2024年2月23日发(作者：)
《数控技术》期末知识点
一、填空选择
1、常用双螺母滚珠丝杠消除间隙的方法有垫片调隙式、双螺母调隙式及齿差调隙式。
2、数控机床是由输入输出装置、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体等五部分组成的。
3、数控机床按控制运动的方式可分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。
4、数控机床的坐标系是采用右手笛卡尔直角坐标系。
5、逐点比较法是以折线逼近直线或圆弧曲线，它与给定的直线或圆弧之间的最大误差不超过一个脉冲当量。
6、G代码中，模态代码表示只在本程序段中有效果；而非模态代码表示在程序中一经应用，直到出现同组任一G代码时才失效。
7、目前使用的数控加工专用技术文件有：数控加工工序卡、数控加工刀具卡、数控加工走刀路线图等。
8、F指令用于指定进给速度，S指令用于指定主轴转速，T指令用于指定刀具；其中F100表示进给速度100mm/min，S800表示主轴转速800r/min。
9、常用的位置检测装置有：感应同步器、光栅、磁栅、旋转变压器等。
10、刀具补偿分为 刀具长度补偿、刀具半径补偿。
11、程序编制可分为手工编程和自动编程。
12、按数控系统加工程序中的刀具选择指令从刀库中挑选所需刀具的操作称为自动选刀。常用的选刀方式有 顺序选刀和任意选刀两种。
13、在铣削零件的内外轮廓表面时，为防止在刀具切入、切出时产生刀痕，应沿轮廓切向方向切入、切出。
14、将反馈元件安装在伺服电机轴上或滚珠丝杠上间接计算移动执行件位移进行反馈的伺服系统，称为伺服系统。
15、圆弧插补段程序中，若采用圆弧半径R编程时，从起始点到终点存在两条圆弧线段，当圆弧大于或等于180°时，用-R表示圆弧半径。
16、数控加工中，一般约定增大工件和刀具距离的方向是正方向。
17、步进电机每接收一个电脉冲信号，相应转过的一个固定角度称为步距角。
18、逐点比较插补法的插补流程是偏差判别→坐标进给→偏差计算→终点判别。
19、数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编写程序时，采用工件固定不动，刀具移动的原则。
20、用于指令动作方式的准备功能的指令代码是G代码。
21、确定数控机床坐标轴时，一般应先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴。
22、数控车床加工中需要换刀时，程序中应设定换刀点。
23、G02 X20 Y20 R-10 F100；所加工的一般是大于180°夹角而小于360°的圆弧。
24、B类用户宏程序中运算符“GT”表示（大于）。
25、脉冲当量的大小决定了加工精度，脉冲当量值越小对应的加工精度越高。
26、数控机床的核心是数控系统。
27、数控机床与普通机床的主机最大不同是数控机床的主机采用数控装置。
28、在数控机床坐标系中平行机床主轴的直线运动为（Z轴）。
29、绕X轴旋转的回转运动坐标轴是（A轴）。
30、数控升降台铣床的拖板前后运动坐标是（Y轴）。
31、数控机床上有一个机械原点，该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定，该点称机床零点。
32、数控铣床的G41/G42是对刀具半径进行补偿。
33、编程的一般步骤的第一步是（制定加工工艺）。
34、刀具长度正补偿是G43指令，长度负补偿是G44指令。
35、数控机床伺服系统是以（机械位移）为直接控制目标的自动控制系统。
36、数控系统中CNC的中文含义是（计算机数字控制）。
37、G52可表示建立局部坐标系。
38、滚珠丝杠螺母副预紧的主要目的是（消除轴向间隙和提高传动刚度）。
39、G91 G00 X60.0 Z-30.0 表示（刀具快速向X正方向移动60mm，Z负方向移动30mm）。
40、加工中心与数控铣床的主要区别是（有无自动换刀系统）。
41、开环数控系统、半闭环数控系统和全闭环数控系统间的区别主要是有无反馈装置，以及反馈装置所安装的位置不同。
42、数控车床加工内孔（镗孔）时，应采用轴向—径向退刀方式。
43、FANUC系统中，在主程序中调用子程序01000，其正确的指令是M98P1000
44、车床数控系统中，用哪一种指令进行恒线速控制 G97S_
45、用棒料毛坯，加工余量较大且不均匀的盘类零件，应选用的复合循环指令是G71，而加工圆盘类毛坯，则采用G72指令。
46、感应同步器是一种电磁式位置检测元件。
47、螺纹加工时应注意在两端设置足够的升速进刀段б1和降速退刀段б2其数值由主轴转速和螺距来确定。
48、数控机床的检测反馈装置的作用是：将其测得的角位移或直线位移数据迅速反馈给数控装置，以便与加工程序给定的指令值进行比较和处理。
49、整圆的直径为φ40mm，要求由A（20,0）点逆时针圆弧插补并返回A点，其程序段格式为：G90G03X20.0Y0I-20.0J0F100。
50、数控机床坐标系的正方向规定为 增大刀具与工件距离的方向。
51、数控机床坐标系由Z轴的方向指的是 与主轴平行 的方向，其正方向是 刀具运离工件的方向 。
52、数控系统的插补是指根据给定的 数学函数 ，在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行
数据密化处理 的过程。
53、大多数数控系统都具有的插补功能有直线插补和圆弧插补。
54、插补的精度是以 脉冲当量 的数值来衡量的。所谓脉冲当量是 数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量。
55、数控编程是从 零件图样 到获得 数控机床所能识别的数控加工程序的全过程。
56、数控编程的步骤有工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验和首件加工。
57、数控机床程序段的格式有 固定程序段格式 和 可变程序段格式。
58、以下指令的含义：G00快速点定位；G01直线插补；G02顺时针圆弧插补；G03逆时针圆弧插补。
二、简答题
1、和普通机床相比，用数控机床进行零件加工有什么好处？
答：采用数控机床进行零件加工具有以下优点（答案仅供参考，只要言之有理即可）：
1）提高加工精度高，尤其是提高了同批零件加工的一致性；
2）有利于生产效率的提高；
3）可加工形状复杂的零件；
4）减轻了工人的劳动强度，改善了劳动条件；
5）有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。
2、数控系统由哪几部分组成？
答：数控系统一般由介质、输入装置、数控装置、伺服系统、执行部件和测量反馈装置组成。
3、数控系统的分类？
答：
1）按数控装置分类可分为硬件式数控系统（NC）和软件式数控系统（CNC系统）；
2）按运动方式分类可分为点为控制系统、点位直线控制系统以及轮廓控制系统；【要求了解概念，并能分辨各种具体加工的运动控制方式。】
3）按控制方式分类可分为开环控制系统、半闭环控制系统和全闭环控制系统。【要求掌握各自的特点。】
4、固定循环指令的六个动作，三个平面，G98与G99的区别。
答：
①六个动作
动作1：X、Y平面快速定位。
动作2：快速运动到R点平面。
动作3：孔加工。
动作4：孔底操作。
动作5：回到R平面点。
动作6：快速返回初始点。
②三个平面
初始平面、R点平面和孔底平面
③指令G98是指加工完成后，大局返回到初始平面。
指令G99是指加工完成后，刀具返回到R点平面。
5、加工孔循环指令格式为G17 G90/G91G98/G99 GxxX~Y~Z~R~Q~P~F~K~；试简述指令格式中各字符的含义分别是什么？
答：G17——定位平面。
G90/G91——数据方式。G90是采用绝对方式。G91采用增量方式。
G98/G99——返回点位置。G98指令返回到初始点，G99指令返回R点平面。
GXX——实现孔的固定循环加工，包括镗孔、钻孔和攻螺纹等。
X、Y——孔位置坐标（G17定位平面）。
Z——孔的深度，孔底的绝对坐标值。
R——在G91时，R值为从初始点到R平面的增量距离；在G90时，R值为绝对坐标值，此段动作是快速给进的。
Q——在G73、G83方式中，规定每次加工的深度，以及在G76、G87方式中规定偏移值。Q值一律是无符号增量值。
P——孔底暂停时间，用整数表示，以ms为单位。
F——切削进给速度，mm/min。
K——规定重复加工次数（1~6）。当K没有规定时，默认为1；K=0时，只存储数据，不加工孔。在G91方式下，可加工出等距孔。
6、对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有哪些？
答：对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有精度高、快速响应特性好、调速范围大、系统可靠性好等特点。
7、位置检测装置的作用，数控机床对位置检测元件的主要要求？
答：1）位置检测装置的作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环控制。
2）数控机床对位置检测元件的主要要求：
①高可靠性和高抗干扰性；
②满足精度与速度要求；
③使用维护方便，适合机床运行环境；
④成本低。
8、伺服系统的组成及其作用
答：伺服系统由控制器、功率驱动装置、检测反馈装置和伺服电机（M）。检测反馈装置用来检测与位置和速度有关的旋转轴的转角和转速。
9、何谓刀具补偿？
答：刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。为了方便编程人员编制零件加工程序，编程时零件程序是以零件轮廓轨迹来编程的，与刀具尺寸无关。程序输入和刀具参数输入分别进行。
刀具补偿的作用是把零件轮廓轨迹按系统储存的刀具尺寸数据自动转换成刀具中心（刀位点）相对于工件的移动轨迹。
刀具补偿包括B机能和C机能刀具补偿功能。在较高档次的CNC中一般应用C机能刀具补偿，C机能刀具补偿能够进行程序段之间自动转接和过切削判断等功能。
10、欲用逐点比较法插补直线OA，起点O（0,0），终点为E（5,3），写出插补过程并画出轨迹运动图。
解：首先计算进给的总步数为：n|xE||yE|538。
开始时刀具在直线起点，即在直线上，也就是说，在插补开始和结束时偏差值均为零，即F0=0。如表所示列出了直线插补的运算过程，插补轨迹如图所示。
Y
A(5,3)
3
2
1
0 1 2 3 4 5 X
直线插补过程
表1 逐点比较法直线插补运算过程
插补循环 偏差判别 进给方向
0
1
2
3
4
5
6
7
8
F0=0
F1<0
F2>0
F3<0
F4>0
F5>0
F6<0
F7>0
+X
+Y
+X
+Y
+X
+X
+Y
+X
偏差计算
F0=0
F1=F0 - ye=0 - 3=-3
F2=F1 + xe=-3 + 5=2
F3=F2 - ye=2 - 3=-1
F4=F3 + xe=-1 + 5=4
F5=F4 - ye=4 - 3=1
F6=F5 - ye=1 - 3=-2
F7=F6 + xe=-2 + 5=3
F8=F7 - ye=3 - 3=0
终点判别
n=5 + 3=8
n=8 - 1=7
n=7 - 1=6
n=6 - 1=5
n=5 - 1=4
n=4 - 1=3
n=3 - 1=2
n=2 - 1=1
n=1 - 1=0
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1.举例说明何谓简单的成形运动？何谓符合的成形运动？其本质区别是什么？
答：如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，则称此运动为简单的成形运动，如刀具直线运动。如果一个独立的成形运动，是由两个或两个以上的单元运动按照某种确定的运动关系组合而成，并且互相依存，这种成形运动称为复合的成形运动，如工件等速旋转运动。
2.发生线的形成与切削刃的形状有何关系？它有哪几种形成方法？
答：①切削刃形状为一切削点；②切削刃形状是一条切削线与要形成的发生线形状完全吻合；③切削刃的形状是一条切削线与所需抽象的发生线的形状不吻合。
方法：轨迹法、成形法、相切法、展成法
6140型主传动链中，能否用双向牙嵌式离合器或双向齿轮式离合器代替双向多片式摩擦离合器，实现主轴的开停及换向？在进给传动链中，能否用单向摩擦离合器代替齿轮式离合器M3、M4、M5？为什么？
答：不可以，电机通过带轮1轴旋转,轴1上的摩擦离合器左合,把扭矩传递到空套齿轮然后逐级传动到主轴,进给箱.而1轴是高速旋转的,使用牙嵌式或齿轮式会导致齿面严重磨损甚至轮齿折断,因此,牙嵌式或齿轮式使用于低速大转矩旋转系统。
不可以，半自动进给或车削各种p的螺纹时必须有严格的传动比,而且也是低速旋转,传递扭矩较大,摩擦离合器有短时相对滑动,而且不稳定。
4.卧式车床进给传动系统中，为何既有光杆又有丝杆来实现刀架的直线运动？可否单独设置丝杠或光杆？为什么？
答：光杆和丝杠分别承担拖板两种不同的运动。光杆的作用是用来传动拖板箱内齿转动，但不能用于车螺距；丝杆车螺纹时通过离合器是拖板按螺距的规则运动，一般用来车螺纹。
5.无心外圆磨床工件托板的顶面为什么做成倾斜的？工件中心为什么必须高于砂轮与导轮的中心连线？
答：为了加快成圆过程和提高工件圆度，进行无心磨削时，工件的中心必须高于砂轮和导轮的中心连线，使工件与砂轮及工件与导轮间的接触点不在同一直径线上，工件上的某些凸起表面在多次转动中能逐渐磨圆。
6.分析比较运用展成法与成形法加工圆柱齿轮各有何特点？
答：①成形法：成形法加工齿轮所采用的刀具为成形刀具，切削刃为一条切削线，且切削刃形状与被切齿轮的轮齿的槽及轮齿形状相吻合，加工精度低，周期分度，生产率低。
②展成法：展成法加工齿轮是应用轮齿的啮合原理进行的，即把齿轮啮合副中的一个做成刀具，另一个作为工件，并强制刀具和工件严格的啮合运动，由刀具切削刃右运动中若干位置包络出工件齿廓。加工精度和生产效率高。
7.直线运动滑动导轨的截面形状有哪些？各有什么优缺点？
答：三角形、矩形、燕尾形和圆形，并可互相组合。双三角形导轨导向精度高，精度保持性好；双矩形导轨刚度高，具有较大承载能力，制造与维修简答；三角形与矩形导轨组合导向性好、制造方便和刚度高的有点；燕尾形导轨结构紧凑，高度尺寸小，可以承受倾覆力矩；矩形和燕尾形导轨能承受较大倾覆力矩，间隙调整也较方便；双圆柱形导轨制造方便，耐磨性好。
~磨削裂纹的产生与工件材料及热处理有无关系？
磨削裂纹的产生与工件材料及热处理工序有很大的关系。如磨削导热性差材料（如耐热钢、不锈钢），容易产生裂纹；含碳量高的钢，由于晶界较脆，磨削时也容易产生裂纹。工件淬火后，如果存在残余拉应力过大，即使在正常的磨削条件下也可能出现裂纹。
~修配装配法的含义是什么？适用于什么生产中?
修配装配法是将尺寸链中各组成环按经济加工精度制造。在装配时通过修去尺寸链中某一零件上预留的修配量以达到装配精度的方法。这种装配方法适用于高精度多环尺寸链的成批生产或单件小批生产中
~加工箱体类零件时，常以什么作为统一的精基准，为什么？
加工箱体类零件时，常以“一面两孔”作为统一的精基准，因为这样可以比较方便地加工大多数（或所有）其它表面；可以简化夹具设计；可以减少工件搬动和翻转次数。
~试分析在成批大量生产中,为什么要控制毛坯硬度的均匀性?
成批大量生产中采用调整法加工, 若毛坯硬度不均匀将造成切削力的变化较大,使工艺系统变形变化较大,将造成加工后尺寸不一。
~拟定工艺路线的主要任务是什么？
．拟定工艺路线的主要任务是：
（1）选择定位基准；（2）确定加工方法；（3）安排加工顺序及热处理、检验等其它工序；
（4）确定生产的组织形式； （5）划分
~试分析引起下列形状误差的主要原因：在车床上用两顶尖装夹工件车细长轴，１）工件产生腰鼓形形状误差；2）工件产生尺寸由大到小的锥形。
1.工件产生腰鼓形形状误差——主要原因是加工时工件刚度不足；
2.工件产生尺寸由大到小的锥形——主要原因是加工时工件和刀具产生热变形。
~什么是工序？对同一工件其加工工序的安排是固定不变的吗？为什么？
工序是指一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的
那一部分工艺过程。对同一工件其加工工序的安排不是固定不变的，因为根据工序的定义，只要工人、工作地点、工作对象（工件）之一发生变化或不是连续完成，则应成为另一个
工序。因此，同一工件，同样的加工内容可以有不同的工序安排。
~试解释转移原始误差法的原理并举例加以说明。
转移原始误差法就是把影响加工精度的原始误差转移到不影响（或少影响）加工精度的
方向或其它零部件上去。例如，在成批生产中，采用前、后导向套的镗模加工箱体零件的
孔，刀杆与主轴浮动联接，这也就是把机床主轴的回转误差转移掉，工件的加工精度完全
由镗模和镗杆的精度来保证。
1、和普通机床相比，用数控机床进行零件加工有什么好处？
答：采用数控机床进行零件加工具有以下优点（答案仅供参考，只要言之有理即可）：
1）提高加工精度高，尤其是提高了同批零件加工的一致性；
2）有利于生产效率的提高；
3）可加工形状复杂的零件；
4）减轻了工人的劳动强度，改善了劳动条件；
5）有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。
3、数控系统由哪几部分组成？
答：数控系统一般由介质、输入装置、数控装置、伺服系统、执行部件和测量反馈装置组成。
为何有级变速系统中的主传动系统地转速排列常采用等比数列？
~.什么是变速组的级比和级比指数？正常的有级主传动系统地某扩大组的级比指数与传动副数有何关系？
答：变速组中，两相邻的转速或两相邻的传动比之比称为极比，极比通常写成公比幂的形式，其幂指数称为极比指数 。变速系统是以基本组为基础，再通过扩大组吧转速范围加以扩大。
~为什么提高切削速度和刀具的刃磨质量，可以减小加工表面粗糙度值？
提高切削速度和刀具的刃磨质量，可以减小加工表面粗糙度值，因为：1）刀具刃口表面粗糙度会“复印”在工件表面上，所以提高刀具的刃磨质量，可以减小加工表面粗糙度值。2）在低、中切削速度下，切削塑性材料时容易产生积屑瘤或鳞刺，提高切削速度有利于抑制积屑瘤或鳞刺的产生，从而可以减小加工表面粗糙度值。
~在装配时，有时采用“自身加工法”、“合并加工法”或“误差抵消法”，请问它们是由哪种装配方法发展成的？
“自身加工法”、“合并加工法”是由修配装配法发展成的。“误差抵消法”是由调整装配法发展成的。
~如果零件的表面没有烧伤色是否就说明零件的表面层没有被受热损伤？为什么？
表面没有烧伤色并不等于表面层没受热损伤。如在磨削过程中最后采用无进给磨削，仅磨去了表面烧伤色，但却没能去掉烧伤层，留在工件上就会成为使用中的隐患。
4.什么叫装配尺寸链的最短路线原则？为什么应遵守这个原则？
在查找装配尺寸链时，每个相关的零、部件只以一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，这样，组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”，这就是装配尺寸链的最短路线原则。因为由尺寸链的基本理论可知，在装配精度既定时，组成环数越少，则各组成环所分到的公差值就越大，零件加工越容易、越经济。所以要遵循这条原则。
2、数控系统的分类？
1）按数控装置分类可分为硬件式数控系统（NC）和软件式数控系统（CNC系统）；
2）按运动方式分类可分为点为控制系统、点位直线控制系统以及轮廓控制系统；【要求了解概念，并能分辨各种具体加工的运动控制方式。】
3）按控制方式分类可分为开环控制系统、半闭环控制系统和全闭环控制系统。【要求掌握各自的特点。】
4、固定循环指令的六个动作，三个平面，G98与G99的区别。
①六个动作
动作1：X、Y平面快速定位。
动作2：快速运动到R点平面。
动作3：孔加工。
动作4：孔底操作。
动作5：回到R平面点。
动作6：快速返回初始点。
②三个平面
初始平面、R点平面和孔底平面
③指令G98是指加工完成后，大局返回到初始平面。
指令G99是指加工完成后，刀具返回到R点平面。
5、加工孔循环指令格式为G17 G90/G91G98/G99 GxxX~Y~Z~R~Q~P~F~K~；试简述指令格式中各字符的含义分别是什么？
答：G17——定位平面。
G90/G91——数据方式。G90是采用绝对方式。G91采用增量方式。
G98/G99——返回点位置。G98指令返回到初始点，G99指令返回R点平面。
GXX——实现孔的固定循环加工，包括镗孔、钻孔和攻螺纹等。
X、Y——孔位置坐标（G17定位平面）。
Z——孔的深度，孔底的绝对坐标值。
R——在G91时，R值为从初始点到R平面的增量距离；在G90时，R值为绝对坐标值，此段动作是快速给进的。
Q——在G73、G83方式中，规定每次加工的深度，以及在G76、G87方式中规定偏移值。Q值一律是无符号增量值。
P——孔底暂停时间，用整数表示，以ms为单位。
F——切削进给速度，mm/min。
K——规定重复加工次数（1~6）。当K没有规定时，默认为1；K=0时，只存储数据，不加工孔。在G91方式下，可加工出等距孔。
6、对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有哪些？
答：对数控机床伺服驱动系统的主要性能要求有精度高、快速响应特性好、调速范围大、系统可靠性好等特点。
7、位置检测装置的作用，数控机床对位置检测元件的主要要求？
答：1）位置检测装置的作用是检测位移和速度，发送反馈信号，构成闭环控制。
2）数控机床对位置检测元件的主要要求：
①高可靠性和高抗干扰性；②满足精度与速度要求；
③使用维护方便，适合机床运行环境；④成本低。
8、伺服系统的组成及其作用
答：伺服系统由控制器、功率驱动装置、检测反馈装置和伺服电机（M）。检测反馈装置用来检测与位置和速度有关的旋转轴的转角和转速。
9、何谓刀具补偿？
答：刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。为了方便编程人员编制零件加工程序，编程时零件程序是以零件轮廓轨迹来编程的，与刀具尺寸无关。程序输入和刀具参数输入分别进行。
刀具补偿的作用是把零件轮廓轨迹按系统储存的刀具尺寸数据自动转换成刀具中心（刀位点）相对于工件的移动轨迹。
刀具补偿包括B机能和C机能刀具补偿功能。在较高档次的CNC中一般应用C机能刀具补偿，C机能刀具补偿能够进行程序段之间自动转接和过切削判断等功能。
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