数控机床复习资料-第三版汇总

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精品 机床数控技术及应用复习资料

填空

1.现代数控机床（即CNC机床）一般由程序载体、输入装置、数控装置、伺服驱动及检测装置、机床本体及其辅助控制装置组成。

2.数控机床的分类

（1）按运动控制方式分类：

点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床

（2）按伺服系统类型分类：

开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床

区别标志：有无位置检测装置，没有为开环控制，有则为闭环控制；半闭环也带有检测装置，检测转角。

3.数控加工程序编制方法：自动编程、手工编程

4.数控编程指令采用有EIA和ISO标准，我国采用的是ISO标准。

5.切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度、进给量三个要素。

主轴转速（S=1000Vc /πD,Vc 表示切削速度，D（mm）表示工件或刀具的直径）

切削深度由工艺系统的刚度决定。

6.刀具补偿的作用：把零件轮廓转换成刀具中心点的轨迹。

C实施插补前必须完成的两件工作：1刀具补偿；2进给速度处理。

CNC装置控制刀具中心点。

8.旋转变压器是根据互感原理工作的。由定子和转子组成，分为有刷和无刷两种。

9.伺服系统常见驱动元件：步进电机、直流电机、交流电机和直线电机。

10.步进电机用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的机械角位移。

11直线电机是直接产生直线运动的电磁装置，电磁力矩直接作用于工作台。

12用直线逼近曲线的方法：等间距法、等步长法和等误差法。

计算节点的方法：等间距法、等步长法、等误差法。

13在编程时，X方向可以按半径值或直径值编程。按增量坐标编程时，以径向实际位移量的2倍值表示。

14对刀的实质：使“刀位点”与“对刀点”重合。

15常见的三种机床布局形式：平床身布局、斜床身布局和立式床身布局。 .

精品 16数控机床进给运动分为直线运动和圆周运动两大类。

17数控机床与传动机床相比优点是：滚珠丝杠螺母副

18实现直线进给运动的三种形式：过丝杠螺母副、过齿轮齿条副、直接采用直线电机驱动

19坐标偏差原则：逼近给定轨迹朝偏差缩小的方向进行

20机床回零目的：消除坐标漂移积累的误差

21螺纹加工方法：直进式（螺距＜3mm）、斜进式（螺距＞3mm）

22切削分配方式：常量式、递减式

原则：后一刀的切削深度不能超过前一刀切削深度

23刀具半径补偿原则：内轮廓增大，外轮廓减小。

24切削内轮廓角时，过渡圆弧的半径应大于刀具半径。

25在加工中心上，刀具的交换方式通常可以分为斜无机械手换刀和带机械手换刀。

26数控机床的圆周运动包括：分度运动和连续圆周进给运动。

27回转工作台的型式：分度工作台和数控回转工作台。

28.CK6132数控车床系统的三大主功能：加工主功能、参数主功能、操作主功能

29.CK6132数控车床系统的操作面板由：地址功能键盘区域、数字键盘区域、手动键盘区域三个区域组成。

30.机床零点是一个固定点；工作零点可用程序指令来设置和改变；机床参考点一般为机床各坐标轴的正极限位置。

部分指令介绍

一．准备功能G代码

（常用的有G00-G99）,按功能分为模态代码和非模态代码。

模态代码一旦被指定，功能一直保持，非模态代码只在本程序段中生效。

表一 常用准备功能G代码

代码 状态 功能 代码 状态 功能

G00 模态 点定位 G17 模态 XY平面选择

G01 模态 直线插补 G18 模态 ZX平面选择

G02 模态 顺时针方向圆弧插补 G19 模态 YZ平面选择 .

精品 G03 模态 逆时针方向圆弧插补 G90 模态 绝对尺寸

G04 非模态 暂停 G91 模态 增量尺寸

G40 模态 刀具补偿/刀具偏置注销 G92 非模态 预置寄存

G86 模态

指令格式：G86

▲X Z K I R N L

注意：

1.G90、G91不能同时在同一个程序段中出现，对坐标X、Y、Z起作用；

2.G92指令仅用于工件坐标系的设定，只对原点起作用。

3.对于数控车床，默认在ZX（G18）平面加工，数控铣床默认XY（G17）平面内加工。

4.G86指令格式中：▲X 表示X向直径变化，▲X =0时是直螺纹。 Z表示螺纹降速段终点Z坐标，绝对或相对均可；K表示螺距； I表示螺纹每次切削后，在X方向上的退刀量，外螺纹为正值，内螺纹为负值。 R表示螺纹实际牙型高度，正值；N表示螺纹头数（1--5），L表示螺纹循环加工次数。

加工螺纹前，必须先进行精加工；加工整圆只能用圆心坐标编程。

二．圆弧插补的顺逆判断

以XY平面为例：

1. 圆心坐标编程：用I、J、K指定圆心位置。

G17 G02

X~ Y~ I~ J~ F~

G17 G03

2. 半径R编程：用圆弧半径R指定圆心位置。

判断步骤：

1.找出要判断的圆弧所在的平面

2.用右手笛卡尔规则找出垂直圆弧所在平面的坐标轴

3.用右手握住垂直圆弧的坐标轴，大拇指指向该坐标轴的负方向

4.四指弯曲的方向为顺圆G02，相反为G03

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精品 G17 G02 X~ Y~ R~ F~

G18 G03

注意：（1）采用绝对坐标编程时，X、Y、Z的值为圆弧插补的终点坐标值；

（2）采用增量坐标编程时，X、Y、Z的值为圆弧插补的坐标增量值。

（3）无论是绝对坐标编程还是增量坐标编程，I、J、K都为圆心坐标相对于圆弧起点坐标的增量值。

（4）圆弧所对的圆心角α≤180º时，用+R表示，α>180º时，用-R表示。

三．工件坐标系设定指令G92

G92 XA ~ YA ~ ZA~

式中XA、YA、ZA的值是当前刀具位置相对于加工坐标系的原点位置的值。

注意：刀具相对于机床坐标系的位置并没有改变。

四． 辅助功能M代码

程序结束指令M02

五．F、S、T代码

F代码—进给速度 S代码—主轴转速或切削速度 T代码—刀具功能指令

简答题（ 黑色字体为名词解释）

1. 数控机床各部分装置的作用？

程序载体：（1）人与机床联系的中间媒介物，（2）存储功能。

输入装置：把程序载体上的数据代码转化为相应的电脉冲信号并传输CNC装置中。

数控装置：接收并存储输入装置传输来的信息，并进行数据变换、插补运算，完成各种控制功能。

伺服驱动及检测装置：把CNC装置的脉冲信号转换成机床运动部件的运行，同时检测电机工作台位移进行反馈。

机床本体：完成各种切削加工。

2. 数控机床的应用特点？

1生产柔性大； 2加工精度高； 3生产效率高；

4减轻劳动强度，改善劳动条件； 5良好的经济效率。

3. 数控机床的应用范围？

数控机床适用于品种变换频繁、批量较小，加工方法区别大且复杂程度较高的零件。 .

精品 4. 数控机床的分类

按运动控制方式分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床

按伺服系统类型分类：开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床

5. 点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床各自特点及典型机床？

（1）点位控制机床特点：机床运动部件只能实现从一个位置到另一个位置的精确定位，无严格移动轨迹且不进行切削加工。 典型机床：数控钻床、数控冲床

（2）直线控制机床特点：机床运动部件不仅要实现从一个位置到另一个位置的精确定位，而且要求机床工作台或刀具以给定的进给速度，沿平行于坐标轴的方向或与坐标轴呈45°方向进行直线移动和切削加工。 典型机床：数控磨床、数控镗铣床

（3）轮廓控制机床特点：机床运动部件能够实现两个或两个以上坐标轴的联动控制，使刀具与工件间的相对运动符合工件轮廓要求。 典型机床：数控铣床、数控车床

6. 数控加工编程步骤：

1分析零件图纸，确定工艺过程； 2数值计算； 3编写零件加工程序单；

4程序输入数据系统； 5校对程序及首件试切削。

7. 机床坐标系建立原则？

a标准坐标系用右手笛卡尔直角坐标系；

b刀具相对静止的工件而运动的原则；

c增大工件和刀具之间距离的运动方向为坐标轴正方向。

8. 机床原点和参考点定义

机床原点：是机床上的一个固定点，也是工件坐标系、机床参考点的基准点，机床厂商设定。

机床参考点：是机床厂商设定在机床上的一个固定点，一般位于机床坐标轴的正极限位置，用于对机床工作台与刀具相对运动的测量系统进行标定测量。

9. 工序与工步的定义和划分方法

工序：指一个零件在同一台机床上完成的全部加工内容。

划分方法：1按所用刀具加工的内容加工；2按加工部分划分；3按粗、细加工划分。

工步：指零件在同一台机床上一次装夹，用同一刀具完成的全部加工内容。

划分方法：1按加工精度划分；2按效率划分。

10. 对刀点定义和选择原则 .

精品 对刀点：是数控机床加工时刀具相对于工件运动的起点，也是程序的起点。也叫起刀点。

对刀点的选择原则：应便于简化程序编制，在机床上容易找到，加工过程便于检查，引起的加工误差要小。对刀的实质：使“刀位点”与“对刀点”重合。

刀位点：表示刀具特征的基准点 。

换刀点：指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。

会找刀具的刀位点：下图黑圆圈为刀位点

11. 加工路线的定义和确定原则

加工路线：指加工过程中刀具刀位点相对于被加工零件的运动轨迹和方向。

加工路线的确定原则：（①先粗后精 ②先近后远）

1保证被加工零件的加工精度和表面粗糙度；

2 尽量使数值计算简单，以减少编程工作量；

3尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间和换刀次数以提高生产率。

12. 基点和节点

基点：构成零件轮廓的两相邻几何元素的交点或切点。

节点：在误差允许范围内，逼近非圆曲线的若干个直线段或圆弧段的交点。

13. 插补定义

插补：根据进给速度和给定轮廓线的要求，在轮廓的已知点之间确定一些中间点的方法称为插补，即数据密化过程。

最小分辨率：刀具或工件能够移动的最小工作量称为数控机床的脉冲当量，也叫最小分辨率。

插补方法分类：基准脉冲插补（逐点比较法、数字插补法）、数据采样插补

脉冲当量：每个单位脉冲对应坐标轴的位移量称为脉冲当量。

插补的实现：硬件插补和软件插补

14. 刀具半径补偿

刀具半径补偿：轮廓加工中，是按零件轮廓进行编程的。由于刀具总有一定的半径，刀具中