机床数控技术习题解答

1、第一章1-1数控技术的组成？答：数控技术由机床本体、数控系统、外围 技术组成。机床本体包括：主运动部件、进给 运动部件（工 作台、拖板以及相应的传动机构）、-支承件（立柱、床身等）、-特殊装置（刀具自动交换系统、工 件自动交换系统）、辅助装置（如排屑装置等）；数控読由输入输出装置、CNC装置、伺服驱动、 检测装置等；夕围技术包括工具技术、编程技术。1-2.为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？答:联动轴数要求的插补计算越多、指令输出也越多、位置控制要求的动 作越复杂等。1-3.数控机床与普通机床相比较，在哪些方面是基本相同的，最根本的不同是什么？答：表面形成方法相同；实现自动化控制的原理

2、和方法不同。普通机床是人工过 程，数控机床是自 动化过程。1-4.数控机床由哪几个部分组成？答：编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控制装置、伺服驱动 系统及位置检测装置、机床 的机械部件。1-5. CNC装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步？答：逼近处理、插补运算、指令输出。1-6.什么是点位控制系统？答:仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运 动;对轨迹不作控制要求；运动过程中不 进行任何加工。1-7开环、闭环和半闭环系统，它们在结构形式、精度、成本和影响系统稳定因素方面，各有何特点?结构形式精度成本开环系统简单低低半闭环系 统较复杂较高较高闭环系统复杂高高1

3、-8数控技术的发展趋势？答:发展趋势为：运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化、驱动并联化、交互网络化2第二章2-1数控机床最适用于哪些类型零件的加工？ 答：复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量。2-2数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向？答：假设工件不动，刀具远离工件的方向为正。2-3数控程序段的一般格式及各字的含义？字地址程序段的一般格式为：N_ G_ X_ Y_ Z_F_ S_ T_ M_;其中N程序段号字；G准备功能字；X、丫、Z坐标功能字；F进给功能字；S主轴转速功能字；T刀具功能字；M辅助功能字。2-4说出工件坐标系设定的常用G指令？什么是工件零点偏置？答

4、：用G54-G59指令设定工件坐标系，操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之 间的偏置 值，并在数控系统中预先设定，这个值叫做 工件零点偏置”2-6数控工序安排时应遵循什么原则？1）先进行内形内腔加工，后进行外形加工工序；2）有相同的定位、夹紧 方式最好一起进行，以减少重复定位；3）用同一把刀具加工的工序最好一起 进行，节省换刀时间；4）同一次装夹中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。2-7数控夹具与传统夹具的差别？答：数控机床的夹具与传统夹具结构的差别在于：数控夹具不需要导向和对刀功能，夹具结构比较 简单。2-8如何选择铣刀？答：大平面：面铣刀； 加工凹槽、小台阶面及平面

5、轮廓：立铣刀 加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等：模具铣 刀加工封闭的键槽:键槽铣刀 加工变斜角零件：鼓形铣刀特殊形状：成形铣刀根据不同的加工材料和加工精度要求，应选择不同参数的铣刀进行加工。2-9什么是对刀点？如何选择对刀点？答:对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，以提高零件的加工精度，如以孔为定位基准 的零件，应以孔中心作为对刀点； 便于对刀、观察和检测； 简化坐标值的计算； 精度高、粗糙度低的表面。2-10如何选择加工路线？ 答：保证零件的加工精度和表面粗糙度要求； 简化数值计算，减少程编工作量； 缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高加工效率2-11什么是等步长法？写出等步

6、长计算节点的步骤？答：用直线段逼近非圆曲线时，如果每个逼近线段长度相等，则称等步长法。1）求最小曲率半径Rmi n设曲线为y=f（）,则其曲率半径公式为：/ 2攀J1 ）y/2/2123 2/2f /dR(y )y1 (y/)1 d)dx一y/2(y )/理0/2y最(y )2y3(y )02）计算允许步长1/ Rmin- (Rmi门一：允)22Rmin门允3）计算节点以起点a Xa, ya）为圆心，以I为半径作圆，得到圆方程，与曲线方程y=f X）联立求解，可得第一个节点的坐标Xb,yb），以1类推。2-12什么是等误差法？写出等误差法计算节点的步骤？ 答：用直线段逼近非圆曲线时，如果每个逼

7、近误差相等，则称等误差法。1） 以起点a为圆心，允为半径作圆，得到圆方程2） 求圆与曲线公切线PT的斜率 首先联立求解以下方程 组得切点坐标 紆，yT）、&P ,xP）3） 由切点坐标求出斜率：4） 过a点与直线PT平行的直线方程为5） 与曲线方程联立求解得b点坐标/4第三章3-1如图示零件，厚度15mm编写外轮廓加工程序N10G92 X-40.0 Y180.0Z150.0;N12G00G90Z-16.0;N13S500M03N15G01 G41 D01 X0. Y20. F100M08;N20X5.;N25G03X15. Y30.R10.;N30G02X30. Y15. R-15.0

8、.;N35G03X20. Y5. R10.;N40G01 Y0.;N45G00G40X0. Y0.M05;N50M30;3-2如图示零件，厚度15mm编写外轮廓加工程序8Q-R10N10G92X0. Y0. Z150.000; N30X0. Y60.S300M03;N35G43Z28. H01;N40G01 Z-15.F100;N45G41 D21 X0.0Y20.0M08;N50X25.98Y65.;N55 G02 X39.05Y68.975I8.66 J-5.;N60G01 X75.591Y51.025;N65 G03 X90. Y60.I4.41 J8.975;N70G01 X90. Y

9、75.;N75X130.;N80G02X140.Y65. I0. J-10.;N85G01 X140.Y0.;N90X0.;N95Y20.;N100G40X0. Y60. D00M09; N105G00G49Z250. H00 M05; N110G28G91Z0.0;N115G28X0. Y0.;N120M30;3-3如图示零件，槽深5.5mm,编写槽加工程序N10G92X0. Y0. Z150.;N30S300M03;N35G43Z10.0H1;N40G01 X18.75Y-32.476F500;N45Z-5.65F80 M08;N50 G03 X32.827Y-19.83I-18.74J3

10、2.476;N55 G03 X32.035Y-7.486I-10.185J6.344;N60G01 X20.785Y12.;N65 G03 X-20.785Y12. I-20.785J-12.;N70G01 X-30.035Y-7.486;N75 G03 X-31.827Y-19.83I10.393 J-6.;N80 X18.75Y-32.476I31.827J19.83;N85G00G49Z25H0 M05; N90G28G91Z0;N95G28X0 Y0;N100M30;3-4如图示零件，厚度15mm编写孔加工程序6N1 G92 X0 Y0 Z100.0;坐标系设定N2 G00X-50.Y

11、51.963S800M03;主轴顺转N3 Z20.M08;冷却液开N4 G91 G81G99 X20.Z-22.R2L4F40;钻孔循环N5 X10.Y-17.321;N6 X-20.L4;N7 X-10.0Y-17.321;N8 X20.0 L5;N9 X10.0 Y-17.321;N10X-20.0 L6;N11X10.0 Y-17.321;N12X20.0 L5;N13X-10.0 Y-17.321;N14X-20.0 L4;N15X10.0 Y-17.321;N16X20.0 L3;N17G80 M09;取消固定循环N18G00 G90 Z100;N19X0 Y0 M05;主轴停转N2

12、0 M30;结束3-5如图所示零件，要求首先进行钻孔，然后攻螺纹。试编制加工程序说明：刀位点为0,0,250,初始平面设在Z=150mm的位置，参考平面设在被加工孔上表面Z=3mm处。选用钻头 8.5mm为T01号刀具，丝锥M10）为T02号刀具。刀具伸出孔外距离为4mm。孑L加工顺序为A BdD。加工程序如下:3-6如图所示零件，进行打中心孔、钻孔倒角、攻螺纹等加工，试编制加工程序00002;N10G92X0 Y0 Z250.0;N15T01 M06;N20G90G00 Z150.0 S600M03;N25G99G81X15.0Y10.0Z-19.1N30G98Y35.0;程序号；设定工件坐

13、标系；在换刀点换刀&5mm的钻头） 进给到初始平面、主轴正转； ;钻A孔，快速返回到初始平面；钻B孔，快速返回到初始平面；N35G99X50.0;N40G98Y10.0;N45G00X0 Y0 T02 M06;N50 Z150.0S150M03;N55 G99G84 X15.0Y10.0Z-19.0 R3.0 F150;N60G98Y35.0;N65G99X50.0;N70G98Y10.0;N45G80G00X0 Y0;N50 M30;钻C孔，快速返回到初始平面；钻D孔，快速返回到初始平面；快速返回到换刀点换刀M10丝锥）； 进给到初始平面、主轴正转；攻螺文A孔，加工后返回参考平面；攻

14、螺纹B孔，加工后返回到参考平面; 攻螺纹C孔，加工后返回到参考平面; 攻螺纹D孔，加工后返回到参考平面; 取消固定循环，快速返回至换刀点； 程序结束。8加工程序如下：00003;N10G54 G90 X0 Y0 Z250.0;N15T01 M06;N20S1500M03 M08;N25 M98 P0100;N30 T02 M06;N35S1000M03 M08;N40 M98 P020QN45 T03 M06;N50S1500M03 M08;N55 M98 P030QN60 T04 M06;N65 S200M03 M08;N70 M98 P040QN75G28;N80M30;00100;N85

15、G99G81 X-40.0Y0 R2.0Z-1.5 F10.0;N90 M98 P0500;N95M99;00200;N100G99G81 X-40.0Y0 R2.0Z-17.0F10.0;G81钻孔循环，钻第1个孔;N105 M98 P050QN110M99;00300;N115G99 G81 X-40.0 Y0 R2.0 Z-1.0 F20.0;N120 M98 P050QN125 M99;主程序选择工件坐标系，快进到换刀点;换上01号刀具一中心钻； 启动主轴，开冷却液；调用00100号子程序，在四个孔中心孔位置打中心孔; 换02号刀具一&5勺钻头;启动主轴，开冷却液；调用0020

16、0号子程序，钻四个孔;换03号刀具一倒角;启动主轴，开冷却液；调用00300号子程序， 给每个孔倒角;换04号刀具一M10丝锥;启动主轴，冷却液； 调用00400号子程序，对四个孔攻螺纹； 返回参考点主程序结束主程序结束钻中心孔子程序；G81钻孔循环钻中心孔）钻第1个孔的中心孔;调用孔位置子程序（二及调用），钻2、3、4孔的中心孔; 子程序结束； 钻孔子程序；调用孔位置子程序，钻2、3、4孔;子程序结束；倒角子程序用G81钻孔循环进行倒角，第1个孔倒角;调用孔位置子程序，对2、3、4倒角;子程序结束；00400;攻螺纹子程序；N130G99G84X-40.0Y0 R2.0Z-仃.0F10.0;

17、 G84攻螺纹循环，攻螺纹第1个孔;N135M98 P050Q N140 M99；O0500;N150X0 Y40.0; N155X40.0Y0;N160X0.0Y-40.0;调用孔位置子程序，对2、3、4孔攻螺纹; 子程序结束；钻孔位置子程序；第2个孔的位置；第3个孔的位置；第4个孔的位置；N165M99;程序结束；3-7编制轴类零件的车削加工程序。加工内容包括粗精车端面、倒角、外圆、锥度、圆角、退刀槽和螺纹加工等。其左端25mn为夹紧用，可先在普通车床上完成车削。该零件采用棒料毛坯，由 于加工余量大，在外圆精车前采用粗车循环指令去除大部分毛坯余量，留有单边0.2mm余量.选用第一参考点为换

18、刀点使用刀具为：外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀和螺纹车刀。数控车削程序如下:O0006;N10G92X200.0Z350.0;N15G28U0W0;N20S1000T0101M03 M08;N25G00X87.0Z290.1;N30 G95G01 X-1.6 W0 F0.3;N35G00X105.0Z300.0;N40G71 U1.0R1.0;设置工件坐标系；返回参考点；主轴正转，调用01号粗车刀；快速走到粗车右端面起点87.0, 290.1；粗车右端面，车削进给速度0.3mm/r；快速走到外圆粗车循环起点；粗车循环，每次车削深度1.0mm,每次退刀1.0mm；N45 G71 P50Q100U

19、0.4W0.2F0.3S80O留粗车余量X向0.4mm, Z向0.2mm；10N50G00X87.0F0.15;N55 G42 G01 X48.0Z290.0;N60 W-60.0;N65 X50.0;N70 X60 Z160.0;N75 X65.0;N80 W-80.0;N85 G02 X75.0W-5.0 R5.0;N90 X85.0;快速走到车削起点，精车进给0.15mm/r刀具右偏；精车48的外圆； 精车台阶端面； 精车锥面； 精车台阶端面； 精车65的外圆； 精车R5内圆； 精车端面；精车85的外圆；取消刀补； 返回参考点； 限制主轴最高转速为1500r/min, G50指令可做钳位

20、用； 指定恒定切削速度，调用02号精车刀，02号刀补； 粗车后精车回退到精车端面快速运动起始点；快速走到精车端面的工进点；精车右端面；返回到参考点；调用03号切槽刀，03号刀补；刀具快速运动到切槽起点；切槽；切槽刀退出； 返回参考点；取消恒定切削速度，指定主轴转速，调用04号螺纹车刀; 快速运动到螺纹车削起始点；复合螺纹加工循环；N190 G76X45.8W-63.5P1.73Q0.85 F2.0;复合4纹加工循环；N195G28U0W0 M05 M09;主轴停，关闭冷去卩液；N200 M30;程序结束。3-8如图所示工件，进行周边精铣加工，且加工程序启动时刀具在参考点位置，参考点位置如图 所

21、示，选择 30的立铣刀，并以零件的中心孔作为定位孔，加工时的走刀路线如图。加工程序如下:N95 Z25;N100G40.0; N105G28U0W0;N110G50S150QN115G96S20T0202;N120G70 P50Q100;N125G00X87.0Z290.0;N130X50.0;N135G01X-2.0;N140G28U0W0;N145T0303;N150G00X51.0Z230.0;N160G01X45.0F0.15;N165G00X60.0;N170G28U0W0;N175G97S1500T0404;N180G01X50.0Z293.0;N185G76 P312 60Q0.

22、1 R0.1; -00012;N0010G92 X450.0Y250.0Z300.0;N0020G00G90X175.0Y120.0;N0030Z-5.0M3;N0040 G01 G42 H10 X150.0F80;N0050X70.0;N0060G02X30.0R25.0;N0070G01 Y140.0;N0080G03X-30.0R30.0;N0090G01 Y120.0;N0100G02X-80.0R25.0;N0110G01 X-150.0;N0120Y0;N0130X80.0;N0140X150.0Y40.0;N0150Y125.0;N0160 G00 G40 X175.0Y120.

23、0 M05;M0170 G91G28X0 Y0 Z0;N0180M30;3-9编制简单回转零件的车削加工程序，包括粗精车端面、外圆、倒角、倒圆。零件加工的单边余量为2mm其左端25mn为夹紧用，可先在普通车床上完成夹紧面的车削。该零件粗、精车刀分别为T01和T02。选用第二参考点为换刀点。数控车削程序如下：00005;N10G50X100.0Z70.0;N15G30U0W0;N20S1000T0101M08;N25G96S60M03;N30G00X56.0Z0.1;N35G95G01X-1.6 F0.3;N40G00Z10.0;N45 X48.0;程序号00005;设置工件坐标系，有的系统可写

24、成G92X100.0Z70.0;返回第二参考点， 也可以写成G30X(U-) Z(W-);的形式；选定主轴速度，调用01号粗车刀，01号长度补偿，打开冷却液; 指定恒定切削速度为60m/min主轴顺时针旋转快速走到粗车外圆起点56.0,0.1;粗车右端面，车削进给速度0.3mm/r；刀具沿Z方向回退到点-1.6,10)快速移动到点48.0,10;走到倒角粗车起点48.0,0.1;N50 Z0.1;N55G01 X50.2Z-1;粗车倒角，车倒角也可以用插入倒角指令：G01 Z(W)-C-;N60 Z-57.0;N65 G02 X56.0Z-59.9 R2.9;N70 G01 X88.0;N71

25、 X90.2Z-61;N75 G01 Z-85.0;N80G30U0W0;N85 T0202;N90G00X-3.0Z1.0;N95 G42G01X-1.6Z0 F0.15N100X48.0;N105X50.0Z-1.0;N110Z-57.0;N115G02X56.0Z-60.0R3.0;N120G01X88.0;N121X90.0Z-61;N125G01Z-85.0;N130G30U0W0;N135T0200M05 M09;粗车小端外圆面也可以用车圆角指令；粗车削台阶内圆角、也可以用插入圆角指令:G01 Z(W)-R-; 粗车削台阶端面；粗车倒角；粗车削台阶外圆面;返回第二参考点；调用02号

26、精车刀，02号刀补；快速走到点-3.0,1.0;走到精车起点-1.6,0)，刀尖半径右卜偿；精车端面；精车倒角；精车小端外圆面;精车削台阶内圆角；精车削台阶端面；精车倒角；精车削台阶外圆面；返回第二参考点换刀；取消刀补，主轴停，关闭冷却液；3-10图所示零件，利用固定循环与子程序，编写孔加工程序加工程序如下：00002;N10G90G21 G40G80;刀？ d苏程序号；绝对坐标、公制尺寸、取消刀具半径补偿和固定循环。厶一hz 11G28X0 Y0 Z0;N20G9N30G92X-200Y100Z0;N40 G0OG90X-12.0Y0 Z0 S20N50 G43Z3 H01;N60 M08;

27、N70M98 P0004L5;N80 G80;N90G0OG90Z25 M05;N100M09;N110G91G20X0 Y0 Z0;_N120 M30；_00004;N10G91 G83 Y12 Z-12.0 R3.0Q3N20 X12L9;N30Y12;返回XYZ参考点才总七=：三=氓新建立绝对零点;，刀具1准备； 牛上面3mm位置;主轴以2ormn正转甲OO O刀具1快速移动到工占oo o冷却液开;ooep oo O遡畑程序迈次;； & 60 O 固定循环取消；Q申00 O绝对龔式迅速抬刀，6OO O冷却液关;o0-Y-8-4,5E=870-Y-8-5,4E=690-Y-4-6,

28、3E=4110-Y4-7,2E=2130-Y1-7,1E=1140-Y0-7,0E=0205-7已知：第一象限直线OA起点0在原点，终点A(4,6),n=3。要求：用数字积分法(DDA直线插补加工0A其过程用表格说明，并画出插补加工轨迹。累加次数( t)X 积分器Y 积分器终占八、计数器 JEJVx(Xe)jRx溢出 XJVy(ye)JRy溢出 y10000011000011001108200011001731000101640001000155100110460001100137100010128000100011第七章7-1进给伺服系统的作用是什么？进给伺服系统的技术要求有哪些？答:进给伺

29、服系统是数控系统的主要部分，它忠实地执行由CNC装置发来的运动命令，精确地控制 执行部件的运动方向，进给速度与位移量。进给伺服系统的技术要求：调速范围要宽且要有良好的稳定性（在调速范围内）；位移精度高;稳 定性好；动态响应快；还要求反向死区小，能频繁启、停和正反运动。7-2进给伺服系统由哪几部分组成？各部分功能是什么？答:进给伺服系统主要由以下几个部分 组成：伺服驱动电路、伺服驱动 装置 电机）、位置检测装置、 机械传动机构以及执行部件。进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号，由伺服驱动电路作一定的转换 和放大后，经伺服驱动装置和机械传动机构，驱动机床的执行部件进行工作进给和快速

30、进给。7-3交（直）流伺服电机是否可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置？为什么？答：交（直）流伺服机不可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置。因为将执行部件的实际位移量转换成电脉冲或模拟电压量后，需要将电脉冲或模拟电压量反 馈到交（直）流伺服电机。开环进给伺服系统无需位置检测信息的反馈。7-4步进电机驱动器中，环行分配器的作用是什么？答：环分的主要作用是：控制施加到电机绕组的脉冲电源的相序7-5提高开环进给伺服系统精度的措施有哪些？答：适当提高系统组成环节的精度、传动间隙补偿、螺距误差补偿7-6什么是进给伺服系统的调速范围？答:调速范围是指最咼进给速度与最低进给速度之比。7-7解决交流伺服电

31、机变频调速的技术关键问题是什么？答：要获得调频调压的交流电源。7-8一台五相步进电机，当采用五相五拍和五相十拍通电方式，其步距角为0.6，则其转子齿数应分别是多少？答：a=360 mzk）五相五拍：m=5;k=1 ;z=120五相十拍：m=5;k=2;z=607-9设一步进电机驱动工作台的开环系统，已知步进电机经一对i =Z1/Z2的齿轮减速后驱动丝杆使工作台作直线进给（如图所示）。已知丝杆的导程t（mm），所选用的步进电机的最高工作频率fmax（Hz），步进电机步距角为。求:（1）当已知驱动的工作台最大速度Vmax时，满足系统要求的脉冲当量、：；齿轮传动的传22动比i。解：10根据F=60f

32、S,得到曲勺值2）根 据360/i t=a/得至Ui=Zi/Z2=360况at第六章6-1感应同步器绕组节距为2T,感应电势的相位角变化 抑与滑尺相对于定尺移动的距离x的关 系是 T机=?答：2 . : 2二=x:?机v 机=xn/T6-2感应同步器在以鉴相或鉴幅方式工作时，滑尺两绕组的激磁电压的特点如何？答：在鉴相型系统中，激磁电压是频率、幅值相同，相位差为n/2的交变电压。在鉴幅型系统中，激磁电压是频率、相位相同，幅值 不同的交变电压。-3脉冲编码器的输出有几相？说明它们各有何作用？答：脉冲编码器的输出有A、A、B、B、Z、Z,其中A、B、Z是取反信号。A、B两相的作用：根据脉冲的数目可得出被 测轴的角位移；根据脉冲的频率可得被测