《机床数控技术》_许德章 习题及答案 第三章答案.docx

第三章 数控加工程序编制 3-1什么是数控编程？数控编程分为哪几类？手工编程的步骤是什么？ 答：数控编程的定义：从零件图的分析到制成数控加工程序单的全部过程称为数控程序编制。 类别：通常有手工编程和自动编程两类。 手工编程步骤：手工编程的步骤包括分析零件图样、工艺处理、数学处理、编制数控程序、输入数控系统、程序检验、首件试切削。 3-2数控机床的坐标轴与运动方向是怎样规定的？画出卧式车床和立式铣床的机床坐标系。 答：标准规定数控机床的坐标系采用右手定则的笛卡儿坐标系，XYZ为移动坐标轴，相互垂直，大拇指指向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向；确定坐标轴时，一般先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴；规定平等于机床主轴轴线的刀具运动作为Z轴，X轴为水平方向且垂直于Z轴，并平行于工件的装夹平面。Y轴垂直于X、Z坐标轴，当X、Z轴确定后可根据右手直角笛卡儿坐标系来确定。 两种机床坐标系画法如下： (1) 卧式车床的机床坐标系：因为其不需要做垂直方向运动，所以不需要规定Y轴。 (2) 立式铣床的机床坐标系：属于刀具旋转的机床，若Z轴是垂直的，则面对刀具（主轴）向立柱方向看，X轴的正方向指向右边。 3-3机床坐标系与工件坐标系的含义是什么？请阐述它们之间的关系。 答：含义：机床坐标系是数控机床安装调试时便设定好的固定坐标系，并设有固定的坐标原点，是数控机床进行加工运动的基准点。工件坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系，其各轴应与所使用的数控机床相应的坐标轴平行，正方向一致。 两者关系：工件安装到机床上后，可通过对刀来测量工件原点与机床原点之间的距离，得到工件原点偏置值，并输入数控系统，加工时偏置值会自动加到工件坐标系上。 3-4什么是程序段？数控系统现常用的程序段格式是什么？ 答：程序段含义：由程序段号和若干个指令字组成，以“；”结束；每个指令字又由字母、符号（或缺）和数字组成，是整个程序的核心。 程序段格式：常用的格式是字-地址可变，每个指令字前有地址（G、X、F、M...），各字的排列顺序没有严格要求，指令字的位数可多可少（但不得大于规定的最大允许位数），不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写。 3-5准备功能G指令的模态和非模态有什么区别？ 答：模态指令又称续效指令，在某一段程序应用后可以一起保持有效状态，直到撤销这些指令；非模态指令是单段有效指令，仅在编入的程序段中有效。 3-6试举例说明绝对值编程和增量值编程的区别。 答：例如刀具需从A点移动到B点，A点坐标为X10，Y25，B点坐标为X20，Y30。 绝对坐标表示：X20，Y30 增量坐标表示：X10，Y5 3-7简述数控车床的刀具补偿原理，说明其补偿值的设定及实现方法。 答：原理：刀具补偿可分为刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿。 (1) 刀具位置补偿：是刀具几何位置偏移及磨损补偿，又称刀具长度补偿，用来补偿不同刀具之间的刀尖位置偏移。由于刀具几何尺寸差异及安装误差，以某一刀具设定的工件系无法适用于所有刀具，所以要对每把刀具的轴向和径向偏移量进行修正，将刀具磨损或重新安装时可将刀尖位置移至对刀点。 (2) 刀尖圆弧半径补偿：车刀刀尖也并非尖点，而是半径较小的圆弧，这时使用刀尖圆弧半径补偿功能，手工输入刀尖圆弧半径及刀尖方位号，无需修改已经编写好的程序。 补偿值的设定：对于刀具位置补偿有X向和Z向，刀尖圆弧半径补偿有刀尖圆弧半径补偿量R和刀尖方位号T。 实现方法：由程序中指定的T代码和刀尖圆弧半径补偿代码共同实现的。T代码由字母T和其后的4位数字组成，前两位数字为刀具号，后两位数字为刀具补偿号，都有X、Z、R、T参数。 3-8简述数控铣床的刀具补偿的目的及原理，图示说明刀具半径补偿的过程。 答：数控铣床的刀具补偿分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。 刀具长度补偿： (1) 目的：使刀具在Z向上的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量。 (2) 原理：当刀具在长度方向的尺寸发生变化时，如刀具磨损或更换刀具等原因引起的刀具长度尺寸变化时，在不调整程序的情况下，通过改变偏置量，加工出所要求的零件尺寸。 刀具半径补偿： (1) 目的：加工平面内零件轮廓时，利用刀具半径补偿可确保合适的零件轮廓。 (2) 原理：加工路线与零件轮廓曲线有一个刀具半径值大小的偏移量，编程时加入刀具半径的补偿指令，可根据工件轮廓和刀具半径自动计算出刀具中心轨迹。 如下图所示，刀具半径补偿的过程如下： (1) 读入OA，判断是刀补建立。 (2) 读入AB，根据矢量夹角小于90°过渡方式为插入型。则计算a，b，c的坐标值，输出线段Oa、ab、bc，作为刀心轨迹，进行插补。 (3) 读入BC，根据矢量夹角小于90°过渡方式为插入型。则计算d、e的坐标值，输出线段cd、d