数控技术(第2版)课后完整答案

1.1数控机床的工作流程是什么？数控加工程序的编制，输入，译码，刀具补偿，插补，位置控制和机床加工1.2数控机床有哪几部分组成？各部分的基本功能是什么？输入输出设备：主要实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印。数控装置：接收来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值的计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。（多坐标控制，插补功能，程序输入、编辑和修改功能、故障自诊断功能、补偿功能、信息转换功能、多种加工方式选择、辅助功能、显示功能、通信和联网功能）1.3什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？三者如何区别？点位控制数控机床点位控制是指道具从某一位置移到下一个位置的过程中，不考虑其运动轨迹，只要求道具能最终准确达到目标位置。直线控制数控机床这类数控机床不仅要保证点与点之间的准确定位，而且要控制两相关点之间的位移速度和路线。轮廓控制数控机床这类机床的数控装置能够同时控制两轴或两个以上的轴，对未知和速度进行严格的不间断控制。区别：点位控制不考虑运动轨迹，直线控制要求保证两点之间的精确定位，轮廓控制对于位置和速度有严格的要求。1.4数控机床有哪些特点？加工零件的适应性强，灵活性好；加工精度高，产品质量稳定；生产率高；减少工人劳动强度；生产管理水平高1.5按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床？各有何特点？开环控制的数控机床受步进电动机的步距精度和工作频率以及传动机构的传动精度的影响，速度和精度都较低。结构简单、成本较低、调试维修方便闭环控制的数控机床定位精度高、速度调节快，工作台惯量大所以系统设计和调整存在困难，系统稳定性受到不利影响半闭环控制的数控机床控制精度没有闭环高，但机床工作的稳定性却有毒大惯量工作台被排除在控制环外而提高，调试方便2.1什么是控制编程？手工编程的内容有哪些？从零件图样到制成控制介质的全部过程。分析零件图样，确定加工工艺过程，数值计算，编写零件加工程序，制作控制介质，程序校验，试切削2.2数控编程有哪几种方法？各有何特点？手工编程对于几何形状较为简单的零件，数值计算较简单，程序段不错，采用手工编彻骨较容易完成，而且经济、及时。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线或曲面的零件，用手工编程就有一定的困难，出错的可能增大，效率低，有时甚至无法编出程序。自动编程减轻了编程人员的劳动强度，缩短了编程时间，提高了编程质量，同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的变成难题。2.3什么是“字地址程序段格式”，为什么现代数控系统常用这种格式？字地址程序段格式是字、字符和数据在一个程序段中的安排没有特殊的顺序要求。优点：程序简单、直观、可读性强、易于检验和修改。2.4数控机床的X、Y、Z坐标轴及其方向是如何确定的？Z坐标，规定平行于机床主轴的刀具运动坐标为Z坐标，去刀具远离工件的方向为正方向。X坐标规定X坐标轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面Y坐标Y坐标垂直于X、Z坐标。2.5数控机床的机床坐标系和工件坐标系之间的关系如何？工件坐标系的坐标轴与机床坐标系相应的坐标轴相平行，方向也相同，但原点不同。在加工中，工件随夹具在机床上安装后，要测量工件原点与机床原点之间的坐标距离，这个距离称为工件原点偏置。2.6准备功能G代码和辅助功能M代码在数控编程中的作用如何？准备功能G代码是使机床或数控系统建立起某种加工方式的命令。辅助功能M代码是控制机床辅助动作的指令，主要用作机床加工时的工艺性指令、2.7M00、M01、M02、M30指令各有何特点？如何应用？M00程序停止。在完成该程序段其他指令后，用以停止主轴转动、进给和切削液，以便执行某一个固定的手动操作。固定操作完成后，重按“启动键”，便可继续执行下一段程序段。M01计划停止。该指令只有在操作版面上的“任意停止”按键被按下时，M01才有效，否则这个指令不起作用。该指令常用于工件关键尺寸的停机抽样检查或其他需要临时停车的场合。当检查完成后，按启动键继续执行以后的程序。M02程序结束。当全部程序结束后，用此指令使主轴、进给、切削液全部停止，并使数控系统处于复位状态。该指令必须出现在程序的最后一个程序段中。M30结束程序。M30可使程序返回到开始状态。2.8F、S、T功能指令各自的作用是什么？F代码F代码为进给速度功能代码，用力指定进给速度S代码S代码为主轴转速功能代码，用力指定主轴的转速T代码T代码为道具功能代码，在有自动换刀功能的数控机床上，该指令用以选择所需的刀具号和刀补号。2.9G90、X20、Y15、和G91、X20、Y15有什么区别？绝对坐标：X20Y15，表示该点在坐标轴中的位置增量坐标：X20Y15，表示该点对于上一点的位置的坐标增量2.10G00与G01、G02、G03的不同点在哪里？G00该指令是使刀具从当前位置以系统设定的速度快速移动到坐标系的另一点，他只是快速到位，不进行切削加工，一般用作空行程运动。G01该指令是直线运动控制指令，它命令道具从当前位置以两坐标或三坐标联动的方式按指定的F进给速度作任意斜率的直线运动到达指定的位置。G02用来实现顺时针圆弧插补加工G03逆时针圆弧插补加工2.11G41G42G43G44的含义如何？G41表示刀具左偏，指顺着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边G42表示刀具右偏G43程序给定值与补偿值之和G44程序给定值与补偿值之差2.12固定循环指令有何作用？可以是程序编制简短、方便又能提高程序质量2.13什么是零件的加工路线？确定加工路线时应遵循哪些原则？加工路线是指数控机床加工过程中刀具刀位点相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向原则：1应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；2应尽量缩短加工路线，减少刀具空程运动时间；3应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。2.14加工路线与零件轮廓曲线有何区别？编程时若按零件轮廓编程，数控装置应具备哪些功能？2.15什么是对刀点、刀位点、换刀点？对刀点：在数控机床上加工零件时，道具相对与工件运动的起点刀位点：刀具在机床上的位置换刀点：刀架转位换刀时的位置2.16什么是数控编程中的数值计算？它包含哪些内容？根据工件的图样要求，按照已确定的加工路线和允许的变成误差，计算出数控系统所需输入的数据。基点和节点的计算；刀位点轨迹的计算；辅助计算2.17什么是基点？什么是节点？基点：把各几何元素间的连接点节点：当利用基友直线插补功能的数控机床加工零件的曲线轮廓时，任一几何元素均用直线逼近，即任一轮廓的曲线军用连续的折线来逼近。这时，应根据编程所允许的误差，将曲线分割成若干个直线段，其相邻的而直线的交点称为节点。2.182.193.1数控车削编程的特点是什么？（1）在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程，增量值编程或二者混合编程。（2）由于图样尺寸和测量值都是直径值，故直径方向用绝对值编程时，X以直径值表示；用增量值表示时，以经向实际位移量的二倍值表示。（3）为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量取Z向的一半（4）由于毛胚常用棒料或断料，加工余量较大，所以数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。（5）编程时，为提高工件的加工精度，当编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。对不具备刀具自动补偿功能的数控车床，编程时，需先计算补偿量。（6）许多数控车床用X,Z表示绝对坐标指令；用U,W表示增量坐标指令。而不用G90，G91指令（7）第三坐标指令I,K在不同的程序段中作用也不相同。I,K在圆弧切削时表示圆心相对圆弧的起点的坐标位置；而在有自动循环指令的程序中，I,K坐标则用来表示每次循环的进给量。3.2车削固定循环功能的作用是什么？常用的有哪些？由于车削的毛胚多为棒料和铸锻件，因此车削加工多为大余量多次进给切除，所以在车床的数控装置中总是设置各种不同形式的固定循环功能。常用的循环指令：柱面循环指令，锥面循环指令，简单螺纹循环指令，复杂螺纹循环指令，复合式粗车循环指令3.3数控铣削编程的特点是什么？（1）铣削是机械加工中最常用的方法之一，它包括平面铣削和轮廓铣削。使用数控铣床的目的在于：解决复杂的和难加工的工件的加工问题；把一些用普通机床可以加工的工件，改用数控铣床加工，可以提高加工效率。（2）数控铣床的数控装置具有多种插补方式，一般都具有直线插补和圆弧插补，有的还具有极坐标插补，抛物线插补，螺旋线插补等多种插补方式。（3）程序编制是要充分利用数控铣床齐全的功能，如刀具位置补偿，刀具长度补偿，刀具半径补偿和固定循环，对称加工等问题。（4）由直线，圆弧组成的平面轮廓铣削的数学处理比较简单。非圆曲线，空间曲线和曲面的轮廓铣削加工，数学处理比较复杂，一般采用计算机辅助计算和自动编程。3.4用G54~G59指令确定工件坐标与G92指令有何不同？数控铣床除了可用G92指令建立工件坐标系以外，还可以用G54~G59指令设置工件坐标系。这样设置的每一个工件坐标系自成体系。采用G54~G59指令建立的坐标系不像用G92指令那样，需要在程序段中给出工件坐标系与机床坐标系的偏置值，而是在安装工件后测量工件坐标系原点相对于机床坐标系原点在X,Y,Z各轴方向的偏置量，然后用MDI方式将其输入到数控系统的工件坐标系偏置值存储器中。系统在执行程序时从存储器中读取数据，并按照工件坐标系中的坐标值运动。3.5孔加工固定循环的基本组成动作有哪些？使用图示法说明一般有6个动作组成：（1）A-B道具快进至孔位坐标，及循环初始点B（2）B-R刀具Z向快进至加工表面附近的R点平面（3）R-E加工动作（4）E点孔底动作（5）E-R返回到R点平面（6）R-B返回到初始点B3.6加工中心编程的特点是什么？（1）首先要进行合理的工艺分析。周密合理的安排各工序加工的顺序，有利于提高加工精度和生产效率（2）根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀（3）自动换到要留出足够的换刀空间（4）为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便于操作者在运行程序前，及时修改道具补偿参数（5）对于编好的程序，必须进行认证检查，并与加工前安排好试运行（6）尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不同的子程序中（7）一般应使一把道具尽可能担任较多的表面加工，且进给路线设计的应合理。3.7何为定距换刀和跟踪换刀？定距换刀是数控加工中心主轴只有运动到规定的换刀点时，机械手才可以执行换刀动作跟踪换刀是主轴运动到任意位置时，机械手都可以执行换刀动作3.8何为自动编程？常用的自动编程方法有哪两类？各有何特点？自动编程是指用计算机来代替手工编程，也就是说，程序编制的大部分或全部工作是由计算机来完成的。分类：语言式自动编程系统和图形交互式自动编程系统特点：语言式自动编程系统对计算机而言是采用批处理的方式，编程人员必须一次性将编程信息全部向计算机交代清楚，计算机再一次处理完毕，并马上得到结果。图形交互式自动编程系统则是一种人机对话的编程方式。编程人员根据屏幕菜单提示的内容，反复与计算机对话，回答计算机的各种提问，知道把该答的问题全部答完。计算机就能自动生成所需的零件加工程序。3.9语言式自动编程的基本原理是什么？语言是自动编程系统主要有数控语言，编译程序和通用计算机等三部分组成，工作原理是，首先由编程人员根据零件图和工艺要求，用数控语言编写出零件加工源程序，再将该程序输入计算机。计算机经过翻译处理和数值计算后，生成刀具位置数据文件，然后再进行后置处理，即可生成符合具体数控机床要求的零件加工程序。计算机可通过各种外设打印出加工程序单，或穿出纸带，或通过通信接口将加工程序代码直接送入数控装置。3.10图形交互式自动编程的信息处理过程是怎样的？（1）几何造型利用图形交互自动编程软件的图形构建，编辑修改，曲线曲面造型等有关功能，将零件被加工部位的几何图形准确的绘制在计算机屏幕上，与此同时，在计算机内部自动形成零件图形的数据文件。（2）刀具路径的产生在刀具路径生成的菜单中选择所需的子菜单，然后根据屏幕提示，用光标选择相应的图形目标，点取相应的坐标点，输入所