数控技术第2章数控加工技术

《数控加工技术》习题答案第一章绪论补充:1.为什么说数控加工技术是一个国家繁荣昌盛的最根本的技术基础之一?答:①数控加工技术是国民经济各部门发展的重要技术支撑。

②数控加工技术是高新技术产业化的重要技术支撑。

③数控加工技术是加强和实现国防现代化的重要技术支撑。

④数控加工技术是增强企业市场竞争力的重要技术支撑。

⑤数控加工技术是满足人民日益增长需要的重要技术支撑。

2．①②③④⑤第二章数控加工基本知识1.什么叫基面和切削平面?基面和切削平面有何关系?2.什么叫静止参考系和工作参考系?它们之间有何区别?两个参考系在什么情况下是重合的?3.试述正交平面、法平面、假定工作平面和背平面的定义？4.试画出切断车刀正交平面参考系的标注角度，即5.用的梯形螺纹车刀,车削螺距P=12mm,外径dw=50mm的单头梯形螺纹,计算螺纹车刀的左刃工作后角及右刃工作后角和的大小。

6．用弯头车刀加工端面时，指出车刀的主切削刃、副切削刃和刀尖：标出进给速度F和背吃刀量ap；如果ap=5mm,F=0.3mm/r,kr=45°,计算hD、bD和Ad的大小。

7．车削大径为36mm、中径33mm、内径29mm、螺距6mm的梯形螺纹时，若使用刀具的前角为0°，左刃后角 =12°，右刃后角 =6°，试问左、右刃工作前、后角是多少？8．用切断车刀（=15°，=8°）切断=40棒料，当切刀高于工件中心线0.8mm时，切到多大直径时则无法切削（不考虑进给运动对角度的影响）？9．刀具切削部分材料应具备哪些性能？10．通用型高速钢有几种类型？11．高性能高速钢有几种类型？12．硬质合金有几种类型？它们的主要牌号有哪些？各自的用途又如何？13．加工脆性金属为什么不产生积屑瘤？14．试述积屑瘤对切削加工的利弊，并列举说明减小或消除积屑瘤的措施。

15．加工硬化对切削加工有何影响？如何减小加工硬化和程度？16．影响产生切削热的因素有哪些？影响切削热传出的因素有哪些？17．切削温度对切削加工有什么影响？18．切屑折断的条件是什么？如何控制切屑的折断与流向？19．定位与夹紧有何区别？20．什么叫六点定则？21．什么叫完全定位、不完全定位？22．什么叫欠定位？欠定位对加工有何影响？23．什么叫过定位？过定位对加工有何影响？24．辅助支承有何作用？举例说明。

《数控技术》复习题作业题目必须独立完成！第一章数控技术概论一、填空题1. 将程序载体上的数控代码变成相应电脉冲信号的装置称为_CNC装置_。

2. 开环数控系统的驱动电动机常采用___步进电机__。

3. 数控机床按工艺用途的不同，可分为_金属切削类_、_金属成型类_、__特种加工类_和__其他类型__。

4. 数控机床按有无位置检测装置，可分为_开环_和_闭环_数控机床。

位置检测元件安装在最终移动部件上的数控机床是_闭环_控制。

位置检测元件安装在电动机轴上的数控机床是_半闭环_控制。

5. CNC是计算机数控的简称，FMS是柔性制造系统的简称。

MDI是手动输入方式的简称。

CIMS是计算机集成制造系统简称。

6. 闭环(或半闭环)系统与开环系统的最主要的区别是前者带有_位置_检测装置。

闭环和半闭环系统的主要区别是位置检测元件_安装部位_不同。

7. 数控机床由_输入/输出设备_、_计算机数控装置_、_伺服系统_和_机床本体_等部分组成。

8. 每个脉冲信号使机床移动部件的位移量叫_脉冲当量_。

9. 数控机床常用的伺服电动机有_步进电机_、_直流伺服电机_和_交流伺服电机_。

10.数控机床按控制方式分类可分为_点位控制数控机床_、_直线控制数控机床_和_轮廓控制数控机床_。

二、判断题1. 数控机床的联动轴数与控制轴数是不同的概念，联动轴数一般多于控制轴数。

(×)2. 数控机床特别适用于精度要求高、形状复杂零件的大批量生产。

(×)3. 数控技术一般只能应用于机床的轨迹控制，不能应用于其他机械设备的运动轨迹控制和逻辑控制。

(×)4. 开环数控机床数控装置发出的指令流是单向的，所以系统稳定性不好、精度不高。

(×)三、单选题1. 零件程序是数控机床自动加工零件的___C___。

A.输入介质B.存储载体C.加工指令2.在数控机床中，____B____等功能一般是由PLC完成的。

(P74)A.位置控制B. 选刀、换刀C.插补3.开环数控系统的驱动电动机应采用____A____。

章节练习答案第一章绪论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。

2．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。

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。

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、加工复杂等第二章数控加工编程基础1．什么是“字地址程序段格式”，为什么现代数控系统常用这种格式？答：字地址程序段的格式：NxxGxxXxxYxxZxxSxxFxxTxxMxx；特点是顺序自由。

2．G41、G42、G43、G44的含义如何？试用图说明。

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。

《数控技术》复习题作业题目必须独立完成！第一章数控技术概论一、填空题1. 将程序载体上的数控代码变成相应电脉冲信号的装置称为_CNC装置_。

2. 开环数控系统的驱动电动机常采用____步进电机____。

3. 数控机床按工艺用途的不同，可分为_金属切削类_、_金属成型类_、__特种加工类_和__其他类型__。

4. 数控机床按有无位置检测装置，可分为_开环_和_闭环_数控机床。

位置检测元件安装在最终移动部件上的数控机床是_闭环_控制。

位置检测元件安装在电动机轴上的数控机床是_半闭环_控制。

5. CNC是计算机数控的简称，FMS是柔性制造系统的简称。

MDI是手动输入方式的简称。

CIMS是计算机集成制造系统简称。

6. 闭环(或半闭环)系统与开环系统的最主要的区别是前者带有_位置_检测装置。

闭环和半闭环系统的主要区别是位置检测元件_安装部位_不同。

7. 数控机床由_输入/输出设备_、_计算机数控装置_、_伺服系统_和_机床本体_等部分组成。

8. 每个脉冲信号使机床移动部件的位移量叫_脉冲当量_。

9. 数控机床常用的伺服电动机有_步进电机_、_直流伺服电机_和_交流伺服电机_。

10.数控机床按控制方式分类可分为_点位控制数控机床_、_直线控制数控机床_和_轮廓控制数控机床_。

二、判断题1. 数控机床的联动轴数与控制轴数是不同的概念，联动轴数一般多于控制轴数。

(×)2. 数控机床特别适用于精度要求高、形状复杂零件的大批量生产。

(×)3. 数控技术一般只能应用于机床的轨迹控制，不能应用于其他机械设备的运动轨迹控制和逻辑控制。

(×)4. 开环数控机床数控装置发出的指令流是单向的，所以系统稳定性不好、精度不高。

(×)三、单选题1. 零件程序是数控机床自动加工零件的___C___。

A.输入介质B.存储载体C.加工指令2.在数控机床中，____B____等功能一般是由PLC完成的。

电⼤《数控加⼯⼯艺》第⼆章课后题第2章数控机床⼑具的选择作业答案思考与练习题1、简述数控⼑具材料的种类、特点及其应⽤场合？答：（1）⾼速钢：具有较好的⼒学性能和良好的⼯艺性，可以承受较⼤的切削⼒和冲击，但红硬性、耐磨性较差。

应⽤场合：①普通⾼速钢——不适于⾼速和硬材料切削；②⾼性能⾼速钢——⽤于制造出⼝钻头、铰⼑、铣⼑等；③粉末冶⾦⾼速钢——⽤于制造⼤型拉⼑和齿轮⼑具，特别是切削时受冲击载荷的⼑具。

（2）硬质合⾦：具有硬度⾼（⼤于89 HRC）、熔点⾼、化学稳定性好、热稳定性好的特点，但其韧性差，脆性⼤，承受冲击和振动能⼒低。

应⽤场合：①普通硬质合⾦：YG类——主要⽤于加⼯铸铁及有⾊⾦属；YT类——主要⽤于加⼯钢料。

②新型硬质合⾦——既可⽤于加⼯钢料，⼜可加⼯铸铁和有⾊⾦属。

（3）陶瓷⼑具：硬度⾼，耐磨性⽐硬质合⾦⾼⼗⼏倍，具有良好的抗粘性能，化学稳定性好，脆性⼤、强度低、导热性差。

应⽤场合：Al2O3基陶瓷⼑具——适⽤于各种铸铁及钢料的精加⼯、粗加⼯；Si3N4基陶瓷⼑具——适于端铣和切有氧化⽪的⽑坯⼯件等。

此外，可对铸铁、淬硬钢等⾼硬材料进⾏精加⼯和半精加⼯。

（4）⽴⽅氮化硼（CBN）：有很⾼的硬度及耐磨性，仅次于⾦刚⽯；热稳定性⽐⾦刚⽯⾼1倍；有优良的化学稳定性；导热性⽐⾦刚⽯差但⽐其他材料⾼得多，抗弯强度和断裂韧性介于硬质合⾦和陶瓷之间。

应⽤场合：可加⼯以前只能⽤磨削⽅法加⼯的特种钢，它还⾮常适合数控机床加⼯（5）⾦刚⽯：具有极⾼的硬度，耐磨性⾼，很⾼的导热性，刃磨⾮常锋利，粗糙度值⼩，可在纳⽶级稳定切削，较低的摩擦系数。

应⽤场合：主要⽤于加⼯各种有⾊⾦属、各种⾮⾦属材料，不能⽤于加⼯⿊⾊⾦属。

2、选择⼑⽚（⼑具）通常应考虑哪些因素？答：①被加⼯⼯件材料的类别：有⾊⾦属（铜、铝、钛及其合⾦）；⿊⾊⾦属（碳钢、低合⾦钢、⼯具钢、不锈钢、耐热钢等）；复合材料；塑料类等。

②被加⼯件材料性能的状况：包括硬度、韧性、组织状态—铸、锻、轧、粉末冶⾦等。

第一章数控加工技术概括备课人：学习本课程的目的1.认识数控机床的产生；2.认识数控机床的发展 ;课程的主要内容 :1-1数控机床的产生与发展1.数控机床的产生1.1 数控加工技术的内容（1）零件的加工工艺剖析——依据零件的材质、几何容貌、加工精度等要求，确立数控机床及刀具的选型（机床的数控轴数目、数控轴的控制形式，刀具的形式如球形刀、平底刀、锥形刀及鼓形刀等，刀具的材质）、并制定相应的工艺方案。

（2）零件的几何建模——依据零件的实体模型、工程设计图纸或CAD文件等成立零件待加工表面的曲面模型（参数化描绘）。

* 主要用到图形学、计算机协助图形学方面的知识，多采纳贝齐尔（Bezier ）曲面、 B 样条曲面或非平均有理 B 样条（ NURBS）曲面进行曲面描绘。

*波及的主要问题有：曲面的拟合精度、曲面的裁剪、曲面片的拼接与偏置、曲面片的过渡与求交等。

*清华大学（孙家广），浙江大学（石教英、谭建荣、柯映林），北京航空航天大学（唐荣锡、朱心雄），电子科技大学（叶尚辉）等。

（3）加工过程规划——加工环节规划（如粗加工，精加工环节），刀具轨迹规划（粗加工刀具轨迹规划，精加工刀具轨迹规划）等。

*波及的重要问题：刀具轨迹的规划方法，工件加工精度的控制，刀具与工件的干预查验（切触干预、刀底干预和刀杆干预），刀具的改换，刀具位姿的作业空间查验，加工路径长度的控制，机床进给速率的选定等。

（4）刀具轨迹的生成——依据加工过程规划确立刀位数据（刀具的位姿数据）。

（5）加工过程坊真——对（ 2）—（4）过程进行计算机图形实体仿真、或刀具轨迹仿真。

（6）机床运动指令生成——由刀位数据以及其余的有关功能（如换刀、刀具主轴控制、加工过程中的查验及冷却润滑等协助功能要求）生成机床的运动指令。

（7）生成有效的加工代码——依据机床运动指令生成相应的G代码与 M代码。

（8）数控系统——接收、解说加工代码，形成机床伺服轴及其余功能零件的运动控制信号。

《数控车削编程与加工技术》部分习题答案第一章数控车床的工件原理和组成1．数控车床与普通车床相比，具有哪些加工特点？答：数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的加工，能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等工序的切削加工，并可进行切槽、钻、扩、铰孔和各种回转曲面的加工。

数控车床加工效率高，精度稳定性好，操作劳动强度低，特别适用于复杂形状的零件或中、小批量零件的加工。

数控车床与普通车床相比，具有三个方面的特色。

（1）高难度加工。

如“口小肚大”的内成型面零件，在普通车床上不仅难以加工，并且还难以检测。

采用数控车床加工时，其车刀刀尖运动的轨迹由加工程序控制，“高难度”由车床的数控功能可以方便地解决.（2）高精度零件加工。

复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及激光打印机内的多面反射体等超精零件，其尺寸精度可达0.01m，表面粗糙度值可达Ra0.02m，这些高精度零件均可在高精度的特殊数控车床上加工完成。

（3）高效率完成加工。

为了进一步提高车削加工的效率，通过增加车床的控制坐标轴，就能在一台数控车床上同时加工出两个多工序的相同或不同的零件，也便于实现一批复杂零件车削全过程的自动化。

2．试简述数控车床工作时的控制原理。

答：数控车床是一种高度自动化的机床，是用数字化的信息来实现自动化控制的，将与加工零件有关的信息——工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数（进给执行部件的进给尺寸）、切削加工的工艺参数（主运动和进给运动的速度、切削深度等），以及各种辅助操作（主运动变速、刀具更换、冷却润滑液关停、工件夹紧松开等）等加工信息——用规定的文字、数字和符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控制介质输入到数控装置中，由数控装置经过分析处理后，发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自动加工。

数控车床的数字控制的原理与过程通过下述的数控车床组成可得到更明确的说明。

3．数控车床一般由哪几部分组成？各有何作用？答：数控车床是由数控程序及存储介质、输入/输出设备、计算机数控装置、伺服系统、机床本体组成。