基本要求是：具有較高的靜、動剛度和良好的抗振性；具有良好的熱穩(wěn)定性；具有較高的運動精度與良好的低速穩(wěn)定性；具有良好的操作、安全防護性能 成。提高數控機床性能的措施主要有：合理選擇數控機床的總

14、體布局；提高結構件的剛度； 提高機床抗振性；改善機床的熱變形；保證運動的精度和穩(wěn)定性。4.2數控機床采用斜床身布局有什么優(yōu)點？斜床身布局的數控車床 （導軌傾斜角度通常選擇 45 、60和75 ）,不僅可以在同等條件 下，改善受力情況；而且還可通過整體封閉式截面設計， 提高床身的剛度。 特別是自動換刀 裝置的布置較方便。4.3臥式數控鏜銃床或加工中心采用T型床身和框架結構雙立柱各有什么優(yōu)點？T型床身布局可以使工作臺沿床身作X向移動時，在全行程范圍內，工作臺和工件完全支承在床身上，因此，機床剛性好，工作臺承載能力強，加工精度容易得到保證。而且，這種結 構可以很方便地增加 X軸行程，便于機床品種的系

15、列化、零部件的通用化和標準化。框架結構雙立柱采用了對稱結構，主軸箱在兩立柱中間上、下運動，與傳統(tǒng)的主軸箱側掛式結構相比，大大提高了結構剛度。另外，主軸箱是從左、右兩導軌的內側進行定位，熱變形 產生的主軸中心變位被限制在垂直方向上，因此，可以通過對Y軸的補償，減小熱變形的影響。4.4什么叫箱中箱” (box in box)結構？高速加工機床為什么要采用箱中箱”結構？臥式布局高速數控機床采用了 “內外雙框架”即稱為“箱中箱”(box in box)結構。這兩種布局型式在總體上的共同特點是： 運動部件質量輕，結構剛性好。機床進給系統(tǒng)的結構全部(或部分)移出工作臺外，以最大限度減輕移動部件的質量和慣量

16、，是高速加工機床結構布局設計的總原則。4.5什么叫虛擬軸機床？其結構特點是什么？與傳統(tǒng)機床相比它具有哪些主要優(yōu)點？虛擬軸機床的基座與主軸平臺間是由六根桿并聯地連接的，稱之為并聯結構。X、Y Z三個坐標軸的運動由六根桿同時相互耦合地作伸縮運動來實現。主軸平臺的受力由六根桿分攤承擔，每根桿受力要小得多，且只承受拉力或壓力，不承受彎矩或扭矩。因此，剛度高、移動 部件質量小、結構簡單、零件的數量多，是并聯結構機床突出的優(yōu)點。4.6數控機床對主傳動系統(tǒng)的基本要求是什么？在數控機床上實現主傳動的無級變速方式 主要有哪幾種？數控機床對主傳動系統(tǒng)的基本要求： 為了達到最佳切削效果，一般都應在最佳切削條件下工作

17、，因此，主軸一般都要求能自 動實現無級變速。要求機床主軸系統(tǒng)必須具有足夠高的轉速和足夠大的功率，以適應高速、高效的加工需要。為了降低噪聲、減輕發(fā)熱、減少振動，主傳動系統(tǒng)應簡化結構，減少傳動件。在加工中心上，還必須具有安裝刀具和刀具交換所需的自動夾緊裝置，以及主軸定向準 停裝置，以保證刀具和主軸、刀庫、機械手的正確嚙合。為了擴大機床功能，實現對 C軸位置(主軸回轉角度)的控制，主軸還需要安裝位置檢 測裝置，以便實現對主軸位置的控制。實現主傳動的無級變速方式主要有：采用交流主軸驅動系統(tǒng)實現無級變速傳動；采用變頻器帶變頻電機或普通交流電機實現無級變速的方式；在高速加工機床上，廣泛使用主軸和電機一體化

18、的新穎功能部件電主軸。電主軸的電機轉子和主軸一體，無需任何傳動件，可以使主軸達到數萬轉、甚至十幾萬轉的高速。4.7數控機床的主傳動增加輔助機械變速裝置的作用是什么？在大、中型數控機床上，為了使主軸在低速時獲得大扭矩和擴大恒功率調速范圍，通常在使用無級變速傳動的基礎上，再增加兩級或三級輔助機械變速機構作為補充。通過分段變速方式，確保低速時的大扭矩，擴大恒功率調速范圍，滿足機床重切削時對扭矩的要求。4.8什么叫電主軸？數控機床采用電主軸有哪些優(yōu)點？所謂電主軸，雖然外形各不相同，但其實質都是一只轉子中空的電機。在高速加工機床上， 大多數使用電機轉子和主軸一體的電主軸，可以使主軸達到數萬轉、甚至十幾萬

19、轉的高速， 主軸傳動系統(tǒng)的結構更簡單、剛性更好。4.9常用的主軸軸承有哪幾種？它們在性能上有何區(qū)別？常用的主軸軸承有：錐孔雙列圓柱滾子軸承，內圈為1 : 12的錐孔，當內圈沿錐形軸軸向移動時，內圈脹大，可以調整滾道間隙。這種軸承的特點是滾子數量多，兩列滾子交錯排列，因此承載能力大，剛性好，允許轉速較高。但它對箱體孔、主軸頸的加工精度要求高，且只能承受徑向載荷。雙列推力向心球軸承，接觸角為60。這種軸承的球徑小、數量多，允許轉速高，軸向剛度較高，能承受雙向軸向載荷。該種軸承一般與雙列圓柱滾子軸承配套用作主軸的前支承。雙列圓錐滾子軸承。這種軸承的特點是內、外列滾子數量相差一個，能使振動頻率不一致，

20、 因此，可以改善軸承的動態(tài)性能。軸承可以同時承受徑向載荷和軸向載荷，通常用作主軸的前支承。4.10數控機床對進給傳動系統(tǒng)的基本要求是什么？進給傳動系統(tǒng)的基本型式有哪幾種？它 們各有什么優(yōu)點？數控機床對進給傳動系統(tǒng)的基本要求：提高傳動部件的剛度；減小傳動部件的慣量；減小傳動部件的間隙；減小系統(tǒng)的摩擦阻力。4.11什么叫直線電動機？數控機床采用直線電動機驅動有什么優(yōu)點和不足？直線電動機是一種能將電信號直接轉換成為直線位移的電動機。數控機床采用直線電動機驅動的優(yōu)點：（1）采用直線電動機驅動，不需要絲杠、齒輪齒條等轉換裝置即能直接實現直線運動，因 此，它大大簡化了進給系統(tǒng)結構，提高了傳遞效率。（2 ）

21、采用直線電動機驅動時，可以達到大于100m/mi n的進給速度和大于 10/的加速度。m2s（3）直線電動機從根本上消除傳動環(huán)節(jié)，故進給系統(tǒng)的精度高、剛度大、快速性和穩(wěn)定性 好，噪聲很小或無噪聲。數控機床采用直線電動機驅動的不足：（1）與同容量旋轉電動機相比， 直線電動機的效率和功率因數要低，特別在低速時更明顯。（2 ）特別是直線感應電動機的起動推力受電源電壓的影響較大，故對驅動器的要求較高， 應采取措施保證或改變電動機的有關特性來減少或消除這種影響。（3）在金屬加工機床上，由于電動機直接和導軌、工作臺做成一體，必須采取措施以防止 磁力和熱變形對加工的影響。4.12滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式有哪

22、幾種？怎樣實現滾珠絲杠螺母副的預緊？ 循環(huán)方式有兩種：回珠滾道布置在螺母外部，滾珠在循環(huán)過程中， 有部分時間滾珠與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)； 回珠滾道布置在螺母內部， 循環(huán)過程中滾珠始終與絲杠保持接觸的稱 內循環(huán)。滾珠絲杠螺母副的預緊方法與螺母的型式有關。對于單螺母結構主要有三種：增加滾珠直徑預緊法； 螺母夾緊預緊法； 整體螺母變位螺距預緊法。 對于雙螺母結構的滾珠絲 杠螺母副，主要采用墊片預緊法。4.13滾珠絲杠螺母副的支承型式有哪幾種？它們各有什么特點？常用的滾珠絲杠螺母副的支承型式有四種：一端固定、一端自由的支承方式（GZ方式）；一端固定、一端游動的支承方式（G Y方式）；兩端支承方式（

23、J J方式）；兩端固定的支承方式（GG方式）。4.14滾珠絲杠螺母副與電動機間的連接形式有哪幾種？它們各有什么優(yōu)點？滾珠絲杠螺母副與驅動電動機的聯接型式主要有三種：1.聯軸器直接聯接：這是一種最簡單的聯接型式。這種結構型式的優(yōu)點是：具有最大的扭轉剛度；傳動機構本身無間隙，傳動精度高；而且結構簡單，安裝、調整方便。2.通過齒輪聯接：這種結構的優(yōu)點是：可以降低絲杠、工作臺的慣量在系統(tǒng)中所占的比重，提高進給系統(tǒng)的快速性?？梢猿浞掷盟欧姍C高轉速、低扭矩的性能，使其變?yōu)榈娃D速、大扭矩輸出，獲得更大的進給驅動力。在開環(huán)步進系統(tǒng)中還可起到機械、電氣間的匹配作用，使數控系統(tǒng)的分辨率和實際工作臺的最小移動

24、單位統(tǒng)一。 進給電機和絲杠中心可以不在同一直線上，布置靈活。3.通過同步齒形帶聯接：同步齒形帶傳動具有帶傳動和鏈傳動的共同優(yōu)點，與齒輪傳動相比它結構更簡單，制造成本更低，安裝調整更方便。并且傳動不打滑、不需要大的張緊力；傳動效率可以達到98%99.5%，最高線速度可以達到80m/s，故可以廣泛用于一般數控機床和高速、高精度的數控機床傳動。4.15數控機床對導軌的基本要求是什么？數控機床的導軌主要有哪幾種？它們各有什么特點？數控機床對導軌的基本要求：1.導向精度高；2.精度保持性好；3足夠的剛度；4.良好的摩擦特性。 4.16滾動導軌具有哪些優(yōu)點？滾動導軌的優(yōu)點：(1 )動、靜摩擦力之差很小，靈

25、敏性極好，驅動信號與機械動作間的滯后時間極短，有利 于提高數控系統(tǒng)的響應速度和靈敏度。(2) 可以使驅動電機的功率大幅度下降，它實際所需的功率只相當于普通導軌的十分之一左右。它與V型十字交叉滾子導軌相比，摩擦阻力可下降40倍左右。(3) 適合于高速、高精度加工的機床， 它的瞬時速度可以比滑動導軌提高10倍左右。從而 可以實現高定位精度和重復定位精度的機床要求。(4) 可以實現無間隙運動，提高進給系統(tǒng)的運動精度。(5) 滾動導軌成對使用時，具有“誤差均化效應”，從而降低基礎件(導軌安裝面)的加工 精度要求，降低基礎件的機械制造成本與難度。(6 )導軌副的滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應力小

26、，承載能力及剛度比平面與 鋼球點接觸時大大提高。(7) 導軌采用表面硬化處理工藝，導軌內仍保持良好的機械性能，從而使它具有良好的可 校性。(8) 滾動導軌對安裝面的要求較低，簡化了機械結構的設計，降低了機床加工、制造成本。 4.17數控機床對自動換刀裝置的基本要求是什么？常用的換刀裝置有哪些結構型式？數控機床對自動換刀裝置的基本要求：刀具存放數量多(刀庫容量大)、換刀時間短、刀具重復定位精度高、結構簡單、制造成本低、可靠性高。自動換刀裝置的型式與機床種類、機床的總體結構布局、需要交換的刀具數量等因素密切相關。在數控車床上，由于工件安裝于主軸上，刀具只須在刀架上進行交換即可，換刀裝置結構簡單，型

27、式比較單一，通常都使用回轉刀架進行換刀。在加工中心上，由于刀具被安裝于主軸 上，換刀必須在主軸和刀庫之間進行，為此，必須設計專門的自動換刀裝置和刀庫，其刀具的交換方式通?？梢苑譃闊o機械手換刀和帶機械手換刀兩大類。4.18簡述立式加工中心無機械手換刀的主要動作過程。立式加工中心無機械手換刀的主要動作過程：主軸定向準停； 刀庫向右運動； 主軸箱上升； 刀庫旋轉； 主軸箱下降； 刀庫快速向左返回。4.19簡述立式加工中心凸輪機械手換刀的動作過程。立式加工中心凸輪機械手換刀的動作過程：刀具預選； 主軸定向準停； 機械手回轉夾刀； 卸刀； 刀具換位； 裝刀； 機械手返回。4.20數控機床對回轉工作臺的基

28、本要求是什么？常用的回轉工作臺有哪幾種？它們各有什 么特點？數控機床對回轉工作臺的基本要求：分辨率小，定位精度高，運動平穩(wěn)，動作迅速，轉臺剛 性好。常用的回轉工作臺有分度工作臺和數控回轉工作臺，數控機床的分度工作臺只能完成分度運動。數控機床的回轉工作臺不但能完成分度運動，而且還能進行連續(xù)圓周進給運動第5章習題解答5.1數控加工編程的方法有幾種？數控編程有兩種方法：手工編程和自動編程。5.2數控加工編程的一般步驟是什么？數控編程的一般步驟為：1. 分析零件圖紙，確定工藝過程；2.數值計算；3.編寫加工程序單；4.程序輸入；5.校 對檢查程序；6. 首件加工。5.3機床坐標系確定的原則是什么？什么

29、叫機床原點和零點？數控機床采用統(tǒng)一的標準笛卡兒直角坐標系。通常約定機床主軸軸線為 Z軸。X軸是水平的，它平行于工件的裝夾面。 Y軸垂直于X、Z坐標軸。Y軸的正方向根據 X和Z軸的正方向，按 照標準笛卡兒直角坐標系來判斷。機床坐標系的原點稱為機床零點或機床原點（X=0, Y=0, Z=0）。機床零點是機床上的一個固定點，由機床制造廠確定。5.4什么叫編程原點和工件原點？它們之間有何關系？工件坐標系的原點即是工件零點。編程零點即是程序零點。 一般對于簡單零件，工件零點就是編程零點。而對形狀復雜的零件，需要編制幾個程序或子程序。為了編程方便和減少許多 坐標值的計算，編程零點就不一定設在工件零點上，而

30、設在便于程序編制的位置上。5.5程序段中包含的功能字有幾種？程序段格式有哪些？程序段中包含的功能字有準備功能字、坐標功能字、進給功能字、輔助功能字、主軸功能字、刀具功能字。程序段格式有：可變程序段格式；分格符程序段格式；固定程序段格式。5.6什么叫準備功能指令和輔助功能指令？它們的作用如何？準備功能指令是用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡（即指令插補功能）、機床坐標系、坐標平面、刀具補償和坐標偏置等多種加工操作。輔助功能M指令，簡稱輔助功能，也叫 M功能。它是控制機床或系統(tǒng)開、關功能的一種命令。如冷卻液開、關，主軸正、反轉等。5.7 試述 GOO、G01、G02、G03 使用特點。G00后面給出

31、快速定位終點坐標，不需要指定速度；G01后面給出直線插補的終點坐標，并指定進給速度；G02、G03指定順時針或逆時針圓弧插補，后面給出圓弧終點坐標、圓心矢M00是程序停止指令，在執(zhí)行完含有M00的程序段后，機床的主軸、進給及冷卻液都自動停止。重按“啟動”鍵，便可繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的程序。M02是程序結束指令，當全部程序結束后，用此指令可使主軸、進給及冷卻液全部停止，并使機床復位。因此，M02的功能比M00多一項“復位”。M30是執(zhí)行完程序段內所有指令后，使主軸停轉、冷卻液關閉、進給停止，將部分復位到初始狀態(tài)并倒帶。它比 M02 （程序結束）多了一個“倒帶”的功能，其他功能相同。5.9編程中的工藝分析

32、的主要內容是什么？編程中的工藝分析的主要內容：1）選擇適合在數控機床上加工的零件，確定工序內容。2）分析被加工零件圖樣，明確加工內容及技術要求。在此基礎上確定零件的加工方案，制定 數控加工工藝路線，如工序的劃分、加工順序的安排、與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。3）設計數控加工工序。如工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇和切削用量的 確定等。4）調整數控加工工序的程序。如對刀點、換刀點的選擇、加工路線的確定和刀具的補償。5）分配數控加工中的容差。6）處理數控機床上部分工藝指令。5.10在安裝工件時要考慮的原則是什么？選擇零件夾具時要注意哪些問題？在安裝工件前，一般要考慮兩個原則：一是在確定零件

33、裝夾方法時，應盡量減少裝夾次數， 力爭做到在一次裝夾后能加工出全部待加工表面，以充分發(fā)揮數控機床的效能。二是需要數控加工的零件的定位基準面一般都已預先加工完畢，當有些零件需要二次裝夾時，要盡可能利用同一基準面來加工另一些待加工面，這樣可以減少加工誤差。在選擇夾具時，一般應注意：夾具結構力求簡單， 盡可能利用由通用元件拼裝的組合可調夾 具，以縮短生產準備周期；裝卸零件要快速方便，以縮短機床的停頓時間；要使加工部位開敞，夾緊機構上的各部件不得妨礙走刀；夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工；為了在一次裝夾中加工出更多的表面，有時要增加一些輔助定位面（即工藝面）。5.11為什么在編

34、程時首先要確定對刀點的位置？選定對刀點的原則是什么？確定對刀點的方法有哪些？因為對刀點是在數控機床上加工零件時，刀具相對于工件運動的起點，因此在編程時首先要確定對刀點的位置。選取對刀點時，應便于簡化程序編制，在機床上容易找正，加工過程中便于檢查，引起的加工誤 差要小。為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上。如以孔定位的零件，應將孔的中心作為對刀點。為了便于坐標值的計算。對于建立了絕對坐標系的數控機床，對刀點最好選在坐標系的原點上，或選在已知坐標值的點上。5.12什么是數控加工的走刀路線？確定走刀路線時要考慮的原則是什么？走刀路線是指加工過程中刀具（嚴格說是刀位點）相

35、對于被加工零件的運動軌跡。 即刀具從 對刀點（或機床原點）開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。確定走刀路線應遵循以下原則：1）應使被加工零件獲得良好的加工精度和表面質量（如粗糙度低），且效率高。2）使數值計算容易，以減少編程工作量。3）盡量使走刀路線最短，這樣既能使程序段數減少，又減少了空刀時間。5.13編程中的數值計算包含哪些內容？試說明基點和節(jié)點的區(qū)別。編程中的數值計算包含：基點坐標計算、節(jié)點坐標計算、刀位點軌跡的坐標計算。5.14數控加工編程時為什么設置工件坐標系？數控車床如何設置工件坐標系？為了計算方便、簡化編程，通常把

36、工件坐標系的原點選在工件的回轉中心上，具體位置設置在工件的左端面（或右端面）上，應盡量使編程基準與設計、安裝基準重合。5.15數控車床編程時可以采用哪幾種坐標編程方式？數控車床編程時，可以采用絕對值編程、增量值編程和混合編程三種方式。5.16數控車床的固定循環(huán)切削指令有哪些？數控車床的固定循環(huán)切削指令有單一形狀固定循環(huán)G90、G94;復合固定循環(huán)切削 G70G76;單行程螺紋切削 G32、G33、G34;簡單 螺紋切削循環(huán)G92和螺紋切削復合循環(huán) G76o5.17數控車床刀具半徑補償功能指令有哪些？ 使用這些指令時應注意的問題是什么？數控車床刀具半徑補償功能指令有G40、G41、G42,使用這

37、些指令時應注意： 不能重復使用。即在程序中前面有了G41或G42指令之后，就不能再直接使用 G41或G42指令。若想使用，則必須先用G40指令取消原G41或G42指令，否則補償就不正常。當刀具路徑發(fā)生變化時，應根據工件的位置，重新指令刀偏補償。5.18數控銃床編程時米用哪兩種坐標編程方式？絕對坐標編程指令（G90）和增量坐標編程指令（G91），即可以用 G90或G91來指令編程的坐標方式。5.19數控銃床編程時如何設置工件坐標系？在編程中，一般要選擇工件或夾具上的某一點作為編程零點，并以這一點為原點， 建立一個坐標系，稱為工件坐標系。這個坐標系的原點與機床坐標系的原點（機零點）之間的距離用G9

38、2指令進行設定。5.20什么是零點偏置？數控銃床編程時為什么要進行零點偏置？所謂零點偏置就是在編程過程中進行編程坐標系（工件坐標系）的平移變換，使編程坐標系的零點偏移到新的位置。在數控銃床上進行加工時經常會碰到只要改變坐標系的原點就可以很方便地編寫出所要加工工件的某些輪廓的加工程序。而所希望的新的編程原點位置，有時候相對于原工件坐標系 的原點來計算比較容易，有時候相對于當前所在點來計算比較容易確定，有時候就用當前點作為編程原點來編程比較容易。因此要進行零點偏置。5.21加工中心編程時的返回參考點指令有哪些？返回參考點校驗指令 G27;自動返回參考點指令 G28；自動從參考點返回指令G29。5.22寫出加工中心刀具長度補償指令和刀具半徑補償指令。刀具長度補償指令 G43/G44、刀具長度補償的撤消G49;刀具半徑補償指令 G41/42、刀具半徑補償的撤消G40。5.23加工中心固定循環(huán)的基本動作有哪些？孔加工固定循環(huán)一般由六個運動組成：動作1X軸和Y軸定位：使刀具快速定位到孔加工的