数控加工编程与操作复习题.docx

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数控加工编程与操作复习题

数控加工编程与操作复习题

一、填空题：

1．轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上的运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，可以进行曲线或曲面的加工。

2．闭环伺服系统数控机床带有位置检测装置，由直流或交流伺服电动机驱动，直接对工作台的位移量进行测量。

3．数控加工工艺具备特点：

工艺内容具体、工艺设计严密、注重加工的适应性。

4．制定零件车削加工顺序一般应遵循以下原则：

先粗后精，先近后远，先内后外。

5．确定走刀路线的依据是：

最短的空行程路线、最短的切削进给路线、零件轮廓精加工一次走刀完成。

6．刀具材料：

高速钢、硬质合金钢、陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石。

7．数控车床对刀具有哪些性能要求：

强度高、精度高、切削速度和进给速度高、可靠性好、耐用度高、断屑及排屑性能好。

8．刀具材料必须具备一些主要性能：

较高的硬度和耐磨性；较高的耐热性；足够的强度和韧性；较好的导热性；良好的工艺性；较好的经济性。

9．硬质合金常用牌号有：

YG类，YT类，YW类，如YW1和YW2等，可广泛用于加工铸铁、有色金属、各种钢及其合金等。

10．用作刀具的非金属材料主要有：

陶瓷、金刚石及立方氮化硼等。

11．字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。

12．数控车床车削的常用车刀一般可分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀、成型车刀。

13．G01代码用于刀具直线插补运动，使刀具以一定的进给速度，从所在点出发，直线移动到目标点。

14．G90是单一形状固定循环指令，该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。

15．光车时主轴转速公式：

n=1000VC/πD

16．车螺纹时主轴转速公式：

n≤（1200/p）－k，其中k一般为80。

17．T功能，表示选刀或换刀，用地址T和后面的四位数字来指定刀具号和刀具补偿号，其中前两位为刀具号，后两位为既是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。

18．在加工中心上使用的刀库主要有两种，一种是盘式刀库，一种是链式刀库。

二、选择题：

1.采用基孔制，间隙配合时轴的基本偏差应在（　C　）之间选择。

　　Ａ.　ｓ～ｕ　　Ｂ.　ａ～ｇ　　　　Ｃ.　ｈ～ｎ　　Ｄ.　ａ～ｕ

2.数控车床系统中Ｇ９６　Ｓ１５０表示各切削点线速度控制在（　D　）。

　　Ａ.150m／min　　　B.150r/minC.150mm/minD.150mm/r

3.夹具的制造误差通常应是工件在该工序中允许误差的（C）

A.1～3倍B.1/3～1/5C.1/10～1/1000D.等同值

4.下列材料中（A）属于难加工材料。

A.45号钢B.40CrC.Q235D.1Cr13SiAl

5.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（C）。

A.越高B.越低C.与其无关D.不受影响

6.测量与反馈的作用是为了（C）。

A.提高机床的安全性B.提高机床的使用寿命

C.提高机床的定位精度、加工精度D.提高机床的灵活度

7.砂轮的硬度取决于（B）。

A.磨粒的硬度B.结合剂的粘结强度C.磨粒粒度D.磨粒率

8.精基准是用（B）作为定位基准。

A.未加工表面B.复杂表面C.切削量小的D.加工后的表面

9.在现代数控系统中都有子程序功能，并且子程序（B）。

A.只能有一层B.可以有限层C.可以无限层D.不能

10.在下面几种钢的牌号中，属于合金调制钢的是（B）。

A.Q235B.T8C.45D.40Cr

11.H7/k6这种配合属于（B）配合。

A.过度配合B.过盈配合C.间隙配合D.大间隙配合

12.45钢铰孔时常用（B）做切削液。

A．水；B。

乳化液；C。

煤油；D。

机油

13.中碳钢的含碳量为（B）。

A．<％；B。

％～％；C。

％～％；D。

％～％。

14.性能要求较高的零件在粗加工后，精加工之前应安排（D）处理，以提高零件心部的综合机械性能。

A.退火B.回火C.正火D.调质

15.数控车床主轴的定位锥度为（A）。

A.莫氏6#B.莫氏4#C.7：

24D.莫氏30#

16.数控机床由两个基本部分组成：

（C）、数控装置、伺服机体和机床机械部分。

A.数控程序B.数控介质C.辅助装置D可编程控制器

17．工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为（B）。

A.完全定位B.欠定位C.过定位D.不完全定位

18．（D）是液压系统的执行元件。

A.电动机B.液压泵C.液压缸D.液压控制阀

19．下列指令中，属于宏程序模态调用的指令是B。

A．G65B.G66C.G68D.G69

20．关于G40、G41、G42指令的说法错误的是（B）

A．G41/G42不带参数，其补偿号（代表所用刀具对应的刀尖半径补偿值）由T代码指定。

其刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补偿号对应。

B．刀尖半径补偿的建立与取消可以用G00或G01指令，也可以是G02或G03。

C．在调用新刀具前或要更改刀具补偿方向时，中间必须取消刀具补偿。

目的是为了避免产生加工误差。

D．刀尖半径补偿取消在G41或G42程序段后面，加G40程序段。

21．程序段构成的一般形式：

N～G～X～Y～Z～F～M～S～T～；

其中M代表（D）

A.准备功能字B.刀具指令字C.主轴功能字D.辅助功能字

22．数控机床到目前为止一共经历了五代，其中正确的是（C）

A.第一代：

晶体管数控B.第二代：

小型计算机数控

C.第三代：

小规模集成电路数控D.第四代：

微型计算机数控

23．下面说法正确的是（C）

A．逆铣铣刀旋转方向与工件进给方向相反。

铣削时每齿切削厚度从最大逐渐减小到零。

B．顺铣铣刀旋转方向与工件进给方向相同。

铣削时每齿切削厚度从零逐渐到最大而后切出。

C．逆铣铣刀旋转方向与工件进给方向相反。

铣削时每齿切削厚度从零逐渐到最大而后切出。

D．顺铣铣刀旋转方向与工件进给方向相反。

铣削时每齿切削厚度从最大逐渐减小到零。

24．下面不属于按数控铣床主轴位置的不同分类的是（D）

A．立式数控铣床B．卧式数控铣床C．立、卧两用数控铣床D．轮廓控制数控铣床

25．下面说法错误的是（B）

A．3坐标联动数控铣床机床能进行X、Y、Z三个坐标轴联动加工。

B．坐标联动数控铣床机床只能进行X、Y、Z三个坐标中的任意2个坐标轴和另一个坐标轴的摆动联动加工。

C．4坐标联动数控铣床机床主轴可以绕X、Y、Z三个坐标轴和其中一个轴作数控摆角运动。

D．5坐标联动数控铣床机床主轴可以绕X、Y、Z三个坐标轴和其中两个轴作数控摆角运动。

26．不属于孔加工用刀具的是（A）

A.立铣刀B.扩孔刀具C.螺纹刀具D.镗刀

27．G71U（△d）R（e）；

G71P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）；

以上是外圆粗车复合循环指令G71程序格式，其中（C）表示X轴方向精加工余量。

A．nsB．nfC．△uD．△w

28．对于刀具长度补偿指令程序段G01G43/G44Z～H～；说法正确的是（A）

A．G43为正补偿，即将Z坐标尺寸字与H代码中长度补偿的量相加，按其结果进行Z轴运动。

B．G44为负补偿，即将H坐标尺寸字与Z代码中长度补偿的量相减，按其结果进行Z轴运动。

C．G43为负补偿，即将Z坐标尺寸字与H代码中长度补偿的量相减，按其结果进行Z轴运动。

D．G44为正补偿，即将Z坐标尺寸字与H代码中长度补偿的量相加，按其结果进行Z轴运动。

三、判断：

1.塑料滑动导轨比滚动导轨的摩擦系数低。

（X）

2.加工塑性金属材料时，当切削速度Vc从50m/min增至500m/min时，切削力减少约10%，高速切削技术就是基于该原理创造的。

（X）

3.数控铣床的主轴上没有安装脉冲编码器，也可以攻螺纹。

（X）

4.光栅尺是属于绝对式检测装置。

（√）

5.工艺基准包括：

装配基准、测量基准、工序基准、定位基准。

（√）

6．一般低碳钢和中碳结构钢多采用正火作为预备热处理，其目的是均匀细化钢的组织，提高低碳钢的硬度，改善切削加工性能。

（X）

7．当工艺系统的刚性差，如车削细长的轴类零件时，为避免振动，宜增大主偏角。

（X）

8．一般情况下，在使用砂轮等旋转类设备时，操作者必须带手套。

（X）

9．外圆车刀装的低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。

（X）

10．加工偏心零件时，应保证偏心的中心与机床主轴的回转中心重合。

（√）

11．当刀具磨损、重新刃磨或更换新刀具后，刀尖圆弧半径发生变化，这时不仅要在刀具偏置输入界面中改变刀具参数的R值，而且需要修改已编好的加工程序。

（X）

12．背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，端铣时，ap为切削层深度；而圆周铣削时，ap为被加工表面的宽度。

（√）

13.侧吃刀量ae为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，端铣时，ae为被加工表面宽度；而圆周铣削时，ae为切削层深度。

（√）

14．圆弧插补顺、逆的判断：

沿圆弧所在平面（如XY平面）的另一坐标轴的负方向（-Z）看去，顺时针方向为G03指令，逆时针方向为G02指令。

（X）

15．利用精加工循环指令G70进行精加工时，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令无效，只有在ns～nf程序段中的F、S、T才有效。

（X）

16.子程序的调用格式为：

M98PΔΔΔΔL××××；

其中ΔΔΔΔ表示重复调用次数，是0—999之间的整数。

××××表示被调用的子程序号，1不可省略。

（X）

四、名词解释：

数字控制机床（NumericalControlMachineTool，简称NC机床）是应用一种用数字化信号对控制对象（如机床的运动及其加工过程）进行自动控制的技术对加工过程进行控制的机床。

或者说是装备了数控系统的机床，简称数控机床。

计算机数字控制机床（ComputerNumericalControlMachineTool，简称CNC机床）也称现代数控机床，综合应用了计算机、自动控制、电气传动、精密测量、精密机械制造等技术的最新成果而发展起来的，它采用微处理器作为机床的数控装置，通过编制各种系统软件来实现不同的控制功能和加工功能。

数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。

加工坐标系：

也称为工件坐标系，是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。

加工原点：

是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。

数学处理：

根据被加工零件图样，按照已经确定的加工工艺路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入的数据。

对刀点是用来确定刀具与工件的相对位置关系的点，是确定加工坐标系与机床坐标系的关系的点。

加工中心是配有自动换刀装置和刀库并能在加工过程实现自动换刀的高效率自动化数控机床。

五、简答：

1．数控车床与普通车床相比，具有哪些加工特点

答：

数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的加工，能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等工序的切削加工，并可进行切槽、钻、扩、铰孔和各种回转曲面的加工。

数控车床加工效率高，精度稳定性好，操作劳动强度低，特别适用于复杂形状的零件或中、小批量零件的加工。

数控车床与普通车床相比，具有三个方面的特色。

（1）高难度加工。

如“口小肚大”的内成型面零件，在普通车床上不仅难以加工，并且还难以检测。

采用数控车床加工时，其车刀刀尖运动的轨迹由加工程序控制，“高难度”由车床的数控功能可以方便地解决.

（2）高精度零件加工。

复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及激光打印机内的多面反射体等超精零件，其尺寸精度可达0.01mm，表面粗糙度值可达Ra0.02mm，这些高精度零件均可在高精度的特殊数控车床上加工完成。

（3）高效率完成加工。

为了进一步提高车削加工的效率，通过增加车床的控制坐标轴，就能在一台数控车床上同时加工出两个多工序的相同或不同的零件，也便于实现一批复杂零件车削全过程的自动化。

2．试简述数控车床工作时的控制原理。

答：

数控车床是一种高度自动化的机床，是用数字化的信息来实现自动化控制的，将与加工零件有关的信息——工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数（进给执行部件的进给尺寸）、切削加工的工艺参数（主运动和进给运动的速度、切削深度等），以及各种辅助操作（主运动变速、刀具更换、冷却润滑液关停、工件夹紧松开等）等加工信息——用规定的文字、数字和符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控制介质输入到数控装置中，由数控装置经过分析处理后，发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自动加工。

数控车床的数字控制的原理与过程通过下述的数控车床组成可得到更明确的说明。

3．数控车床一般由哪几部分组成各有何作用

答：

数控车床是由数控程序及存储介质、输入/输出设备、计算机数控装置、伺服系统、机床本体组成。

数控程序是数控车床自动加工零件的工作指令，程序必须存储在某种存储介质中，如纸带、磁带或磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。

输入/输出装置：

是机床与外部设备的接口，目前输入装置主要有纸带阅读机、软盘驱动器、RS232C串行通信口、MDI方式等，存储介质上记载的加工信息需要通过输入装置输送给机床数控系统，机床内存中的零件加工程序可以通过输出装置传送到存储介质上。

CNC装置：

是数控加工中的专用计算机，是数控机床的“大脑”，CNC装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下运行。

数控车床的进给传动系统常用伺服进给系统来工作，数控车床伺服系统是以车床移动部件的位置和速度为控制量的自动控制系统，又称随动系统、拖动系统或伺服系统。

车床本体是加工运动的实际机械部件，主要包括：

主运动部件、进给运动部件（如工作台、刀架）和支承部件（如床身、立柱等），还有冷却、润滑、转位部件，如夹紧、换刀机械手等辅助装置。

4．开环伺服系统与闭环数控系统及半闭环按数控系统的区别

开环控制数控机床的控制系统不带反馈装置，通常使用步进电机作为伺服执行机构。

开环系统仅适用与加工精度要求不是很高的中小型数控机床。

闭环控制数控机床带有位置检测装置，由直流或交流伺服电动机驱动。

直接对工作台的位移量进行测量。

该系统可以消除包括工作台传动链在内的运动误差，定位精度高，调节速度快。

但调试工作比较困难，制造成本高。

适用于精度要求很高的数控机床。

半闭环控制数控机床是在进给电动机的轴端安装角位移测量元件，通过测量电动机轴的旋转角位移并经过一定的换算来代替测量工作台的直线位移。

这类系统未将丝杆螺母副、齿轮传动副等传动误差包含在控制系统中，其精度介于开环和闭环之间，但调试却比较方便，得到广泛的应用。

5．切削用量的选择原则：

1.粗加工时，一般以提高生产效率为主，因此，为了充分利用机床功率，发挥刀具切削性能选取较大的背吃刀量和进给量，但不宜选较高的切削速度。

2.精加工、半精加工时，一般应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率及经济性和加工成本，因此，应尽可能选取较小的背吃刀量和进给量，以及较高的切削速度。

6．采用设置各刀具相对于机床原点偏置值的对刀方法

（1）用1号基准刀具90°外圆车刀手动沿工件端面切削，Z轴不动，端面切削后把刀具沿+X轴移开到工件外。

步骤如下：

①转到MDI模式（如图3－24），按小键盘上的[PROG]键，转到编辑模式，输入“M03S300；”，按[INSERT]键插入，光标移至程序号处（如图3－25）。

②按“循环启动”按钮，主轴开始正转。

③转到JOG或手轮模式，开始试切工件端面，Z方向不移动，端面切削后把刀具沿+X轴移开到工件外。

④接着按键盘的[OFFSETSETTING]键，选择“形状”，光标移到刀具号01行。

⑤输入Z0，按“测量”，设置1号刀具刀尖位于加工坐标系原点在Z方向相对于机床原点偏置值，Z方向对刀完成。

（2）试切外圆，X方向对刀。

步骤如下：

①试切外圆切一小段（长度约10mm左右，够测量外径即可），然后Z方向退刀（X方向一定不要移动）,接着把主轴停下来。

②测量试切外圆直径，如为Φ43.33mm。

③输入，按“测量”，设置1号刀具刀尖位于加工坐标系原点在X方向相对于机床原点偏置值，X方向对刀完成。

7．数控车床对进给伺服系统有哪些要求

为了提高数控车床的性能，对车床进给伺服系统提出了很高的要求。

由于各种数控车床所完成的加工任务不同，所以对进给伺服系统的要求也不尽相同，但大致可概括为以下几个方面：

高精度，快速响应，宽调速范围，低速大转矩，好的稳定性。

8．数控车床的传动系统与普通车床的传动系统有哪些主要的差别

数控车床主轴变速分为有级变速、无级变速及分段无级变速三种形式，其中有级变速仅用于经济型数控车床上，大多数数控车床均采用无级变速或分段无级变速。

主轴传动和进给传动一样，经历了从普通三相异步电动机传动到直流主轴传动，而随着微处理器技术和大功率晶体管技术的应用，现在又进入了交流主轴伺服系统的时代，目前已很少见到在数控车床上使用直流主轴伺服系统。

9．主程序和子程序之间有何区别

答：

程序分为主程序和子程序。

通常CNC是按主程序的指示运动的，如果主程序中遇有调用子程序的指令，则CNC按子程序运动，在子程序中遇到返回主程序的指令时，CNC便返回主程序继续执行。

（1）子程序的作用。

某些被加工的零件中，常常会出现几何形状完全相同的加工轨迹，通常在几个程序中都会使用它，这个典型的加工程序段可以做成子程序。

使用子程序可以减少不必要的重复编程，从而达到简化编程的目的。

子程序可以在纸带或存储器方式下调出使用，即主程序可以调用子程序，一个子程序也可以调用下一级的子程序。

子程序必须在主程序结束指令后建立，其作用相当于一个固定循环。

（2）子程序的格式与主程序相同。

在子程序的开头，在地址O后写上子程序号，但在子程序的结尾需用M99指令（有些系统用RET返回），表示子程序结束、返回主程序。

（3）子程序的调用需放在主程序中，调用子程序的指令是一个程序段。

10．为什么要进行刀具几何补偿与磨损补偿

答：

答：

在编程时，设定刀架上各刀在工作位置时，其刀尖位置是一致的。

在实际加工时，加工一个工件通常要使用多把刀具，但由于刀具的几何形状及安装的不同，其刀尖位置是不一致的，其相对于工件原点的距离也是不同的。

另外，因为每把刀具在加工过程中都有不同程度的磨损，而磨损后刀具的刀尖位置与编程位置存在差值。

因此需要将各刀具的位置值进行比较或设定，称为刀具偏置补偿。

11．车刀刀尖半径补偿的原因是什么

答：

数控车床是按车刀刀尖对刀的，在实际加工中，由于刀具产生磨损及精加工时车刀刀尖磨成半径不大的圆弧，因此车刀的刀尖不可能绝对尖，总有一个小圆弧，所以对刀刀尖的位置是一个假想刀尖。

编程时是按假想刀尖轨迹编程，即工件轮廓与假想刀尖重合，车削时实际起作用的切削刃却是圆弧各切点，这样就引起加工表面形状误差。

12．为什么要用刀具半径补偿刀具半径补偿有哪几种指令是什么

答：

为保持工件轮廓形状，加工时不允许刀具中心轨迹与被加工工件轮廓重合，而应与工件轮廓偏移一个半径值R，这种偏移称为刀尖半径补偿。

采用刀尖半径补偿功能后，编程者仍按工件轮廓编程，数控系统计算刀尖轨迹，并按刀尖轨迹运动，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状的影响。

刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号，加入或取消半径补偿。

G41：

刀具半径左补偿，G42：

刀具半径右补偿，G40：

刀具半径补偿取消。

13．复合循环的作用是什么

答：

用数控车床加工零件，一些典型的加工工序，如车削外圆、端面、圆锥面、镗孔等，所需完成的动作循环次数较多，采用一般的G代码指令程序会烦琐得多，而使用复合循环指令编程，可以大大简化程序编制。

复合循环车削指令G70~G76，只需给出精加工形状的轨迹、指定精车加工的吃刀量，系统就会自动计算出精加工路线和加工次数，自动决定中途进行粗车的刀具轨迹，因此可大大简化编程。

14．数控车削加工阶段是怎样划分的

答：

当零件的加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足其要求，而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量。

为保证加工质量，合理地使用设备、人力。

零件的加工过程通常按工序性质不同，可分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。

六、编程题：

1．试在Φ40零件基础上加工Φ20轮廓。

以右端面中心点为加工坐标系原点，刀具用93°外圆车刀。

（1）对刀，建立加工坐标系。

工件装夹在三爪卡盘上，采用设置刀具相对于机床原点偏置值的对刀方法建立加工坐标系。

（2）编程输入程序

O0010

T0101；（选择加工刀具）

M03S600；

G00；（快速移动刀具到加工起点位置）

G90Z－20.0F；（第一次切削循环）

；（第二次切削循环）

；（第三次切削循环）

；（第四次切削循环）

；（第五次切削循环）

G00；（刀具退刀）

M30；（程序结束）

（3）程序运行加工。

2．试编写如图3－70所示螺纹的加工程序。

螺纹螺距为为1.0mm。

O0010

G00S160M03；

X40Z2.0M08；

；

G32Z?

46.0F1；

G00；

；

；

G32Z?

；

G00；

；

；

G32Z?

；

G00；

；

；

M30；

3．台阶形工件的数控铣加工。

O5008；

G54G90X31．Y-5．；

S600M3；

G00Z32．F50；

G01Z30．F50；

X-31．F800；

Y-20．；

Z20．F50；

X31．F800；

Y-30．；

Z10．F50；

X-31．F800；

Y-40．；

Z0．F50；

X31．F800；

G00Z100．；

M30；

4．如图所示，精车零件外轮廓A→H，加工轮廓刀具路径轨迹为A→B→C→D→切点E→切点F→G→H，数控车床刀架为前置刀架，编制精加工轮廓程序。

各基点X（直径尺寸）、Z坐标为：

A（20，0）、B（20，－20）、C（40，－35）、D（40，-50）、E（50，-50）、F（60，-55）、G（60，-70）、H（80，-70）

编程如下：

O230

G00X200Z200；

T0101；

M03S800；

G00X20Z3;

G01-20F；

X40Z-35；

Z-50；

X50；

G03X60Z-55R5；

G01Z-70；

X80Z0；

G00X200Z200；

M30；

5．试按图加工零件右端图示尺寸部分编程，右端毛坯尺寸为Φ85。

以右端面中心点为加工坐标系原点，粗、精加工刀具用93°外圆车刀。

（1）对刀，建立加工坐标系。

工件装夹在