（二）基础知识
2.2.2 加工（B）零件，宜采用数控加工设备。
A．大批量B 多品种中小批量C 单件
2.2.3 通常数控系统除了直线插补外，还有（B）。
A．正弦插补B 圆弧插补C 抛物线插补
2.2.4 数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的（C）。
A．传动精度B. 运动精度和刚度C.快速响应性能和运动精度D. 传动精度和刚度
2.2.5 为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统的要求是（C）。A．无级调速B.变速范围宽C.分段无级变速D.变速范围宽且能无级变速
2.2.6 圆弧插补指令G03 X Y R 中，X、Y后的值表示圆弧的（B）。
A．起点坐标值B. 终点坐标值C. 圆心坐标相对于起点的值
2.2.7 （B）使用专用机床比较合适。
A．复杂型面加工B. 大批量加工C. 齿轮齿形加工
2.2.8 车床上，刀尖圆弧只有在加工（C ）时才产生加工误差。
A. 端面
B. 圆柱
C. 圆弧
2.2.9 数控系统所规定的最小设定单位就是（C）。
A. 数控机床的运动精度
B. 机床的加工精度
C. 脉冲当量
D. 数控机床的传动精度
2.2.10 步进电机的转速是否通过改变电机的（A ）而实现。
A. 脉冲频率
B. 脉冲速度
C. 通电顺序
2.2.11 目前第四代计算机采用元件为（C ）。
A. 电子管
B. 晶体管
C. 大规模集成电路
2.2.12 确定数控机床坐标轴时，一般应先确定（C ）。
A. X轴
B. Y轴
C. Z轴
2.2.13 数控铣床的默认加工平面是（A ）。
A. XY平面
B. XZ平面
C. YZ平面
2.2.14 G00指令与下列的（C ）指令不是同一组的。
A. G01
B. G02，G03
C. G04
2.2.15 开环控制系统用于（A）数控机床上。
A. 经济型
B. 中、高档
C. 精密
2.2.16 加工中心与数控铣床的主要区别是（Ｃ）。
A. 数控系统复杂程度不同
B. 机床精度不同
C. 有无自动换刀系统
2.2.17 采用数控机床加工的零件应该是（B ）。
A. 单一零件
B. 中小批量、形状复杂、型号多变
C. 大批量
2.2.18 G02 X20 Y20 R-10 F100；所加工的一般是（C ）。
A. 整圆
B. 夹角〈=180°的圆弧
C. 180°〈夹角〈360°的圆弧
2.2.19 数控车床中，转速功能字S可指定（B ）
A. mm/r
B. r/mm
C. mm/min
2.2.20下列G指令中（C ）是非模态指令。
A. G00
B. G01
C. G04
2.2.21 G17、G18、G19指令可用来选择（C ）的平面。
A.曲线插补
B. 直线插补
C. 刀具半径补偿
2.2.22 数控机床自动选择刀具中任意选择的方法是采用（C ）来选刀换刀。
A. 刀具编码
B. 刀座编码
C. 计算机跟踪记忆
2.2.23 数控机床加工依赖于各种（D ）。
A. 位置数据
B. 模拟量信息
C. 准备功能
D. 数字化信息
2.2.24 数控机床的核心是（B ）。
A．伺服系统B. 数控系统C. 反馈系统D. 传动系统
2.2.25数控机床的主机（机械部件）包括：床身、主轴箱、刀架、尾座和（A ）。
A. 进给机构
B. 液压系统
C.冷却系统
2.2.26 数控机床的F功能常用（B ）单位。
A. m/min
B. mm/min或mm/r
C. m/r
2.2.27 数控机床加工零件时是由（A ）来控制的。
A．数控系统B. 操作者C. 伺服系统
2.2.28 圆弧插补方向（顺时针和逆时针）的规定与（C ）有关。
A．X轴B. Z轴C. 不在圆弧平面内的坐标轴
2.2.29 数控铣床的基本控制轴数是（C ）。
A．一轴B. 二轴C.三轴D. 四轴
2.2.30 数控机床与普通机床的主机最大不同是数控机床的主机采用（C ）。
A．数控装置B. 滚动导轨C.滚珠丝杠
2.2.31 在数控机床坐标系中平行机床主轴的直线运动为（C ）。
A．X轴B.Y轴C.Z轴
2.2.32 绕X轴旋转的回转运动坐标轴是（A ）。
A．A轴B. B轴C. Z轴
2.2.33 用于指令动作方式的准备功能的指令代码是（B ）。
A．F代码B. G 代码C. T代码
2.2.34 用于机床开关指令的辅助功能的指令代码是（C ）。
A．F代码B. S 代码C. M代码
2.3.4 重复限制自由度的定位现象称之为( C )。
A. 完全定位
B. 过定位
C. 不完全定位
2.3.5 工件定位时，仅限制四个或五个自由度，没有限制全部自由度的定位方式称为（C ）。
A.完全定位
B. 欠定位
C. 不完全定位
2.3.6 工件定位时，下列哪一种定位是不允许存在的（Ｂ）。
A 完全定位B. 欠定位C. 不完全定位
2.3.7 切削过程中，工件与刀具的相对运动按其所起的作用可分为（A ）。
A. 主运动和进给运动
B. 主运动和辅助运动
C. 辅助运动和进给运动
2.3.8 铰孔的切削速度比钻孔的切削速度（B ）。
A．大B. 小C. 相等
2.3.9 同时承受径向力和轴向力的轴承是（C ）。
A．向心轴承B.推力轴承C.角接触轴承
2.3.10 一个物体在空间如果不加任何约束限制，应有（C）自由度。
A．四个B. 五个C.六个
2.3.11 在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（B）自由度。
A．两个B. 三个C. 四个
2.3.12 在夹具中，较长的V形架用于工件圆柱表面定位可以限制工件（C）自由度。
A．二个B.三个C.四个
2.3.13 夹紧中确定夹紧力大小时，最好状况是力（B）。
A．尽可能的大B.尽可能的小C.大小应适应
2.3.14 数控车床加工钢件时希望的切屑是（C）。
A．带状切屑B.挤裂切屑C. 单元切屑D.崩碎切屑
2.3.15 影响数控加工切屑形状的切削用量三要素中（B）影响最大。
A．切削速度B.进给量C.进给量
2.3.16 在数控机床上使用的夹具最重要的是（C）。
A．夹具的刚性好B.夹具的精度高C. 夹具上有对刀基准
2.3.17 数控机床加工零件的程序编制不仅包括零件工艺过程，而且还包括切削用量、走刀路线和（C）。A．机床工作台尺寸B. 机床行程尺寸C.刀具尺寸
2.3.18 编程人员对数控机床的性能、规格、刀具系统、（C）、工件的装夹都应非常熟悉才能编出好的程序。A．自动换刀方式B. 机床的操作C.切削规范D.测量方法
（四）编制数控程序
2.4.1 数控加工中心的固定循环功能适用于（C）。
A．曲面形状加工B 平面形状加工C 孔系加工
2.4.2 刀尖半径左补偿方向的规定是（D）。
A. 沿刀具运动方向看，工件位于刀具左侧
B. 沿工件运动方向看，工件位于刀具左侧
C. 沿工件运动方向看，刀具位于工件左侧
D. 沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧
（二）基础知识
2.2.2 加工（B）零件，宜采用数控加工设备。
A．大批量B 多品种中小批量C 单件
2.2.3 通常数控系统除了直线插补外，还有（B）。
A．正弦插补B 圆弧插补C 抛物线插补
2.2.4 数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的（C）。
A．传动精度B. 运动精度和刚度C.快速响应性能和运动精度D. 传动精度和刚度
2.2.5 为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统的要求是（C）。A．无级调速B.变速范围宽C.分段无级变速D.变速范围宽且能无级变速
2.2.6 圆弧插补指令G03 X Y R 中，X、Y后的值表示圆弧的（B）。
A．起点坐标值B. 终点坐标值C. 圆心坐标相对于起点的值
2.2.7 （B）使用专用机床比较合适。
A．复杂型面加工B. 大批量加工C. 齿轮齿形加工
2.2.8 车床上，刀尖圆弧只有在加工（C ）时才产生加工误差。
A. 端面
B. 圆柱
C. 圆弧
2.2.9 数控系统所规定的最小设定单位就是（C）。
A. 数控机床的运动精度
B. 机床的加工精度
C. 脉冲当量
D. 数控机床的传动精度
2.2.10 步进电机的转速是否通过改变电机的（A ）而实现。
A. 脉冲频率
B. 脉冲速度
C. 通电顺序
2.2.11 目前第四代计算机采用元件为（C ）。
A. 电子管
B. 晶体管
C. 大规模集成电路
2.2.12 确定数控机床坐标轴时，一般应先确定（C ）。
A. X轴
B. Y轴
C. Z轴
2.2.13 数控铣床的默认加工平面是（A ）。
A. XY平面
B. XZ平面
C. YZ平面
2.2.14 G00指令与下列的（C ）指令不是同一组的。
A. G01
B. G02，G03
C. G04
2.2.15 开环控制系统用于（A）数控机床上。
A. 经济型
B. 中、高档
C. 精密
2.2.16 加工中心与数控铣床的主要区别是（Ｃ）。
A. 数控系统复杂程度不同
B. 机床精度不同
C. 有无自动换刀系统
2.2.17 采用数控机床加工的零件应该是（B ）。
A. 单一零件
B. 中小批量、形状复杂、型号多变
C. 大批量
2.2.18 G02 X20 Y20 R-10 F100；所加工的一般是（C ）。
A. 整圆
B. 夹角〈=180°的圆弧
C. 180°〈夹角〈360°的圆弧
2.2.19 数控车床中，转速功能字S可指定（B ）
A. mm/r
B. r/mm
C. mm/min
2.2.20下列G指令中（C ）是非模态指令。
A. G00
B. G01
C. G04
2.2.21 G17、G18、G19指令可用来选择（C ）的平面。
A.曲线插补
B. 直线插补
C. 刀具半径补偿
2.2.22 数控机床自动选择刀具中任意选择的方法是采用（C ）来选刀换刀。
A. 刀具编码
B. 刀座编码
C. 计算机跟踪记忆
2.2.23 数控机床加工依赖于各种（D ）。
A. 位置数据
B. 模拟量信息
C. 准备功能
D. 数字化信息
2.2.24 数控机床的核心是（B ）。
A．伺服系统B. 数控系统C. 反馈系统D. 传动系统
2.2.25数控机床的主机（机械部件）包括：床身、主轴箱、刀架、尾座和（A ）。
A. 进给机构
B. 液压系统
C.冷却系统
2.2.26 数控机床的F功能常用（B ）单位。
A. m/min
B. mm/min或mm/r
C. m/r
2.2.27 数控机床加工零件时是由（A ）来控制的。
A．数控系统B. 操作者C. 伺服系统
2.2.28 圆弧插补方向（顺时针和逆时针）的规定与（C ）有关。
A．X轴B. Z轴C. 不在圆弧平面内的坐标轴
2.2.29 数控铣床的基本控制轴数是（C ）。
A．一轴B. 二轴C.三轴D. 四轴
2.2.30 数控机床与普通机床的主机最大不同是数控机床的主机采用（C ）。
A．数控装置B. 滚动导轨C.滚珠丝杠
2.2.31 在数控机床坐标系中平行机床主轴的直线运动为（C ）。
A．X轴B.Y轴C.Z轴
2.2.32 绕X轴旋转的回转运动坐标轴是（A ）。
A．A轴B. B轴C. Z轴
2.2.33 用于指令动作方式的准备功能的指令代码是（B ）。
A．F代码B. G 代码C. T代码
2.2.34 用于机床开关指令的辅助功能的指令代码是（C ）。
A．F代码B. S 代码C. M代码
2.3.4 重复限制自由度的定位现象称之为( C )。
A. 完全定位
B. 过定位
C. 不完全定位
2.3.5 工件定位时，仅限制四个或五个自由度，没有限制全部自由度的定位方式称为（C ）。
A.完全定位
B. 欠定位
C. 不完全定位
2.3.6 工件定位时，下列哪一种定位是不允许存在的（Ｂ）。
A 完全定位B. 欠定位C. 不完全定位
2.3.7 切削过程中，工件与刀具的相对运动按其所起的作用可分为（A ）。
A. 主运动和进给运动
B. 主运动和辅助运动
C. 辅助运动和进给运动
2.3.8 铰孔的切削速度比钻孔的切削速度（B ）。
A．大B. 小C. 相等
2.3.9 同时承受径向力和轴向力的轴承是（C ）。
A．向心轴承B.推力轴承C.角接触轴承
2.3.10 一个物体在空间如果不加任何约束限制，应有（C）自由度。
A．四个B. 五个C.六个
2.3.11 在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（B）自由度。
A．两个B. 三个C. 四个
2.3.12 在夹具中，较长的V形架用于工件圆柱表面定位可以限制工件（C）自由度。
A．二个B.三个C.四个
2.3.13 夹紧中确定夹紧力大小时，最好状况是力（B）。
A．尽可能的大B.尽可能的小C.大小应适应
2.3.14 数控车床加工钢件时希望的切屑是（C）。
A．带状切屑B.挤裂切屑C. 单元切屑D.崩碎切屑
2.3.15 影响数控加工切屑形状的切削用量三要素中（B）影响最大。
A．切削速度B.进给量C.进给量
2.3.16 在数控机床上使用的夹具最重要的是（C）。
A．夹具的刚性好B.夹具的精度高C. 夹具上有对刀基准
2.3.17 数控机床加工零件的程序编制不仅包括零件工艺过程，而且还包括切削用量、走刀路线和（C）。A．机床工作台尺寸B. 机床行程尺寸C.刀具尺寸
2.3.18 编程人员对数控机床的性能、规格、刀具系统、（C）、工件的装夹都应非常熟悉才能编出好的程序。A．自动换刀方式B. 机床的操作C.切削规范D.测量方法
（四）编制数控程序
2.4.1 数控加工中心的固定循环功能适用于（C）。
A．曲面形状加工B 平面形状加工C 孔系加工
2.4.2 刀尖半径左补偿方向的规定是（D）。
A. 沿刀具运动方向看，工件位于刀具左侧
B. 沿工件运动方向看，工件位于刀具左侧
C. 沿工件运动方向看，刀具位于工件左侧
D. 沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧
2.4.3 设G01 X30 Z6执行G91 G01 Z15后,正方向实际移动量（C ）。
A. 9mm
B. 21mm
C. 15mm
2.4.4 各几何元素间的联结点称为（A ）。
A. 基点
B. 节点
C. 交点
2.4.5 程序中指定了（A ）时，刀具半径补偿被撤消。
A. G40
B. G41
C. G42
2.4.6 设H01=6mm，则G91 G43 G01 Z-15.0；执行后的实际移动量为（A ）。
A. 9mm
B. 21mm
C. 15mm
2.4.7 用Φ12的刀具进行轮廓的粗、精加工，要求精加工余量为0.4，则粗加工
偏移量为（C ）。
A. 12.4
B. 11.6
C. 6.4
2.4.8 数控机床的标准坐标系是以（A ）来确定的。
A. 右手直角笛卡尔坐标系
B. 绝对坐标系
C. 相对坐标系
2.4.9 执行下列程序后，累计暂停进给时间是（A）。
N1 G91 G00 X120.0 Y80.0
N2 G43 Z-32.0 H01
N3 G01 Z-21.0 F120
N4 G04 P1000
N5 G00 Z21.0
N6 X30.0 Y-50.0
N7 G01 Z-41.0 F120
N8 G04 X2.0
N9 G49 G00 Z55.0
N10 M02
A．3秒B. 2秒C.1002秒D. 1.002秒
2.4.10 在数控铣床上铣一个正方形零件(外轮廓),如果使用的铣刀直径比原来小1mm,则计算加工后的正方形尺寸差( C ).
A．小1mm B. 小0.5mm C. 大1mm D.大0.5mm
2.4.11 执行下列程序后，钻孔深度是（A）。
G90 G01 G43 Z-50 H01 F100 （H01补偿值-2.00mm）
A．48mm B.52mm C.50mm
2.4.12 执行下列程序后，镗孔深度是（A）。
G90 G01 G44 Z-50 H02 F100 （H02补偿值2.00mm）
A．48mm B.52mm C.50mm
2.4.13 在数控铣床上用φ20铣刀执行下列程序后，其加工圆弧的直径尺寸是（A）。
N1 G90 G17 G41 X18.0 Y24.0 M03 H06
N2 G02 X74.0 Y32.0 R40.0 F180（刀具半径补偿偏置值是φ20.2）
A．φ80.2 B. φ80.4 C. φ79.8
2.4.14 数控车床在加工中为了实现对车刀刀尖磨损量的补偿，可沿假设的刀尖方向，在刀尖半径值上，附加一个刀具偏移量，这称为（B）。
A．刀具位置补偿B.刀具半径补偿C. 刀具长度补偿
（五）操作数控机床
2.5.1 G00的指令移动速度值是（A）
A．机床参数指定B 数控程序指定C 操作面板指定四、问答题
1-1. 什么是数控机床的数控加工程序？（零件加工的工作指令）
1-2. 轮廓加工机床之所以能加工出形状各异的零件轮廓，最主要的是因为有什么功能？(插补功能)
1-3. 为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？（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。）
1-4. 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?（表面形成方法相同；实现自动化控制的原理和方法不同。普通机床是人工过程，数控机床是自动化过程）
1-5. 数控机床由哪几个部分组成?（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。）
1-6. 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?（逼近处理、插补运算、指令输出。）1-7. 什么样控制特点的系统称为点位控制系统？
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。
1-8. 直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓?（不可以，可以控制平行于坐标轴的直线）
1-9. 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
1-10. 数控机床的输入装置有哪些?对应的数控程序介质有哪些?
控制介质输入设备输入设备
穿孔纸带纸带阅读机纸带穿孔机
磁带磁带机或录音机
磁盘磁盘驱动器
4-1. 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?
进给伺服系统的作用：进给伺服系统是数控系统主要的子系统。它忠实地执行由CNC装置发来的运动命令，精确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。
4-2. 进给伺服系统由哪几部分组成?各部分功能是什么? （P.171）
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进给。
4-3. 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?
交（直）流伺服电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。
4-4. 步进电机驱动器中，环行分配器的作用是什么？
控制施加到电机绕组的脉冲电源的相序。
4-5. 提高开环进给伺服系统精度的措施有哪些？
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。
4-6. 感应同步器绕组节距为2τ，感应电势的相位角变化与滑尺相对于定尺移动的距离x的关系是?
χπ/τ
4-7. 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?
在鉴相型系统中，激磁电压是频率、幅值相同，相位差为π/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。
4-8. 什么是进给伺服系统的调速范围?
调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之比。
4-9. 脉冲编码器的输出有几相？试画出它们的波形，并说明它们各有何作用？
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轴的转速；根据A、B两相的相位超前滞后关系可判断被测轴旋转方向；后续电路可利用A、B两相的90°相位差进行细分处理（四倍频电路实现）。
Z相的作用：被测轴的周向定位基准信号；被测轴的旋转圈数计数信号。
A、B、Z的作用：后续电路可利用A、A两相实现差分输入，以消除远距离传输的共模干扰。
4-10. 解决交流伺服电机变频调速的技术关键问题是什么?
要获得调频调压的交流电源
4-11. 两轴联动的闭环系统，若两轴都存在跟随误差，且两轴的增益相等或不相等，则加工直线或圆弧时将产生什么样的误差?
1、跟随误差△D 对直线轮廓加工精度的影响：
当两轴系统增益相等时，跟随误差△DX、△DY对轮廓精度无影响；
当两轴增益不一致，但KSX、KSY常数时，Ks、△Ks为常数，则轮廓误差ε为常数，也就是说，直线的轮廓形状无误差，但位置偏离了原位置；
当两轴增益不一致，且KSX 、KSY 不是常数时，则ε不是常数，也就是说，将产生轮廓形状误差，即加工出的轮廓就不是直线了。
2、跟随误差△D 对园弧轮廓加工精度的影响：当KSX=KSY，且进给速度F为恒速时，△R是常数。只产生尺寸误差，不产生形状误差。当KSX≠KSY时，此时不仅产生尺寸误差，而且产生形状误差：
当KSX=a KSY（a为常数）时，圆弧插补所形成的形状为椭圆（长轴与X轴成45°夹角）。
当KSX与KSY无确定关系时，圆弧插补所形成的形状为无规则的形状
4-12. 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?
α=360°/（mzk）
五相五拍：m=5；k=1；z=120 五相十拍：m=5；k=2；z=60
4-13. 什么是数控机床的定位精度和伺服刚度？提高定位精度的措施有哪些？
定位精度：空载条件下，静态下指令位置与实际位置的精确程度。
伺服刚度：负载力与稳态位置误差之比。
提高定位精度的措施：提高传动机构的刚度k、减小传动间的摩擦力FC、增大放大器增益、选力矩系数大的伺服电机。
4-14. 增大闭环进给伺服系统的增益有什么益处？系统增益是否越大越好?
增大闭环进给伺服系统的增益提高了系统的灵敏度，减小了跟随误差，提高了伺服系统的跟随精度。
系统增益不是越大越好。在保证进给系统不失稳的情况下，系统增益越大越好。
4-15. 数控回转工作台进给系统采用闭环控制时，位置检测元件安装在什么位置？
位置检测元件安装在数控回转工作台的转轴上。
4-16. 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；(2) 齿轮传动的传动比。解：（1）根据F=60 f δ
得到δ的值
（2）根据360/it=α/δ
得到I=Z1/Z2=360δ/αt
5-1. 数控机床的机械结构应具有良好的特性，主要包括哪些？（高的刚度和抗振性、好的热稳定性、好的低速平稳性、高的几何精度和传动精度。）
5-2. 何为爬行现象？防止爬行的措施最主要的有哪些?
进给系统的驱动速度为匀速，当运动部件速度低于某一临界速度时，会出现执行部件运动时快时慢、甚至停顿——前冲的现象，这种现象称为爬行现象。
措施（减小Vc的办法）：改善导轨面间和摩擦特性（滚动--静压--滑动(塑料)）、
提高传动刚度、减轻运动件的重量、增加系统的阻尼
5-3. 内装电机主轴(电主轴)的主要缺点是什么?缺点是电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴5-4. 数控机床常用丝杠螺母副是哪一种?（滚珠丝杠螺母副）
5-5. 数控回转工作台有哪两种?分度工作台和数控回转工作台（开环数控回转工作台、闭环数控回转工作台）
5-6. 数控机床常用导轨有哪几种?塑料导轨：滑动摩擦滚动导轨：滚动摩擦静压导轨：液体摩擦
5-7. 进给伺服系统的传动元件在调整时均需预紧，其主要目的什么？
消除传动间隙，提高传动刚度。
6-1. 什么是自动换刀装置?
储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换功能的装置。
6-2. 自动换刀装置方案的作用是什么？
缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间减少到20％～30％；“工序集中”，扩大数控机床工艺范围，减少设备占地面积；提高加工精度。
6-3. 自动换刀装置的形式有哪几种?各有何应用场合和特点?
(1)回转刀架换刀：常用于数控车床，可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架；
(2)更换主轴换刀：用于工序较少、精度要求不太高的机床，如数控钻床、铣床，优点是换刀时间短，为保证主轴系统的刚性，必须限制主轴数目；
(3)更换主轴箱换刀：用于多主轴的主轴箱的组合机床，适于加工箱体类零件，具有高的生产率；
(4)更换刀库换刀：用于单机或多机的自动生产线，工艺范围广，需要刀具多，可以先更换刀库，再选择刀具
(5)带刀库的自动换刀系统：用于钻床、铣镗床、数控组合机床，应用广泛，可以作为独立部件，换刀过程复杂。
6-4. 自动换刀装置的刀库的形式有哪几种? 各有何应用场合和特点?
(1)盘式刀库
（2）链式刀库
6-5. 什么是刀具交换装置?作用是什么?
刀具交换装置：实现刀库与机床主轴之间装卸与传递刀具的装置。
6-6. 交换装置的形式有哪几种? 各有何应用场合和特点?
交换装置的形式：刀库和主轴相对运动实现刀具交换（结构简单换刀时间长，换刀动作多）；
由机械手进行刀具交换（动作简单，换刀时间短）
数控技术编程基础知识---数控代码汇总M代码 M00程序停止 M01条件程序停止 M02 程序结束 M03主轴正转 M04主轴反转 M05主轴停止 M06 自动换刀指令 M08冷却开 M09冷却关 M18主轴定向解除 M19主轴定向 M29刚性攻丝 M30程序结束并返回程序头 M98调用子程序M98 Pxxxxxx或M98 PL M99子程序结束返回/重复执行
G代码 G00快速移动 G01直线插补 G02顺时针圆弧插补 G03逆时针圆弧插补 G04进给(刀具)暂停指令 G90绝对编程 G91增量编程 G92工件坐标系选择 G54选定工件坐标系1 G55选定工件坐标系2 G56选定工件坐标系3 G57选定工件坐标系4 G58选定工件坐标系5 G59选定工件坐标系6 G17G18G19指定坐标平面(XY、ZX、YZ平面) G40取消刀补
G41(顺铣)左刀补 (沿刀具前进方向看,刀具在工件轮廓左边) G42(逆铣)右刀补 (沿刀具前进方向看,刀具在工件轮廓右边) G43刀具长度正补偿 G44刀具长度负补偿 G50最高转速限制指令(主轴) G96恒线速度控制指令 G97主轴转速设定指令(也可取消恒线速度指令) G90内径、外径车削循环指令 直线车削循环 圆锥车削循环 G94端面车削循环指令 端面车削循环 带锥面的端面车削循环 G71外径、内径粗车循环指令 G71
G72端面车削循环指令 G73成型车削循环指令 G70内外径精车循环指令(G71、G72、G73指令后必须使用该指令) G70 P(ns)Q(nf);ns为精车程序第一个程序段的顺序号,nf 为精车程序最后一个程序段的顺序号 G24、G25镜像功能、取消镜像功能 G68、G69图形旋转指令,取消图形旋转指令 G28自动返回参考点指令(使用前取消所有刀补) G29从参考点自动返回指令 G30返回第二参考点指令 G27参考点返回检查指令 常用固定循环指令 常用的固定循环指令能完成的工作有:钻孔、攻螺纹和镗孔等。这些循环通常包括下列六个基本操作动作: 1、在XY平面定位 2、快速移动到R平面 3、孔的切削加工 4、孔底动作
授课班级实训教师 授课日期星期 周 指导教师 课程名称模块二：加工中心加工实训 实训模块二、加工中心操作入门知识 实训课题加工中心结构原理及种类性能课时3h 实训准备加工中心机床 实训目的与要求1．了解加工中心的结构原理2．了解种类及性能 3．了解金属材料处理工艺。4．掌握安全用电知识。 实训难点与重点1．加工中心种类及性能 2．量具的正确使用 3．加工中心开机和关机注意事项4．数控机床日常保养步骤 实训方式讲授：1．加工中心的结构原理。 2．加工中心种类及性能 3．常用量具的结构、使用与维护 4．数控机床日常保养步骤 演示：1．常用量具的结构、使用与维护2．加工中心开机和关机注意事项 3．机床的行程范围 4．机床的暂停和急停 操作：学员按照老师所讲的步骤进行操作 实训过程一、讲解内容2h 二、操作演示 1 h 三、操作训练0h 教研组长签名：日期
实训过程 一、讲解内容 一、认识数控机床 数控机床——安装了数控系统或者说是采用了数控技术的机床。 数控技术（NC）——是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。现代数控技术又称计算机数控技术，简称CNC 。 1.数控铣床的基本概念 按照其用途可分为数控车床、数控铣床、数控磨床、数控镗床、数控电火花机床、数控线切割机床等不同类型。数控铣床是以铣削加工为主，并辅有镗削加工，是数控镗铣床的简称。 2.数控铣床与普通铣床的相比的优点 ?加工精度高，具有稳定的加工质量； ?可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； ?加工零件改变时，一般只需更改数控程序，可节省生产准备、 时间； ?机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的切削用量，从而提 高生产率（一般为普通机床的3 ~ 5 倍）； ?机床自动化程度高，可以减轻劳动强度。 3.数控铣床的组成 三、加工中心概述 1.加工中心的基本概念 加工中心（Machining Center，简称MC）是指在数控铣、镗机床上装有刀库和自动换刀装置，能进行钻、铣、镗等各种加工的数控机床。 镗铣加工中心是指在数控铣床基础上配上刀库和自动换刀装置的机 床。镗铣加工中心根据铣床的主轴位置的不同，分为立式加工中心和卧式加工中心。
一入门知识 本课题主要讲述的内容： 1. 数控铣床安全操作规程 2. 数控铣削在工业生产中的地位及加工范围 3. 编程基础知识(一)： ①机床的坐标轴及运动代号； ②基本指令； ③加工程序编制初步； 实训目的： 1.了解掌握数控铣床的安全操作及基本指令和基础编程知识。 2. 了解掌握机床坐标轴的判别方式和动运代号，运动方向。 一、安全文明生产 (一) 文明生产 1. 严格遵守车间记律，准时上下班； 2. 操作结束要清扫机床和清洁量具； 3. 下班前要清扫工场、清点和清洁量具、清点和清洁刀具、清理整齐工件和毛坯； 4. 废品工件加工、折断的刀具必须回收，不得丢弃和藏幂； 5. 严禁不文明行为。 (二) 安全生产 1. 严禁在工场追逐、打闹、快速奔跑； 2. 严禁着拖鞋、高跟鞋，严禁着不符合工作服要求的服装（如
宽大的、衣领或套袖上有装饰带的），头发长的同学必须戴帽子，头 发必须盘在帽子内； 3. 操作机床严格按照老师规定的步骤执行； 4. 一台机床只能单人操作！同组其他同学在旁边只能观察操作 过程、口头指出错误，严禁动手！唯一的例外是：发生紧急情况时， 可代操作者拍按“急停”按钮！ 5. 发生事故要及时停机，并马上报告老师处理；严禁私自处理！严禁隐瞒不报！ 6. 对刀时要及时调整“进给倍率”旋钮（按键）：刀具远离工件时（大于50mm），可用较大倍率；靠近工件时（50～10mm），必须用较小倍率（10％～20％）；准备切到工件时（1～10mm），必须选用1～2％倍率档！ 7. 加工工件过程：检查平口钳装夹是否牢靠→正确装夹工件→ 对刀、设置坐标偏置→登录程序→检查程序→提高坐标偏置（如G54）中的Z坐标偏置100mm（即 +Z 方向）→正确设置刀具补偿→选择“空运行”、“单段”之后，自动运行程序；观察走刀轨迹是否正确。若正确，则取消“空运行”、恢复坐标偏置、保留“单段”→开始加工； 8. 切削前必须确认已经取消“空运行”、调整“进给倍率”旋钮（按键）到较低档、坐标偏置正确、“单段”已经选用。切入工件后 可取消“单段”、调整“进给倍率”到100％或适当倍率； 9. 加工过程必须值守在机床操作位； 10. 严格遵守学校颁布的《数控铣床安全操作规程》。
广州市XXXX技工学校 教案册 （生产实习） 课题数控车床基本知识 教师 时间
课题练习与作业 图样 技术要求： 1、以01为工件编程原点写出各点的绝对坐标值 2、以02为工件编程原点写出各点的绝对坐标值 名称材料45#额定工时
课题学习要求（引言） 本课题的教学目的 掌握数控加工的入门知识、组成及工作原理，及数控编程的基础知识；熟练数控的基本功能。 掌握数控编程通用 G 代码、M 功能、S 功能、T 功能。 一、数控车床加工特点以及加工流程（0.3课日） 1数控的定义： 数控是指用数字来控制，通过计算机进行自动控制的技术通称为数控技术。 2、数控机床的特点： 1）、具有高度柔性， 2） 、加工精度高， 3） 、加工质量稳定、可靠。 4） 、生产率高。 5） 、改善劳动条件。 6）、利于生产管理现代化。 3、数控机床的组成和工作原理 1）、数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、 CNC 装置（或称CNC 单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机 构）、可编程控制器 PLC 及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。 下图是数控机床的组成框图，其中除机床本体之外的部分统称为计算机数控 （CNC ）系统。 2）、工作步骤 在数控机床上加工零件通常经过以下几个步骤: 加 工 阶 段 编 程 阶 段
4、数控车床编程的基础知识 数控车床之所以能够自动加工出不同形状、尺寸及高精度的零件，是因为数控车床按事先编制好的加工程序，经其数控装置“接收”和“处理”，从而实现对零件的自动加工的控制。 使用数控车床加工零件时，首先要做的工作就是编制加工程序。从分析零件图样到获得数控车床所需控制介质（加工程序单或数控带等）的全过程，称为程序编制，其主要内容和一般过程如下图所示： 修改f 丄| | f * | f修改 1）图样分析 根据加工零件的图纸和技术文件，对零件的轮廓形状、有关标注、尺寸、精度、表面粗糙度、毛坯种类、件数、材料及热处理等项目要求进行分析并形成初步的加工方案。 2）辅助准备 根据图样分析确定机床和夹具、机床坐标系、编程坐标系、刀具准备、对刀方法、对刀点位置及测定机械间隙等。 3）制定加工工艺 拟定加工工艺方案、确定加工方法、加工线路与余量的分配、定位夹紧方式并合理选用机床，刀具及切削用量等。 4）数值计算 在编制程序前，还需对加工轨迹的一些未知坐标值进行计算，作为程序输入数据，主要包括：数值换算、尺寸链解算、坐标计算和辅助计算等。对于复杂的加工曲线和曲面还须使用计算机辅助计算。 5）编写加工程序单 根据确定的加工路线、刀具号、刀具形状、切削用量、辅助动作以及数值计算的结果按照数控车床规定使用的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序。此外，还应附上必要的加工示意图、刀具示意图、机床调整卡、工序卡等加工条件说明。 6）制作控制介质 加工程序完成以后，还必须将加工程序的内容记录在控制介质上，以便输入到数控装置中。如穿孔带、磁带及软盘等，还可采用手动方式将程序输入给数控装置。 7）程序校核 加工程序必须经过校验和试切削才能正式使用，通常可以通过数控车床的空运行检查程序格式有无出错或用模拟防真软件来检查刀具加工轨迹的正误，根据加工模拟轮廓的形状，与图纸对照检查。 但是，这些方法尚无法检查出刀具偏置误差和编程计算不准而造成的零件误差大小，及切削用量选用是否合适、刀具断屑效果和工件表面质量是否达到要求，所以必须采用首件试切的方法来进行实际效果的检查，以便对程序进行修正。
数控技术的基本知识 教学目的：1.了解数控机床的产生背景、发展趋势及先进的制造技术。 2．熟悉数控机床加工特点和加工对象。 3．掌握数控机床的组成及种类。 重点：数控机床的结构、组成及应用 难点：数控机床的加工特点和加工对象 一、数控机床的产生与发展 （一）、数控机床的产生 1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院研制成功了世界上第一台数控机床。半个世纪以来，数控技术得到了迅猛的发展，加工精度和生产效率不断提高。数控机床的发展至今已经历了两个阶段和六代。 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 1970年的第四代——小型计算机数控机床 1974年的第五代——微型计算机数控系统 1990年的第六代——基于PC的数控机床。 （二）、数控机床的发展趋势 1、高速度高精度化 速度和精度是数控机床的两个重要指标，直接关系到加工效率和产品的质量，为实现更高速度，更高精度的指标，目前主要从以下几点采取措施进行研究。 数控系统：采用位数，频率更高的微处理器，以提高系统的基本运算速度。目前程序中断处理时间小于1MS/1K指令。 伺服驱动系统：全数字伺服交流系统，大大提高了系统的空位粘度，进给速度。所谓数字伺服系统，指的是伺服系统中的控制信息用数字来处理它一般具有以下特征： a)采用现代控制理论，通过计算机软件实现最佳最优的控制。 b)数字伺服系统是一种离散系统，它是由采样器和保持器两个基本环节组成的，位置， 速度，电流构成的反馈全部数字化，PID软件化。 c)数字伺服系统具有较高的动静精度，有很强的抗干扰能力。 d)系统一般配有SERCOS（串行实时通信系统）板，可实现大信息量数据的高速，无 声的传输。 机床静动摩擦的线形补偿控制技术： 机械动静磨擦的线形会导致机床的爬行。 高速大功率电主轴的应用： 在超高速加工中，对机床主轴转速提出了极高的要求（10000-75000R/MIN）传统的齿轮变速主传动系统已不能适应其要求。 配备高速，功能强的装式可编控制器PLC： 提高可编程控制器的进行速度，来满足数控机床高速加工的速度要求。 （2）多功能化、智能化、小型化 数控机床采用一机多能，以最大限度地提高设备的利用率。 前台加工，后台编辑的前后台功能，以充分提高其工作效率和机床利用率。 具有更高的通讯功能，现代数控机床除具有通信口，DNC功能外，还具有网络功能。
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。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件的控制单元，数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。 加工精度高，具有稳定的加工质量； 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； 加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间； 机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）； 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； 对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。 数控机床一般由下列几个部分组成： 主机，是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。它是用于完成各种切削加工的机械部件。 数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 驱动装置，是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。它在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。 编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。 数控机床加工流程说明 CAD：Computer Aided Design，即计算机辅助设计。2D或3D的工件或立体图设计 CAM：Computer Aided Making，即计算机辅助制造。使用CAM软体生成G-Code CNC：数控机床控制器，读入G-Code开始加工
模块二数控车床编程入门知识 数控车床的程序编制必须严格遵守相关的标准，数控编程是一项很严格的工作，首先必须掌握一些基础知识，才能学好编程的方法并编出正确的程序。 一、数控车床的坐标系与运动方向的规定 （一）建立坐标系的基本原则 1．永远假定工件静止，刀具相对于工件移动。 2．坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。如图1-28所示大拇指的方向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。在确定了X、Y、Z坐标的基础上，根据右手螺旋法则，可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。 图1-28 右手笛卡尔直角坐标系 3、规定Z坐标的运动由传递切削动力的主轴决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z轴，X轴为水平方向，平行于工件装夹面并与Z轴垂直。 4、规定以刀具远离工件的方向为坐标轴的正方向。 依据以上的原则，当车床为前置刀架时，X轴正向向前，指向操作者，如图1-29所示；当机床为后置刀架时，X轴正向向后，背离操作者，如图1-30所示。 学习目标 知识目标：●掌握数控车床坐标系的定义。 ●掌握数控加工程序的格式与组成。 ●熟悉数控车床编程常用符号及指令代码。 能力目标：●掌握数控车床编程的入门知识，并能灵活运用。
图1-29 水平床身前置刀架式数控车床的坐标系 图1-30 倾斜床身后置刀架式数控车床的坐标系 （二）机床坐标系 机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的ZOX轴直角坐标系。 1．机床原点 机床原点（又称机械原点）即机床坐标系的原点，是机床上的一个固定点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。数控车床的机床原点一般为主轴回转中心与卡盘后端面的交点，如图1-31所示。 图1-31 机床原点 2．机床参考点 机床参考点也是机床上的一个固定点，它是用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置。作用主要是用来给机床坐标系一个定位。因为如果每次开机后无论刀架停留在哪个
机床CNC 基础知识 一．CNC 机床与CNC 系统 CNC 的含义是计算机数值控制。 1．CNC 机床 ⑴．金属切削用 孔加工、攻丝、镗削、铣削、车削、切螺纹、切平面、轮廓加工、平面磨削、外圆磨削、内圆磨削等。 ⑵．线电极切割机。 ⑶．冲床、步冲、冲压、金属成型、弯管等机床。 ⑷．产业机器人。 ⑸．注塑机。 ⑹．检测、测量机。 ⑺．木工机械。 ⑻．特殊材料加工机械：如加工石材、玻璃、发射性矿料等。 ⑼．特种加工机械 激光加工机、气体切割机、焊接机、制图机、印刷机等。随着电子技术和计算机技术以及IT 技术的发展，目前，这些机床与加工设备都可用数值计算机用数值数据进行控制，称为CNC 控制。 2．CNC 系统 CNC 系统的含义是计算机数值控制系统。 CNC 系统的基本配置 机床的CNC 控制是集成多学科的综合控制技术。一台CNC 系统包括： ⑴．CNC 控制单元（数值控制器部分）。 ⑵．伺服驱动单元和进给伺服电动机。 ⑶．主轴驱动单元和主轴电动机。 ⑷．PMC（PLC）控制器。 ⑸．机床强电柜（包括刀库）控制信号的输入/输出（I/O）单元。 ⑹．机床的位置测量与反馈单元（通常包括在伺服驱动单元中）。 ⑺．外部轴（机械）控制单元。如：刀库、交换工作台、上下料机械手等的驱动轴。 ⑻．信息的输入/输出设备。如电脑、磁盘机、存储卡、键盘、专用信息设备等。 ⑼．网络。如以太网、HSSB（高速数据传输口）、RS-232C 口等和加工现场的局域网。CNC 单元（控制器部分）的硬件实际上就是一台专用的微型计算机。是CNC 设备制造厂自己设计生产的专门用于机床的控制的核心。下面的几张图表示出其基本硬件模块；基本的控制功能模块和一台实际的控制器硬件。 二．机床的运动坐标及进给轴
欢迎阅读数控技术 一填空：40分共50个空（答40个空及以上可得40分） 二简答：40分 三小计算：20分(一个插补题一个小计算题) 第一章 1．机电一体化技术是微电子技术和计算机技术向机械工业渗透的过程中逐渐形成并发展起来的一门多学科领域交叉的新型综合性学科，它是机械工业的发展方向。数控技术是机电一体化技术中的核心技术，机电一体化技术的另外一个重要 1.什么是机床数控技术?机床数控技术由哪几部分组成?（数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。用数控技术实现加工控制的机床称为数控机床。数控机床由程序载体，数控装置，伺服驱动装置，机床主体和其他辅助装置组成。） 2.数控加工有哪些主要特点?（1.加工精度高，质量稳定2.适合复杂零件加工 3.生产效率高 4.对产品改型设计的适应性强 5.有利于制造技术向综合自动化方向发展 6.监控功能强，具有故障诊断的能力 7.减轻工人劳动强度，改善劳动条件）
3.什么是开环控制、闭环控制、半闭环控制?（记住这是数控机床按伺服系统控制方式分类） 4.什么是点位控制、直线控制和轮廓控制?它们的主要特点与区别是什么?（这是数控机床按照运动轨迹分类。特点区别见P6） 5.简述数控系统的组成及各部分的主要功能。（CNC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置、可编程逻辑控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给（伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成） 6.数控技术的发展趋势是什么?（1.高速，高精度化2.开放式3.智能化4.复合化5.高可靠性6.多种插补功能 7.人机界面的友好） 7.简述在数控机床上加工零件的全过程。（见图P1图1-1） (1)Z坐标的运动：由传递切削动力的主轴所规定； (2)X坐标的运动：是水平的，平行于工件的装夹面，是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。 (3)Y坐标的运动：＋Y的运动方向，根据X和Z坐标的运动方向，按右手直角笛卡儿坐标系确定。 (4)旋转运动A、B和C：正向的A、B和C相应地表示在X、Y和Z坐标正方向上按照右旋螺旋前进的方向。
欢迎阅读数字控制是用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动 化技术，简称数控。 控制坐标运动来完成各种不同的空间曲面的加工，是数控的主要任务。曲线加工时刀具的运动轨迹与理论上的曲线（包括直线）不吻合。 数控机床的工作工程：1、数控编程2、程序输入3、译码4、数据处 理5 3。 ， 高4、 数控加工过程中，数控系统要解决控制刀具或工件运动轨迹的问题，在数控机床中，刀具或工件能够移动的最小位移量称为数控机床的脉冲当量或最小分辨率。 计算出轮廓线上中间点位置坐标值的过程称为“插补”。
基准脉冲插补：每个脉冲使各坐标轴仅产生一个脉冲当量，代表了刀具或工件的最小位移；脉冲的数量代表了刀具或工件移动的位移量；脉冲序列的频率代表了刀具或工件运动的速度。仅适用于一些由步进电机驱动的中等精度或中等速度要求的开环数控系统。 数据采样插补：这种插补方法的特点是数控装备产生的不是单个脉冲， R成反比。 δ度F 若令半径误差相等，则内外差分弦的轮廓步长l或角步距是内接弦的√2. 数字积分法又称数字微分分析器法，是利用数字积分的原理，计算刀具沿坐标轴的位移，使刀具沿着所加工的轨迹运动。积分运算→累加和运算DDA直线插补的整个过程要经过n2次累加才能到达直线的终点。n = m2
DDA直线插补的分析可知，判断终点是用累加次数N为条件的，当累加寄存器的位数一旦选定，比如m位，累加次数即为常数m 了，而不 N2 管加工行程长短都需作N次计算。这就造成行程长进给速度加快，行程短进给速度变慢，使之各程序段进给速度不均匀，其结果将影响进给表面质量和效率。为此要进行速度均化处理。 得多； G42 B C 线与圆弧；圆弧与圆弧。 根据两段程序轨迹的矢量夹角α和刀具补偿方向的不同，又有伸长型、缩短型和插入型几种转接过渡方式。 区别：1直线插补时，被积函数寄存器的数值为常用Xe和Ye，而圆弧插补时，被积函数寄存器的数值Xi和Yi
数字控制是用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，简称数控。 控制坐标运动来完成各种不同的空间曲面的加工，是数控的主要任务。 曲线加工时刀具的运动轨迹与理论上的曲线（包括直线）不吻合。 数控机床的工作工程：1、数控编程2、程序输入3、译码4、数据处理5、插补6、伺服控制与加工。 插补的任务就是通过插补计算程序，根据程序规定的进给要求，完成在轮廓起点和终点之间的中间点的坐标值计算，也即数据点的密化工作。 控制轴数：机床数控装置能够控制的坐标轴数，车床为2，铣床为3。 联动轴数：机床数控装置能够同时控制的坐标轴数目。平面曲面2.5，空间曲面3及以上。 定位精度：数控设备停止时实际到达的位置和你要求到达的位子误差。 重复定位精度：同一个位置两次定位过去产生的误差。通常重复定位精度比定位精度要高的多。 数控机床的优缺点：1、适应性强2、精度高，质量稳定3、生产效率高4、减轻疲劳强度，改善劳动条件5、有利于生产管理现代化6、使用、维护技术要求高。
数控加工过程中，数控系统要解决控制刀具或工件运动轨迹的问题，在数控机床中，刀具或工件能够移动的最小位移量称为数控机床的脉冲当量或最小分辨率。 计算出轮廓线上中间点位置坐标值的过程称为“插补”。 基准脉冲插补：每个脉冲使各坐标轴仅产生一个脉冲当量，代表了刀具或工件的最小位移；脉冲的数量代表了刀具或工件移动的位移量；脉冲序列的频率代表了刀具或工件运动的速度。仅适用于一些由步进电机驱动的中等精度或中等速度要求的开环数控系统。 数据采样插补：这种插补方法的特点是数控装备产生的不是单个脉冲，而是标准二进制字。第一步粗插补，采用时间分割思想，把加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔，称为插补周期T 。第二步为精插补，一般将粗插补运算称为插补，由软件完成，而精插补可由软件实现，也可由硬件实现。 逼近误差δ与进给速度F 、插补周期T 的平方成正比，与圆弧半径R 成反比。 进给速度F 、圆弧半径R 一定的条件下，插补周期T 越短，逼近误差δ就越小，当δ给定及插补周期T 确定之后，可根据圆弧半径R 选择进给速度F ，以保证逼近误差δ不超过允许值。 弦线逼近：R FT R l l R R 8)(8)2()(22222==→=--δδ
精加工识图一、识图基本知识 图线名称图线型式一般应用 细实线尺寸线及尺寸界线 剖面线 螺纹得牙底线及齿轮得齿根线 引出线 波浪线断裂处得边界线 视图与视图得分界线双折线断裂处得边界线 虚线不可见轮廓线 不可见过渡线 细点画线轴线 对称中心线 轨迹线 节圆及节线 粗点画线有特殊要求得线或表面得表示线 双点画线相邻辅助零件得轮廓线 粗实线可见轮廓线 可见 GB/T14689-1993 GB---表示国家标准汉语拼音字头 T---表示技术制图英文得第一个字母 14689---表示标准编号 1993---表示年号 1、图纸幅面尺寸与代号
3、视图得对应关系 主视图反映物体上下方向得高度尺寸与左右方向得长度尺寸。 俯视图反映了形体左右方向得长度尺寸与前后方向得宽度尺寸。 左视图放映了形体上下方向得高度尺寸与前后方向得宽度尺寸。 由此归纳得出：“主俯视图长对正；主左视图高平齐；俯左视图宽相等” 二、形位公差得含义及影响 1、形位公差得含义：任何零件得加工过程中由于各种因素得影响总会产生形状、位置方面 得误差。 2、形位误差得定义：零件得实际形状、位置对其理想形状、位置得变动量。 3、形位误差得影响 （1）影响配合得松紧程度，如圆度，轴线得直线度。 （2）影响可装入性，如螺栓得位置度。 （3）影响零件得其它功能。 综上所述：形位误差得大小就是衡量产品质量得一项重要指标，为保证产品质量，实现互换性，应控制零件得形位误差，即规定公差。 零件得几何要素 几何要素得定义：代表零件几何形状特性得点、线、面。 （1）中心要素：圆心、球心、中心线、轴线等。 （2）轮廓要素：零件外形轮廓，圆柱面、球面、素线等。
入门知识 本课题主要讲述的内容： 1. 数控铳床安全操作规程 2. 数控铳削在工业生产中的地位及加工范围 3. 编程基础知识（一）: ①机床的坐标轴及运动代号； ②基本指令； ③加工程序编制初步； 实训目的： 1?了解掌握数控铳床的安全操作及基本指令和基础编程知识。 2. 了解掌握机床坐标轴的判别方式和动运代号，运动方向。 、安全文明生产 （一）文明生产 1. 严格遵守车间记律，准时上下班； 2. 操作结束要清扫机床和清洁量具； 3. 下班前要清扫工场、清点和清洁量具、清点和清洁刀具、清理整齐工件和毛坯； 4. 废品工件加工、折断的刀具必须回收，不得丢弃和藏幕； 5. 严禁不文明行为。 （二）安全生产 1. 严禁在工场追逐、打闹、快速奔跑； 2. 严禁着拖鞋、高跟鞋，严禁着不符合工作服要求的服装（如宽大的、衣领或套袖上有装饰带的），头发长的同学必须戴帽子，头发必须盘在帽子内； 3. 操作机床严格按照老师规定的步骤执行； 4. 一台机床只能单人操作！同组其他同学在旁边只能观察操作过程、口头指出错误，严禁动手！唯一的例外是：发生紧急情况时，可代操作者拍按“急停”按钮！ 5. 发生事故要及时停机，并马上报告老师处理；严禁私自处理！严禁隐瞒不报！ 6. 对刀时要及时调整“进给倍率”旋钮（按键）：刀具远离工件时（大于50mm），可 用较大倍率；靠近工件时（50?10mm）,必须用较小倍率（10%?20%）；准备切到工件时 （1?10mm）,必须选用1?2 %倍率档！ 7. 加工工件过程：检查平口钳装夹是否牢靠T正确装夹工件T对刀、设置坐标偏置T 登录程序T检查程序T提高坐标偏置（如G54）中的Z坐标偏置100mm （即+Z方向）T 正确设置刀具补偿T选择“空运行”、“单段”之后，自动运行程序；观察走刀轨迹是否正确。若正确，则取消“空运行”、恢复坐标偏置、保留“单段” T开始加工； 8. 切削前必须确认已经取消“空运行”、调整“进给倍率”旋钮（按键）到较低档、坐 标偏置正确、“单段”已经选用。切入工件后可取消“单段”、调整“进给倍率”到100%或 适当倍率； 9. 加工过程必须值守在机床操作位； 10. 严格遵守学校颁布的《数控铳床安全操作规程》。
第1 章绪论 教学提示：数控机床是采用数字控制技术对机床各移动部件相对运动进行控制的机床， 它是典型的机电一体化产品,是现代制造业的关键设备。计算机、微电子、信息、自动控 制、精密检测及机械制造技术的高速发展，加速了数控机床的发展。目前数控机床正朝着 高速度、高精度、高工序集中度、高复合化和高可靠性等方向发展,同时其应用范围也越 来越广泛。 教学要求:本章主要讲述数控机床的基本概念和特点、主要技术参数、分类以及技术 与发展水平等。本章内容是数控机床的基本知识和内容，要求学生理解并掌握数控机床的 基本概念、组成与特点以及分类,了解其发展趋势和在先进制造技术中的作用。 1.１概述 １.1.１数控机床的定义 数控即数字控制(Numｅrical Conｔｒｏl,NC)。数控技术是指用数字信号形成的控制程序对 一台或多台机械设备进行控制的一门技术。 数控机床，简单的说，就是采用了数控技术的机床。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 刀具与工件的相对运动，从而加工出所需要的工件。 实际上，数控机床就是一种具有数控系统的自动化机床。所以说数控机床是最典型的 机电一体化产品。 １.1．2 数控机床的组成及特点 1．数控机床的组成 数控机床主要由程序介质、数控装置、伺服系统、机床主体四部分组成，如图1.1所示。 图１．1 数控机床的组成 机床数控技术 ·2· ·２· 其中，程序介质用于记载机床加工零件的全部信息。如零件加工的工艺过程、工艺参 数、位移数据、切削速度等。常用的程序介质有磁带、磁盘等。也有一些数控机床采用操
（1）数控技术：也称数字控制技术，是指用数字、字母和特定符号对某工作过程，如加工、测量、配置等。 （2）数控机床的组成：1、机床本体2、数控系统：A、控制面板B、输入/输出设备3、CNC装置4、伺服单元、驱动装置和测量装置5、PLC、机床I/Q电和核装置。 （3）按运动控制方式分类机床可分为：1、典韦控制数控机床2、直线控制数控机床3、轮廓控制数控机床。（4）点控制数控机床：仅能控制两个坐标轴带动刀具相对于工件运动，从一个坐标位置移动到下一个坐标位置，然后控制第三个坐标轴进行钻、镗切削。（5）直线控制机床：可控制刀具或工作台，使其与适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向运动直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件，可在一定范围内调节。 （6）轮廓控制数控机床：具有控制几个坐标轴同时协调运动，即多坐标轴联动的能力，可使刀具相对于工件按程序规定的轨迹和速度运动，能在运动过程中进行连续切削加工，可实现联动加工是这类数控机床的本质特征。 （7）数控机床按工艺用途分类：1、金属切削数控机床2、金属成型数控机床3、特种加工数控机床4、其他类型的数控机床。
（8）位置精度可分为：1、定位精度2、重复定位精度3、分度精度4、回零精度。 （9）重复定位精度：它是指在同一台数控机床上，应用相同程序加工一批零件，所得到结果的一致程度。（10）可靠指标：1、平均无故障工作时间2、平均修复时间。 （11）数控系统的功能：1、控制功能2、准备功能3、插补功能4、进给功能5、主轴功能6、辅助功能。（12）手工编程的步骤：1步骤1、分析零件图样、确定工艺过程。步骤2、计算运动轨迹和标注几何尺寸。步骤3、编制加工程序单并初步校验。步骤4、制备控制介质步骤5、程序校验和初始。 （13）机床原点：是位于机床有效工作空间中的某个特定的点，这个点是机床上固有的点，是在机床生产、调试完成后就确定的，是数控机床所有坐标的基础。（14）工件坐标系：是为了编程的方便和提高加工程序的通用性而设计的，通常编程人员在编程时可以不考虑工件在机床的安装位置，而只需在零件图样上选定某一点为原点即工作原点，并建立一个坐标序，这个坐标系便是工件坐标系。 （15）对刀点的选择原则：1、所选对刀点应使程序编制简单2、对刀点应选择在容易找正，便于确定零件加工原点的位置上。3、对刀点应选择在加工时检验方
CNC 數控機床基礎知識 1數控技術的基本概念：數控技術是本世紀中期發展起來的機床控制技術。現代計算機數控技術是綜合了計算機、電機、自動控制、電氣傳動、測量、監控、機械制造等技術學科領域最新成果而形成的一門邊緣科學技術。數控技術是柔性制造系統、計算機集成制造系統、和工廠自動化的基礎技術之一，是現代機械制業中的高新技術之一。 1.1數控：數字控制（Numerical Control 簡稱NC）是一種自動控制技術，是用數字化信息對機床的運動及其加工過程進行控制的一種方法。 1.2數控機床：（NC Machine）就是采用了數控技術的機床，國際信息處理聯盟（Intermational Federation Of Information Processing，簡稱IFIP）第五代技術委員會對數控機床定義如下：數控機床是一種裝有程序控制系統的機床，該系統能邏輯地處理具有特定代碼和其它編碼指令規定的程序。 1.3數控系統：（NC System）是能夠邏輯地處理輸入到系統中具有特定代碼的程序，並將其譯碼，從而使機床運動並加工零件。 1.4計算機數控系統：（Computerized Numerical Control System）由裝有數控系統程序的專用計算機、IO設備、可編程控制器（PLC）、存儲器、主軸驅動及進給驅動裝置等部分組成，習慣上稱為CNC系統。 1.5數控程序：輸入數控系統中的、使數控機床執行一個確定的加工任務的、具有特定代碼和其它符號編碼的一系列指令，稱為數控程序（NC Program） 1.6數控編程：生成用數控機床進行零件加工的數控程序的過程，稱為數控編程（NC Program）1.7數控加工：根據零件圖樣和工藝要求等原始條件編制零件數控加工程序，輸入數控系統，控制數控機床中刀具與工伯的相對運動，從而完成零件的加工。 2數控機床的組成：一般由CNC系統、伺服系統、和機械系統三大部分組成。 2.1CNC系統： 2.1.1多坐標控制?（多軸聯動），同時控制數控機床的各坐標軸的進給運動。 2.1.2准備功能：（G代碼）用來指定機床的運動方式。常用的有： 2.1.2.1快速定位G00；直線插補G01；圓弧插補G02、G03；恆切削速度控制或取消G96S、G97S m/min；最高轉速限制G50S r/min； 2.1.3多種函數的插補（直線、圓弧、拋物線及螺旋線插補等）用於刀具運動軌跡插補。 2.1.4可編程偏置量設定用於設置程序原點、刀具長度和半徑補償值。 2.1.5代碼轉換：英/公制轉換、二/十進制轉換、絕對值/增量值轉換。 2.1.6固定循環加工：將一些典型的循環加工過程，如鑽孔、攻螺紋、鏜孔、切螺紋等，預先編制好程序並放在存儲器中，用G代碼進行指定，從而簡化零件的加工編程。 2.1.7進給功能：指定進給速度和進給率。 2.1.8主軸功能：指定主軸轉速。 2.1.9輔助功能：規定主軸的啟動、停止、轉向、及冷卻液的打開和關閉。 2.1.10刀具功能：選擇刀具和換刀。 2.1.11各種補償功能：包括刀具半徑、刀具長度、傳動間隙、螺距誤差的補償。 2.12輔助編程功能：包括圖形的縮放平移、坐標旋轉、極坐標等。 2.1.13子程序功能：調用子程序。 2.1.14宏程序功能：通過編輯子程序中的變量來改變刀具路徑和刀具位置。 2.1.15人機對話編程功能：包括數據及加工程序的輸入、編輯、修改。 2.1.16字符圖形顯示功能：在CRT上顯示數控程序、各種參數、各種補償值、坐標位置、故障信息、人面對話編程菜單、零件圖形、動態刀具運動軌跡。 2.1.17故障的自診斷功能：設置各種診斷程序，防止故障的發生和擴大。 2.1.18通訊及聯網功能：用於實現程序的傳輸、計算機直接數控、分布式計算機數控和制造自動化協議。 2.2伺服系統： 2.2.1進給伺服系統： 2.2.2主軸伺服系統： 2.3機械系統： 2.3.1主軸部件：包括主軸電動機和主軸傳動系統。 2.3.2進給系統：包括進給執行電動機和進給傳動系統。
脉冲当量：数控系统发出的一个进给脉冲所对应的机床坐标轴的位移量,称为数控机床的最小移动单位,亦称脉冲当量 插补:在理想轨迹的已知点之间,通过数据点的密化，确定一些中间点的方法,称为插补 联动轴数:能同时参与插补的坐标轴数，称为联动轴数。 控制轴数:能控制其运动的坐标轴数,称为控制轴数。 数控机床的基本组成：输入、输出装置、数控装置、伺服驱动、反馈装置、辅助控制装置和机床本体。 机床的工作原理是利用了“微分”的原理。 开环控制:无位置反馈装置的数控机床称为开环控制数控机床。 基本组成:步进电动机驱动器、步进电动机和机械传动装置。 半闭环控制:机床的传动丝杠或伺服电动机上装有角位移检测装置，没有实现对最终输出的直线位移的闭环控制称为半闭环控制。 闭环控制:机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，检测装置检测最终位移输出量。 机床的布局形式:平床身、斜床身和立式床身。 斜床身优点：改善受力情况,提高床身的刚度,特别是自动换刀装置的布置较方便。 虚拟轴机床：基座与主轴平台间是由六根杆并联的连接。 主传动系统的传动形式:１、用辅助机械变速机构连接适用于大、中型数控机床２、定传动比的连接形式适用于小型数控机床３、电主轴适用于高速加工机床 分段无级变速：为了让机床在低速时能产生较大的扭矩，以及机床的变速范围尽可能大，有的数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上增加了齿轮变速成为分段无级变速。 主轴滚动轴承的精度等级：E高级、Ｄ精密级、Ｃ特精级、B超精级通常前轴承的精度比后轴承高一个等级精度。 电主轴的特点:1、机械结构最为简单，传动惯量小，因为快速响应性好能实现快速准停 2、输出功率大,调速范围宽,并有比较理想的转矩—功率特性 3、可实现主轴部件的单元化电动机转子和主轴之间靠过盈配合来传递转矩。 数控机床进给传动系统的基本形式：1、滚珠丝杠螺母副2、静压丝杠螺母副３、静压涡杆蜗条副和齿轮齿条副4、直线电动机直接驱动 滚珠丝杠螺母:内循环和外循环 单螺母预紧:1、增加滚珠直径预紧法2、螺母夹紧预紧法3、整体螺母变位螺距预紧法 双螺母预紧:增加垫片预紧法。 预紧的目的:提高刚度,减小传动系统间隙 滚珠丝杠与伺服电机的连接方式：通过联轴器连接、通过齿轮连接、通过同步齿形带连接。挠性联轴器的特点：能补偿因同轴度和垂直度误差引起的干涉现象，还能简化结构，减少噪声，而且对消除传动间隙提高传动刚度有利。 贴塑导轨：通过在滑动导轨面上镶贴一层塑料导轨软带来改善导轨性能。 贴塑导轨的特点:摩擦因数小、动静摩擦因数相差很小、能防止低速爬行现象，耐磨性、抗撕伤能力强，加工性和化学稳定性好，成本低，并具有良好的自润滑和抗震性。 滚动导轨的特点:灵敏度高、动静摩擦因数相差很小、不易出现低速爬行现象，定位精度高，摩擦阻力小,精度保持好,寿命长。但抗震性差，对防护要求较高。 零传动:采用直线电动机可以完全取消将旋转运动转化为直线运动的环节，大大简化了机械传动系统的结构,实现了所谓的零传动。 零传动的特点：可以获得更高的定位精度、快进速度和加速度。 刀库类型：鼓轮式刀库（无机械手)和链式刀库(有机械手) 机械手换刀可实现对刀具的预选。
数控加工中心基础知识 加工中心的选用 1．被加工对象的选定 确定选购对象之前，首先要明确准备加工的对象。一般来说，具备下列特点的零件适合在加工中心加工： 多工序集约型工件指在一个工件上需要用许多把刀具进行加工。 定位繁琐的工件例如有一定位孔距精度要求的多孔加工，利用机床定位精度高的特点，很方便实施。 重复生产型的工件适合加工单件小批量生产。小批量指在1-100件，每批数量不多，但又需要重复生产。另外，即使工件形状尺寸不同，但又是相似工件，易于实现成组加工(GT)工艺的零件。 复杂形状的零件模具、航空零件等复杂形状工件，能借助自动程序编制技术在加工中心上加工各种异形零件。 箱体类、板类零件在卧式加工中心上利用回转工作台，对箱体零件进行多面加工，如主轴箱体、泵体、阀体、内燃机缸体等。如果连顶面也要一次装夹中加工，可选用五面体加工中心。立式加工中心适合加工箱盖缸盖、平面凸轮等。龙门加工中心用于加工大型箱体、板类零件，如内燃机车缸体、加工中心立柱、床身、印刷墙板机等。 2．机床规格的选定 根据确定的加工工件的大小尺寸，相应确定所需机床的工作台尺寸和三个直线坐标系的行程。工作台尺寸应保证工件在其上面能顺利装夹工件，加工尺寸则必须在各坐标行程内，此外还要考虑换刀空间和各坐标干涉区的限制。 3．机床精度的选定 加工中心的精度分类为普通型和精密型，其主要精度项目见下表： 加工中心主要精度项目精度项目普通型(mm) 精密型(mm) 直线定位精度±0.01/全程±0.005/全程 重复定位精度±0.006 ±0.002
铣圆精度0.03-0.04 0.015 用户根据工件的加工精度要求，选用相应精度等级的机床，批量生产的零件，实际加工出的精度数值可能是定位精度的1.5-2倍。普通型机床批量加工8级精度工件，精密机床加工精度可达5-6级，但要有恒温等工艺条件，所以精密型机床使用严格，价格高。 4．刀库容量的选定 加工中心的制造厂家对同一种规格的机床，通常都设2-3种不同容量刀库，例如卧式加工中心刀库容量有30、60、80等，立式加工中心有16、24、32把容量的刀库。 用户在选定时，可以根据被加工工件的工艺分析结果来确定所需数量，通常以需要一个零件在一次装夹中所需刀具数来确定刀库的容量，因为换另一零件加工时，需要重新安排刀具，否则刀具管理复杂并容易出错。 从统计数据来看立式加工中心选用20把刀左右的刀库，卧式加工中心则选用40把刀左右的刀库为宜。当然要根据实际需要最后确定。用于柔性制造单元(FMC)或柔性制造系统(FMS)的加工中心机床，其刀库容量应选大容量刀库，甚至配置可交换刀库。 5．机床选择功能及附件的选定 选定加工中心机床时，除了基本功能和基本件以外，还有提供用户根据自身要求选用的功能和附件，称选择功能、选择附件(任选附件)。随着数控技术的发展，可供选择的内容越来越多，其构成价格在主机中所占的比例也越来越大，所以不明确目的大量选用附件也是不经济的，所谓“有备无患”的订购指导思想实质上是浪费。因此选订时要全面分析，还要适当考虑长远因素。 选择功能主要对于数控系统而言，对那种价格增加不多，但对使用带来许多方便的功能，应适当配置齐全一点，而对可以多台机床公用的附件，就可以考虑一机多用，但必须考虑接口是通用的。 6．加工节拍与机床台数估算 根据已经选定的工件，然后分析工艺路线，在这个工艺路线中选出准备在加工中心上加工的工序，对这些工序作工时节拍估算。 根据现用工艺参数，估算每道工序的切削时间，而辅助时间通常取切削时间的10%-20%。