数控技术B各知识点整理.docx

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数控技术B各知识点整理

名词解释：

1. 绝对坐标系：

所有坐标点的坐标值均从某一固定原点计量的坐标系 

2．机床坐标系原点:

 也称为机床零点或机床原点，是由机床厂家在设计时确定的。

3. 参考坐标系:

 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，以参考点为原点坐标方向与机床坐标方向相同建立的坐标系叫参考坐标系。

5．走刀路线:

 刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹，他不但包括了公步的内容，而且反映了公步的顺序。

6．数控机床的伺服系统:

 是数控系统的执行部件，它包括电动机、速度控制单元、测量反馈单元、位置控制等部分。

7．工件原点偏置:

 在加工时，工件装夹到机床上，通过对刀求得工件原点与机床原点间的距离。

8．工序分散:

 将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。

9．固定循环指令:

为简化编程机床数控装置具备的不同形式的可进行多次重复切削循环的功能。

10．机床原点:

 机床上一个固定不变的极限点。

11．编程坐标系（工件坐标系）:

 工件坐标系是编程人员为编程方便，在工件、工装夹具上或其他地方选定某一已知点为原点建立的一个编程坐标系。

12．基准统一原则:

 同一个零件的多道工序尽可能选用同一个定位基准，称为基准统一原则。

13．程序段格式：

零件的加工程序由程序段组成。

程序段的格式是指一个程序段中字、字符等。

14. 工艺基准：

加工及装配过程中使用的基准 

的英语简称。

16．加工路线：

加工路线是指数控机床加工过程中,刀具相对零件的运动轨迹和方向。

17. 增量坐标：

刀具或机床的坐标体相对于前一个坐标位置给出时称增量坐标。

刀具或机床的坐标体相对于固定的坐标原点给出时称绝对坐标。

18．刀具的耐热性：

刀具在高温情况下还能保证足够的硬度进行切削。

19．加工中心：

是指备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的数字控制机床。

20. 轮廓控制：

刀具和工件相对运动时能对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制 

21．进给速度：

单位时间内刀具（工件）沿进给方向移动的距离。

22. 机床坐标系 ：

机床上一个固定不变的极限点。

23. 数字控制：

以数字指令方式控制机床各部件的相对运动和动作。

24. 刀位点：

指刀具的定位基准点。

刀位点是在编制加工程序时用以表示刀具位置的特征点。

25．两轴半联动:

两个坐标轴能够同时进行联动控制，第三轴作单独周期性进给的加工方

式。

26．CIMS:

 Computer Integrated Manufacture System ，计算机集成制造系统，是指将计算

机集成制造具体应用到一个企业，按照集成思想构成的一个具体的系统。

27.脉冲当量:

 机床坐标轴可达到的控制精度，即CNC每发出一个脉冲， 坐标轴移动的距离。

28.加工中心:

是具有自动换刀功能的数控机床，能实现工件一次装夹进行多工序加工。

29. FMS:

 Flexible Manufacturing System，柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装

置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。

30.步距角:

 两个相临脉冲时间内步进电机转子转过的角度 

31．对刀:

 测定出在程序起点处刀具刀位点（即起刀点）相对于机床原点以及工件原点的坐标

位置。

32．PWM调速:

 Pulse  Width  Modulation  ，脉宽调制器调速，采用脉冲宽度可调的控制

信号进行调速。

利用脉宽调制器对大功率晶体管开关放大器的开关时间进行控制，将直流电压转换成某一频率的矩形波电压，加到直流电动机转子回路的两端，通过对矩形波脉冲宽度的控制，改变转子回路两端的平均电压，从而达到调节电动机转速的目的。

33．增量坐标系、绝对坐标系 

所有坐标值均以机床或工件原点计量的坐标系称为绝对坐标系。

运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系称为增量坐标系，也叫相对坐标系。

34．机床坐标系、工件坐标系、编程坐标系 

编程坐标系是在对图纸上零件编程计算时就建立的，程序数据便是用的基于该坐标系的坐标

值。

编程坐标系在机床上就表现为工件坐标系， 在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助

运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。

35．数控技术：

用数字化信息（数字量及字符）发出指令并实现自动控制的技术。

36．数控机床：

采用数字化的信息控制的机床   

37．点位控制、轮廓控制 点位控制：

控制工作台或刀具从一个位置点精确地移动到另一个位置点，对点的位置进行精

确控制，但对移动的路径不进行精确控制。

在移动过程中不进行加工，各个轴可以同时移动，也可以依次移动。

 轮廓控制：

能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制，不仅控制轮廓的起点和终点，

而且还要控制轨迹上每一个点的速度和位置。

38．插补：

数控装置根据输入的零件程序的信息，将程序段所描述的曲线的起点、终点之间

的空间进行数据密化，用一个个输出脉冲把这一空间填补起来，从而形成要求的轮廓轨迹，这种“数据密化”机能就称为“插补”。

39．伺服系统：

以位置和速度作为控制量的自动控制系统，它接受来自数控装置的进给指令

信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。

 CNC装置与机床的联系环节,是数控机床的重要组成部分 

40．步进电机：

将电脉冲转变成机械角位移的装置  

41．莫尔条文：

光栅检测装置工作时，当指示光栅与标尺光栅相对运动时，会产生与光栅线

垂直的横向的明--暗--明变化的条纹，该条纹为莫尔条纹。

摩尔条纹的移动距离与光栅的移动距离成比例，光栅横向移动一个节距ω，摩尔条纹正好沿刻线上下移动一个节距W，或者说在光栅刻线的某一位置，摩尔条纹明--暗--明变化一个周期。

42．栅距：

光栅每两条刻线之间的距离。

43.对刀点、换刀点、机床参考点、机床原点、工件原点 工件坐标系的原点就是工件原点，也叫做工件零点 

机床原点：

是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。

它在机床装配、调试时

就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。

 机床参考点：

是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。

 对刀点：

是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。

换刀点：

是指加工过程中需要换刀时刀具的相对位置点。

换刀点往往设在工件的外部，以能

顺利换刀、不碰撞工件和其他部件为准。

44．控制轴数:

    CNC最多可以控制多少坐标轴（包括直线轴和回转轴）  

45．联动轴数 :

   CNC可同时控制且按一定规律完成一定轨迹插补的协调运动的坐标轴数  

46．刀具半径补偿:

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。

47.伺服电动机:

为数控伺服系统的重要组成部分，是速度和轨迹控制的执行元件 

48．步进电机:

将电脉冲转变成机械角位移的装置  

49．环形分配器：

根据指令方向，依次产生步进电机的各相的通电步骤，分为硬件环分、软

件环分两种。

50：

最高启动频率：

空载时，步进电机由静止突然启动，并不失步的进入稳速运行，所允许

的启动频率的最高值为最高启动频率 

51．最高工作频率：

步进电机工作频率连续上升时，电动机不失步运行的最高频率称为最高

工作频率 

52．矩频特性：

在连续运行状态下，步进电机的电磁力矩随频率的升高而急剧下降，这两者

的关系称为矩频特性 

53．位置测量装置：

是由检测元件（传感器）和信号处理装置组成的。

作用：

实时测量执行

部件的位移和速度信号，并变换成位置控制单元所要求的信号形式，将运动部件现实位置反馈到位置控制单元，以实施闭环控制。

它是闭环、半闭环进给伺服系统的重要组成部分。

54．脉冲编码器：

是一种旋转式脉冲发生器，能将机械转角变换成电脉冲，可作为位置检测

和速度检测装置。

是数空机床上使用最多的检测装置 

55．基准脉冲：

或称零点脉冲，它由圆光栅盘产生，可以作为坐标原点的信号，车削螺纹时

简答题：

1. 简述数控编程的内容与方法 

答；

（1） 加工工艺分析    

（2） 数值计算 （3） 编写零件加工程序单    （4） 制备控制介质 （5） 程序校对与首件试切 

2．简述什么样类型的零件加工首选数控机床。

答；对于小批量产品的生产，由于生产过程中产品品种变换频繁、批量小、加工方法的区别大，宜采用数控机床。

2. 选择数控机床刀具（刀片）时应考虑哪些因素？

答：

（1） 被加工工件材料的区别。

（2）被加工材料性能。

  （3）切削工艺的类别。

   （4） 被加工工件的几何形状、零件精度和加工余量等因素。

    （5） 要求刀片（刀具）能承受的切削用量。

    （6） 生产现场的条件。

   （7） 被加工工件的生产批量，影响刀片（刀具）的经济寿命。

4．简述数控机床在确定走刀路线时主要考虑的几个要点。

答：

（1） 在保证加工质量的前提下，应选择最短走刀路线。

（2） 保证零件轮廓表面粗糙度的要求。

（3） 刀具的进退应沿切线方向切入切出。

5. 数控机床加工和普通机床加工相比有何特点？

答：

（1） 适应性强 

（2） 适合加工复杂型面得零件    （3） 加工精度高、加工质量稳定    （4） 加工生产效率高    （5） 一机多用 

   （6） 减轻操作操作者的劳动强庆    （7） 有利于生产管理的现代化    （8） 价格较贵 

         （9） 调试和维修较复杂 

6．简述G00指令与G01指令的相同点与不同点。

答：

使用G00指令时，刀具的实际运动路线并不一定是直线，而是一条折线。

使用G00指令时由轴机床参数指定。

G01的进给率由F指令决定。

G01的轨迹是直线。

7. 什么是顺铣？

什么是逆铣？

数控机床的顺铣和逆铣各有什么特点？

答：

顺铣—铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。

逆铣—铣刀对工件的作用力在进给方“向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。

         顺铣的特点：

需要的加紧力比逆铣要小，刀具磨损慢，工件加工表面质量较好。

         逆铣的特点：

工件需要较大的夹紧力，容易使加工的工件表面产生加工硬化，降低表面加工质量，刀齿磨损加快，降低铣刀的耐用度。

8．简述加工中心的特点。

答：

（1）.具有刀库和自动换刀装置，能够通过程序或手动控制自动更换刀具，在一次装夹中完成铣、镗、钻、扩、铰、攻丝等加工，工序高度集中。

（2）加工中心通常具有多个进给轴（三轴以上），甚至多个轴。

（3）加工中心上如果带有自动交换工作台，一个工件在加工的同时，另一个工作台可以实现工件的装夹，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率。

9. 数控机床的坐标轴与运动方向如何确定？

答：

Z坐标轴：

Z轴是首先要确定的坐标轴，是机床上提供切削力的主轴轴线方向，如果一台机床有几个主轴，则指定常用

的主轴为Z轴。

    X坐标轴：

X轴通常是水平的，且平行于工件装夹面，它平行于主要切削方向，而且以此方向为正方向。

    Y坐标轴：

Z轴和X轴确定后，根据笛卡尔坐标系，与它们互相垂直的轴便是Y轴。

   机床某一部件运动的正方向是增大工件和刀具之间距离的方向。

10．简述M00指令与M01指令的相同点与不同点。

答：

当使用M00时，机床主轴、进给及切削液等全部进入停止状态。

而当使用M01时，只有当面板上“选择停止”按钮被按下时，M01才有效。

11．在数控机床上，什么是对刀点？

对刀点选择原则是什么？

答：

所谓的对刀点，是指在数控加工时刀具相对工件运动的起点，也是程序的起点。

          原则：

（1） 选在零件的设计基准、工艺基准上，或与之相关的位置上，以保证工件的加工精度；

（2） 选在方便坐标计算的地方以简化程序编制；（3） 选在便于对刀，便于测量的地方，以保证对刀的准确性。

12．简述数控机床对刀具的要求。

答：

（1） 适应高速切削要求，具有良好的切削性能 

（2） 高的可靠性    （3） 较高的刀具耐用度    （4） 高精度 

   （5） 可靠的断屑及排屑措施    （6） 精度迅速的调整 

   （7） 自动快速的换刀 

   （8） 刀具标准化、模块化、通用化及复合化 

13．简述数控车床加工的对象。

答：

1.轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的转体零件；2.精度要求高的零件；3.特殊的螺旋零件；4.淬硬工件的加工。

14．简述开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床的特点。

答：

开环控制机床不带位置检测反馈装置，因此它工作比较稳定，反应快，调试维修方便，结构简单，但控制精度低。

     闭环控制机床的工作台上安装了位置检测反馈系统，因此它价格精度高，但结构复杂，造价高，调试维修困难。

        半闭环控制机床的检测元件安装在电动机或主轴丝杠上，因此它具有比较高的控制性，调试比较方便。

16．什么是加工中心的工序集中。

        答：

（1） 工序集中 

（2） 自适应控制能力和软件的适应性强          （3） 加工精度高          （4） 加工生存率高 

         （5） 操作者的劳动强度减轻          （6） 经济效益高 

         （7） 有利于生产管理的现代化 

17．简述加工顺序的安排。

答：

1.基面先行原则 2.先粗后精原则 3.先主后次原则 4.先面后孔原则 5.先近后远原则 

18．什么是工序集中原则？

简述采用工序集中原则的优缺点。

答：

工序集中原则是指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。

    优点：

有利于采用高效率的专用设备和数控机床，提高生产率;减少工序数目，缩短工艺路线，简化生产计划和生产组

织工作；减少机床数量、操作人员数和占地面积；减少工件装夹次数，不仅保证了加工表面健的相互位置精度，而且减少了夹具数量和装夹工件的辅助时间。

    缺点：

专用设备和工艺装备投资大，调整维修比较麻烦，生产准备周期比较长，不利于转产 

19．数控车削加工适合加工哪几类零件？

答；用于加工精度要求高，表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体零件。

20．分析数控机床加工生产率高的具体原因。

答：

（1） 可以减少加工所需机动时间和辅助时间    

（2） 缩短了定位和非切削时间    （3） 减少了半成品的周转时间 

   （4） 数控机床加工质量稳定，还可减少检验时间 

21．简述机床原点、机床参考点与编程原点之间的关系。

答：

机床坐标系原点是由机床厂家在设计时确定的，机床的参考点是相对机床零点的一个特定点、一个可设定的参数值，它的主要意义在于建立机床坐标系，只有知道机床坐标系后才能确定编程原点。

22．说明M02指令和M30指令的相同点与不同点。

答：

相同点：

它们都表示程序结束。

不同点：

M30指令还兼有控制返回零件程序头的作用，用M30时若想再次按循环启动键，将从程序第一段重新执行；而M02没有此功能，若要重新执行该程序，就得在进行调整。

23．精加工时切削用量的选择原则。

答：

首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。

25．在数控镗铣加工编程时，选择编程原点原则。

答：

1）应尽量选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，减少错误。

2）应尽量选在精度较高的加工表面，以提高被加工零件的加工精度。

3）对于对称的零件，工件零点应选在对称中心上。

4）对于一般零件，通常设在工件外轮廓的某一角上。

5）Z轴方向上的零件，一般设在工件表面。

26.孔加工固定循环中，G98返回循环起始点，G99返回R平面

27.刀具半径补偿的作用有哪些？

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？

答：

 作用一提高加工精度，二简化编程。

（ 1分） 

半径补偿要分三步进行，一引入半径补偿, 二运行补偿，三取消半径补偿。

（2分） 

建立和取消刀具半径补偿只能在G01或G00的移动指令才有效。

（2分）  

28. 简述G92指令与G54指令使用主要区别？

答:

 1、G92指令是通过运行程序时建立工件坐标系，通过对刀将刀位点与起刀点重合;G54指令是零点偏置指令，它是通过将工件原点相对于机床的零点的偏移量找出后存放在偏置寄存器内以便调用。

       （1分）  

2、G92不能和其他指令同段，在运行G92该段指令时不产生坐标轴移动，只是将该点位置进行记忆，建立工件坐标系。

G54指令可和其他指令同段，在运行该段指令时会产生坐标轴移动。

        （1分） 

3、用G92时，如果在加工中途有不正常停机，重新开机时，必须重新对刀。

而用G54时，如果在加工中途有不正常停机，重新开机时，只需做回零操作后便可执行程序        （1分） 

4、用G92时，在程序结束时刀位点必须与起刀点位置重合。

用G54时，在程序结束时刀位点不必与对刀点位置重合。

       （1分） 

5、在用G92建立工件坐标系对刀开始时，机床可以不作回参考点操作，而采用零点偏置对刀时，机床必须先回参考点操作。

（1分）   

29.什么是顺铣？

什么是逆铣？

数控铣床的顺铣和逆铣各有什么特点？

顺铣：

是指刀具旋转方向与刀具进给方向一致，反之为逆铣。

       （2分） 在数控铣床上由于采用滚珠丝杆传动，没有间隙，一般不会产生颤动。

顺铣时可减少刀具与工件的摩擦，可降低工件表面的粗糙度值，同时可提高刀具的使用寿命，特别适用于精加工，但对于铸件或锻件毛坯的粗加工时，由于工件表面的不正常组织存在。

如果采用顺铣，铣刀刀刃每次都是先碰到不正常组织这样会加快刀具刃口的损坏不利于刀具的使用寿命。

而采用逆铣时铣刀刀刃则是由下往上挖这样可避免刀具每次刃口先碰到不正常组织的状况。

30.G96与G97的区别？

怎样使用？

G96是恒线速切削，主轴转速随工件直径的变化而变化，也就是在车削时通过调整主轴转速来保持切削线速度不变，一般在车削直径变化较大的台阶轴、锥形零件时应用，也可用于端面的车削，以保证光洁度一致，但是随着工件直径的不断减小，为了确保主轴转速不能过高以至于烧毁电机，一般用G50来限制主轴最高转速，比如：

G96S120

G50S1500

G97是恒转速切削，也就是主轴转速始终保持在程序指定的转速上。

31.G90与G91有什么区别呢？

答：

G90是绝对坐标。

也就是所有的指令都是从同一个起点来算的。

G91是增量坐标编程，就是说每一次动作都是相对于前一个位置的相对增量数值。

32.数控G73G81G82G83什么区别

答：

G73：

高速深孔啄钻G81：

钻孔循环G82：

深孔钻削循环G83：

深孔啄钻

啄钻就是钻孔过程中会回退，以便退屑，

G82孔底会停留，

G83与G73不同处是退屑时，每次皆退回到R点

33.数控车床G70，G71，G72的区别

答：

G71是外圆粗车循环（沿X轴进刀，Z轴车削）

G72是端面粗车循环（沿Z轴进刀，X轴车削）

G71，G72都留有精加工余量，然后用G70把G71，G72留的余量车削掉。

34.多次固定循环G70、G71、G72、G73、G74、G75

G70~G76是CNC车床多次固定循环指令，与单次固定循环指令一样，可以用于必须重复多次加工才能加工到规定尺寸的典型工序。

主要用于铸、锻毛坯的粗车和棒料车阶梯较大的轴及螺纹加工。

利用多次固定循环功能，只要给出最终精加工路径、循环次数和每次加工余量，机床能自动决定粗加工时的刀具路径。

在这一组多次固定循环指令中，G70是G71、G72、G73粗加工后的精加工指令，G74是深孔钻削固定循环指令，G75切槽固定循环指令，G76螺纹加工固定循环。

（1）精车循环G70

该指令用于在零件用粗车循环指令G71、G72或G73车削后进行精车，指令格式为：

G70P____Q____U____W____；

指令中各参数的意义如下：

P：

精车程序第一段程序号；

Q：

精车程序最后一段程序号；

U：

沿X方向的精车余量；

W：

沿Z方向的精车余量。

编程注意事项：

（1）精车过程中的F、S、T在程序段号P到Q之间指定。

（2）在车削循环期间，刀尖半径补偿功能有效。

（3）在P和Q之间的程序段不能调用子程序。

（4）指定车削余量U和W可分几次进行精车。

（2）外圆/内孔粗车循环G71

该指令适用于毛坯料的粗车外径与粗车内径。

如图a所示为粗车外径的加工路径，图中C是粗加工循环的起点，A是毛坯外径与端面的交点，B时加工终点。

该指令的执行过程如图a所示，其指令格式为：

G71U（Δd）R（e）；

G71P____Q____U（Δu）W（Δw）F____S____T____；

N（P）……

……用程序段号P到Q之间的程序段定义A→A΄→B之间的移动轨迹

N（Q）……

指令中各参数的意义如下：

Δd：

车削深度，无符号。

车削方向取决于方向AA΄。

该参数为模态值。

E：

退刀量，该参数为模态值。

P：

精车削程序第一段程序号。

Q：

精车削程序最后一段程序号。

Δu：

X方向精车预留量的距离和方向。

Δw：

Z方向精车预留量的距离和方向。

F、S、T：

粗车过程中从程序段号P到Q之间包括的任何F、S、T功能都被忽略，只有G71指令中指定的F、S、T功能有效

（3）端面粗车循环G72

如图a所示，G72指令的含义与G71相同，不同之处是刀具平行于X轴方向切削，它是从外径方向往轴心方向切削端面的粗车循环，该循环方式适于圆柱棒料毛坯端面方向粗车。

G72端面粗车循环编程指令格式为：

G72U（Δd）R（e）；

G72P____Q____U（Δu）W（Δw）F____S____T____；

N（P）……

……用程序段号P到Q之间的程序段定义A→A΄→B之间的移动轨迹

N（Q）……

G72指令中各参数的意义与G71相同

（4）固定形状粗车循环G73

如图a所示，固定形状粗车循环适用于铸、锻件毛坯零件的一种循环切削方式。

由于铸、锻件毛坯的形状与零件的形状基本接近，只是外径、长度较成品大一些，形状较为固定，故称之为固定形状粗车循环。

G73指令格式：

G73U（Δi）W（Δk）R____

G73P____Q____u（Δu）w（Δw）F____S____T____

N（P）……

……程序段号P到Q之间的程序段定义A→A΄→B之间的移动轨迹

N（Q）……

指令中各参数的意义如下：

Δi：

沿X轴的退刀距离和方向。

该参数为模态量，直到指定另一个值前保持不变。

Δk：

沿Z轴的退刀距离和方向。

该参数为模态量，直到指定另一个值前保持不变。

R：

分割次数，与粗车削重复次数相同。

该参数为模态量。

P：

精车削程序第一段程序号。

Q：

精车削程序最后一段程序号。

ΔU：

X方向精车预留量的距离和方向。

ΔW：

Z方向精车预留量的距离和方向。

F、S、T：

粗车过程中从程序段号P到Q之间包括的任何F、S、T功能被忽略，只有G73指令中指定的F、S、T功能有效。

（5）纵向切削固定循环G74

纵向切削固定循环本来用于端面纵向断续切削，但实际多用于深孔钻削加工，故也称之为深孔钻削循环。

其指令动作见图a所示，指令格式为：