机床数控技术习题解答.doc

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）；数控系统由输入输出装置、CNC 装置、伺服驱动、检测装置等；外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

2、原理和方法不同。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

3、环系统 复杂 高 高1-8 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、Y、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

4、定的常用 G 指令？什么是工件零点偏置？答：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

5、选择铣刀？答：大平面：面铣刀；加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：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

6、加工效率。 2-11 什么是等步长法？写出等步长计算节点的步骤？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 Rmin 设曲线为 y=f（x），则其曲率半径公式为： yR/23)(1)()(/32/231/2 yydx0dxR/1/3/2/2)()(yy2）计算允许步长 l min22in允l允i3）计算节点 以起点 a（xa，ya）为圆心，以 l 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），以此类推。 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，如果每个逼近

7、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（xT ，yT）、（xP ，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。N10 G92 X-40.0 Y180.0 Z150.0;N12 G00 G90 Z-16.0;N13 S500 M03N15 G01 G41 D01 X0. Y20. F100M08;N20 X5.;N25 G03 X15. Y30. R10.;

8、N30 G02 X30. Y15. R-15.0.;N35 G03 X20. Y5. R10.;N40 G01 Y0.;.N45 G00 G40 X0. Y0.M05;N50 M30;3-2 如图示零件，厚度 15mm，编写外轮廓加工程序。N10 G92 X0. Y0. Z150.000;N30 X0. Y60. S300 M03;N35 G43 Z28. H01;N40 G01 Z-15. F100;N45 G41 D21 X0.0 Y20.0M08;N50 X25.98 Y65.;N55 G02 X39.05 Y68.975 I8.66 J-5.;N60 G01 X75.591 Y51.0

9、25;N65 G03 X90. Y60. I4.41 J8.975;N70 G01 X90. Y75.;N75 X130.;N80 G02 X140. Y65. I0. J-10.;N85 G01 X140. Y0.;N90 X0.;N95 Y20.;N100 G40 X0. Y60. D00M09;N105 G00 G49 Z250. H00 M05;N110 G28 G91 Z0.0;N115 G28 X0. Y0.;N120 M30;3-3 如图示零件，槽深 5.5mm，编写槽加工程序。N10 G92 X0. Y0. Z150.;N30 S300 M03;N35 G43 Z10.0 H1

10、;N40 G01 X18.75 Y-32.476 F500;N45 Z-5.65 F80 M08;N50 G03 X32.827 Y-19.83 I-18.74 J32.476;N55 G03 X32.035 Y-7.486 I-10.185 J6.344;N60 G01 X20.785 Y12.;N65 G03 X-20.785 Y12. I-20.785 J-12.;N70 G01 X-30.035 Y-7.486;N75 G03 X-31.827 Y-19.83 I10.393 J-6.;N80 X18.75 Y-32.476 I31.827 J19.83;N85 G00 G49 Z25

11、 H0 M05;N90 G28 G91 Z0;N95 G28 X0 Y0;N100 M30;63-4 如图示零件，厚度 15mm，编写孔加工程序。 刀N1 G92 X0 Y0 Z100.0； 坐标系设定N2 G00 X-50.Y51.963S800M03; 主轴顺转N3 Z20.M08;冷却液开N4 G91 G81G99 X20.Z-22.R2.L4F40; 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;N10 X-20.0 L6;N11 X10.0 Y-17.321;N12 X20

12、.0 L5;N13 X-10.0 Y-17.321;N14 X-20.0 L4;N15 X10.0 Y-17.321;N16 X20.0 L3;N17 G80 M09; 取消固定循环N18 G00 G90 Z100;N19 X0 Y0 M05;主轴停转N20 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。孔加工顺序为 ABCD。加工程序如下：O0

13、002； 程序号；N10 G92 X0 Y0 Z250.0； 设定工件坐标系；N15 T01 M06； 在换刀点换刀（8.5mm 的钻头）N20 G90 G00 Z150.0 S600 M03； 进给到初始平面、主轴正转；N25 G99 G81 X15.0 Y10.0 Z-19.0 R3.0 F50； 钻 A 孔，快速返回到初始平面；N30 G98 Y35.0； 钻 B 孔，快速返回到初始平面；N35 G99 X50.0； 钻 C 孔，快速返回到初始平面；N40 G98 Y10.0； 钻 D 孔，快速返回到初始平面；N45 G00 X0 Y0 T02 M06； 快速返回到换刀点换刀（M10 丝

14、锥）；N50 Z150.0 S150 M03； 进给 到初始平面、主轴正转；N55 G99 G84 X15.0 Y10.0 Z-19.0 R3.0 F150；攻螺纹 A 孔，加工后返回参考平面；N60 G98 Y35.0； 攻螺 纹 B 孔，加工后返回到参考平面；N65 G99 X50.0； 攻螺 纹 C 孔，加工后返回到参考平面；N70 G98 Y10.0； 攻螺 纹 D 孔，加工后返回到参考平面；N45 G80 G00 X0 Y0； 取消固定循 环，快速返回到 换刀点；N50 M30； 程序结束。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。8Y加工程序如下：

15、O0003； 主程序；N10 G54 G90 X0 Y0 Z250.0； 选择工件坐 标系，快进到换刀点；N15 T01 M06； 换上 01 号刀具中心钻；N20 S1500 M03 M08； 启动主轴，开冷却液；N25 M98 P0100； 调用 O0100 号子程序，在四个孔中心孔位置打中心孔；N30 T02 M06； 换 02 号刀具8.5 的钻头；N35 S1000 M03 M08； 启动主轴,开冷却液；N40 M98 P0200； 调用 O0200 号子程序，钻四个孔；N45 T03 M06； 换 03 号刀具倒角；N50 S1500 M03 M08； 启动主轴，开冷却液；N55

16、M98 P0300； 调用 O0300 号子程序，给每个孔倒角；N60 T04 M06； 换 04 号刀具M10 丝锥；N65 S200 M03 M08； 启动主轴，冷却液；N70 M98 P0400； 调用 O0400 号子程序，对四个孔攻螺纹；N75 G28； 返回参考点主程序结束； N80 M30； 主程序结束；O0100； 钻中心孔子程序；N85 G99 G81 X-40.0 Y0 R2.0 Z-1.5 F10.0； G81 钻孔循环（钻中心孔），钻第 1 个孔的中心孔；N90 M98 P0500； 调用孔位置子程序（二级调用），钻 2、3、4 孔的中心孔；N95 M99； 子程序结束

17、；O0200； 钻孔子程序；N100 G99 G81 X-40.0 Y0 R2.0 Z-17.0 F10.0； G81 钻孔循环，钻第 1 个孔；N105 M98 P0500； 调用孔位置子程序， 钻 2、3、4 孔；N110 M99； 子程序结束；O0300； 倒角子程序；N115 G99 G81 X-40.0 Y0 R2.0 Z-1.0 F20.0； 用 G81 钻孔循环进行倒角，第 1 个孔倒角；N120 M98 P0500； 调用孔位置子程序， 对 2、3、4 倒角；N125 M99； 子程序结束；O0400； 攻螺 纹子程序；N130 G99 G84 X-40.0 Y0 R2.0 Z

18、-17.0 F10.0； G84 攻螺纹循环，攻螺纹第 1 个孔；N135 M98 P0500； 调用孔位置子程序， 对 2、3、4 孔攻螺纹；N140 M99； 子程序结束；O0500； 钻孔位置子程序；N150 X0 Y40.0； 第 2 个孔的位置；N155 X40.0 Y0； 第 3 个孔的位置；N160 X0.0 Y-40.0； 第 4 个孔的位置；N165 M99； 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 25mm 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

19、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；N10 G92 X200.0 Z350.0； 设置工件坐 标系；N15 G28 U0 W0； 返回参考点；N20 S1000 T0101 M03 M08； 主轴正转，调用 01 号粗车刀； N25 G00 X87.0 Z290.1； 快速走到粗 车右端面起点（87.0，290.1）；N30 G95 G01 X-1.6 W0 F0.3； 粗车右端面，车削进给速度 0.3mm/r；N35 G00 X105.0 Z300.0； 快速

20、走到外 圆粗车循环起点；N40 G71 U1.0 R1.0； 粗车循环，每次车削深度 1.0mm，每次退刀 1.0mm；N45 G71 P50 Q100 U0.4 W0.2 F0.3 S800； 留粗车余量 X 向 0.4mm，Z 向 0.2mm；N50 G00 X87.0 F0.15； 快速走到车削起点，精车进给 0.15mm/r；N55 G42 G01 X48.0 Z290.0； 刀具右偏；N60 W-60.0； 精车 48 的外圆；N65 X50.0； 精车台阶端面；N70 X60 Z160.0； 精车锥面；N75 X65.0； 精车台阶端面；N80 W-80.0； 精车 65 的外圆；

21、N85 G02 X75.0 W-5.0 R5.0； 精车 R5 内圆；N90 X85.0； 精车端面；10N95 Z25； 精车 85 的外圆；N100 G40.0； 取消刀补；N105 G28 U0 W0； 返回参考点 ；N110 G50 S1500； 限制主轴最高转速为 1500r/min，G50 指令可做钳位用；N115 G96 S20 T0202； 指定恒定切削速度 ，调用 02 号精车刀，02 号刀补；N120 G70 P50 Q100； 粗车后精车；N125 G00 X87.0 Z290.0； 回退到精 车端面快速运动起始点；N130 X50.0； 快速走到精车端面的工进点；N13

22、5 G01 X-2.0； 精车右端面；N140 G28 U0 W0； 返回到参考点；N145 T0303； 调用 03 号切槽刀，03 号刀补；N150 G00 X51.0 Z230.0； 刀具快速运 动到切槽起点；N160 G01 X45.0 F0.15； 切槽；N165 G00 X60.0； 切槽刀退出；N170 G28 U0 W0； 返回参考点； N175 G97 S1500 T0404； 取消恒定切削速度，指定主 轴转速，调用 04 号螺纹车刀；N180 G01 X50.0 Z293.0； 快速运动 到螺纹车削起始点；N185 G76 P3 12 60 Q0.1 R0.1； 复合螺纹 加工循环；N190 G76 X45.8 W-63.5 P1.73 Q0.85 F2.0；复合螺纹加工循环；N195 G28 U0 W0 M05 M09； 主轴停，关闭冷却液；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：