数控加工技术基础复习习题.docx

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数控加工技术基础复习习题

第一部分加工基础知识选择题

一、1.加工（B）零件，宜采用数控加工设备。

A．大批量B多品种中小批量C单件

2.通常数控系统除了直线插补外，还有（B）。

A．正弦插补B圆弧插补C抛物线插补

3.数控机床的核心是（B）。

A．伺服系统B.数控系统C.反馈系统D.传动系统

4．切削热主要是通过切屑和（C）进行传导的。

A．工件        B 刀具          C周围介质

5.切削的三要素有进给量、切削深度和（）。

A.切削厚度       B.切削速度    C.进给速度

6.工件定位时，被消除的自由度少于六个，且不能满足加工要求的定位称为（A）。

A、欠定位       B、过定位             C、完全定位

7.各几何元素间的联结点称为（A）。

A.基点           B.节点        C.交点

8.数控机床的标准坐标系是以（A）来确定的。

A.右手直角笛卡尔坐标系     B.绝对坐标系        C.相对坐标系

9.在试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后（    ）。

A.要重新测量刀长并修改刀补 B.不需要重新测量刀长和修改刀补  C.重新设定刀号

10.开环控制系统用于（A　）数控机床上。

A.经济型B.中、高档C.精密

11.表面粗糙度的单位是（D）

A、mB、cmC、mmD、μm

12.重复限制自由度的定位现象称之为（）。

A.完全定位       B.过定位      C.不完全定位

13.切削过程中，工件与刀具的相对运动按其所起的作用可分为（A）。

A.主运动和进给运动    B.主运动和辅助运动     C.辅助运动和D.进给运动 

14、开环控制的数控机床，通常使用（B）为伺服执行机构。

A．交流同步电动机B．功率步进电动机C．交流笼型感应电动机

15．数控加工编程前要对零件的几何特征等轮廓要素进行分析，下列轮廓要素中不在分析中的是（C）。

A．平面    B.直线     C.轴线    D.曲线

16.主切削刃在基面上的投影与进给运动方向之间的夹角，称为（C）。

A．前角    B.后角    C.主偏角

17.刀具磨钝标准通常按照（B）的磨损值制定标准。

A．前面    B.后面     C.前角   D.后角 

18.钻小孔或长径比较大的孔时，应取（C）的转速钻削

A．较低    B.中等     C.较高

19.数控机床的种类很多，如果按加工轨迹分则可分为（B）。

A．二轴控制、三轴控制和连续控制B.点位控制、直线控制和连续控制

C.二轴控制、三轴控制和多轴

20.在ISO标准中，各坐标轴的正方向是指（B）。

A、刀具运动的方向B、刀具相对与工件距离增大的运动方向

C、工件相对于刀具距离增大的运动方向

21.数控机床的检测反馈装置的作用是：

将其准确测得的（）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。

A．直线位移 B.角位移或直线位移  C.角位移 D.直线位移和角位移

22.在确定一个NC机床的坐标系时，X、Y、Z坐标的确定顺序为（C）。

A、X、Y、ZB、Y、Z、XC、Z、X、Y

23.相对坐标是指程序段的终点坐标是相对于（A）计量的。

A、本段起点B、工件原点C、机床原点

24.快速定位指令G00的移动速度由（A）。

A、F指令指定B、由系统的最高速度确定C、用户指定

25.脉冲当量是数控机床数控轴的位移量最小设定单位，脉冲当量的取值越小，插补精度（A）。

（A）越高；（B）越低；（C）与其无关；（D）不受影响。

26.一个完整的加工程序应包括（A）。

A.程序号、程序段、程序段结束符；

B.准备机能、辅助机能、进给机能、主轴机能；

C.段号、程序段结束符、程序段主体；

27．检验程序正确性的方法不包括（A）方法。

A、空运行   B、图形动态模拟  C、自动校正  D、试切削

28．选择加工表面的设计基准为定位基准的原则称为（A）原则。

A、基准重合      B、基准统一    C、自为基准   D、互为基准

29.数控机床是在（B）诞生的。

A．日本B.美国C.英国

30.数控机床利用插补功能加工的零件的表面粗糙度要比普通机床加工同样零件表面粗糙度（）。

A．差B.相同C.好

31.“NC”的含义是（）。

A．数字控制B.计算机数字控制C.网络控制

32.数控机床的环境温度应低于（ ）。

A、45°C   B、35°C   C、55°C   D、65°C

数控机床的正常使用条件为：

数控机床所处位置的电源电压波动小，环境温度低于30摄氏度，相对湿度小于80%

33.“CNC”的含义是（）。

A．数字控制B.计算机数字控制C.网络控制

34.数控机床的种类很多，如果按加工轨迹分则可分为（）。

A．二轴控制、三轴控制和连续控制B.点位控制、直线控制和连续控制

C.二轴控制、三轴控制和多轴

35.数控机床的环境相对湿度不超过（   ）。

A、80％   B、50％   C、70％   D、60％

36.在编程中，为使程序简洁，减少出错几率，提高编程工作的效率，总是希望以（   ）的程序段数实现对零件的加工。

A、最少   B、较少   C、较多   D、最多

37.数控机床的运动配置有不同的形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标方向，编写程序时，采用（）的原则编写程序。

（A）刀具固定不动，工件相对移动

（B）铣削加工刀具只做转动，工件移动车削加工时刀具移动，工件转动

（C）分析机床运动关系后再根据实际情况

（D）工件固定不动，刀具相对移动

38.数控系统常用的两种插补功能是（）。

（A）直线插补和圆弧插补（B）直线插补和抛物线插补

（C）圆弧插补和抛物线插补（D）螺旋线插补和抛物线插补

39.相对编程是指（）。

（A）相对于加工起点位置进行编程（B）相对于下一点的位置编程

（C）相对于当前位置进行编程（D）以方向正负进行编程

40.工件定位时用以确定被加工表面位置的基准称为（）基准。

（A）设计（B）定位（C）测量（D）装配

二、判断题

1.（F）当数控加工程序编制完成后即可进行正式加工。

2.（F）不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。

3.（T）在开环和半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给丝杠的精度。

4.（T）通常在命名或编程时，不论何种机床，都一律假定工件静止刀具移动。

5.（F）数控机床的机床坐标原点和机床参考点是重合的。

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6.（F）机床参考点在机床上是一个浮动的点。

7.（T）为了保证工件达到图样所规定的精度和技术要求，夹具上的定位基准应与工件上设计基准、测量基准尽可能重合。

8.（F）在批量生产的情况下，用直接找正装夹工件比较合适。

9.（T）刀具切削部位材料的硬度必须大于工件材料的硬度。

10（F）炎热的夏季车间温度高达35°C以上，因此要将数控柜的门打开，以增加通风散热。

11.（T）为了防止工件变形，夹紧部位要与支承对应，不能在工件悬空处夹紧。

12.（T）数控设备的核心单元部分是数控装置。

13.（F）恒线速控制的原理是当工件的直径越大，进给速度越慢。

14.（F）在确定数控机床坐标系的直线轴时，应按照X、Y、Z的顺序依次确定。

15.（F）数控加工程序的顺序段号必须顺序排列。

16.（T）在开环和半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给丝杠的精度。

17.（F）点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。

18.（T）常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。

19.（T）通常在命名或编程时，不论何种机床，都一律假定工件静止刀具移动。

20.（T）保证数控机床各运动部件间的良好润滑就能提高机床寿命。

21.（T）数控机床加工过程中可以根据需要改变主轴速度和进给速度。

22.（F）切削速度增大时，切削温度升高，刀具耐用度大。

23.（F）数控机床操作使用最关键的问题是编程序，编程技术掌握好就可成为一个高级数控机床操作工。

24.（T）机床参考点是数控机床上固有的机械原点，该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。

25.（F）在数控机床上加工零件的形状误差是取决于程序的正确性。

26.（F）炎热的夏季车间温度高达35°C以上，因此要将数控柜的门打开，以增加通风散热。

说明：

应尽量少开数控柜门和强电柜的门

因为，在机械加工车间的空气中往往含有油雾、尘埃，它们一旦落入数控系统的印刷线路板或者电气元件上，则易引起元器件的绝缘电阻下降，甚至导致线路板或者电气元件的损坏。

所以，在工作中应尽量少开数控柜门和强电柜的门。

定时清理数控装置的散热通风系统，以防止数控装置过热

散热通风系统是防止数控装置过热的重要装置。

为此，应每天检查数控柜上各个冷却风扇运转是否正常，每半年或者一季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，如果有则应及时清理。

27.（T）当数控机床失去对机床参考点的记忆时，必须进行返回参考点的操作。

28.（T）数控机床在手动和自动运行中，一旦发现异常情况，应立即使用紧急停止按钮。

29.（F）数控机床中CCW代表顺时针方向旋转，CW代表逆时针方向旋转。

30.（F）数控机床中MDI是机床诊断智能化的英文缩写

31.（F）编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。

32.（F）数控机床的机床坐标原点和机床参考点是重合的。

33.（T）切削用量中，影响切削温度最大的因素是切削速度。

影响切削温度的主要因素

1.切削用量对切削温度的影响

（1）切削速度v的影响:

 随着切削速度的提高，切削温度将显著上升

（2）进给量f的影响:

 随着进给量的增大,切削热增多，使切削温度上升

（3）背吃刀量ap的影响:

背吃刀量ap对切削温度的影响很小切削温度对刀具磨损和耐用度影响很大。

由以上规律（切削用量中，v对θ影响最大，f次之，ap最小）可知，为有效控制切削温度以提高刀具耐用度，选用大的背吃刀量或进给量，比选用大的切削速度有利。

34.（T）积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。

说明：

积屑瘤——指在加工中碳钢时，在刀尖处出现的小块且硬度较高的金属粘附物。

优点：

积屑瘤的硬度比原材料的硬度要高，可代替刀刃进行切削，提高了刀刃的耐磨性；同时积屑瘤的存在使得刀具的实际前角变大，刀具变得较锋利。

　　缺点：

积屑瘤的存在，在实际上是一个形成、脱落、再形成、再脱落的过程，

（1）部分脱落的积屑瘤会粘附在工件表面上，

（2）而刀具刀尖的实际位置也会随着积屑瘤的变化而改变，（3）同时，由于积屑瘤很难形成较锋利的刀刃，在加工中会产生一定的振动。

所以这样加工后所得到的工件表面质量和尺寸精度都会受到影响。

　　鉴于积屑瘤的优缺点，我们在粗加工时应设法形成积屑瘤，而在精加工时则要避免积屑瘤的产生。

35.（F）硬质合金是一种耐磨性好。

耐热性高，抗弯强度和冲击韧性都较高的一种刀具材料。

说明：

高速钢是综合性能较好、应用范围最广泛的一种刀具材料。

其抗弯强度较高，韧性较好，常温硬度在63～66HRC，刃磨时切削刃易锋利，故生产中常称为“锋钢”

  高速钢、高速钢是在合金工具钢中加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其合金元素与碳化合形成高硬度的碳化物，使高速钢具有很好的耐磨性。

钨和碳的原子结合力很强，增加了钢的高温硬度。

钼的作用与钨基本相同，并能细化碳化物的晶粒，减少钢中碳化物的不均匀性，提高钢的韧性。

硬质合金是用粉末冶金的方法制成的一种刀具材料。

它是由硬度和熔点很高的金属碳化物（WC、TiC等）微粉和金属粘接剂（Co、Ni、Mo等），经高压成形，并在1500℃左右的高温下烧结而成。

  硬质合金的硬度高达89～94HRA，耐磨性很好，耐热性为800～1000℃，切削速度可达100m/min以上，能切削淬火钢等硬材料。

但其抗弯强度低、韧性差、怕冲击和振动，制造工艺性差。

其红硬温度可达600～660℃左右，切削中碳钢时切削速度可达30m/min。

它具有较好的工艺性能，可以制造刃形复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、丝锥、拉刀和齿轮刀具等。

加工材料范围也很广泛,如碳钢、合金钢、有色金属和铸铁等多种材料等。

36.（F）定位误差包括工艺误差和设计误差。

37.（F） 由于数控机床具有良好的抗干扰能力。

电网电压波动不会对其产生影响。

说明：

CNC系统对工作电网电压有严格的要求。

例如FANUC公司生产的CNC系统，允许电网电压在额定值的85％～110％的范围内波动，否则会造成CNC系统不能正常工作，甚至会引起CNC系统内部电子元件的损坏。

为此要经常检测电网电压，并控制在定额值的–15％～+10％内。

38.（T）数控系统出现故障后，如果了解了故障的全过程并确认通电对系统无危险时，就可通电进行观察、检查故障。

39.（F）数控机床具有机、电、液集于一体的特点，因此只要掌握机械或电子或液压技术的人员，就可作为机床维护人员。

40.（T）轮廓控制数控机床进给运动是在各个自然坐标轴上移动，在运动过程中进行加工。

41.（F） B功能刀具补偿，可以自动完成轮廓之间的转接。

前面阐述了灵活应用刀具半径补偿功能、合理设置刀具半径补偿值在数控加工中的重要意义，然而在实际使用时必须注意以下几个事项：

使用刀具半径补偿指令时应注意：

1）从无刀具补偿状态进入刀具半径补偿方式时，或在撤消刀具半径偿时，刀具必须移动一段距离，否则刀具会沿运动的法向直接移动一个半径量，很容易出意外，特别在加工全切削型腔时，刀具无法转回空间，会造成刀具崩断。

2）G41、G42、G40必须在G00或G01模式下使用。

G41、G42不能重复使用，且在使用时不允许有两句连续的非移动指令。

3）D00-D99为刀具补偿号，D00意味着取消刀具补偿。

刀具补偿值在加工或运行之前必须设定在补偿存储器中。

总之，刀补值在数控加工中有着非常重要的作用，灵活、合理地运用刀补值并结合刀补原理正确编制程序是保证数控加工有效性、准确性的重要因素。

生产实践表明灵活应用刀具半径补偿功能，合理设置刀具半径补偿值，在数控加工中有着重要的意义。

它给我们的编程和加工带来很大的方便，能大大地提高工作效率。

42.（F）为了防止尘埃进入数控装置内，所以电气柜应做成完全密封的。

43.（T）正确使用数控机床能防止设备非正常磨损、延缓劣化进程，及时发现和消除隐患于未然。

44.（F）数控系统的参数是依靠电池维持的，一旦电池电压出现报警，就必须立即关机，更换电池。

普通机床数控系统在运行一段时间后，某些元器件或机械部件难免出现一些损坏或故障。

对这种高精度、高效益且又昂贵的设备，必须延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种事故，特别是将恶性事故消灭在萌芽状态，才能提高系统的无故障工作时间和使用寿命。

因此，做好预防性维护工作是使用好数控机床的一个重要环节，数控维修人员、操作人员及管理人员应共同做好这项工作。

以下是预防性维护工作的主要内容。

45.（F）数控机床因其加工的自动化程度高，所以除了刀具的进给运动外，对于零件的装夹、刀具的更换、切削的排除均需自动完成。

46.（F）在轮廓加工拐角处应注意进给速度太高时会出现“超程”，进给速度太低时会出现“欠程”。

47.（T）对于具有几个相同几何形状的零件，编程时只要编制某一个几何形状的加工程序即可。

48.（F）点位控制数控机床只允许在各个自然坐标轴上移动，在运动过程中进行加工。

49.（T）为保证凸轮的工作表面有较好的表面质量，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凹轮廓按逆时针方向铣削。

50.（F） 系统出现电池报警应立即切断电源、更换电池。

51.（T）数控技术是综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控和机械制造等学科的内容。

52.（T）数控装置内落入了灰尘或金属粉末，则容易造成元器件间绝缘电阻下降，从而导致出现故障和元件损坏。

53.（F）数控加工首先编制好程序，然后根据程序选择合适的刀具进行加工。

54.（T）数控机床对刀具的要求是高的耐用度、高的交换精度和快的交换速度。

55.（F）数控机床和普通机床一样都是通过刀具切削完成对零件毛坯的加工，因此二者的工艺路线是相同的。

三、简答题

1.生产中选择数控加工机床时，应该考虑哪些因素?

答：

需要考虑毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。

选用的机床要满足1）保证加工零件的技术要求，能够加工出合格产品；2）有利于提高生产率；3）可以降低生产成本（加工费用）

2.数控机床对进给传动系统的要求有哪些？

为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性等，在设计机械传动装置时，提出如下要求。

高的传动精度与定位精度；宽的进给调速范围；响应速度要快；无间隙传动，应尽量消除传动间隙，减小反向死区误差；稳定性好、寿命长；使用维护方便。

数控机床对进给传动系统的要求

为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性等，在设计机械传动装置时，提出如下要求。

1．高的传动精度与定位精度

进给传动装置的传动精度和定位精度对零件的加工精度起着要害性的作用，对采用步进电动机驱动的开环控制系统尤其如此。

无论对点位、直线控制系统，还是轮廓控制系统，传动精度和定位精度都是表征数控机床性能的主要指标。

设计中，通过在进给传动链中加入减速齿轮，以减小脉冲当量，预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动件的间隙等办法，可达到提高传动精度和定位精度的目的。

由此可见，机床本身的精度，尤其是伺服传动链和伺服传动机构的精度，是影响工作精度的主要因素。

2．宽的进给调速范围

伺服进给系统在承担全部工作负载的条件下，应具有很宽的调速范围，以适应各种工件材料、尺寸和刀具等变化的需要，工作进给速度范围可达3~6000mm/min。

为了完成精密定位，伺服系统的低速趋近速度达0.1mm/min；为了缩短辅助时间，提高加工效率，快速移动速度应高达15m/min。

在多坐标联动的数控机床上，合成速度维持常数，是保证表面粗糙度要求的重要条件；为保证较高的轮廓精度，各坐标方向的运动速度也要配合适当；这是对数控系统和伺服进给系统提出的共同要求。

3．响应速度要快

所谓快速响应特性是指进给系统对指令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度，即跟踪指令信号的响应要快；定位速度和轮廓切削进给速度要满意要求；工作台应能在规定的速度范围内敏捷而精确地跟踪指令，进行单步或连续移动，在运行时不出现丢步或多步现象。

进给系统响应速度的大小不仅影响机床的加工效率，而且影响加工精度。

设计中应使机床工作台及其传动机构的刚度、间隙、摩擦以及转动惯量尽可能达到最佳值，以提高进给系统的快速响应特性。

4．无间隙传动

进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误差，它存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工精度；因此，应尽量消除传动间隙，减小反向死区误差。

设计中可采用消除间隙的联轴节及有消除间隙措施的传动副等方法。

5．稳定性好、寿命长

稳定性是伺服进给系统能够正常工作的最基本的条件，特殊是在低速进给情况下不产生爬行，并能适应外加负载的变化而不发生共振。

稳定性与系统的惯性、刚性、阻尼及增益等都有关系，适当选择各项参数，并能达到最佳的工作性能，是伺服系统设计的目标。

所谓进给系统的寿命，主要指其保持数控机床传动精度和定位精度的时间长短，及各传动部件保持其原来制造精度的能力。

设计中各传动部件应选择合适的材料及合理的加工工艺与热处理方法，对于滚珠丝杠和传动齿轮，必须具有一定的耐磨性和相宜的润滑方式，以延长其寿命。

6．使用维护方便

数控机床属高精度自动控制机床，主要用于单件、中小批量、高精度及复杂件的生产加工，机床的开机率相应就高，因此，进给系统的结构设计应便于维护和保养，最大限度地减小维修工作量，以提高机床的利用率。

3、什么是走刀路线？

设计走刀路线需要注意哪些问题？

答：

走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向。

设计走刀路线1）保证零件的加工精度要求。

 2）方便数值计算，减少编程工作量。

3）寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。

4）尽量减少程序段数。

 5）保证工件轮廓表面加工后的粗糙度的要求，最终轮廓应安排最后一走刀连续加工出来。

 6）刀具的进退刀（切入与切出）路线也要认真考虑，以尽量减少在轮廓处停刀（切削力突然变化造成弹性变形）而留下刀痕，也要避免在轮廓面上垂直下刀而划伤工件。

4、什么叫基点？

什么叫节点？

它们在零件轮廓上的数目如何确定？

答：

零件的轮廓是由许多不同的几何要素所组成，如直线、圆弧、二次曲线等，各几何要素之间的连接点称为基点。

可以人工确定基点。

数目数控系统一般只能作直线插补和圆弧插补的切削运动。

如果工件轮廓是非圆曲线，数控系统就无法直接实现插补，而需要通过一定的数学处理。

数学处理的方法是，用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为节点。

节点的计算一般都比较复杂，靠手工计算已很难胜任，必须借助计算机辅助处理。

5.简述确定切削用量三要素的基本原则。

答：

粗加工时，一般以提高生产率为主，在工艺刚度允许的情况下，充分利用机床功率，发挥刀具切削性能选取较大的背吃刀量和进给量，但不宜选取较高的切削速度。

半精加和精加时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和生产成本，一般应选较小的背吃刀量和进给量，以尽可能高的切削速度。

6简述手工编制数控加工程序的基本步骤。

答：

1）分析工件图样，分析工件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种类型的数控机床上加工。

2）确定加工工艺过程，确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）、加工路线（如对刀点、换刀点、进给路线）及切削用量等工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削宽度和切削深度等）。

3）数值计算，根据工件图及确定的加工路线和切削用量，计算出数控机床所需的输入数据。

4）编写零件的加工程序单，根据加工路线，计算出刀具运动轨迹坐标值和已确定的切削用量以及辅助动作，依据数控装置规定使用的指令代码及程序段格式，逐段编写零件加工程序单。

5）程序输入数控系统。

6）校对加工程序。

7）首件试加工，经过首件试切的方法进行实际检查，进一步考察程序单的正确性并检查工件是否达到加工精度。

根据试切情况反过来进行程序单的修改以及采取尺寸补偿措施等，直到加工出满足要求的零件为止。

7.与传统的金属切削加工相比，数控切削加工有哪些优点？

答：

柔性加工程序高，大大缩短产品研制周期；自动化程度高，改善了劳动条件，数控加工过程按程序自动完成，不需要繁重的重复性手工操作机床；数控机床在设计传动结构时采取了减少误差的措施，并由数控进行补偿，数控机床有较高的