数控技术李斌、李曦版数控技术课后答案复习资料.docx

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1、海量资源，欢送共阅1. 数控技术：数控技术，也成数字把握技术，是指用数字，字母和特定符号对某一工作过程，如加工、测量、装配等进展自动把握的技术。2. 数控机床：应用数控技术对机床加工过程进展把握的机床。3. 加工中心：带刀库、能自动换刀的数控机床多为镗铣床4. 点位直线把握系统:是指数控系统不仅把握刀具或机床工作台从一个点准确地移动到另一个点，而且要把握切削进给的速度，还要把握运动按规定点路径到达终点，保证在两点之间的运动轨迹是一条直线的把握系统。移动部件在移动过程中进展切削。目前应用这类把握系统的有数控车床和数控铣床5.轮廓连续把握系统:连续把握系统也称轮廓把握系统，是指数控系统能够对两个或

2、两个以上的坐标轴同事进展严格连续把握系统。它不仅能把握移动部件从一点准确地移动到另一点，而且还能把握整个加工过程每一点的速度与位移量，将零件加工成确定的轮廓外形。目前我国应用这类把握系统的有数控车床、数控铣床、数控齿轮加工机床和数控加工中心。6. 开环伺服系统：开环进给伺服系统是数控机床中最简洁的伺服系统， 执行元件一般为步进电机，开环把握系统没有位置检测元件，伺服驱 动部件通常为反响式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统 每发出一个进给指令脉冲，经驱动电路功率放大后，驱动步进电动机 旋转一个角度，再经传动机构带开工作台移动。这类系统信息流是单 向的，即进给脉冲发出去以后，实际移动值不再

3、反响回来，所以称为开环把握。7. 闭环伺服系统：由伺服电动机、比较线路、伺服放大线路、速度检测器和安装在工作台上的位置检测器组成。这种系统将检测装置装在 移动部件上，对工作台实际位移量进展自动检测并与指令值进展比较， 用差值进展把握。8. 半闭环伺服系统:将检测装置装在伺服电机轴或传动装置末端，间接测量移动部件位移来进展位置反响的进给系统。这类伺服系统的位置检测点是从驱动电机常用交直流伺服电机或丝杠端引出，通过检测电机和丝杠旋转角度来间接检测工作台的位移量，而不是直接检测工作台的实际位置。9. 数控机床由哪几局部组成？试用框图表示其各局部之间的关系，并简述它们的根本功能。图P2测量装置：是指位

4、置和速度测量装置，它是实现速度闭环把握主轴、进给和位置闭环把握进给的必要装置。主轴伺服系统：实现零件加工的切削运动，其把握量为速度。10. 数控机床的分类：P511. 数控机床按把握系统的特点加工功能分为几类？它们各适用于什么场合？点位把握数控机床用于加工平面内的孔系，只要有数控钻床、印刷电路板钻孔机、数控镗床数控冲床、三坐标测量机等、直线把握数控机床(早期两坐标数控车床可用于加工台阶轴、简易的三坐标轴苏航空铣床可用于平面的铣削加工、现代组合机床承受数控进给伺服控制系统，驱动动力头可带着多轴箱管轴向进给进展钻、镗销加工。 轮廓把握数控机床数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面外形零件

5、的数控机床。12. 试从把握精度、系统稳定性及经济性三方面，比较开环、闭环、半闭环系统的优劣。开环系统：步进电机驱动，无位置检测装置，构造简洁，本钱低，精度低，易于修理半闭环系统：直、沟通的伺服电机驱动，角位移检测装置，中等精度闭环系统：直、沟通的伺服电机驱动，线位移检测装置，精度较高13.NC 机床适用于加工哪些类型零件 P10，不适用于哪些类型的零件，为什么？适用的：1、轮廓外形简洁的零件 2、外表粗糙度好的回转体零件 3、精度要求高的零件 4、超周密、超低外表粗糙度的零件 5、带一些特别类型螺纹的零件不适用的：需要长时间占机人工调整的粗加工内容必需依据专用工装协调的加工内容毛坯上的加工余

6、量不充分或不稳定的加工局部一面加工一面不加工，其加工面又不能作为定位面的局部简洁的粗加工面必需使用瘦长铣刀加工的部位 不适用于生产批量大的零件固然不排解其中个别工序用数控机床加工；装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；加工余量很不稳定，且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件坐标位置的；必需用特定的工艺装备协调加工的零件。切削三要素：切削速度、进给速度、切削深度手工编程的步骤图 P17 工艺规程：为了到达图样零件的各项要求而承受的加工方法，它包括机床、刀具的选用，工件和刀具的装夹方法，加工挨次及每道工序所选用的切削参数F、S、T 等以及应到达的几何尺寸和光滑度要求等内容。数控加工工艺设

7、计的主要内容：选择并确定数控加工的内容，对零件图纸进展数控工艺分析，零件图形的数字处理及编程尺寸设定值确实定，数控教工工艺方案制定，公布进给路线确实定，选择数控机床的类型，刀具夹具量具的选择和设计，切削参数确实定，加工程序的编写，校验和修改，首件试加工与现场问题处理。数控加工工艺技术文件的定形与归档。工件原点：在零件图样上选定某一点为原点这个点称为工件原点， 通常是对刀点。何谓对刀点？确定对刀点时应考虑哪些因素？对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有确定尺寸联系的某一位置对刀点的选择原则如下：（1） 所选的对刀点应使程

8、序编制简洁；（2） 对刀点应选择在简洁找正、便于确定零件加工原点的位置；（3） 对刀点应选在加工时检验便利、牢靠的位置；（4） 对刀点的选择应有利于提高加工精度。加工路线确实定：P231选择最短加工路线2尽可能避开径向切入和切出。3应保证零件的加工精度和外表粗糙度要求。程序编制中的误差 P24 第一类：在直接加工零件的过程中产生的误差。其次类：编程时产生的误差。a 算法误差b 计算误差c 圆整误差c 处理方法有：逢奇偶四舍五入法、小数累进法等)数控加工方法:1. 平面孔系零件的加工方法：平面孔系零件孔数较多或孔位精度要求较高，一般承受数控钻床与镗床加工，只要求有点位把握。2. 旋转体零件的加工

9、方法：旋转体类零件常用数控车床或数控磨床来加工，特别是车削零件的毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，因此在编程中，粗车的加工路线是需要重点考虑的问题。3. 平面轮廓零件的加工方法：平面轮廓零件常用铣床加工。4. 立体轮廓外表的加工方法：1“行切法”加工2三轴联动加工3四轴联动加工4五轴联动加工何谓机床坐标系?何谓工件坐标系？如何依据 X、Z 轴的正向判定 Y的正向？机床坐标系：以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。当机床完成回零操作后，该坐标系就建立好了， 数控机床上的各点相对于该坐标系的位置是唯一固定的。但应留意， 机床的有效工作区域通常都远远大于实际被加工

10、工件的范围，故机床坐标系一般不作为编程坐标系，因此还需建立工件坐标系。工件坐标系：工件坐标系是为了编程的便利和提高加工程序的通用性而设立的，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确定点为原点这个点成为工件原点，通 常是对刀点，并建立一个坐标系，这个坐标系就是工件坐标系。利用已确定的 X、Z 坐标轴的正方向，用右手定则或右手螺旋法则， 便可确定坐标轴的正方向。基点：零件的轮廓是由很多不同的几何要素所组成，如直线、圆弧、二次曲线等，各几何要素之间的连接点称为基点。刀位点：是指刀具的定位基准点。确定坐标：将刀具运动位置的坐标值表示为相对于坐标原点的距离， 这种

11、坐标的表示法称之为确定坐标表示法。如图 1 所示。大多数的数控系统都以G90 指令表示使用确定坐标编程相对坐标：将刀具运动位置的坐标值表示为相对于前一位置坐标的增量，即为目标点确定坐标值与当前点确定坐标值的差值，这种坐标的表示法称之为相对坐标表示法。大多数的数控系统都以 G91 指令表示使用相对坐标编程，有的数控系统用 X、Y、Z 表示确定坐标代码， 用U、V、W 表示相对坐标代码。在一个加工程序中可以混合使用这二种坐标表示法编程。何谓刀具半径补偿，刀具半径补偿的动作分为哪三个阶段？在零件轮廓加工中,由于刀具总有确定的半径,刀具中心的运动轨迹与所需要加工零件的实际轮廓并不重合,而是偏移一个刀具

12、半径值,这种依据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。1. 刀补建立：刀具从起点接近工件，在编程轨迹根底上，刀具中心向左G41或向右G42偏离一个偏置量的距离。不能进展零件的加工。2. 刀补进展：刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。3. 刀补撤消：刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点如起刀点重合。不能进展加工。什么是数控加工的走刀路线加工路线？确定走刀路线时，要考虑些什么问题？走刀路线就是描述加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步挨次。走刀路线是编写程序的依据之一。加工路线

13、的选择：1选择最短加工路线。2尽可能避开径向切入和切出。3应保证零件的加工精度和外表粗糙度要求。数控编程的内容和步骤数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。编程工作主要包括：1分析零件图样和制定工艺方案2数学处理3编写零件加工程序以及制备把握介质4程序检验和首件试切削CNC 装置硬件的根本组成：P83 包括CNC 装置和驱动把握两局部。 CNC 装置主要由计算机主板，系统总线，存储器，PLC 模块，位置把握板，键盘/显示器接口及其他接口电路组成，是构成 CNC 的根底。刀具补偿功能，主轴功能P86CNC 装置的软件系统特点：P95 多任务并行处理CNC 装置软件构造模式：前后台

14、型构造模式P99进给伺服驱动系统P147 位置和速度为把握量进给伺服驱动系统的组成：把握调整器，功率驱动装置，检测反响装置，伺服电机。数控机床对进给伺服驱动的要求：1.精度要高 2.响应速度要快 3.调速范围要宽 4.工作稳定性要好 5.低速转矩要大位置检测装置的分类P150 增量式检测装置脉冲编码器，旋转变压器，感应同步器，光栅，磁栅，激光干预仪和确定式检测装置模拟式检测装置有测速发电机，旋转变压器，感应同步器和磁尺等。编码器区分率计算 P153数控机床的进给运动的特点P208 主轴转速计算P209主轴转速不仅取决于切削速度，还取决于工件或刀具的直径。功率，扭矩特性则是选择数控机床的重要指标

15、。简述数控机床主传动的特点，数控机床对主轴驱动的要求是什么？相对一般机床有哪些特点？数控车床主传动系统的特点是：机床有足够高的转速和大的功率， 以适应高效率加工的需要；主轴转速的变换快速牢靠，一般能自动变速；主轴应有足够高的刚度和回转精度；主轴转速范围应很广，如对铝合金材料的高速切削，几乎没有上限的限制，主轴最高转速取决于主传动系统中传动元件的允许极限(如主轴轴承允许的极限转速)，而最低转速则依据加工不锈钢等难加工材料的要求来确定变速范围宽；数控机床对主轴驱动的要求是什么？ P2121.旋转精度要求 2.刚度要求 3.温升要求 4.牢靠性要求 5.精度保持性要求相对一般机床有哪些特点：主轴变速

16、快速牢靠；主轴组件的耐磨性高； 转速高、功率大。主轴准停的意义：在数控钻床、数控铣床及以镗铣为主的加工中心， 由于特别加工或自动换刀，要求主轴每次停在一个固定的准确的位置上，所以在主轴上必需设有准停装置。数控机床主轴变速的方式？特点？应用场合？P211 主要抄书。1. 带有简洁变速机构的主传动特点：通过少数几对齿轮降速，扩大输出扭矩，以满足主轴低速时对输出扭矩特性的要求。应用：大、中型数控机床承受这种变速方式。2. 通过皮带传动的主传动特点：电动机本身的调速就能够满足要求， 不用齿轮变速，可以避开齿轮传动引起的振动与噪声。它适用于高速、低扭矩特性要求的主轴。其调速范围比恒功率调速范围与恒扭矩调

17、速范围之比受电机调速范围比的约束。常用的是三角带和同步齿形带。应用：这种传动主要应用在转速较高、变速范围不大的机床。3. 用电动机直接驱动主轴特点：这是上述两种方式的混合传动，具有上述两种性能。高速时电动机通过皮带轮直接驱动主轴旋转，低速时， 另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转，齿轮起到降速和扩大变速范围的作用，这样就使恒功率区增大，扩大了变速范围。抑制了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的问题。但两个电机不能同时工作，也是一种铺张。4. 由调速电动机直接驱动的主传动特点：调速电机与主轴用联轴器同轴联接，这种方式大大简化了主传动系统的构造，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出扭矩小

18、，电机发热对主轴精度影响较大。5.内装式电主轴即主轴与电机转子合二为一。特点：优点是主轴部件构造更紧凑，重量轻，惯量小，可提高启动、停顿的响应特性，并利于把握振动和噪声。缺点同样是热变形问题。数控机床的主轴轴承配置有哪些类型？各适用于什么场合？P215主轴的 C 轴功能把握有何意义？具有C 轴功能把握的数控机床，只需通过编程，便可以便利的加工螺纹，以及其他多种特别外表。假设配置动力刀架，则其工艺范围将更大，同时将扩大车床的工艺范围， 实现多工序复合。零传动：机床进给系统承受直线步进电机直接驱动与原旋转电机传动方式的最大区分是取消了从电机到工作台 (拖板)之间的一切机械中间传动环节。即把机床进给

19、传动链的长度缩短为零。故这种传动方式即称“直接驱动”(DirectDrive)，惯称为“直线驱动”，也又称为“零传动”。(1) 高速响应性一般来讲机械传动件比电气元器件的动态响应时间要大几个数量级。由于系统中取消了一些响应时间常数较大的如丝杠等机械传动件，使整个闭环把握系统动态响应性能大大提高，使反响特别灵敏快捷。(2) 高精度性由于取消了丝杠等机械传动机构，因而削减了插补时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反响把握，可大大提高机床的定位精度。(3) 传动刚度高、推力平稳 “直接驱动”提高了其传动刚度。同时直线电机的布局，可依据机床导轨的形面构造及其工作台运动时的受力状况来布置。通

20、常设计成均布对称，使其运动推力平稳。(4) 速度快、加减速过程短直线电机最早主要用于磁浮列车(时速可达 500km/h)，现在用于机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进给速度(要求达 60 100m/min 或更高)固然是没问题的。也由于“零传动”的高速响应性，使其加减速过程大大缩短，从而实现起动时瞬间到达高速，高速运行时又能瞬间准停。加速度一般可到达 210g(g=9.8m/s2)。(5) 行程长度不受限制在导轨上通过串联直线步进电机的定件，就可无限延长动件的行程长度。(6) 运行时噪声低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，而其导轨副又可承受滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触)，使运动噪声大大下降。(7) 效率高由于无中间传动环节，也就取消了其机械摩擦时的能量损耗。要解决的问题：内装式电机的散热问题，主轴轴承的正确选用