自考数控机床与编程复习资料.docx

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1、 第一章 数控机床概述1、 数字限制简称数控NC2、 计算机数控CNC又称MNC3、 数控机床主要由机床本体, 数控系统, 驱动装置, 帮助装置等几个局部组成。4、 驱动装置是数控机床执行机构的驱动局部，包括主轴电动机, 进给伺服电动机等。5、 帮助装置指数控机床的一些配套部件，包括刀库, 液压装置, 气动装置, 冷却系统, 排屑装置, 夹具, 换刀机械手等。 6, 二, 数控机床的特点： 1, 加工精度高 2, 适应性, 灵敏性好 3, 生产效率高 4, 特别适合困难型面的加工 5, 削减劳动强度，改善劳动条件 6, 良好的经济效益 7, 有利于现代化管理 8, 数控机床多用于高精度, 形态

2、困难的, 中小批量的零件加工。 主机 程序 编制 程序输 入装置 CNC 数 控装置 伺服驱 动和位 置检测 帮助限制 数控机床的机械构造有三个特点： 1, 传动链短 2, 构造性能及自动化程度高：精度, 刚度, 抗振性, 耐磨性, 热变形，传动及变速自动化 3, 接受高效传动件插补功能：在加工零件的实际轮廓或轨迹的点之间确定一些中间点的方法。7、 插补方法主要有两种：脉冲增量法 数字增量法8、 的根本工作原理：数控机床加工时，是依据零件图样要求及加工工艺过程，将所用刀具及机床各部件的移动量, 速度及动作先后依次, 主轴转速, 主轴旋转方向及冷却等要求，以规定的数控代码形式编制成程序单，并输入

3、到机床专用计算机中。然后，数控系统依据输入的指令，进展编译, 运算和逻辑处理，输入各种信号指令，限制机床各局部进展规定的位移和有依次的动作，加工出各种不同形态的零件。归纳9、 数控机床加工特点：适应性强 精度高 效率高 减轻劳动强度, 改善劳动条件 10、 数控机床的应用范围：多品种小批量的零件； 构造较困难，精度要求较高或必需用数学方法确定的困难曲线, 曲面等零件； 须要频繁改型的零件； 钻, 镗, 铰, 锪, 攻螺纹及铣削工序联合进展的零件，如箱体, 壳体等； 价格昂贵，不允许报废的零件； 要求百分之百检验的零件； 须要最小生产周期的急需零件。数控机床的分类 分类：一, 按限制系统的特点：

4、1, 点位 限制数控机床2, 直线 限制数控机床3, 轮廓 限制的数控机床二, 按伺服系统的类型：1, 开环 伺服系统数控机床2, 闭环 伺服系统数控机床3, 半闭环 伺服系统数控机床三, 按数控装置：1, 一般数控2, 计算机数控NC CNC四, 按加工方式：1, 金属切削类 数控机床2, 金属成型类 数控机床3, 特种加工机床4, 其它类型数控机床五, 按功能水平：1, 高档型, 2, 中档型, 3, 经济型14, 插补：所谓插补，就是指数据密化的过程，对输入数控系统的有限坐标点例如起点, 终点，计算机依据曲线的特征，运用确定的计算方法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，以满足加

5、工精度的要求。15, 逐点比拟插补法中刀具每进给一步都要完成一下4项内容：偏差符号判别 坐标进给 新偏差计算 终点判别16, 1952年帕森斯公司和麻省理工学院合作研制成功了世界第一台三坐标数控铣床。17、 柔性制造系统FMS是在柔性制造单元根底上研制和开展起来的。18、 计算机集成生产系统CIMS19、 我国数控机床的研制始于1958年。20、 数控机床的开展趋势：1, 向高速度, 高精度方向开展2, 向柔性化, 功能化方向开展3, 向智能化方向开展4, 向高牢靠性方向开展第二章 数控编程中的数值计算1、 基点就是构成零件轮廓的各相邻几何元素之间的交点或切点。2、 节点是在满足容差要求条件下

6、用假设干插补线段如直线段或圆弧段去靠近实际轮廓曲线时，相邻两插补线段的交点。3、 刀具中心位置是刀具相对每个切削点刀具中心所处的位置。4、 运用刀具半径补偿的缘由：因为刀具都有确定的半径，要使刀具的切削部位切过轮廓的基点和节点，必需对刀具进展确定的偏置。5、 等步长插补法：等步长是指插补的直线段长度相等，而插补误差那么不愿定一样。计算插补节点时，必需使产生的最大插补误差max 小于或等于容许的插补误差 ，以满足加工精度的要求。6、 等误差插补法：等误差法可使各插补直线段的插补误差小于或等于容许的插补误差，其插补线段可长可短。该插补法适用于轮廓曲线率变更比拟大, 形态比拟困难的零件，是插补线段最

7、少的方法。7、 计算刀具中心位置的缘由：机床数控系统在限制刀具进展切削加工时，是按刀具中心立铣刀是指刀具端面的中心位置在零件坐标系中的位置进展限制的。明显刀具中心不能落在切削点上，因为刀具都有确定的尺寸，要使刀具的切削外表始终相切地经过零件轮廓的切削点，必需对刀具进展确定的偏置。8、 刀具在尖角过渡是应考虑的问题是刀具尖角圆弧半径。第三章 数控编程根底1、 数控加工程序编制的概念：把零件的加工工艺路途, 工艺参数，刀具的运动轨迹, 位移量, 切削参数主轴转速, 进给量, 切削深度等以及帮助功能换到，主轴正反转，切削液开, 关等依据数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，输入到数控机床

8、的数控装置中，从而限制机床加工零件。2、 加工程序可分为主程序和子程序，无论是主程序还是子程序，每一个程序都是由程序名, 程序内容和程序完毕3局部组成。3、 数控程序编制的步骤为：分析零件图样和制定工艺方案, 数值计算, 编写零件加工程序, 制作限制介质, 程序检验及首件试切。4、 制作限制介质就是将编写好的程序记录在限制介质上，并通过机床的输入装置，将限制介质上的数控加工程序输入到数控机床。5、 数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。 对于形态简洁的零件，计算量小, 程序短，用手工编程快捷, 简便, 经济。因而手工编

9、程 广泛用于点位加工或由直线及圆弧组成的平面轮廓。特点自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进展外，其他数控加工程序均用计算机及相应编程软件如CAD/CAM软件编制的过程。 因此，它适用于加工形态困难或由空间曲面组成的零件的编制。特点6、 标准机床坐标系中的X, Y, Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系确定，A, B, C三个旋转坐标用右手螺旋法那么确定。7、 坐标轴方向的确定：先确定Z轴，再确定X轴，然后确定Y轴，最终确定回转轴A, B, C。8、 确定X轴的方向时，要考虑两种状况：假如零件做旋转运动，那么刀具离开零件的方向为X坐标的正方向。 假如刀具做旋转运动

10、，那么分为两种状况：Z坐标垂直时，视察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方；Z坐标水平常，视察者沿刀具主轴向零件看时，+X运动方向指向右方。9、 通常把回参考点的操作称为“机械回零。10、 回参考点的目的：回参考点除了用于建立机床坐标系外，还可用于消退漂移, 变形等引起的误差，机床运用一段时间后，工作台会造成一些漂移，使加工有误差，进展回参考点操作，就可以使机床的工作台回到精确位置，消退误差。11、 程序原点在零件上的位置虽可由编程员随意选择，但一般应遵循以下原那么：应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。 应尽量选在尺寸精度高, 外表粗糙度值小的零件外表上，以提高被加工零件的加工精度

11、。 要便于测量和检验。 最好选在零件的对称中心上。12、 数控加工程序中表示几何点的坐标位置有确定值和增量值两种方式。13、 准备功能字的地址符是G，又称G功能或G指令，是用于建立机床或限制系统工作方式的一种指令。14、 帮助功能字的地址符是M，用于指定数控机床帮助装置的开关动作。15、G00快速定位G49G83端面钻孔循环G01直线插补G70精车循环G96恒外表速度设置G02顺时针方向圆弧插补G71外圆/内孔粗车循环G97恒外表速度设置G03逆时针方向圆弧插补G72复合端面粗车循环G98每分进给G04暂停 非模态指令G73复合成形粗车循环G99每转进给G40刀尖补偿取消G74端面啄式钻孔循环

12、M00程序停顿G41刀尖左补偿G76螺纹车削屡次循环M01方案停顿G42刀尖右补偿G80固定循环注销M02程序完毕G43G81M30程序完毕并返回G44G8216、 G20表示英制输入，最小设定单位0.0001in1in=0.0254m；G21表示米制输入，最小设定单位0.0001mm。17、 数控机床中，相对于限制系统发出的每个脉冲信号，机床移动部件的位移量称为脉冲当量。18、 暂停指令G04运用格式： G04 X_ 或 G04 P或 G04 U_19、 进给速度单位的设定： G94F_；每分进给，单位为mm/min 或 in/min； G95F_；每转进给，单位为mm/r 或 in/r。2

13、0、 G92指令是基于刀具的当前位置来设置零件坐标系的。21、 G54G59指令这6个零件坐标系为模态指令，可相互注销，其中G54为默认值。第四章 数控铣床编程1、 数控铣床的主要加工对象：平面类零件 变斜角类零件 曲面类零件2、 数控铣床通常分为立式数控铣床, 卧式数控铣床和复合式数控铣床。3、 圆弧插补中，I, J, K为圆心坐标，圆弧半径R。I_J_K_为圆心相对于圆弧起点的增量值，不管是在G90下还是在G91下都是如此。当圆弧所对应的圆心角超过180时，半径R用负值表示；正好为180时，正负均可。整圆编程时不能运用R，而只能用I, J, K。4、 在什么移动指令下才能建立和取消刀具半径

14、补偿？ 只能在G00或G01指令下才能建立刀具半径补偿状态及取消刀具半径补偿状态。 在建立刀补时，必需有连续两端的平面位移指令，这是因为，在建立刀补时，限制系统 要连续读入两段平面位移指令，才能正确计算出进入刀补状态时刀具中心的偏置位置。 否那么，将无法正确建立刀补状态。 5、 刀具半径补偿G40,G41,G42 刀具长度补偿G43,G44,G496、 比例缩放指令格式： G51 X_Y_Z_P_ 等比缩放 G50 取消比例缩放 G51 X_Y_Z_I_J_K_ 不等比缩放7、 M21,关于X轴的镜像对称于X轴； M22，关于Y轴的镜像对称于Y轴； M23，取消镜像 FANUC11-MEA-4

15、系统8、 G24，建立镜像； G25，取消镜像。FANUC 0i系统9、 旋转编程指令格式 ：编程格式 ：G68 X_Y_R_ G69 (其中，G68为坐标旋转，G69为取消坐标系旋转 第五章 数控钻镗床及加工中心编程1、 加工中心MC，是由数控铣, 数控钻镗类机床开展而来的，集铣削, 钻镗, 攻螺纹等各种功能于一体，并配备有规模浩大的刀具库，具有自动换刀功能，是适用于加工困难零件的高效率, 高精度的自动化机床。加工程序的编制，是确定加工质量的重要因素。2、 加工中心的特点：加工中心是高效, 高竞速数控机床，零件在一次装夹中遍可完成多道工序的加工，同时还备有刀具库，并且有自动换刀功能。3、 常

16、用的孔加工固定循环指令有13个：G73, G74, G76, G80, G81G89，其中G80为取消固定循环指令。4、 G81主要用于定位孔和一般浅孔加工。 G82主要用于锪孔。 G73为高速深孔加工指令。 G83为一般深孔加工指令。 G74为左螺纹加工指令。 G84为右螺纹加工指令。G85, G86, G88, G89为粗镗循环指令。 G76为精镗循环指令。 G87为背镗又称反镗循环指令平面R在孔底Z的上方。5、 G73, G74, G76, G81G89等固定循环指令均具有长效持续性能，在未出现G80取消固定循环指令及01组的准备功能代码G00, G01, G02, G03代码时，其固定

17、循环指令始终有效；固定循环指令中的参数除L外也均具有长效持续性能。6、 固定循环指令的重复调用 G91 G99 G81 X50. Z-20. R-10. L6 F50 L_不宜在加工螺纹的G74和G84指令中出现7、 数控加工中心的主要功能：加工中心是一种集铣床, 钻床和躺床3种机床功能于一体，由计算机限制的高效, 高自动化程度的机床，其特点是数控系统能限制机床自动更换刀具，零件经一次装夹后能连续地对各加工外表自动进展铣, 钻, 扩, 铰, 攻螺纹等多种工序的加工。8、 数控加工中心的主要加工对象：箱体类零件。 带困难曲面的零件。 异性件。 盘, 套, 轴, 板, 壳体类零件。9、 常用的加工

18、中心一般分为4种类型：数控立式加工中心, 数控卧式加工中心, 数控复合加工中心, 数控龙门加工中心。10、 数控加工中心编程的特点：加工中心将数控铣, 数控钻镗的功能集于一身，并装有刀具库及自动换刀装置，所以加工中心程序的编制比功能单一的数控机床要困难的多。11、 运用G92时，操作人员必需在机床回零后，通过碰刀的方式预先测出刀具中心相对于零件坐标系原点的偏置量，并由程序员编入程序中。12、 用G54G59等指令建立坐标系时，程序员不须要预先知道当前刀具中心相对于零件坐标系的位置关系，可干脆按零件坐标系原点编程。13、 刀具长度补偿：每把刀具的长度是不行能完全一样的，要事先测出全部刀具在装卡后

19、刀尖至Z轴机械原点校准面的距离即装卡高度，并分别存入相应的刀具长度补偿地址H中。第六章 数控车床编程1、 数控车床的主要功能：简易数控车床 经济型数控车床 多功能数控车床 车削中心2、 车削中心有两种功能：一是动力刀具功能，另一种是C轴位置限制功能3、 4种对到形式：一般对刀, 机外对刀仪对刀, ATC对刀, 自动对刀4、 G50 S1800 表示最高转速为1800r/min。5、 G96 S150 表示限制主轴转速，使切削点的线速度始终保持在150m/min。6、 G97 S1000表示主轴转速为1000r/min。7、 什么是刀尖圆弧自动补偿功能？ 事实上刀尖是有圆角的，刀尖点编出的程序在

20、进展端面, 外径, 内径等及轴线平行的外表加工时，是没有误差的，但在进展倒角, 锥面及圆弧切削时，那么会产生少切或过切现象，具有刀尖圆弧半径自动补偿功能的数控系统能依据刀尖圆弧半径计算出补偿量，自动限制刀尖的运动，以防止上述现象的产生。8、 利用单一固定循环可以将一系列连续的动作，如“切入切削退刀返回，用一个循环指令完成。9、 外圆粗切削循环G71 G71 u(d) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f ) S(s) T(t)d为背吃刀量； e为退刀量； ns为精加工形态程序段中的开场程序段号；nf为精加工形态程序段中的完毕程序段号； u为X轴方向精加工余量；w

21、为Z轴方向的精加工余量； f,s,t为F,S,T代码10、 端面粗加工循环G72是沿着平行于X轴进展切削循环加工的。11、 封闭切削循环G73 G73 U(i) W(k) R(d) G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f ) S(s) T(t)I为X轴上总退刀量半径值； k为Z轴上的总退刀量； d为重复加工次数12、 精加工循环G7013、 螺纹切削G32 螺纹切削循环G92 14, 复合螺纹切削循环G76 G76 P(m) (r) () Q(dmin) R(d) G76 X(u) Z(w) R(i) P(k) Q(d) F(f )d为第一次的切入量用半径值指定； F为螺纹

22、的导柱第七章 数控电火花线切割编程1, 线切割机床加工的原理：电火花加工是在确定介质中，通过工具电极和零件电极之间放电时产生的电腐蚀作用对金属零件进展加工的一种工艺方法。2, 线切割机床加工的特点：可以加工用一般切削加工方法难以加工或无法加工的形态困难的零件。电极丝在加工中作为“刀具不干脆接触零件，两者之间的作用力很小，因而不要求电极丝, 零件及夹具有足够的刚度，以抗拒切削变形。因此可以加工低刚度零件。电极丝材料不必比零件材料硬，便可以加工一般切削加工方法难以加工或无法加工的金属材料和半导体材料。干脆利用电, 热能进展加工。及一般切削加工相比，线切割加工的金属去除率低，因此加工本钱高，不适合形

23、态简洁的大批量零件的加工。3, 数控线切割编程的根本方法：3B, ISO (3B格式为无间隙补偿的五指令程序)。第八章 图形交互式自动编程应用1, 计算机帮助数控编程技术主要表达两个方面：APT语言自动编程 和 用CAD计算机帮助设计/CAM计算机帮助制造一体化数控编程语言进展图形交互式自动编程。2, APT过程：APT语言是用专用语句书写源程序，将其输入计算机，由APT处理程序经过编译和运算，输出刀具轨迹，然后再经过后置处理，把通用的刀位数据转换成数控机床所要求的数控指令格式。APT源程序中用语言的形式去描述原来特别直观几何图形信息及加工过程，再由计算机处理生成加工程序，致使这种编程方法直观

24、性差，编程过程比拟困难且不易驾驭，编制过程中不便于进展阶段性检查。3, CAD/CAM开展方向：CAD/CAM集成数控编程系统向集成化, 智能化, 网络化, 并行化和虚拟化方向快速开展。3, 零件CAD模型的描述方法很多，适用于数控编程的方法主要有 外表模型 和 实体模型。4, 组成：一个集成化的CAD/CAM数控编程系统，一般由几何造型, 刀具轨迹生成, 刀具轨迹编辑, 刀具轨迹验证, 后置处理, 图形显示, 几何模型内核, 运行限制及用户界面等组成，整个系统的核心是几何模型内核。5, 在几何造型模型中，常用的几何模型包括 外表模型, 实体模型和加工特征单元模型。在集成化的CAD/CAM系统

25、中，应用最为广泛的几何模型表示方法是 边界表示法B-Rep, 构造化实体几何法CSC。最常用的几何模型内核主要有两种Parasolid和ACIS。6, MasterCAM软件自动编程的步骤：构建几何造型利用CAM生成刀具轨迹刀具轨迹验证生成程序后处理7, 几何造型 对待加工外表及其约束面进展造型是数控加工编程的第一步。几何造型就是利用计算机帮助编程软件的图形绘制, 编辑修改, 曲线曲面造型等有关指令将零件被加工部位的几何图形精确地绘制在计算机屏幕上。8, 刀具轨迹生成 计算机帮助编程的刀具轨迹生成是面对屏幕上的图形交互进展。一般可在所定义的加工外表或加工单位上确定其外法向矢量方向，并选择一种进

26、给方式，依据所选择的刀具或定义的刀具和加工参数，系统将自动生成所需的刀具轨迹。9, 刀具轨迹验证10, 后置处理后置处理的目的是形成数控指令文件。第九章 数控机床的构造1, 数控机床机构设计的要求：自动保证稳定的加工精度提高加工实力和切削效率提高运用效率2, 数控机床的构造设计要求可以归纳为如下几方面：具有切削效率大，静, 动刚度高和良好的抗振性能具有较高的几何精度, 传动精度, 定位精度和热稳定性具有实现帮助操作自动化的构造部件3, 无论哪种机床的主轴部件都应当满足下述几个方面的要求：主轴的回转精度, 部件的构造刚度和抗振性, 运转温度和热稳定性以及部件的耐磨性和精度保持实力。4, 主轴部件

27、所用滚动轴承的精度有高级E, 精细级D, 特精级C和超精级B。5, 主轴准停装置的作用：所谓准停就是当主轴停转进展刀具交换时主轴需停在一个固定不变的方位上，因而保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。准停装置有以下三种：在主轴上或及主轴有传动联系的传动轴上安装位置编码器或磁性传感器，协作直流和沟通调速电机实现纯电器定向准停。V形槽轮定位盘准停装置。端面螺旋凸轮准停装置。6, 消退传动齿轮间隙的措施：刚性调整法 柔性调整法 滚珠丝杠螺母副7, 滚珠丝杠螺母副工作原理：在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道，螺母上有滚珠回路管道，将

28、几圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道，并在滚道装满滚珠。当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动。因而迫使螺母或丝杠轴向移动。滚珠丝杠螺母副中是滚动摩擦。特点：摩擦损失小，传动效率高，可达0.900.96。丝杠螺母之间预紧后，可以完全消退间隙，提高了传动精度。摩擦阻力小，几乎及运动速度无关，动静摩擦力之差微小，能保证运动平稳，不易产生低速爬行现象，磨损小, 寿命小, 精度保持性好。不能自锁，有可逆性，即能将旋转运动转换为直线运动，或将直线运动转换为旋转运动，因此丝杠立式运用时，应增加制动装置。循环方式：外循环, 内循环外循环：滚珠在循环过程中有时及丝杠脱离接触的称为外循环。特点

29、：外循环构造制造工艺简洁，运用较广泛。其缺点是滚珠接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚动的平稳性，甚至发生卡珠现象，噪声比拟大。内循环：始终及丝杠保持接触的称为内循环。 特点：内循环反向器和外循环反向器相比，其构造紧凑，定位牢靠，刚性好，且不易磨损，返回滚道短，不易发生滚珠堵塞，摩擦损失也小，其缺点是反向器构造困难，制造较困难，且不能用于多头螺纹传动。滚珠直径d0对承载实力有干脆影响8, 对导轨的根本要求：有确定的导向精度 有良好的精度保持性 有足够的刚度有良好的摩擦特性9, 静压导轨的滑动面之间开有油腔，将有确定压力的油通过节流器输入油腔，形成压力油膜，浮起运动部件，使导轨工作外表处于纯液体摩擦，不产生磨损，精度保持性好。10, 滚动导轨就是在导轨工作面之间支配滚动件，使导轨面之间为滚动摩擦。 摩擦系数小0.00250.005，动, 静摩擦力相差甚微。11, 分度工作台的常用的定位元件有：插销定位, 反靠定位, 齿盘定位和钢球定位12, 数控回转工作台的构造：开环数控转台的构造 闭环数控转台的构造