机床数控技术习题解答doc.docx
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机床数控技术习题解答doc
第一章
1-1数控技术的组成?
答：
数控技术由机床本体、数控系统、外围技术组成。
机床本体包括：
主运动部件、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）、-支承件（立柱、床身等）、-特殊装置（刀具自动交换系统、工件自动交换系统）、辅助装置（如排屑装置等）；数控系统由输入输出装置、CNC装置、伺服驱动、检测装置等；外围技术包括工具技术、编程技术。
1-2.为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？
答：
联动轴数要求的插补计算越多、指令输出也越多、位置控制要求的动作越复杂等。
1-3.数控机床与普通机床相比较，在哪些方面是基本相同的，最根本的不同是什么?
答：
表面形成方法相同；实现自动化控制的原理和方法不同。
普通机床是人工过程，数控机床是自动化过程。
1-4.数控机床由哪几个部分组成?
答：
编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控制装置、伺服驱动系统及位置检测装置、机床的机械部件。
1-5.CNC装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步?
答：
逼近处理、插补运算、指令输出。
1-6.什么是点位控制系统？
答：
仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工。
1-7开环、闭环和半闭环系统，它们在结构形式、精度、成本和影响系统稳定因素方面，各有何特点？
结构形式
精度
成本
开环系统
简单
低
低
半闭环系统
较复杂
较高
较高
闭环系统
复杂
高
高
1-8数控技术的发展趋势？
答：
发展趋势为：
运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化、驱动并联化、交互网络化
第二章
2-1数控机床最适用于哪些类型零件的加工？
答：
复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量。
2-2数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向?
答：
假设工件不动，刀具远离工件的方向为正。
2-3数控程序段的一般格式及各字的含义？
字地址程序段的一般格式为：
N_G_X_Y_Z_…F_S_T_M_；
其中N——程序段号字；
G——准备功能字；
X、Y、Z——坐标功能字；
F——进给功能字；
S——主轴转速功能字；
T——刀具功能字；
M——辅助功能字。
2-4说出工件坐标系设定的常用G指令？
什么是工件零点偏置？
答：
用G54-G59指令设定工件坐标系，操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之间的偏置值，并在数控系统中预先设定，这个值叫做“工件零点偏置”。
2-6数控工序安排时应遵循什么原则？
（1）先进行内形内腔加工，后进行外形加工工序；
（2）有相同的定位、夹紧方式最好一起进行，以减少重复定位；
（3）用同一把刀具加工的工序最好一起进行，节省换刀时间；
（4）同一次装夹中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。
2-7数控夹具与传统夹具的差别？
答：
数控机床的夹具与传统夹具结构的差别在于：
数控夹具不需要导向和对刀功能，夹具结构比较简单。
2-8如何选择铣刀？
答：
大平面：
面铣刀；
加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：
立铣刀
加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等：
模具铣刀
加工封闭的键槽：
键槽铣刀
加工变斜角零件：
鼓形铣刀
特殊形状：
成形铣刀
根据不同的加工材料和加工精度要求，应选择不同参数的铣刀进行加工。
2-9什么是对刀点？
如何选择对刀点？
答：
对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，以提高零件的加工精度，如以孔为定位基准的零件，应以孔中心作为对刀点；
便于对刀、观察和检测；
简化坐标值的计算；
精度高、粗糙度低的表面。
2-10如何选择加工路线？
答：
保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；
简化数值计算，减少程编工作量；
缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高加工效率。
2-11什么是等步长法？
写出等步长计算节点的步骤？
答：
用直线段逼近非圆曲线时，如果每个逼近线段长度相等，则称等步长法。
1）求最小曲率半径Rmin设曲线为y=f（x），则其曲率半径公式为：
2）计算允许步长l
3）计算节点以起点a（xa，ya）为圆心，以l为半径作圆，得到圆方程，与曲线方程y=f（x）联立求解，可得第一个节点的坐标（xb，yb），以此类推。
2-12什么是等误差法？
写出等误差法计算节点的步骤？
答：
用直线段逼近非圆曲线时，如果每个逼近误差相等，则称等误差法。
1）以起点a为圆心，d允为半径作圆，得到圆方程
2）求圆与曲线公切线PT的斜率首先联立求解以下方程组得切点坐标（xT，yT）、（xP，xP）
3）由切点坐标求出斜率:
4）过a点与直线PT平行的直线方程为
5）与曲线方程联立求解得b点坐标
第三章
3-1如图示零件，厚度15mm，编写外轮廓加工程序。
N10G92X-40.0Y180.0Z150.0;
N12G00G90Z-16.0;
N13S500M03
N15G01G41D01X0.Y20.F100M08;
N20X5.;
N25G03X15.Y30.R10.;
N30G02X30.Y15.R-15.0.;
N35G03X20.Y5.R10.;
N40G01Y0.;
……..
N45G00G40X0.Y0.M05;
N50M30;
3-2如图示零件，厚度15mm，编写外轮廓加工程序。
N10G92X0.Y0.Z150.000;
N30X0.Y60.S300M03;
N35G43Z28.H01;
N40G01Z-15.F100;
N45G41D21X0.0Y20.0M08;
N50X25.98Y65.;
N55G02X39.05Y68.975I8.66J-5.;
N60G01X75.591Y51.025;
N65G03X90.Y60.I4.41J8.975;
N70G01X90.Y75.;
N75X130.;
N80G02X140.Y65.I0.J-10.;
N85G01X140.Y0.;
N90X0.;
N95Y20.;
N100G40X0.Y60.D00M09;
N105G00G49Z250.H00M05;
N110G28G91Z0.0;
N115G28X0.Y0.;
N120M30;
3-3如图示零件，槽深5.5mm，编写槽加工程序。
N10G92X0.Y0.Z150.;
N30S300M03;
N35G43Z10.0H1;
N40G01X18.75Y-32.476F500;
N45Z-5.65F80M08;
N50G03X32.827Y-19.83I-18.74J32.476;
N55G03X32.035Y-7.486I-10.185J6.344;
N60G01X20.785Y12.;
N65G03X-20.785Y12.I-20.785J-12.;
N70G01X-30.035Y-7.486;
N75G03X-31.827Y-19.83I10.393J-6.;
N80X18.75Y-32.476I31.827J19.83;
N85G00G49Z25H0M05;
N90G28G91Z0;
N95G28X0Y0;
N100M30;
3-4如图示零件，厚度15mm，编写孔加工程序。
N1G92X0Y0Z100.0；坐标系设定
N2G00X-50.Y51.963S800M03;主轴顺转
N3Z20.M08;冷却液开
N4G91G81G99X20.Z-22.R2.L4F40;钻孔循环
N5X10.Y-17.321;
N6X-20.L4;
N7X-10.0Y-17.321;
N8X20.0L5;
N9X10.0Y-17.321;
N10X-20.0L6;
N11X10.0Y-17.321;
N12X20.0L5;
N13X-10.0Y-17.321;
N14X-20.0L4;
N15X10.0Y-17.321;
N16X20.0L3;
N17G80M09;取消固定循环
N18G00G90Z100;
N19X0Y0M05;主轴停转
N20M30;结束
3-5如图所示零件，要求首先进行钻孔，然后攻螺纹。
试编制加工程序
说明：
刀位点为（0,0,250）,初始平面设在Z=150mm的位置，参考平面设在被加工孔上表面Z=3mm处。
选用钻头（Φ8.5mm）为T01号刀具，丝锥（M10）为T02号刀具。
刀具伸出孔外距离为4mm。
孔加工顺序为ABCD。
加工程序如下：
O0002；程序号；
N10G92X0Y0Z250.0；设定工件坐标系；
N15T01M06；在换刀点换刀（Φ8.5mm的钻头）
N20G90G00Z150.0S600M03；进给到初始平面、主轴正转；
N25G99G81X15.0Y10.0Z-19.0R3.0F50；钻A孔，快速返回到初始平面；
N30G98Y35.0；钻B孔，快速返回到初始平面；
N35G99X50.0；钻C孔，快速返回到初始平面；
N40G98Y10.0；钻D孔，快速返回到初始平面；
N45G00X0Y0T02M06；快速返回到换刀点换刀（M10丝锥）；
N50Z150.0S150M03；进给到初始平面、主轴正转；
N55G99G84X15.0Y10.0Z-19.0R3.0F150；攻螺纹A孔，加工后返回参考平面；
N60G98Y35.0；攻螺纹B孔，加工后返回到参考平面；
N65G99X50.0；攻螺纹C孔，加工后返回到参考平面；
N70G98Y10.0；攻螺纹D孔，加工后返回到参考平面；
N45G80G00X0Y0；取消固定循环，快速返回到换刀点；
N50M30；程序结束。
3-6如图所示零件，进行打中心孔、钻孔倒角、攻螺纹等加工，试编制加工程序。
加工程序如下：
O0003；主程序；
N10G54G90X0Y0Z250.0；选择工件坐标系，快进到换刀点；
N15T01M06；换上01号刀具—中心钻；
N20S1500M03M08；启动主轴，开冷却液；
N25M98P0100；调用O0100号子程序，在四个孔中心孔位置打中心孔；
N30T02M06；换02号刀具—Φ8.5的钻头；
N35S1000M03M08；启动主轴,开冷却液；
N40M98P0200；调用O0200号子程序，钻四个孔；
N45T03M06；换03号刀具—倒角；
N50S1500M03M08；启动主轴，开冷却液；
N55M98P0300；调用O0300号子程序，给每个孔倒角；
N60T04M06；换04号刀具—M10丝锥；
N65S200M03M08；启动主轴，冷却液；
N70M98P0400；调用O0400号子程序，对四个孔攻螺纹；
N75G28；返回参考点主程序结束；
N80M30；主程序结束；
O0100；钻中心孔子程序；
N85G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.5F10.0；G81钻孔循环（钻中心孔），钻第1个孔的中心孔；
N90M98P0500；调用孔位置子程序（二级调用），钻2、3、4孔的中心孔；
N95M99；子程序结束；
O0200；钻孔子程序；
N100G99G81X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0；G81钻孔循环，钻第1个孔；
N105M98P0500；调用孔位置子程序，钻2、3、4孔；
N110M99；子程序结束；
O0300；倒角子程序；
N115G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.0F20.0；用G81钻孔循环进行倒角，第1个孔倒角；
N120M98P0500；调用孔位置子程序，对2、3、4倒角；
N125M99；子程序结束；
O0400；攻螺纹子程序；
N130G99G84X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0；G84攻螺纹循环，攻螺纹第1个孔；
N135M98P0500；调用孔位置子程序，对2、3、4孔攻螺纹；
N140M99；子程序结束；
O0500；钻孔位置子程序；
N150X0Y40.0；第2个孔的位置；
N155X40.0Y0；第3个孔的位置；
N160X0.0Y-40.0；第4个孔的位置；
N165M99；程序结束；
3-7编制轴类零件的车削加工程序。
加工内容包括粗精车端面、倒角、外圆、锥度、圆角、退刀槽和螺纹加工等。
其左端25mm为夹紧用，可先在普通车床上完成车削。
该零件采用棒料毛坯，由于加工余量大，在外圆精车前采用粗车循环指令去除大部分毛坯余量，留有单边0.2mm余量.选用第一参考点为换刀点使用刀具为：
外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀和螺纹车刀。
数控车削程序如下：
O0006；
N10G92X200.0Z350.0；设置工件坐标系；
N15G28U0W0；返回参考点；
N20S1000T0101M03M08；主轴正转，调用01号粗车刀；
N25G00X87.0Z290.1；快速走到粗车右端面起点（87.0，290.1）；
N30G95G01X-1.6W0F0.3；粗车右端面，车削进给速度0.3mm/r；
N35G00X105.0Z300.0；快速走到外圆粗车循环起点；
N40G71U1.0R1.0；粗车循环，每次车削深度1.0mm，每次退刀1.0mm；
N45G71P50Q100U0.4W0.2F0.3S800；留粗车余量X向0.4mm，Z向0.2mm；
N50G00X87.0F0.15；快速走到车削起点，精车进给0.15mm/r；
N55G42G01X48.0Z290.0；刀具右偏；
N60W-60.0；精车Φ48的外圆；
N65X50.0；精车台阶端面；
N70X60Z160.0；精车锥面；
N75X65.0；精车台阶端面；
N80W-80.0；精车Φ65的外圆；
N85G02X75.0W-5.0R5.0；精车R5内圆；
N90X85.0；精车端面；
N95Z25；精车Φ85的外圆；
N100G40.0；取消刀补；
N105G28U0W0；返回参考点；
N110G50S1500；限制主轴最高转速为1500r/min，G50指令可做钳位用；
N115G96S20T0202；指定恒定切削速度，调用02号精车刀，02号刀补；
N120G70P50Q100；粗车后精车；
N125G00X87.0Z290.0；回退到精车端面快速运动起始点；
N130X50.0；快速走到精车端面的工进点；
N135G01X-2.0；精车右端面；
N140G28U0W0；返回到参考点；
N145T0303；调用03号切槽刀，03号刀补；
N150G00X51.0Z230.0；刀具快速运动到切槽起点；
N160G01X45.0F0.15；切槽；
N165G00X60.0；切槽刀退出；
N170G28U0W0；返回参考点；
N175G97S1500T0404；取消恒定切削速度，指定主轴转速，调用04号螺纹车刀；
N180G01X50.0Z293.0；快速运动到螺纹车削起始点；
N185G76P31260Q0.1R0.1；复合螺纹加工循环；
N190G76X45.8W-63.5P1.73Q0.85F2.0；复合螺纹加工循环；
N195G28U0W0M05M09；主轴停，关闭冷却液；
N200M30；程序结束。
3-8如图所示工件，进行周边精铣加工，且加工程序启动时刀具在参考点位置，参考点位置如图所示，选择Φ30的立铣刀，并以零件的中心孔作为定位孔，加工时的走刀路线如图。
加工程序如下：
O0012；
N0010G92X450.0Y250.0Z300.0；
N0020G00G90X175.0Y120.0；
N0030Z-5.0M3；
N0040G01G42H10X150.0F80；
N0050X70.0；
N0060G02X30.0R25.0；
N0070G01Y140.0；
N0080G03X-30.0R30.0；
N0090G01Y120.0；
N0100G02X-80.0R25.0；
N0110G01X-150.0；
N0120Y0；
N0130X80.0；
N0140X150.0Y40.0；
N0150Y125.0；
N0160G00G40X175.0Y120.0M05；
M0170G91G28X0Y0Z0；
N0180M30；
3-9编制简单回转零件的车削加工程序，包括粗精车端面、外圆、倒角、倒圆。
零件加工的单边余量为2mm，其左端25mm为夹紧用，可先在普通车床上完成夹紧面的车削。
该零件粗、精车刀分别为T01和T02。
选用第二参考点为换刀点。
数控车削程序如下：
O0005；程序号O0005；
N10G50X100.0Z70.0；设置工件坐标系，有的系统可写成G92X100.0Z70.0；
N15G30U0W0；返回第二参考点，也可以写成G30X（U-）Z（W-）；的形式；
N20S1000T0101M08；选定主轴速度，调用01号粗车刀，01号长度补偿，打开冷却液；
N25G96S60M03；指定恒定切削速度为60m/min，主轴顺时针旋转；
N30G00X56.0Z0.1；快速走到粗车外圆起点（56.0,0.1）；
N35G95G01X-1.6F0.3；粗车右端面，车削进给速度0.3mm/r；
N40G00Z10.0；刀具沿Z方向回退到点（-1.6,10）
N45X48.0；快速移动到点（48.0,10）；
N50Z0.1；走到倒角粗车起点（48.0,0.1）；
N55G01X50.2Z-1；粗车倒角，车倒角也可以用插入倒角指令：
G01Z（W）-C-；
N60Z-57.0；粗车小端外圆面也可以用车圆角指令；
N65G02X56.0Z-59.9R2.9；粗车削台阶内圆角、也可以用插入圆角指令：
G01Z（W）-R-；
N70G01X88.0；粗车削台阶端面；
N71X90.2Z-61；粗车倒角；
N75G01Z-85.0；粗车削台阶外圆面；
N80G30U0W0；返回第二参考点；
N85T0202；调用02号精车刀，02号刀补；
N90G00X-3.0Z1.0；快速走到点（-3.0,1.0）；
N95G42G01X-1.6Z0F0.15；走到精车起点（-1.6,0），刀尖半径右补偿；
N100X48.0；精车端面；
N105X50.0Z-1.0；精车倒角；
N110Z-57.0；精车小端外圆面；
N115G02X56.0Z-60.0R3.0；精车削台阶内圆角；
N120G01X88.0；精车削台阶端面；
N121X90.0Z-61；精车倒角；
N125G01Z-85.0；精车削台阶外圆面；
N130G30U0W0；返回第二参考点换刀；
N135T0200M05M09；取消刀补，主轴停，关闭冷却液；
N140M30；程序结束；
3-10图所示零件，利用固定循环与子程序，编写孔加工程序。
加工程序如下：
O0002；主程序号；
N10G90G21G40G80；绝对坐标、公制尺寸、取消刀具半径补偿和固定循环。
返回XYZ参考点；
N20G91G28X0Y0Z0；重新建立绝对零点；
N30G92X-200Y100Z0；快速移动到②；
N40G00G90X-12.0Y0Z0S2000M03T1；主轴以2000r/min正转，刀具1准备；
N50G43Z3H01；刀具1快速移动到工件上面3mm位置；
N60M08；冷却液开；
N70M98P0004L5；调用子程序5次；
N80G80；固定循环取消；
N90G00G90Z25M05；绝对模式迅速抬刀，主轴停止；
N100M09；冷却液关；
N110G91G20X0Y0Z0；返回到XYZ参考点；
N120M30；程序结束，存储器复位；
O0004；子程序号；
N10G91G83Y12Z-12.0R3.0Q3.0F250；快速调用深孔G83固定循环指令；
N20X12L9；在4…12位置钻孔；
N30Y12；在13位置钻孔；
N40X-12L9；在14…22位置钻孔；
N50M99；返回主程序N060程序段；
3-11如图所示工件，加工外轮廓。
立铣刀直径Φ20mm，程序如下：
O0001；程序代号；
N01G00G90X120.0Y60Z50；绝对值输入，快速进给到X120Y60Z50；
N02X100Y40M13S500；快速进给到X100Y40切削液开，主轴正转，转速500r/min；
N03Z-11；快速向下进给到Z-11；
N04G01G41X70Y10H012F100；直线插补到X70Y10，刀具半径左补偿H012=10mm，进给速度100mm/s；
N05Y-10；直线插补到X70Y-10
N06G02X40Y-40R30；顺圆插补到X40Y-40，半径为30mm；
N07G01X-70；直线插补到X-70Y-40；
N08Y40；直线插补到X-70Y40；
N09X40；直线插补到X40Y40；
N10G03X70Y10R30；逆圆插补到X70Y10，半径为30mm；
N11G01X85；直线插补到X85Y10；
N⑩G00G40X100Y40；快速进给到X100Y40，取消刀具半径补偿；
N13X120Y60Z50；快速进给到X120Y60Z50；
N14M30；程序结束，系统复位；
3-12如图所示工件，加工外轮廓。
立铣刀直径为Φ20mm，程序如下：
O1000；程序代号；
N010G90
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