天津轻工职业技术学院
关于爱尔建材标准作业分析
系别经济管理学院
专业班级10级工商企业管理二班
成员鲍伟鹏（05）朱建军（11）
白文帅（12）张凯（43）
赵万（04）杨国强（42）
李飞（07）王聪（03）日期2011.10.20
年月日
摘要
随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,复杂形状的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、小批量生产的比重明显增加,激烈的市场竞争使产品研制生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高速高质量加工要求。
本课题来源于生产，是对所学知识的应用，它包括了三年所学的全部知识，在数控专业上具有代表性，而且提高了综合运用各方面知识的能力。程序的编制到程序的调试，零件的加工运用到了所学的AutoCAD、CAXA制造工程师软件、数控机床操作、子程序、刀具的选择、零件的工艺分析、数学处理、工艺路线等一系列的内容。这将所学到的理论知识充分运用到了实际加工中，切实做到了理论与实践的有机结合。
关键词：数控；加工；工艺；编程
目录
1引言 (1)
1.1数控技术的发展及趋势 (1)
1.2数控车削加工工艺分析的主要内容 (2)
2轴类零件的加工工艺设计 (3)
2.1轴类加工的内容及工艺分析 (3)
2.1.1轴类零件加工的内容 (3)
2.1.2轴类零件加工的工艺分析 (4)
2.2轴类零件工艺路线的拟定 (4)
2.2.1工艺路线的确定 (4)
2.2.2辅助工序的安排 (6)
2.3数控机床及其工艺设备的选择 (6)
2.3.1数控机床的选择 (6)
2.3.2检测量具的选择 (7)
2.4轴类零件切削用量参数的确定 (7)
2.4.1确定主轴转速 (7)
2.4.2确定进给速度 (8)
2.4.3确定背吃刀量 (8)
2.5拟定数控加工工艺卡 (8)
2.5.1 数控加工工序 (8)
2.5.2 数控加工工序表 (9)
2.6刀具的选择 (9)
2.6.1刀具 (9)
2.6.2确定对刀点与换刀点 (10)
3轴类零件夹具的选用 (11)
3.1对轴类零件夹具的基本要求 (12)
3.2.1 夹具的类型 (12)
3.2.2零件的安装 (12)
4车削零件数控加工的编程 (13)
4.1数控坐标系的确定 (13)
4.2走刀路线的确定 (13)
4.3程序编制 (14)
5结论 (21)
6致谢 (22)
7参考文献 (23)
1引言
1.1数控技术的发展及趋势
机床数控系统，即计算机数字控制(CNC)系统是在传统的硬件数控(NC)的基础上发展起来的。它主要由硬件和软件两大部分组成。通过系统控制软件与硬件的配合，完成对进给坐标控制、主轴控制、刀具控制、辅助功能控制等。CNC 系统利用计算机来实现零件程序编辑、坐标系偏移、刀具补偿、插补运算、公英制变换、图形显示和固定循环等。使数控机床按照操作设计要求，加工出需要的零件。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年第一台数控机床问世后，数控系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控PC机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段，称作为硬件连接数控，简称NC系统；后三代为第二阶段，乘坐计算机软件数控，简称CNC系统。
数控加工技术是什么呢？简单的说就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。而且和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下优点：
①加工效率高。
利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。
②加工精度高。
同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。
③劳动强度低。
由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不象传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。
④适应能力强。
数控加工系统就象计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展，其主要研究热点有以下几个方面：
①高精高速高效化速度
②柔性化
③多轴化
④软硬件开放化
⑤实时智能化
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
1.2数控车削加工工艺分析的主要内容
①选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。
②分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。
③设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。
④调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。
⑤分配数控加工中的容差。
⑥处理数控机床上部分工艺指令。
总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似。
2轴类零件的加工工艺设计
2.1轴类加工的内容及工艺分析
2.1 球头轴零件图
2.1.1轴类零件加工的内容
数控车床与普通车床相比，具有加工精度高、加工零件的形状复杂、加工范围广等特点。但是数控车床价格较高，加工技术较复杂。球头轴零件可分为粗车、半精车和精车等阶段。一般分为：
①车削外圆。车削外圆是最常见、最基本的车削方法使用各种不同的车刀车削中小型零件外圆(包括车外回转槽)的方法。其中，左偏刀主要用于需要从左向右进给，车削右边有直角轴肩的外圆以及右偏刀无法车削的外圆。
②车削内圆。车削内圆(孔)是指用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面。这也是常用的车削加工方法之一。常见的车孔方法在车削盲孔和台阶孔时，车刀要先纵向进给，当车到孔的根部时再横向进给，从外向中心进给车端面或台阶端面。
③车削平面。车削平面主要指的是车端平面(包括台阶端面)，常见的方法是用左偏刀车削平面，可采用较大背吃刀量，切削顺利，表面光洁，大、小平面
均可车削使用90·左偏刀从外向中心进给车削平面，适用于加工尺寸较小的平
面或一般的台阶端面用90·左偏刀从中心向外进给车削平面，适用于加工中心带孔的端面或一般的台阶端面使用右偏刀车削平面，刀头强度较高，适宜车削较大平面，尤其是铸锻件的大平面。
④车削锥面。锥面可分为内锥面和外锥面，可以分别视为内圆、外圆的一种特殊形式。内外锥面具有配合紧密、拆卸方便、多次拆卸后仍能保持准确对中的特点，广泛用于要求中准确和需要经常拆卸的配合件上。在普通车床上加工锥面的方法有小滑板转位法、尾座偏移法、靠模法和宽刀法等，小滑板转位法主要用于单件小批量生产，内外锥面的精度较低，长度较短(≤100mm)；尾座偏移法用于单件或成批生产轴类零件上较长的外锥面；靠模法用于成批和大量生产较长的内外锥面；宽刀法用于成批和大量生产较短(≤20mm)的内外锥面。
⑤车削螺纹。在普通车床上一般使用成形车刀来加工螺纹，加工普通螺纹、方牙螺纹梯形螺纹和模数螺纹时使用的成形车刀。
⑥车削台阶、槽。
选择数控加工内容时，可按下列顺序考虑：
①普通机床无法加工的内容应优先选择；
②普通机床难加工，质量难保证的内容应重点选择
③普通机床加工效率低，手工操作劳动强度大的内容。
虽然数控车床加工范围广泛，但是因受其自身特点的制约，某些零件仍不适
合在数控车床上加工。
2.1.2轴类零件加工的工艺分析
①粗加工：主要是下料，下料的要求是棒料的直径55㎜，长度是150㎜，并且要求下料长度的误差不能超过正负1㎜并在棒料两端钻中心孔，中心孔：A4/8.5，并且，要求中心应均匀一致，为下一步工序做准备。
②半精加工：半精车外圆，先粗车外圆然后，再半精车外圆，而其他的各尺寸以及跳动的要求都要符合图纸的要求。
③精加工：精车外圆，先半精车外圆,最后精车外圆，而其他的各尺寸以及跳动的要求都符合图纸的要求。
2.2轴类零件工艺路线的拟定
2.2.1工艺路线的确定
图2.2是加工工序及每个步骤的注释和注意事项。
加工此段工序时要保证球面的表面质量及数据
加工此段工序事要保证后面圆球的加工余量所以不能用大的车削速度
加工此段工件是为最后车罗纹做铺垫,其表面质量要求不高但基本尺寸一定要保证正确
加工此段工件时的注意事项要和上段工序一样,必须保证零件数据和表面质量的正确
加工此段工件时要注意吃刀量的选择,此段工序有圆弧的存在要保证好加工质量和机器设备的安全
由于此次设计是在普通数控车床上进行,有写步骤必须进行手动操作,比如:用尾部顶尖,零件的掉头装夹等
车削 70圆柱,零件掉头装夹需要用卡盘夹住此处,因此这个加工步骤很重要.要注意此段加工步骤的尺寸,精度,表面质量等重要参数
车削零件的最大外圆(加工此处时不必要全部都车削,因为根据分析零件图没有必要车削完,零件图中要求的尺寸只有22)
作为零件加工及编程的基准,对以后的加工很重要
在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几
何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。但由于零件设计人员在设计过程中考虑不周或被忽略，常常出现参数不全或不清楚，如圆弧与直线、圆弧与圆弧是相切还是相交或相离。所以在审查与分析图纸时，一定要仔细核算，发现问题及时与设计人员联系。
零件的外形最好采用统一的几何类型及尺寸，这样可以减少换刀次数，还可能应用控制程序或专用程序以缩短程序长度。零件的形状尽可能对称，便于利用数控机床的镜向加工功能来编程，以节省编程时间。
2.2.2辅助工序的安排
辅助工序一般包括去毛刺、清洗、上油、检验等。检验工序是主要的辅助工序，是合格证产品质量的重要措施，零件的每道工序加工完成之后，和零件全部加工完成之后都要进行检验工序。
2.3数控机床及其工艺设备的选择
2.3.1数控机床的选择
根据零件产量、加工要求选择生产设备（根据专业要求需要选择数控车床）。
我们选择SIEMENS的SINUMERIK802S/C数控车床。
数控车床常用的功能指令有准备功能G、辅助功能M、刀具功能T、主轴转速功能S和进给功能F。由于车床种类不同，系统配置也各不相同。
2.3.2检测量具的选择
①游标卡尺
②数显测位尺
③外径千分尺
④螺纹塞规
2.4轴类零件切削用量参数的确定
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。
2.4.1确定主轴转速
主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为：n=1000v/3.14×D
式中：v-切削速度，单位为m/m动，由刀具的耐用度决定；n-主轴转速，单位为r/min，D-工件直径或刀具直径，单位为mm。
计算的主轴转速n，最后要选取机床有的或较接近的转速为：
车外圆，粗车主轴转速为1300r/min ,精车主轴转速为1600r/min 。
表2.2刀具的切削参数
进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证时，为
提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在200——800mm/min范围内选取；车外圆，进给速度为400㎜/r，精车时，进给速度为200㎜/r。刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。
2.4.3确定背吃刀量
车削用量的选择原则是：
（1）粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量a
，其次选择一个较
p
可使走刀次数大的进给量f,最后确定一个合适的切削进度v 。增大背吃刀量a
p
减少，增大进给量f有利于断屑，因此根据以上原则选择粗车切削用量对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是有利的。
（2）精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且均匀，因此选择较小（但不太小）的背吃刀量a
和进给量f ，并选用切削性能高的刀具
p
材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v。
，以保证刀具有足够的刚度。
（3）零件的加工高度H≤（1/4-1/6）R
D
切削用量的具体数值应根据机床性能，相关的手册并结合实际经验用模拟方法确定。同时，使主轴转速、背吃刀量及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。
2.5拟定数控加工工艺卡
2.5.1 数控加工工序
数控加工车削分十三次切削进行加工：
1.然后车削端面作为基准。
2.首先进行车削最大外圆?80。
3.车?70轴台阶轴
4.车削台阶平面。
5.调头装夹。
6.车削?65轴。
7.车削椎面。
8.车削?24圆柱。
9.车削?20圆柱。
10.车削球面。
11.切螺纹退刀槽。
12.车削工艺槽。
13.加工螺纹M24。
2.5.2 数控加工工序表
表2.3数控加工工序表
2.6刀具的选择
2.6.1刀具
刀具的选择的原则：刀具的使用的寿命和装夹是否很方便。在加工轴时一般都是批量生产的，那就要求加工的时候必须有效率，装夹要很方便的，根据上面的分析，我采用机夹式刀片，机夹式刀片的材料是超硬质合金钢。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短,可以充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min .数控机床所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、硬质合金）并使用可转位刀片。
根据以上的分析，在加工轴所采用的刀具是机夹式，超硬质合金钢的刀片,选择数控车削刀具。
数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床刀架上，因此已逐渐标准化和系统化。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%-40%，金属切除量占总数的80%-90%。
而加工轴所用的刀片超硬质合金钢, 超硬质合金钢是以碳化钨(WC), 碳化钛(TiC)等,高熔点,高硬度的碳化物的粉末一起粘连的作用的金属钴粉末混合,加压成型,再烧结而制成一种粉末冶金制品。硬质合金具有高硬度(69-81HRC),高热硬性(可达900-1000度),高耐磨性和较高抗压强度.用它制造刀具,起切削速度,耐磨性与寿命都比高速钢高, 超硬质合金钢制的刀片,装夹在刀体上使用.
使用方便,大大的提高加工的效率。
此外，对所选择的刀具，在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。根据以上的分析,采用超硬质合金钢制的刀片。根据加工要求,主要选用的刀具。
表2.4刀具表：
对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。“对刀点”是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。在程序编制时，不管实际上是刀具相对工件移动，还是工件相对刀具移动，都把工件看作静止，而刀具在运动。对刀点往往也是零件的加工原点。选择对刀点的原则是：
①方便数学处理和简化程序编制；
②在机床上容易找正，便于确定零件的加工原点的位置；
③加工过程中便于检查；
④引起的加工误差小。
对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。
对刀时应使对刀点与刀位点重合。所谓刀位点，是指确定刀具位置的基准点。
3轴类零件夹具的选用
3.1对轴类零件夹具的基本要求
数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：
①尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。
②在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。
③装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。
④夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。
本次设计采用普通的三爪自动定心卡盘，其工作效率高，使用方便、准确度高3.2工件装夹的类型及安装
3.2.1 夹具的类型
数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转
3.2.2零件的安装
数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点：
①力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。
②尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。
由于本次设计的零件属于短轴类零件，故采用三爪自定心卡盘装夹。其安装方便、安装精度较高。
4车削零件数控加工的编程
4.1数控坐标系的确定
数控车床坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系。
①机床坐标系
以机床原点为坐标系原点建立起来的X、Z轴直接坐标系，称为机床坐标系。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动参考点参考点是机床上的一个固定点。该点是刀具退离到一个固定不变的极限点，其位置由机械挡块和行程开关来确定。以参考点为原点，坐标方向与机床坐标方向相同所建立的坐标系叫做参考坐标系，在实际使用中通常是以参考坐标系计算坐标值。
②工件坐标系
数控编程时应该首先确定工件坐标系和工件原点。零件在设计中有设计基准，在加工过程中有工艺基准，同时应尽量将工艺基准与设计基准统一，该基准点通常称为工件原点。以工件原点为坐标原点建立起来的X、Z轴直角坐标系为工件坐标系。在车床上工件原点可以选择在工件的左或右端面上，即工件坐标系是将参考坐标系通过对到平移得到的
4.2走刀路线的确定
①车端面。
②钻孔。将棒料运进另一个车间，工序是给棒料进行钻中心孔和车端面。这也是非常重要的一步工序。因为，钻中心孔的好坏将会直接影响下一道工序的进行。要求也是很高的，重要的一步去毛刺，由于上一道工序是锯料，在锯掉的地方会有毛刺，在把毛刺去掉后，要对每一个棒了进行测量，以防止上一道工序出现的废料。再进行认真的测量，将要加工的工件放在专门的钻床上，对工件进行钻孔，是两头同时进行，并且要求钻孔在棒料的中心位置。中心孔：A4/8.8，并且，要求中心孔应均匀一致。在进行好钻孔后，将料放到普通的车床进行车两端面，对于车的要求是很高的，要求棒料的长度是150㎜，正负0.5㎜，要求每一个工件都要进行检验。
②粗车外圆。
③精车外圆。上一道工序，将工件运进到另一个车间，主要数控车床车间，这道工序是最重要的一步。是进行精车外圆，先精车外圆，然后，是进行精车外圆，在数控车床上进行加工。用到的工装夹具是三爪液压卡盘，还需要顶针，顶针的作用就是使加工的棒料，保持同轴度，使加工的零件的精度可以达到更高，
也使加工时更加的安全。所用到的测量工具是游标卡尺，外径千分尺。同理，再加工时加工的要求和加工的要求是一样的，而其他的各尺寸以及跳动的要求都要符合图纸的要求。
④割槽。端面进行定位割槽并去毛刺；还要求对每批次量生产槽的轴向位置需结合内外球笼装配后之轴向窜动间隙以及总成压缩总长来定。同上一样，是在CNC车床上进行割槽，所用到的工装夹具是三爪卡盘，顶针，用到的测量的检具是游标卡尺。
⑤车螺纹。
4.3程序编制
数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。我所做的工序是精车外圆，加工的程序如下：加工程序及其备注
N10 G50 S10000 ；程序开始
N12 G00 G97 S700 T01
N14 M03
N16 M08
N18 G00 X46.777 Z27.753
N20 G00 X49.807 Z0.807
N22 G00 X44.807 Z0.807
N24 G00 X44.100 Z0.100
N26 G01 X44.100 Z-24.100 F200
N28 G00 X44.807 Z-23.393
N30 G00 X49.807 Z-23.393
N32 G00 X49.807 Z0.807
N34 G00 X42.807 Z0.807
N36 G00 X42.100 Z0.100
N38 G01 X42.100 Z-24.100 F200
N40 G00 X42.807 Z-23.393
N42 G00 X47.807 Z-23.393
N44 G00 X47.807 Z0.807
N46 G00 X40.807 Z0.807
N48 G00 X40.100 Z0.100
N50 G01 X40.100 Z-24.100 F200
N52 G00 X40.807 Z-23.393
N54 G00 X45.807 Z-23.393
N56 G00 X45.807 Z-0.293
N58 G00 X40.807 Z-0.293
N60 G00 X40.100 Z-1.000
N62 G01 X40.100 Z-11.000 F200 N64 G01 X40.100 Z-23.000
N66 G00 X41.100 Z-23.000
N68 G00 X49.807 Z-23.000
N70 G00 X46.777 Z27.753
N72 M09
N74 M30
N75 G50 S0
N76 G00 G97 700 T02
N77 M03
N78 M08
N79 G00 X42.450 Z24.023
N80 G00 X46.966 Z24.023
N81 G00 X46.966 Z3.600
N82 G00 X46.966 Z-1.400
N83 G00 X46.100 Z-1.900
N84 G41
N85 G01 X-0.100 Z-1.900 F200 N86 G00 X0.766 Z-1.400
N87 G00 X0.766 Z3.600
N88 G00 X0.766 Z24.023
N89 G00 X42.450 Z24.023
N90 G40
N91 M09
N92 M30
掉头装夹
N10 G50 S10000
N12 G00 G97 S700 T01
N14 M03
N16 M08
N18 G00 X27.033 Z41.455
N20 G00 X44.744 Z0.807
N22 G00 X39.744 Z0.807
N24 G00 X39.037 Z0.100
N26 G41
N28 G01 X39.037 Z-99.900 F200 N30 G01 X40.937 Z-99.900
N32 G00 X40.230 Z-99.193
N34 G00 X45.230 Z-99.193
N36 G00 X45.230 Z0.807
N38 G00 X37.744 Z0.807
N40 G00 X37.037 Z0.100
N42 G01 X37.037 Z-99.900 F200 N44 G01 X39.037 Z-99.900
N46 G00 X38.330 Z-99.193
N48 G00 X43.330 Z-99.193
N50 G00 X43.330 Z0.807
N52 G00 X35.744 Z0.807
N54 G00 X35.037 Z0.100
N56 G01 X35.037 Z-99.900 F200 N58 G01 X37.037 Z-99.900
N60 G00 X36.330 Z-99.193
N62 G00 X41.330 Z-99.193
N64 G00 X41.330 Z0.807
N66 G00 X33.744 Z0.807
N68 G00 X33.037 Z0.100
N70 G01 X33.037 Z-99.900 F200 N72 G01 X35.037 Z-99.900
N74 G00 X34.330 Z-99.193
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 数控技术 一、填空题： 1.数控机床是用数字化代码来控制的相对运动，从而完成零件的加工。 2.所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行的过程。 3.对刀操作就是确定和之间关系的操作。 4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随化的 特性，而其机械特性是指其速度随变化的特性。 5.刀具在机床上的位置是由的位置来表示的。 63051-82规定，数控机床坐标轴和方向是基于固定，移动。 7.数控机床上采用的导轨主要有、、等三种形式。 8.用逐点比较法插补直线，其起点坐标为O（0，0），终点坐标A（5，8）， 若采用插补的总步数作为终点减法计数器的初始值，即＝。在插补过程中，每进给一步，计数器减1,当＝时，到达终点，停止插补。 9.光栅作为位移传感器，其高精度源于的莫尔条纹的和 两大效应。若光栅距为0.01，两块光栅之间的夹角为0.057°，则莫尔条纹宽度约为。 10.数控机床一般由控制介质、、测量装置和机械本
体五个部分组成。 11系统软件必须完成和两大任务。 12.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即和。 13.刀具在机床上的位置是由的位置来表示的。 14.在软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用以及占用时间的长短，解决的办法是 和相结合。 15.数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的和 作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。 16.若三相步进电机（三相绕组分别为A、B、C），请写出三相六拍工作方式的通电顺序：。 17.对于第四象限逆圆弧来说，当F≥0时其进给方向为，偏差计算公式为。 18.数控机床的脉冲当量是指。 19.数控技术是指用对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 20.从系统使用的微机及结构来分，系统的硬件结构一般分为：和结构两大类。 21.改变，不改变加工程序，就可以实现同一轮廓的粗、精铣加工。 22.数控机床按伺服系统的控制方式可分为、和。 二、判断题：
第一章数控机床概述 数控技术是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,它已开始在各个领域普及,并且它所带来的巨大效益已引起了世界各国科技与工业届的普遍重视。 20世纪４０年代以来,汽车、飞机和导弹制造工业发展迅速,原来的加工设备已无法承担加工航空工业需要的复杂型面零件。数控技术是为了解决复杂型面零件加工的自动化而产生的。1948年,美国帕森斯(Parsonｓ）公司在研制加工直升机叶片轮廓检验用样板的机床时，首先提出了应用电子计算机控制机床加工样板曲线的设想。后来与美国空军签订合同,帕森斯(Parsons）公司与麻省理工学院(MIＴ）伺服机构研究所合作进行研制成功。1９５２年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。后来，又经过改进并开展自动编程技术的研究,于1955年进入实验阶段,这对加工复杂曲面和促进美国飞机制造业的发展起了重要作用。 １9５8年我国开始研制数控机床,1９75年研制出第一台加工中心。目前，在数控技术领域,我国同先进国家之间还存在不小的差距，但这种差距正在缩小。数控技术的应用也从机床控制拓展到其他控制设备,如数控电火花线切割机床、数控测量机和工业机器人等。 1.1数控机床的产生与发展 科学技术和社会生产的不断发展,对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。单件、小批生产占机械加工的8０%左右，一种适合于产品更新换代快、品种多、质量和生产率高、成本低的自动化生产设备的应用已迫在眉睫。而数控机床则能适应这种要求，满足目前生产需求。 1.1.1数控机床的产生与发展过程 1946年诞生了世界上第一台电子计算机，它为人类进入信息社会奠定了基础。1952年,计算机技术应用到机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此,传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控机床经历了两大阶段和六代的发展。 1．数控（NC)阶段(1952年-19７0年) 早期计算机的运算速度底,这对当时的科学计算和数据处理影响还不大,但不能适应机床的实施控制要求.人们不得不采用数字逻辑电路制成一台机床专用计算机作为数控系统,这被称为硬件连接数控（HＡRD-WIRＥＤNＣ),简称为数控(NC) 。随着元器件的发展,这个阶段经历了三代,即１９5２年的第一代——电子管数控机床;１959年的第二代——晶体管数控机床；１96５年的第三代——集成电路数控机床。
第1章 1．数控（NC）和计算机数控（CNC）的联系和区别是什么 答：数字控制（NC）简称数控，是指用数字化信号对控制对象进行控制的方法也称数控技术。我们把以计算机系统作为数控装置构成的数控系统称为计算机数控系统（CNC）。CNC系统的数字处理功能主要由软件实现，因而十分灵活，并可以处理数字逻辑电路难以处理的复杂信息，使数控系统的功能大大提高。 2．数控机床由哪几部分组成，各组成部分的功能是什么 答：（1）程序介质：用于记载机床加工零件的全部信息。 （2）数控装置：控制机床运动的中枢系统，它的基本任务是接受程序介质带来的信息，按照规定的控制算法进行插补运算，把它们转换为伺服系统能够接受的指令信号，然后将结果由输出装置送到各坐标的伺服系统。 （3）伺服系统：是数控系统的执行元件，它的基本功能是接受数控装置发来的指令脉冲信号，控制机床执行元件的进给速度、方向和位移量，以完成零件的自动加工。 （4）机床主体（主机）：包括机床的主运动、进给运动部件。执行部件和基础部件。 3．简述闭环数控系统的控制原理，它与开环数控系统有什么区别 答：控制原理：闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将检测量到的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。 区别：闭环控制系统有反馈装置，而开环没有。 4．选择数控机床的时候应该考虑哪几方面的问题 答：(1)机床的类别(车、铣、加工中心等)、规格(行程范围)、性能(加工材料)。(2)数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。(3)数控机床的定位精度和重复定位精度。(4)零件的定位基准和装夹方式。(5)机床坐标系和坐标轴的联动情况。(6)控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及ATC等相关的功能。 5．数控技术的发展趋势表现在哪几个方面 答：高速高精度、智能化、开放式数控系统、网络数控技术、提高数控系统的可靠性、实现数控装备的复合化、CAD/CAM/CNC一体化，实现数字化制造。 6．数控技术在制造自动化系统中的地位和作用 答：数控技术和制造自动化技术是密不可分的。 7．开放式数控系统基本概念。 答：开放式数控系统是软硬件实现模块化、可重构、可扩充的自动化制造系统。 第2章 1、数控编程过程中要做哪些工作 答：1．确定加工方案: 选择能够实现该方案的适当的机床、刀具、夹具和装夹方法。 2. 工艺处理: 工艺处理包括选择对刀点，确定加工路线和切削用量。 3. 数学处理: 根据图纸数据求出编程所需的数据(每一程序段的终点坐标)。 4. 编写程序清单 5. 制备介质和程序检验
第一部分提纲 1、数控机床的组成 2、数控机床的分类与含义 3、程序编制的步骤、首件试切的作用 4、数控机床坐标系 5、几个概念：数字控制、伺服系统、脉冲当量、数控机床的控制轴与联动轴 6、什么是插补、插补方法分类， 7、滚珠丝杠幅预紧的分类与原理 8、进给系统中齿轮传动副、滚珠丝杠螺母副的间隙将会造成什么后果 9、CNC装置硬件结构分类？ 10、CNC装置软件结构分类？ 11、M00、M01、M02、M03、M04、M05、M06、M30、M98、M99 12、G00、G01、G02、G03、G40、G41、G42、G43、G44、G49、G90、G91、G92、G80、G81、G70、G71、G72、G73 13、逐点比较法的公式、确定刀具进给方向的依据、直线、圆弧计算过程、插补轨迹图 14、数字增量插补法的插补周期及其相关因素 15、刀具补偿原理与方法 16、在逐点比较法直线插补中，已知 f、δ、直线与X轴的夹角α，则V、Vmax、Vmin=？ mm/s 17、数控机床上加工工件时所特有的误差是什么 18、伺服系统的作用、分类、所采用的插补方法、使用的电动机 19、旋转变压器的工作方式？ 20、增量式光电编码器的组成、原理 21、绝对值编码器的原理，能分辨的最小角度与码位数的关系 22、光栅的组成、摩尔条纹的计算、特性、读数原理
23、步进电机、交流伺服电机、直流伺服电机的应用场合，步进电机失步的类型。 24、步进电机步距角的计算 25、交流伺服电机的种类、调速方法 26、步进电动机功率驱动电路的种类 27、主运动的传动形式 28、车、铣数控加工编程，用绝对坐标或增量坐标编程，刀补的应用，进刀、退刀方式选择，粗车循环的应用，带公差尺寸的编程处理方法 29.数控机床由哪几部分组成？（用框图表示） 30、有一台数控机床在进给系统每一次反向之后就会使运动滞后于指令信号，请分析产生这种现象的原因及消除的办法。 31、步进电机常用的驱动放大电路有哪几种？它们在性能上各有何特点？ 32、说说正式加工前的程序校验和空运行调试有什么意义？ 33、数控加工编程的主要内容有哪些？ 34、简述绝对坐标编程与相对编程的区别。 35、在孔加工中，一般固定循环由哪6个顺序动作构成？ 36、简要说明数控机床坐标轴确立的基本原则。 37、说明模态指令（模态代码）和非模态指令（非模态代码）的区别） 38、.刀具半径补偿的作用是什么？使用刀具半径补偿有哪几步，在什么移动指令下才能建立和取消刀具半径补偿功能？ 39、数据采样式进给位置伺服系统中选择采样周期时，应考虑那些因素？ 40、光电盘为什么要采用相同的两套光电元件？它们的安装位置如何确定？ 41、什么叫做数控机床的脉冲当量？它影响数控机床的什么性能？一般数控机床的脉冲当量为多大值？ 42、 G90 G00 X20.0 Y15.0与G91 G00 X20.0 Y15.0有什么区别？
数控机床与数控技术综述报告 【摘要】数控机床——是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床与普通机床的主要区别在于：数控机床带有数控系统（程序控制系统），可以通过编制程序来实现自动化加工。而普通机床没有该特性。本文在介绍数控机床特点的基础之上，根据我国数控技术的现状，分析了国家在数控技术领域的研究工作以及国内外机床的发展趋势 【关键词】数控机床数控研究发展趋势 引言 数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受人们关注。数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。另一方面，通过持续的研究，信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升，进入21世纪,我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入WTO后激烈的市场竞争的压力。从技术层面上来讲,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。 1.数控机床概述 1.1 数控机床的特点： 数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。它是一种高效能自动或半自动机床，与普通机床相比，具有以下明显特点：（1）适合于复杂异形零件的加工数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用。（2）加工精度高 （3）加工稳定可靠实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一致性好，质量稳定可靠。 （4）高柔性加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，可大大节省生产准备时间。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS。
一、填空题（每空1分，共30分） 1、数控机床组成包括CNC数控系统和机床主体两大部分。 2、数控机床的类型按加工功能分为金属切削类、金属成型类、特种加工类和其他等几种类型。 3、所谓数控编程，一般指包括零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验的全部工作。 4、工艺指令包括准备功能指令（G指令）和辅助功能指令（M指令）两部分。 5、选择对刀点的原则：①在机床上容易找正，在加工中容易检查；②编程时便于数值计算；③对刀误差小。 6、数控铣床类型通常分为立式、卧式、立卧两用三种类型。 7、数控铣床开机步骤包括以下过程：①打开机床电源开关；②打开电脑；③进入C:\HCNC\N.bat 8、数控铣床程序模拟运行步骤包括以下过程：①工作方式选择开关在“自动”位置；②按下主菜单“自动加工”；③按下“选择程序”；④在对话框找到相关程序；⑤按下“机床锁住”键，按下“循环启动”键 9、G30 指令的功能是返回第二参考点。 10、电加工是利用电极间隙脉冲放电产生局部瞬间高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。 11、数控电火花线切割机床的类型分为快走丝、慢走丝两种。 二、选择填空（每小题1.5分，共12分） 1、在数控加工程序中，用各种指令描述工艺过程中的各种操作和运动特性。 a) F、S b) G、M c) T、P 2、G91状态下，程序段中的尺寸数字为。 a) 半径值b) 绝对坐标值c) 增量坐标值 3、使刀具以点控制方式，从刀具所在点快速移动到目标点，而移动速度与程序段中的进给速度无关。 a) G00 b) G01 c) G28 4、在华中数控系统中，调用子程序指令是。 a) M08 b) M99 c) M98 5、数控机床的控制核心是。 a) 数控系统b) 专用软件c)CPU 6、FMS是指。 a）直接数控系统；b）自动化工厂； c）柔性制造系统；d）计算机集成制造系统。 7、编排数控加工工序时，为了提高精度，可采用。 a)精密专用夹具； b）一次装夹多工序集中； c)流水线作业法； d）工序分散加法。 8、加工中心与普通数控机床区别在于。 a)有刀库和自动换刀装置； b）转速 c）机床的刚性好；d）进给速度高。 1.(b) 2.(c) 3.(a) 4.(c) 5.(a) 6.(c) 7(b) 8(a) 三、判断题(对的打“√”，错的打“×”；每小题1分，共10分) 1、数控机床能加工传统机械加工方法不能加工的大型复杂零件。 2、数控机床的进给运动是由工作台带动工件运动来实现的。 3、数控加工编程时选择工件上的某一点作为程序原点，此原点为工件坐标系原点。 4、走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹和方向。 5、数控机床是按照事先编制好的零件数控加工程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。 6、模态指令也称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到以后程序段中出现同组另一指令(G指令)或被其它指令取消(M指令)时才失效。 7、数控机床坐标系可以随意改变。 8、借助于电子计算机编制数控加工程序的过程称为计算机辅助编程，习惯上称自动编程。 9、数控铣床执行G92指令时，x、y、z轴方向会移动。 10、G指令是用M和两位数值来表示。 1.(√) 2.( √) 3.( √) 4.( √) 5.( √) 6.( √) 7.(×) 8.( √) 9.( ×)10.( √) 四、请举例简要说明华中数控车床的对刀步骤及刀偏的设置方法。（8分）
现代数控技术及数控机床 一．填空题（每题2分） 1．数控机床是由控制介质、数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置、反馈装置、适应控制装置和机床等部分组成。 2．数控机床加工过程的加工路线是指刀具中心的运动轨迹和方向。 3．三相步进电机的转子上有40个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电机的步距角为 1.50。 4．数控机床的最小设定单位是数控机床能实现的最小位移量，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般为0.0001～0.01mm，在编程时，所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。 5．通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其排屑条件和受力状态。 提高机床的静刚度。 6．数控机床的工作台和刀架等部件的移动，是由交流或直流伺服电机驱动，经过滚珠丝杠传动，可减少进给系统所需要的驱动扭矩，提高定位精度、运动平稳性。 7．对步进电机施加一个电脉冲信号时，步进电机就回转一个固定的角度，叫做步距角，电机的总回转角和输入脉冲数成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的频率。 8．位置检测装置是数控机床的重要组成部分，在闭环系统中，它的主要作用是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号进行比较，如有偏差，经放大后控制执行部件，使其向着消除偏差方向运动，直至偏差等于零为止。
9．刀具半径补偿功能的作用就是要求数控系统根据工件轮廓程序和刀具中心偏移量，自动计算出刀具中心轨迹。 10．伺服系统的输入是插补器发出的指令脉冲，输出是直线或转角位移。11．数控机床工作台和刀架等部件的移动，由交流或直流伺服电机驱动，经过滚珠丝杠传动，减少了进给系统所需要的驱动扭矩，提高了定位精度和运动平稳性。 12．光栅依不同制造方法有透射光栅和反射光栅两种。数控机床中常用透射光栅做位置传感器。 二．选择题（每题2分） 1．闭环伺服系统使用的执行元件是（1，2） （1）支流伺服电机（2）交流伺服电机（3）步进电机（4）电液脉冲马达 2．步进电机的角位移与（4）成正比。 （1）步距角（2）通电频率（3）脉冲当量（4）脉冲数量 3．数控机床CNC系统是（3） （1）轮廓控制系统（2）动作顺序控制系统（3）位置控制系统（4）速度控制 系统 4．采用DDA法加工第一象限的斜线，若偏差函数值大于零，规定刀具向（1）方向移动。 （1）+X （2）-X （3）+Y （4）-Y 5．数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编写程序时，采用（4）的原则。
《数控技术与数控机床》复习题A 一、单项选择题 https://www.doczj.com/doc/441802894.html,C的中文含义是( ) A.数字控制 B.数控机床 C.计算机数字控制 D.计算机控制系统 2.数控机床采用闭环控制系统后，可以大大提高数控机床的( ) A.位置精度 B.主轴回转精度 C.整体刚度 D.进给速度 3.确定数控机床坐标系时，首先要确定的坐标轴是( ) A.X轴 B.Y轴 C.Z轴 D.B轴 4.数控机床加工程序中，表示可选程序停止的指令代码是( ) A.M00 B.M01 C.M02 D.M03 5.逐点比较法插补第一象限的直线，计算得到的偏差函数F>0，则下一步的进给方向是( ) A.+X B.-X C.+Y D.-Y 6.数控系统在一条已知起点和终点的曲线上进行“数据点的密化”的工作称为( ) A.速度均化 B.加减速控制 C.刀具补偿 D.插补运算 7.在加工中心上，为了能够实现自动更换刀具，必须设有( ) A.主轴准停装置 B.换刀机械手 C.主轴制动装置 D.链式刀库 8.经济型数控机床的进给驱动动力源主要选用( ) A.交流异步电动机 B.步进电动机 C.交流伺服电动机 D.直流伺服电动机 9.一台三相反应式步进电动机，转子齿数Z=80，当采用三相六拍通电方式运行时，其步距角为( ) A.0.75° B.1.5° C.3° D.6° 10.一经济型数控铣床，当步进电机的工作频率f=5000Hz时，工作台的移动速度为3m／min，则脉冲当量δ为( ) A.0.001mm B.0.005mm C.0.01mm D.0.05mm 11.在CNC与速度控制单元的联系信号中，速度控制命令V CDM的传输方向是( ) A.在CNC与速度控制单元之间双向传递 B.由速度控制单元传递到CNC C.由CNC传递到速度控制单元 D.由反馈检测元件传递到CNC
数控机床控制技术与系统（期末复习） 1、 名词解释 数控：即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。 数控系统：能按照零件加工程序的数值信息指令进行控制，使机床完成工作运动并加工零件的一种控制系统。 2、数控加工程序按两类控制量分别输出：连续控制量（送往伺服系统）、离散的开关控制量（送往机床强电控制系统） 3、MDI 工作方式的三种功能：编程、PLC 参数修改、CNC 参数修改。 4、CNC 在机床工作时的作用：译码、插补、位置检测 PLC 的 作用：剩下的都是PLC 的，例如：工件夹紧、工作台转动等 编码器 1、 根据位置检测装置的安装形式和测量方式分为：直接测量和间接测量、 2、 按编码方式分为：绝对式测量和增量式测量，绝对式无需返参，直接测量。增量式开 机之后需要返参。 3、 位置测量装置分为：直线式、旋转式 4、 绝对式编码器按内部结构和测量方式分为接触式、光电式、电磁式 5、 码盘的分辨角：n 2 360?=α，分辨率=n 21。n —码盘的码道圈数。n 越大。分辨角越小，测量精度越高。 6、 编码器各部分的名称：P18 7、 光栅工作原理：是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。当指示光栅与主光栅发生相对 位移，会形成莫尔条纹。其方向与光栅线纹方向大致垂直。两条莫尔条纹之间的距离为纹距W ， 若栅距为ω，则有θ ω=w ，当工作台移动一个栅距，莫尔条纹就向上或向下移动一个纹距，莫尔条纹由光敏元件接受，从而产生电信号电信号经读数头中的电子线路板处理后。输出脉冲信号。 8、 光栅莫尔条纹纹距θ ω=W ,ω—栅距，θ—两条线纹之间的倾斜夹角。 9、 PLC 的接线图 10、 PMC 指令（考试可能会用到）：应用数据检索功能指令（DSCH ）、符合功能检查指令 （COIN ）、后传输指令（MOVE ）、译码指令（DEC ） 11、 给出电路图，表述工作原理 12、 直流电动机 ⑴ 正反馈（自己找） ⑵ 晶闸管小结：晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，最基本的用途就是可控整流，晶闸管导通的条件：1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向电压。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反馈，晶闸管仍可维持导通状态。 晶闸管关断的条件：1.将阳极电压（电流）减小或断开,直到正反馈效应不能维持。 2.在晶闸管的阳极和阴极间加反相电压。 ⑶ 感阻性（自己找） ⑷ 降压斩波电路 升压斩波电路
数控技术试题与参考答 案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
山东科技大学2010--2011学年第二学期期末考试 数控技术及数控机床试卷 学生姓名： ，班级： ，学号： ，成绩： 一． 填空题（每题4 分，共36分） 1． 数控加工中的最基本问题就是根据所输入的零件加工程序中有关几何形状和 的原始数据及其指令，通过相应的插补运算。按一定的关系向各个坐标轴的驱动控制器分配 ，从而使得 驱动工作台相对主轴的运动轨迹, 以一定的精度要求逼近于所加工的零件的外形轮廓尺寸。 2． 按加工批量和零件的复杂程度，试在下图区域内标出通用机床、专用机床和数控机床的适用位 置。 3． 功率步进电机一般用于普通机床的数控改造，以及对精度要求较低的场合等 系统。步进电机的 步距角是指 。对于三相步进电机，当以双相通电方式，齿数为40时。此时步距角α＝ 。 4． 为了保证数控机床总是能在最有利的切削速度下进行加工，或实现桓速切削的功能，数控机床的主轴转速通常在其调速范围内 。因此，现代数控机床常采用 作为主运动的动力源。 5． 数控机床的最小设定单位是 ，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般为 ，在编 程时，所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。 6． 通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其 和 。提高机床的静刚度。 7． 数控技术是 的技术；计算机数控（CNC ）是指 ；数控机床具 有 、 、 、 、 等优点。 8． 插补器就实现的方法而言，可用 或 ；按其实现的功能来分类，它可分为 、 、 等类型。 9． 刀具半径补偿是指 。 左偏刀具半径补偿指令和右偏刀具半径补偿指令分别为 和 。 二． 简答题（每题6分，共18分） 1． 何谓二轴半坐标数控机床 2． 试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何伺服系统常用的驱动 元件是什么 3． 简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。 三． 计算题（10分） 若加工第一象限直线OE ，起点为O(0，0)，终点为E(7，4)，设累加器为3位，试按DDA 法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。 四． 论述题（每题9分，共36分） 1．试推导下图内的脉冲当量δ与步距角α的关系式，假设已知各齿轮齿数和丝杠的导程。由于脉冲当量是规定的，步进电机一经选定后，其步距角也是一定的，试回答如何满足脉冲当量与步距角中间的关系 批量 大 小 简单 复杂 复杂程度
现代数控技术及数控机床试卷2标准答案 学生姓名：，班级：，学号：，成绩： 一．填空题（每题2分） 1．数控机床是由控制介质、数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置、反馈装置、适应控制装置和机床等部分组成。 2．数控机床加工过程的加工路线是指刀具中心的运动轨迹和方向。 3．三相步进电机的转子上有40个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电机的步距角为 1.50。 4．数控机床的最小设定单位是数控机床能实现的最小位移量，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般为0.0001～0.01mm，在编程时，所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。 5．通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其排屑条件和受力状态。提高机床的静刚度。 6．数控机床的工作台和刀架等部件的移动，是由交流或直流伺服电机驱动，经过滚珠丝杠传动，可减少进给系统所需要的驱动扭矩，提高定位精度、运动平稳性。7．对步进电机施加一个电脉冲信号时，步进电机就回转一个固定的角度，叫做步距角，电机的总回转角和输入脉冲数成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的频率。8．位置检测装置是数控机床的重要组成部分，在闭环系统中，它的主要作用是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号进行比较，如有偏差，经放大后控制执行部件，使其向着消除偏差方向运动，直至偏差等于零为止。 9．刀具半径补偿功能的作用就是要求数控系统根据工件轮廓程序和刀具中心偏移量，自动计算出刀具中心轨迹。 10．伺服系统的输入是插补器发出的指令脉冲，输出是直线或转角位移。 11．数控机床工作台和刀架等部件的移动，由交流或直流伺服电机驱动，经过滚珠丝杠传动，减少了进给系统所需要的驱动扭矩，提高了定位精度和运动平稳性。 12．光栅依不同制造方法有透射光栅和反射光栅两种。数控机床中常用透射光栅做位 置传感器。 二．选择题（每题2分） 1．闭环伺服系统使用的执行元件是（1，2） （1）支流伺服电机（2）交流伺服电机（3）步进电机（4）电液脉冲马达2．步进电机的角位移与（4）成正比。 （1）步距角（2）通电频率（3）脉冲当量（4）脉冲数量 3．数控机床CNC系统是（3） （1）轮廓控制系统（2）动作顺序控制系统（3）位置控制系统（4）速度控制系统 4．采用DDA法加工第一象限的斜线，若偏差函数值大于零，规定刀具向（1）方向移动。 （1）+X （2）-X （3）+Y （4）-Y 5．数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编写程序时，采用（4）的原则。 （1）刀具固定不动，工件移动（2）铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工刀具移动，工件固定（3）分析机床运动关系后再根据实际情况两者的固定和移动关系（4）工件固定不动，刀具移动。
智慧树知到《数控技术与数控机床》章节测试答案 第一章 1、开环伺服系统的主要特征是系统内（）位置检测反馈装置。 有 没有 某一部分有 可能有 答案: 没有 2、由于数控机床的辅助控制装置采用PLC进行控制，所以该部分变得十分简单。 对 错 答案: 对 3、数控机床进给驱动有机电组合进给驱动系统和直线电机直接驱动两种类型。 对 错 答案: 对 4、数控机床中PLC的类型有（）。 带有分布式PLC的CNC系统 CNC系统与PLC通过系统总线相连 带有硬件集成PLC的CNC系统 带有软件集成PLC的CNC系统 答案: 带有分布式PLC的CNC系统,CNC系统与PLC通过系统总线相连,带有软件集成PLC 的CNC系统
5、CNC是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。 对 错 答案: 对 6、数控机床运行高速化是通过（）来实现的。 机床进给率高速化 主轴转速高速化 刀具交换高速化 托盘交换高速化 答案: 机床进给率高速化,主轴转速高速化,刀具交换高速化,托盘交换高速化 7、数控机床数控系统的发展经历了两个阶段，有六代产品。 对 错 答案: 对 8、多功能复合化机床可实现多种工序的加工，打破了传统的工序界限和分开加工的工艺规程。 对 错 答案: 对 9、1952年，美国PASONS公司和麻省理工学院（MIT）合作研制了第一台加工中心。 对 错
答案: 错 10、直线电机作为高效驱动元件在数控机床中正被广为应用，尤其在激光切割和高速加工中。 对 错 答案: 对 第二章 1、数控加工的插补过程，实际上是用微小的直线段来逼近曲线的过程。 对 错 答案: 对 2、数控系统所规定的最小设定单位是（） 数控机床运动精度 数控机床加工精度 脉冲当量 数控机床传送精度 答案: 脉冲当量 3、插补运动的实际轨迹始终不一定与理想轨迹完全相同。 对 错 答案: 对 4、已知第一象限直线OA，起点O（0，0），终点A（5，8），使用数字积分法进行插补，累加器位数为（）
数控技术及数控机床试卷 学生姓名：，班级：，学号：，成绩： ?填空题（每题4分，共36 分） 1 ?数控加工中的最基本问题就是根据所输入的零件加工程序中有关几何形状和_____ 的原始数据及其指令，通过相应的插补运算。按一定的关系向各个坐标轴的驱动控制器 分配_______ ，从而使得_________ 驱动工作台相对主轴的运动轨迹，以一定的精度要求逼 近于所加工的零件的外形轮廓尺寸。 2?按加工批量和零件的复杂程度，试在下图区域内标出通用机床、专用机床和数控机床的适用位置。 作为主运动的动力源。 5?数控机床的最小设定单位是 为 ___________________ ,在编程时， 的数据。 6?通常把数控车床的床身导轨倾斜布置，可改善其 刚度。 7?数控技术是___________ 的技术；计算机数控（CNC ）是指__________________ ;数控机床具有 ____________ 、____________ 、_____________ 、_____________ 、____________ 等优点。 &插补器就实现的方法而言，可用________________ 或；按其实现的功能来分类，它可分为 _________ 、_________ 、__________ 等类型。 9?刀具半径补偿是指________________________________________________________________ 。 左偏刀具半径补偿指令和右偏刀具半径补偿指令分别为和。 二?简答题（每题6分，共18分） 1 ?何谓二轴半坐标数控机床？ 2?试论述数控机床的进给伺服系统是由哪几部分组成，它们分别的作用如何？伺服系统常用的驱动元件是什么？ 3?简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。 三?计算题（10分） 若加工第一象限直线0E，起点为0（0, 0），终点为E（7, 4），设累加器为3位，试按DDA法进行插补计算，并绘出插补轨迹图。 四?论述题（每题9分，共36分） 1 ?试推导下图内的脉冲当量3与步距角a的关系式，假设已知各齿轮齿数和丝杠的导程。由于脉冲当量是规定的，步进电机一经选定后，其步距角也是一定的，试回答如何满足脉冲 当量与步距角中间的关系？ 批量 3.功率步进大机 统。步进电卿的 双相通电方式， 4 ?为了保证数控机 發用于普通机床的数控改造，以及对精度要求较低的场合等 。对于三相步进电机, —系 当以 杂程度 床总是能在最有利的切削速度下进行加工，或实现桓速切削的功能, 。因此，现代数控机床常采用数控机床的主轴转速通常在其调速范围内 ，标制着数控机床精度的分辨率，其值一般 所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应 _________ 和________ 。提高机床的静 是指 卄 涉 搂弟电机
数控技术第二版章节练习答案 第一章绪论 1.1数控机床是由哪几部分组成，它的工作流程是什么？ 答：数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。 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 数控机床的组成及各部分基本功能 答：组成：由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成 输入输出设备：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：接受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计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。 伺服系统：接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。 测量反馈装置：检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。 机床本体：用于完成各种切削加工的机械部分。 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？ 答：（1）点位控制数控机床特点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。 （2）直线控制数控机床特点：a.既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。 如：简易数控车床和简易数控铣床等。 （3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。具有点位控制系统的全部功能，适用于连续轮廓、曲面加工。 1.4．数控机床有哪些特点？ 答：a．加工零件的适用性强，灵活性好；b．加工精度高，产品质量稳定；c．柔性好；d．自动化程度高，生产率高；e．减少工人劳动强度；f．生产管理水平提高。 适用范围：零件复杂、产品变化频繁、批量小、加工复杂等 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？ 答：（1）开环控制的数控机床； 其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法：逐点比较法、数字积分法；c.通常采用降速齿轮；d. 价格低廉，精度及稳定性差。 （2）闭环控制系统； 其特点：a. 反馈信号取自于机床的最终运动部件（机床工作台）；b. 主要检测机床工作台的位移量；c. 精度高，稳定性难以控制，价格高。 （3）半闭环控制系统： 其特点：a. 反馈信号取自于传动链的旋转部位；b. 检测电动机轴上的角位移；c. 精度及稳定性较高，价格适中。应用最普及。
中央广播电视大学2018-2018学年度第一学期“开放专科”期末考试 数控机床试卷 （宝丰县教师进修学校-马全力提供） 一、单项选择题（15道题，每小题3分，共45分） 1．如图1所示安装在立式加工中心上，对机床精度进行检测的是( )。 A．激光干涉仪 B．三坐标测量机 C．球杆仪 D．以上答案都不对 2．( )是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。A．控制介质B．反馈装置 C．伺服系统 D．数控系统 3．小型立式镗铣类加工中心常采用( )刀库。 A．鼓轮式 B．直线式 C格子箱式 D．以上答案都不对 4．滑动导轨与滚动导轨相比的优点是( )。 A.灵敏度高 B．定位精度高C．抗振性高 D．摩擦阻力小 5．小批量产品的生产由于生产过程中产品品种的变换频繁、批量小、加工方法的区 别大，宜采用( ，)。 A．普通机床 B．专用机床C．自动生产线 D．数控机床 6．数控机床进给系统采用齿轮传动副时，为了提高传动精度应该有消除( )措施。 A.齿轮轴向间隙 B．齿顶间隙C．齿侧间隙 D．齿根间隙 7．电火花加工的局限性( )。 A.电火花加工属不接触加工 B．易于实现加工过程自动化 C．加工过程中没有宏观切削力 D．只能用于加工金属等导电材料 8．滚珠丝杠预紧的目的是( )。 A．增加阻尼比，提高抗振性 B．提高运动平稳性 C．消除轴向间隙和提高传动刚度 D．加大摩擦力，使系统能自锁 9．在下列特点中，( )不是数控机床主传动系统具有的特点。 A．转速高、功率大， B．变速范围窄 C．主轴变换迅速可靠 D．主轴组件的耐磨性高 10.( )工作速度快和工作频率高，对环境要求适应性好，装置结构简单，工作介质 不污染环境。 A．气压装置 B．机械装置 C．液压装置 D．以上答案都不对 11．下列( )检验属于几何精度检验。 A．直线运动定位精度 B．直线运动矢动量的测定 1 / 5
天津轻工职业技术学院 关于爱尔建材标准作业分析 系别经济管理学院 专业班级10级工商企业管理二班 成员鲍伟鹏（05）朱建军（11） 白文帅（12）张凯（43） 赵万（04）杨国强（42）
李飞（07）王聪（03）日期2011.10.20 年月日
摘要 随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,复杂形状的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、小批量生产的比重明显增加,激烈的市场竞争使产品研制生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高速高质量加工要求。 本课题来源于生产，是对所学知识的应用，它包括了三年所学的全部知识，在数控专业上具有代表性，而且提高了综合运用各方面知识的能力。程序的编制到程序的调试，零件的加工运用到了所学的AutoCAD、CAXA制造工程师软件、数控机床操作、子程序、刀具的选择、零件的工艺分析、数学处理、工艺路线等一系列的内容。这将所学到的理论知识充分运用到了实际加工中，切实做到了理论与实践的有机结合。 关键词：数控；加工；工艺；编程
目录 1引言 (1) 1.1数控技术的发展及趋势 (1) 1.2数控车削加工工艺分析的主要内容 (2) 2轴类零件的加工工艺设计 (3) 2.1轴类加工的内容及工艺分析 (3) 2.1.1轴类零件加工的内容 (3) 2.1.2轴类零件加工的工艺分析 (4) 2.2轴类零件工艺路线的拟定 (4) 2.2.1工艺路线的确定 (4) 2.2.2辅助工序的安排 (6) 2.3数控机床及其工艺设备的选择 (6) 2.3.1数控机床的选择 (6) 2.3.2检测量具的选择 (7) 2.4轴类零件切削用量参数的确定 (7) 2.4.1确定主轴转速 (7) 2.4.2确定进给速度 (8) 2.4.3确定背吃刀量 (8) 2.5拟定数控加工工艺卡 (8) 2.5.1 数控加工工序 (8) 2.5.2 数控加工工序表 (9) 2.6刀具的选择 (9) 2.6.1刀具 (9)
数据采样插补的特点是插补运算分两步进行。第一步进行粗插补，第二步进行精插补。 刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。 伺服系统被看作一个独立部分，与数控系统和机床本体并列为数控机床的三大组成部分。 一般而言，数据采样的插补周期T必须A插补运算时间。A：大于；B：小于；C：等于 数据采样插补又称为数字增量插补，适用于数控机床 C 驱动的闭环进给伺服系统。 A：步进电机； B：直流伺服电机；C：交流或直流伺服电机 机床数控系统中的PLC经常被用作 A 控制。 A：逻辑顺序；B：智能；C：进给伺服； 目前数控机床高速主轴电机使用最多的是 C 。 A：步进电机； B直流伺服电机：C交流伺服电机：D：直线电机 数控机床在加工零件时，刀具相对于工件运动的 A 称为对刀点。 A：起点；B：基点；C：原点 伺服系统是一种反馈控制系统。不仅能控制执行件的 C，而且能控制几个执行件按一定运动规律合成的轨迹。A: 速度；B：速度、位置； C：速度、方向、位置 旋转变压器是利用电磁感应原理的 A 式角位移检测传感器。A：模拟式；B；数字式；C：脉冲式 在 D 系统中，进给速度的计算方法是采用数据采样方法进行插补加工，进给速度的计算是根据编程速度F 值，将被加工零件轮廓曲线分割为采样周期的轮廓步长。A：闭环；B：半闭环；C：开环；D：闭环和半闭环 3.2a 数控机床的工作流程包括哪些内容？ 答：工作流程包括：①数据加工程序的编制；②输入；③译码；④刀具补偿；⑤插补；⑥位置控制和机床加工。 3.3a 后置处理程序的作用是什么？ 答：后置处理的目的是生成数据加工程序。由于各种机床使用的控制系统不同，所用的数据加工程序的指令代码及格式也有所不同。为解决这个问题，自动编程软件通常设置一个后置处理程序，在后置处理前，编程人员应根据具体数控机床指令代码及程序的格式，事先编辑好这个文件，这样才能输出符合数控加工格式要求的数控加工程序。 3.4a数控加工工艺处理有哪些内容？ 答：1）选择并确定进行数控加工的零件及内容。2）对被加工零件的图样进行工艺分析，明确加工内容和技术要求，在此基础上确定零件的加工方案、划分和安排加工工序。3）设计数控加工工序。如工步的划分，零件的定位，夹具与刀具的选择，切削用量的确定等。4）选择对刀点、换刀点的位置，确定加工路线，考虑刀具的补偿。5）分配数控加工中的容差。6）数控加工工艺技术零件的定型与归档。 4.3a如图所示板类零件，其厚度为10mm，需进行外轮廓的铣削精加工，精加工余量为0.2mm。选择的立铣刀直径为φ20。试列表写出该零件轮廓的精加工程序，并加以注释。 图表加工程序
第一章绪论 简答题答案，没有工艺题的 1 什么是数控机床 答：简单地说，就是采用了数控技术（指用数字信号形成的控制程序对一台或多台机床机械设备进行控制的一门技术）的机床；即将机床的各种动作、工件的形状、尺寸以及机床的其他功能用一些数字代码表示，把这些数字代码通过信息载体输入给数控系统，数控系统经过译码、运算以及处理，发出相应的动作指令，自动地控制机床的道具与工件的相对运动，从而加工出所需要的工件。 2 数控机床由哪几部分组成？各组成部分的主要作用是什么？ 答：（1）程序介质：用于记载机床加工零件的全部信息。 （2）数控装置：控制机床运动的中枢系统，它的基本任务是接受程序介质带来的信息，按照规定的控制算法进行插补运算，把它们转换为伺服系统能够接受的指令信号，然后将结果由输出装置送到各坐标的伺服系统。 （3）伺服系统：是数控系统的执行元件，它的基本功能是接受数控装置发来的指令脉冲信号，控制机床执行元件的进给速度、方向和位移量，以完成零件的自动加工。 （4）机床主体（主机）：包括机床的主运动、进给运动部件。执行部件和基础部件。 3 数控机床按运动轨迹的特点可分为几类？它们特点是什么？ 答：（1）点位控制数控机床：要求保证点与点之间的准确定位（它只能控制行程的终点坐标，对于两点之间的运动轨迹不作严格要求；对于此类控制的钻孔加工机床，在刀具运动过程中，不进行切削加工）。 （2）直线控制数控机床：不仅要求控制行程的终点坐标，还要保证在两点之间机床的刀具走的是一条直线，而且在走直线的过程中往往要进行切削。 （3）轮廓控制数控机床：不仅要求控制行程的终点坐标值，还要保证两点之间的轨迹要按一定的曲线进行；即这种系统必须能够对两个或两个以上坐标方向的同时运动进行严格的连续控制。 4 什么是开环、闭环、半闭环伺服系统数控机床？它们之间有什么区别？ 答：(1)开环：这类机床没有来自位置传感器的反馈信号。数控系统将零件程序处理后，输出数字指令后给伺服系统，驱动机床运动；其结构简单、较为经济、维护方便，但是速度及精度低，适于精度要求不高的中小型机床，多用于对旧机床的数控化改造。 （2）闭环：这类机床上装有位置检测装置，直接对工件的位移量进行测量；其精度高，但系统设计和调整困难、结构复杂、成本高，主要用于一些精度要求很高的镗铣床、超精密车床、超精密铣床、加工中心等。 （3）半闭环：这类数控机床采用安装在进给丝杠或电动机端头上的转角测量元件测量丝杠旋转角度，来间接获得位置反馈信息；可获得较为满意的精度和速度，大多数数控机床采用它，如数控车床、数控铣床和加工中心等。