数控技术课后题答案

第一章1. 什么叫机床的数字控制？什么是数控机床？机床的数字控制原理是什么？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)进行可编程控制的自动化方法。

数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。

是数控技术典型应用的例子。

数控机床在加工零件时，首先是根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据；其次是编制零件的数控加工程序，然后将数控程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、启停、进给运动方向、速度和位移的大小，以及其他诸如刀具选择交换、工件夹紧松开、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。

2. 什么叫点位控制、直线控制和轮廓控制？答：点位控制是控制点到点的距离。

只是要求严格控制点到点之间的距离，而与所走的路径无关。

直线控制是不仅控制点到点的距离，还要控制这两点之间的移动速度和路线，使之沿坐标平行或成45°的方向运动。

也就是说同时控制的坐标只有一个。

轮廓加工控制是控制轮廓加工，实时控制位移和速度。

它的特点是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行连续地相关控制，使合成的平面或空间运动轨迹能满足轮廓曲线和曲面加工的要求。

控制过程中不仅对坐标的移动量进行控制，而且对各坐标的速度及它们之间比率都要行严格控制，以便加工出给定的轨迹。

3. 简述数控机床是如何分类的？答：按伺服系统的类型分：开环控制的数控机床、闭环控制的数控机床、半闭环控制的数控机床。

按工艺方法分：金属切削类数控机床、金属成型类及特种加工类数控机床。

按功能水平分：低档数控机床；中档数控机床；高档数控机床。

4.什么叫CNC？答：以计算机为核心的数控系统。

第二章1.数控程序和程序段的格式是什么？包括哪几类指令代码？答：从数控系统外部输入的，根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制并直接用于加工的程序，就是数控加工程序，简称为数控程序。

程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的书写规则。

准备机能（G代码）、辅助机能（M代码）、进给功能（F）、主轴功能（S）和刀具功能（T）。

2.准备功能G有哪几种功用？答：用于建立机床的加工机能，它是使数控机床作好某种操作准备的指令，其中：(1) G00 ：点定位，以最大进给速度移动到指定位置。

(2) G01 ：直线插补。

(3) G02 ：顺时针方向圆弧插补。

(4) G03 ：逆时针方向圆弧插补。

(5) G04 ：暂停。

(6) G06 ：抛物线插补。

(7) G08 ：加速。

(8) G09 ：减速。

(9) G17 ～ G19 ：平面选择。

(10) G33 ～ G35 ：指定螺纹切削方式。

(11) G40 ～ G42 ：指定工具直径补偿方式。

(12) G43 ～ G52 ：工具偏置。

(13) G80 ～ G89 ：固定循环。

(14) G90 ：绝对尺寸。

(15) G91 ：增量尺寸。

(16) G92 ：预置寄存。

(17) G93 ：时间倒数、进给率。

(18) G94 ：每分钟进给。

(19) G95 ：主铀每转进给。

此外还有一些不指定代码和永不指定代码。

3.插补指令有几种？速度代码有几种？有关坐标系的指令有几种？答：插补功能G代码：（1）定位（快速）指令（G00）：程序格式为：G00 X_ Y_ Z_；（2）单方向定位指令（G60）：其指令格式为：G60 X_ Y_ Z_；（3）直线插补指令（G01）：程序格式为：G01 X_ Y_ Z_ F_；（4）圆弧插补指令（G02、G03）：程序格式为：（5）螺旋线插补指令：程序格式为：（6）螺纹切削指令（G33）：其指令格式为：G33 Z_ F_ 。

切削速度控制G代码：（1）准确停止指令（G09）：其指令格式为：G09 X_ Y_ Z_；（2）准确停止方式指令(G61)：其指令格式为：G61；（3）切削方式指令（G64）：其指令格式为： G64；（4）攻丝方式指令（G63）：其指令格式为：G63；（5）自动拐角倍率指令（G62）；（6）暂停指令（G04）：其指令格式为： G04 X_；或 G04 P_；与坐标系有关的G代码：（1）选择机床坐标系指令（G53）：G53 XαYβ；（2）工件坐标系设定指令(G92)：G92 X400. Z250.；（3）选择工件坐标系指令（G54～G59）；（4）坐标平面设定指令（G17，G18，G19）。

4.补偿功能指令、主轴功能指令和刀具功能指令各有哪几种，各使用在什么场合？答：补偿功能G代码：（1）刀具长度补偿指令（G43、G44、G49）：程序格式为G43（G44）Z_ H_；（2）刀具偏移指令：G45 X_ Y_ Z_ D_；增加一个刀具偏移量的移动距离；G46X_ Y_ Z_ D_；减少一个刀具偏移量的移动距离；G47 X_ Y_ Z_ D_；增加二个刀具偏移量的移动距离；G48 X_ Y_ Z_ D_；减少二个刀具偏移量的移动距离；（3）刀具半径补偿C指令：左刀补：G00（或G01）G41 X_ Y_ D_；右刀补：G00（或G01）G42 X_ Y_ D_；撤消刀补指令为G40。

其指令格式为： G40；（4）拐角圆弧插补指令（G39）：其指令格式为： G39；（5）刀尖R补偿指令（G40～G42）。

M03、M04和M05－主轴正转、反转和停止；M19－主轴定向停止，主轴停止在预定位置上。

M06－换刀指令。

5.钻、镗削固定循环和车削固定循环各有哪几种？其指令格式、应用场合是什么？答：钻镗类固定循环指令(G73、G74、G76、G80～G89)1）高速深孔钻削循环（G73）：G73 X_Y_Z_R_Q_F_K_；该固定循环用于Z轴的间歇进给。

2）左旋螺纹攻丝循环（G74）：G74X_Y_Z_R_P_F_K_；左旋攻螺纹时主轴反转，刀具按每转进给量进给。

刀具到达孔底时，程序暂停，主轴正转，然后以反向进给速度退回。

刀具到达R点平面后进给暂停，主轴转向变为反转。

3）精密镗孔循环（G76）：G76 X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；精镗时，主轴正转，并进行快进和工进镗孔。

刀尖在到达孔底时，进给暂停、主轴定向停并向刀尖反方向移动，然后快速退刀。

4）钻削循环（G81）：G81 X_Y_Z_R_F_K_；这个固定循环指令用于是通常的通孔钻削加工。

5）钻、镗阶梯孔循环（G82）：G82X_Y_Z_R_P_F_K_；此指令主要用于加工盲孔，以提高孔深精度。

6）深孔加工循环（G83）：G83 X_Y_Z_R_Q_F_K_。

7）攻螺纹循环（G84）：G84X_Y_Z_R_P_F_K_；G84指令能完成正螺纹的加工。

8）镗孔循环（G85）：G85 X_Y_Z_R_F_K_；9）镗孔循环（G86）：G86 X_Y_Z_R_F_K_；10）背镗循环（G87）：G87 X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；这个固定循环指令可实现背镗，即反向镗削。

11）镗孔循环（G88）：G88 X_Y_Z_R_P_F_K_；12）镗孔循环（G89）：G89 X_Y_Z_R_P_F_K_；13）取消固定循环指令（G80）：G80；车削固定循环指令：1）外径、内径车削循环指令（G77）：G77X(U)_Z(W)_F_；2）螺纹切削循环指令（G78）：G78X(U)_Z(W)_F_；3）端面切削循环指令（G79）：G79X(U)_Z(W)_F_；4）外径粗车循环（G71）：G71 U(△d) R(e)；G71 P(ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F(f) S(s) T(t）；该指令用于切除棒料毛坯的大部分加工余量。

5）端面粗车循环（G72）：G72 W（△d）R（e）；G72 P(ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F(f) S(s) T(t)；6）封闭粗车循环（G73）：G73 U(△I) W(△K) R(d)G73 P (ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F(f) S(s) T(t)7）精车循环（G70）：G70 P(ns) Q(nf) ；8) 间断纵向切削循环(G74)：G74 R(e)G74 X(u) Z(w) P(△i) Q(△k) R(△d) F(f)9) 间断端面切削循环(G75)：G75 R(e)G75 X(U)_Z(W)_P(Δi ) Q(Δk ) R(Δd) F( f )该指令用于外圆沟槽的循环粗加工。

10)自动螺纹复合加工循环(G76)：G76 P(m)( r )(α) Q(Δdmin) R(d)G76 X(U)__ Z(W)__ R( i ) P(k) Q(Δd) F( l )该指令适用于循环加工圆柱螺纹或圆锥螺纹。

6.何谓自动编程系统，常用的自动编程系统有哪些？答：该系统是由硬件及软件两部分组成。

硬件主要有计算机、绘图机、打印机、穿孔机及其它一些外围设备组成；软件即计算机编程系统，又称编译软件。

常用的有语言程序编程系统和图形交互自动编程系统。

第三章1.何谓插补？数控加工为什么要使用插补？答：是指在轮廓控制系统中，根据给定的进给速度和轮廓线形的要求等“有限信息”，在已知数据点之间插入中间点的方法，这种方法称为插补方法。

插补的实质就是数据点的“密化”。

插补的结果是输出运动轨迹的中间坐标值，机床伺服驱动系统根据这些坐标值控制各坐标轴协调运动，加工出预定的几何形状。

在数控加工系统中，刀具的运动轨迹在微观上是由小线段构成的折线，不可能绝对地沿着刀具所要求的零件廓形运动，所以我们采用将加工起始点至终点路线进行点的密化工作，用折线逼近所要求的廓形曲线，产生基本线型，并用基本线型拟和其它轮廓曲线。

2.逐点比较插补法是如何实现的？答：每次仅向一个坐标输出脉冲，而每走一步都要通过偏差函数计算，判别偏差点的顺时坐标同规定的加工轨迹之间的偏差，然后决定下一步的进给方向。

每一个插补循环都是由偏差判别、进给、偏差函数计算和终点判别组成。

3.试述DDA插补原理。

答：是利用数字积分的方法，当两个积分器根据插补时钟进行同步累加时，溢出脉冲分别控制相应坐标轴运动，根据插补循环数是否等于2n或坐标进给步数判断插补是否完成。

4.数据采样插补是如何实现的？答：数据采样插补由粗插补和精插补两个步骤组成。

在粗插补阶段时采用时间分割思想，根据编程规定的进给速度F和插补周期T，将廓形曲线分割成一段段的轮廓步长L，然后计算出每个插补周期的坐标增量ΔX和ΔY，进而计算出插补点的位置坐标。

在精插补阶段，要根据位置反馈采样周期的大小，由伺服系统完成，也可以用基准脉冲法进行精插补。

5.数据采样直线插补、圆弧插补是否有误差？数据采样插补误差与什么有关系？答：直线插补时，轮廓步长与被加工直线重合，没有插补误差。