数控技术复习题

答：数字控制:是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行编程控制的自动化方法。

数控机床:是用计算机通过数字信息来自动控制机械加工的机床。

背景：四十年代后期，航空技术不断发展，飞行器各种零件形状复杂，加工精度要求很高，传统机床很难胜任，美国帕森斯公司首先提出了数控机床构想即应用电子计算机控制机床来加工样板曲线的设想；1952年研制成功世界上第一台三坐标立式数控铣床，并应用成功，标志着机械制造数字控制时代的开始；MIT 开发了APT编程系统；飞机制造企业对数控机床需求的发展起了推动作用。飞机结构复杂、精度要求高、大量复杂曲面形状零件、量产小、转型快，其生产特点决定了其急需NC设备，从而为数控机床的发展应用提供了机遇。

2 数控机床有那几部分组成？各部分的基本功能是什么？

①程序编制及程序载体：编制程序及存储程序 ②输入装置：将程序输入到CNC装置中

③CNC装置及强电控制：数控机床的核心，控制输入输出、伺服驱动、主轴驱动及机床 的其他动作．

④伺服驱动及位置检测：控制进给、主轴的速度，位置． ⑤机床的机械部件：提供进给和主轴运动

3试述闭环控制数控机床的控制原理，他与开环控制数控机床的差异。

答：闭环控制数控机床的进给伺服系统是按闭环反馈控制方式工作的，其驱动电动机可采用直流或交流两种伺服电动机，并配有速度反馈和位置反馈。它是典型的闭环进给系统，其位置检测装置安装在进给系统末端的执行部件上，实测它的位置或唯一量。这种闭环控制方式主要用于精度要求很高的数控坐标镗床，数控机密磨床等。开环的进给伺服系统是开环的，既没有位置检测反馈装置，其驱动电动机只能采用步进电动机，开环控制多用于经济型数控机床或对旧机床进行改造。

4数控编程都有哪些基本步骤？每一个步骤中的主要内容是什么？

1、图纸工艺分析

主要任务是分析图纸、确定加工机床，选择定位基准、确定装卡方法、选择对刀点、选择合理加工路线、切削用量、切削刀具等。 2、计算运动轨迹

根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求，在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值，并且按NC机床的规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的数字量，以这些坐标值作为编程尺寸。

程序编程：根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统使用的指令代码和程序段的格式编写零件加工的程序单，并校核上述两个步骤的内容，纠正其中的错误

制备控制介质：把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。 5、程序的校验和试切

所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。

5 G指令和M指令的基本功能是什么？

G指令也称准备功能指令。这类指令是在数控装置插补运算之前需要预先规定，为插补运算、刀补运算、固定循环等做好准备，在数控编程中极其重要。M指令也称复制功能指令。这类指令的作用是控制机床或系统的辅助功能动作，例如，冷却泵的开、管，主轴的正、反转，程序结束等。

6 名词解释：插补，刀具半径补偿，主从结构，夺主结构？

插补：根据给定进给速度和给定轮廓线型的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法。

刀具半径补偿：使用一定半径的刀具进香轮廓加工时，刀具中心的轨迹并不等于编程轨迹，无论进行内轮廓加工还是外轮廓加工，刀具中心轨迹总是相对于零件轮廓偏移一个刀具半径值。

主从结构：指整个CNC装置中有两个或两个以上的CPU，只有一个CPU处于主导地位，其他CPU处于从属地位的结构。

多主结构：指整个CNC装置中有两个或两个以上的CPU，并且在系统中，有两个或两个以上带CPU的功能部件对系统资源有控制或使用权。

7 刀具半径补偿在零件加工中的主要用途有哪些？？

在编程时可以按零件轮廓编程，不必计算刀具中心轨迹；刀具的磨损，刀具的更换不要重新编制加工程序；可以采用同一程序进行粗、精加工；可以采用同一程序加工凸凹模。

8 步进电动机有80个齿，采用三相六拍工作方式，丝杠导程为5mm，工作台最大移动速度为10mm/s。求：步进电动机的步距角：脉冲当量：步进电动机最高工作频率fmax。

☉=360度/（ZmK)=0.75 z:转子齿数，m：电动机相数 K：控制方式系数，三相三拍K=1 三相六拍 K=2

σ=☉Li/360=0.01 ☉：步距角 L：为丝杠导程 i：步进电动机传动比。 fmax=360/（σ×60）=600hz。

8什么是滚动导轨：滚动导轨有什么优点？滚动导轨有哪几种类型？

在两导轨面之间放置滚珠、滚柱、或滚针等滚动体，使导轨面之间的摩擦具有滚动摩擦性质，这种到位称为滚动导轨。

1，运动林敏度高；2，定位精度高；3 牵引力小，移动轻便；4 磨损小，精度保持性好；5润滑系统简单，维修方便。（p255）

分类：滚珠导轨，滚柱（或滚针）导轨。

9选择滚珠丝杠时应考虑哪些因素？

a机床定位精度要求与滚珠丝杠精度 b滚珠丝杠的刚度

c滚珠丝杠副的临界转速nc d滚珠丝杠副的寿命计算

10同步带传动的主要优点有哪些？试论述同步带传动的设计步骤？

a同步齿形带鱼带轮间靠啮合传动，无相对滑动，故平均传动比准确，传动精度较高，可做到同步传动；

b同步齿形带是经过特殊制造的，强度高、厚度小、质量小，故可用于高速穿你懂； c不靠摩擦传动，故小带轮的包角a和直径d均可小些，因而单击传动比可达较大 d同步齿形带无需特别张紧，故作用在轴和轴承上面的载荷均较小，传动效率较高。

设计步骤：选择同步齿形带的型号；确定带轮齿数和节圆直径；确定同步齿形带的长度和齿数；确定实际中心距；计算小带轮啮合齿数；选择带宽；计算作用在轴上的载荷。

11 精密齿轮传动的特点是什么？精密齿轮传动的设计要点是什么？

特点：精密齿轮传动大多数为小模数齿轮传动；对传递运动的准确程度大多要求较高；传动的平均效率和瞬时效率应比较高；精密齿轮传动的传动惯量应比较小；精密齿轮传动的结构要力求做到小巧轻便。

设计要点：精密齿轮传动设计首先要根据主要要求，如工作条件、传递的功率、输入轴的转速、总传动比、传动精度等。设计适合的传动轮系。齿轮设计到的基本问题：齿轮传动类型的选择；齿轮总传动比、传动级数、各级传动比的确定和分配；齿轮齿数和模数的确定；齿轮材料选择和齿轮强度计算；齿轮传动的精度分析和误差计算；齿轮传动中的力矩计算；齿轮传动的结构设计，包括齿轮的结构形式、齿轮和轴的连接方法、齿轮的支撑方法、齿轮的零件图绘制、减小或消除回差的方法。

41 用数控铣床加工下图所示的轮廓ABCDEFA。O1、O2为圆弧圆心。用立铣刀

加工，按G代码格式用增量坐标格式编制加工程序。要求:（1）在给定机床坐标系和编程坐标系关系下用相对坐标方式编写加工程序；（2）机床坐标原点即为起刀点也为刀具终点；（3）加工路径为A-B-C-D-E-F-A，主轴转速900r/min，进给速度150mm/min，刀具直径为20mm，不考虑冷却。

40. AB是第二象限要加工的圆弧，圆弧的圆心在坐标原点（0，0），圆弧起点为A（0，4），终点为B（—4，0），若脉冲当量为1，用逐点比较法对该段圆弧进行顺圆插补。 试完成下列问题： （1）写出计算过程列表，求出需要的插补循环数总数；

（2）按下面给定表格形式表述完成插补计算过程，把进给位置各点

的坐标值求出列入； （3）画出插补的轨迹图。

41. 被加工零件如图所示，本工序为精加工，铣刀直径为16 mm，进给速度100mm/min，主轴转速为400r/min，不考虑Z轴运动，编程单位为mm，试编制该零件的加工程序。（15分） 要求：需要编程设定工件坐标系（即起刀点）到A点

(1) 从A点开始进入切削，刀具绕零件顺时针方向加工，加工完成后刀具回到起刀点； (2) 采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的

程序段号； (3) 程序中有相应的M指令、S指令和刀补指令。