数控加工工艺与编程.docx

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数控加工工艺与编程

数控加工工艺与编程

一、填空题（每题1分,共20分）

1、数控机床大体由输入装置、数控装置、伺服系统和机床本体组成。

2、FMC由加工中心和自动交换工件装置所组成。

3、数控系统按一定的方法确定刀具运动轨迹的过程叫插补，实现这一运算的装置叫插补器

4、数控机床坐标系三坐标轴X、Y、Z及其正方向用右手定则判定，X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋法则判断。

5、走刀路线是指加工过程中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向。

6、使用返回参考点指令G28时，应取消刀具补偿功能，否则机床无法返回参考点。

7、在精铣内外轮廓时，为改善表面粗糙度，应采用顺铣的进给路线加工方案。

8、一般数控加工程序的编制分为三个阶段完成，即工艺处理、数学处理和编程调试。

9、一般维修应包含两方面的含义，一是日常的维护,二是故障维修。

10、数控机床的精度检查，分为几何精度检查、定位精度检查和切削精度检查。

11、刚度是指材料在外力作用下抵抗变形的能力。

12、三相步进电动机的转子上有40个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电动机的步距角为1.50。

13、切削时的切削热大部分由切屑带走。

14、决定某一种定位方式属于几点定位，根据工件被消除了几个自由度。

15、滚珠丝杠消除轴向间隙的目的是提高反向传动精度。

16、车刀的角度中影响切削力最大的是前角。

17、观察G02（G03）方向为垂直于圆弧所在坐标平面的坐标轴负向。

18、刀具路线是刀位点相对于工件运动轨迹。

19、可以完成几何造型，刀具轨迹生成，后置处理的编程方法称图形交互式自动编程。

20、刀具磨损主要原因是切削时的高温。

二、判断（每题1分,共20分）

1．数控机床是为了发展柔性制造系统而研制的。

（×）

2．数控技术是一种自动控制技术。

（√）

3．数控机床的柔性表现在它的自动化程度很高。

（×）

4．数控机床是一种程序控制机床。

（√）

5．能进行轮廓控制的数控机床，一般也能进行点位控制和直线控制。

（√）

6．加工平面任意直线应采用点位控制数控机床。

（×）

7．加工与坐标轴成45º的斜线可采用点位直线控制数控机床。

（√）

8．多坐标联动就是将多个坐标轴联系起来，进行运动。

（×）

9．联动是数控机床各坐标轴之间的运动联系。

（×）

10．四轴控制的数控机床可用来加工圆柱凸轮。

（√）

11．加工中心是一种多工序集中的数控机床。

（√）

12．加工中心是最早发展的数控机床品种。

（×）

13．加工中心是世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。

（√）

14．数控机床以G代码作为数控语言。

（×）

15．数控机床上的F、S、T就是切削三要素。

（×）

16．G40是数控编程中的刀具左补偿指令。

（×）

17．判断刀具左右偏移指令时，必须对着刀具前进方向判断。

（×）

18．数控铣床的工作台尺寸越大，其主轴电机功率和进给轴力矩越大。

（√）

19．G03X_Y_I_J_K_F_表示在XY平面上顺时针插补。

（×）

20．同组模态G代码可以放在一个程序段中，而且与顺序无关。

（×）

三、选择（每题1分,共20分）

1、在数控机床上加工零件，一般要经过以下步骤：

（B）。

A.准备阶段、编程阶段、调整、加工阶段

B.准备阶段、编程阶段、准备信息载体、加工阶段

C.调整、编程阶段、准备信息载体、加工阶段

D.准备阶段、编程阶段、准备信息载体、调整

2、FANUC数控系统操作面板方式键中，显示报警和用户信息的是（B）。

A.POSB.MESSAGE/ALARM

C.MENU/OFSETD.CUSTOM/GRAPH

3、FANUC系统中机床原点自动返回指令是：

（C）。

A.G26B.G27

C.G28D.G29

4、一般情况下检验工件、调整、排屑时应用（B）。

A.M06B.M00

C.M02D.M04

5、M01的含义是：

（B）。

A.程序停止B.选择停止

C.程序结束D.程序开始

6、系统程序存放在（A）中。

A.只读存储器B.随机存储器中

C.CPUD.软盘

7、（B）是用来指定机床的运动形式。

A.辅助功能B.准备功能

C.刀具功能D.主轴功能

8、（A）是规定主轴的启动、停止、转向及冷却液的打开和关闭等。

A辅助功能B.主功能

C.刀具功能D.主轴功能

9、（A）是通过编辑子程序中的变量来改变刀具路径与刀具位置。

A.宏程序B.主程序

C.子程序D.循环程序

10、刀库和自动换刀装置称为（C）。

A.NCB.CNC

C.ATCD.APC

11、（C）的位置一般由机械挡块位置进行粗定位，然后由光电编码器进行精确定位。

A.工件原点B.机床原点

C.参考点D.夹具原点

12、刀具从某一个位置向另一位置移动时，不管中间的移动轨迹如何，只要刀具最后能正确到达目标的控制方式，称为（B）。

A.直线控制B.点位控制

C.轮廓控制D.其它控制

13、脉冲增量插补法适用于以步进电机为驱动装置的（D）数控系统。

A.半闭环B.不用

C.闭环D.开环

14、数控机床的控制系统发展至今，已经经历了从电子管到数字控制（D）代的演变。

A.三B.四

C.五D.六

15、所谓（C），就是把被加工零件的工艺过程、工艺参数、运动要求用数字指令形式记录在介质上，并输入数控系统。

A.程序B.工艺单

C.编程D.工艺步骤

16、在坐标系中，所有的坐标点均以一固定坐标原点为起点，并以此计算各点的坐标值，这个坐标系称为（D）。

A.编程坐标系B.工作坐标系

C.增量坐标系D.绝对坐标系

17、增量坐标系：

在坐标系中，运动轨迹的终点坐标是以起点计量的，称为（C）。

A.编程坐标系B.工作坐标系

C.增量坐标系D.绝对坐标系

18、（B）适用于多品种、中小批量的生产，特别适合新产品的试生产。

A.普通机床B.数控机床

C.专用机床D.重型机床

19、（D）刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀头材料热脆好，有良好的断屑性能，可调、易更换等特点。

A.常用B.特种

C.可调D.数控

20、机夹式车刀按刀片紧固方法的差异可分为（C）。

A.杠杆式、楔块式、焊接式、上压式B.楔块式、杠杆式、螺钉式、焊接式

C.杠杆式、楔块式、螺钉式、上压式D.楔块式、螺钉式、焊接式、上压式

四、简答（每题3分,共15分）

1、刀具材料的基本要求

答:

高于被加工材料的硬度（HRC>60）和高耐磨性；

足够的冲击韧性和强度；

良好的耐热性和导热性；

抗粘接性；

化学稳定性；

良好的工艺性和经济性。

2、何谓点位直线控制、何谓轮廓控制？

答：

点位直线控制类型的数控机床不仅可以控制刀具或工作台由一个位置点到另一个位置点的精确移动，还可以控制它们以给定的速度沿着平行于某一坐标轴方向移动和在移动过程中进行加工；该类型系统也可控制刀具或工作台同时在两个轴向以相同的速度运动，从而沿着与坐标轴成45º的斜线进行加工。

轮廓控制机床的控制系统可使刀具或工作台在几个坐标轴方向以各轴向的速度同时协调联动，不仅能控制运动部件的起点与终点，还可以控制其运动轨迹及轨迹上每一点的速度和位移。

3、什么是刀具半径补偿？

什么是刀具长度补偿？

答：

由于刀具总有一定的刀具半径或刀尖部分有一定的圆弧半径，所以在零件轮廓加工过程中刀位点的运动轨迹并不是零件的实际轮廓，刀位点必须偏移零件轮廓一个刀具半径，这种偏移称为刀具半径补偿。

刀具长度补偿是为了使刀具顶端达到编程位置而进行的刀具位置补偿。

刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向的补偿，使刀具在Z轴方向的实际位移量大于或小于程序的给定量，从而使长度不一样的刀具的端面在Z轴方向运动终点达到同一个实际的位置。

4、数控加工工序顺序的安排原则是什么？

答：

数控加工工序顺序的安排可参考下列原则：

1）同一定位装夹方式或用同一把刀具的工序，最好相邻连接完成；

2）如一次装夹进行多道加工工序时，则应考虑把对工件刚度削弱较小的工序安排在先，以减小加工变形；

3）上道工序应不影响下道工序的定位与装夹；

4）先内型内腔加工工序，后外形加工工序。

5、用圆柱铣刀加工平面，顺铣与逆铣有什么区别？

答：

逆铣时铣刀切入过程与工件之间产生强烈摩擦，刀具易磨损，并使加工表面粗糙度变差，同时逆铣时有一个上台工件的分力，容易使工件振动和工夹松动。

采用顺铣时，切入前铣刀不与零件产生摩擦，有利于提高刀具耐用度、降低表面粗糙度、铣削时向下压的分力有利增加工件夹持稳定性。

但由于进给丝杆与螺母之间有间隙，顺铣时工作台会窜动而引起打刀；另外采用顺铣法铣削铸件或表面有氧化皮的零件毛坯时，会使刀刃加速磨损甚至崩裂。

数控机床采用了间隙补偿结构，窜刀现象可以克服，因此顺铣法铣削应用较多。

毛坯：

60*200

T0101：

外圆车刀，Tool2，刀片：

三角形

N10T0101G99S600M03；换1号刀，加刀补，每转进给速度，主轴正转，转速600r/min

N20G00X80Z100；车刀快速移动至X80，Z100

N30Z4；车刀移动至Z4处

N40G73U10W2R4；粗车循环，X向切除的总余量10mm半径值，Z方向切除的总余量为2mm,粗车循环的次数为4

N50G73P60Q150U2W0.2F1；加工轮廓从60行开始，150行结束，X加工余量2，Z加工余量0.2，进给率1mm/转

N60G00X0；开始车轮廓，快速至X0

N70G01Z0；直线插补到Z0

N80G03X40Z-20R20；逆时针圆弧插补

N90G01X50；直线插补

N100W-20；直线插补

N110G02U0W-25R20；顺时针圆弧插补

N120G01W-10；直线插补

N130G03U0W-24R20；逆时针圆弧插补

N140G01W-10；直线插补

N150X65；直线插补,轮廓结束

N160G70P60Q150F1；精车循环

N170G00Z100；快速移动至Z100

N180M30；程序结束并返回程序起点

实验题2：

G71

毛坯：

100*200

T0101：

外圆车刀，Tool1刀片：

三角形

T0202：

割刀，刀片宽度3，Tool6

T0303：

螺纹刀，Tool3

N10T0101G99S1000M03换1号刀，加刀补，每转进给速度，主轴正转，转速1000r/min

N20G00X102.0Z100.0快速移动

N30Z2.0快速移动Z2,循环起点

N40G71U2.0R1.0粗加工循环，X每次切深2，退刀量1

N50G71P60Q130U1.0W0.5F0.1加工轮廓从60行开始，130行结束，X加工余量1mm，Z加工余量0.5mm，进给率0.1mm/转

N60G00X0精加工轮廓开始

N70G01Z0

N80X30.0C1.5

N90Z-36.0

N100G02X58.0W-30.0R45.0

N110G01X80.0R5.0

N120W-20.0

N130X102.0轮廓结束

N140G70P60Q130F0.1精加工循环

N150G00X102.0Z100.0

N160T0202

N170G00X31.0Z-36.0车削退刀槽

N180G01U-4.0F0.1

N190U4.0

N200G00X102.0Z100.0

N210T0303换刀

N220G00X34.0Z6.01移至车螺纹的起点处

N230G92X29.2Z-35.0F3.0车螺纹深至X29.2，导程为3mm

N240X28.6车螺纹深至X28.6

N250X28.2车螺纹深至X28.2

N260X28.04车螺纹深至X28.04

N270G00X34.0Z7.52移至第二次螺旋线的起点处

N280G92X29.2Z-35.0F3.0车螺纹深至X29.0，进给率取导程3

N290X28.6

N300X28.2

N310X28.04

N320G00X102.0Z100.0

N330M30

实验题3：

毛坯：

68*200T0101：

外圆车刀，Tool1

T0202：

割刀，宽度10，Tool6

T0303：

螺纹刀，Tool3

N10T0101G99M03；

N20G00X70Z100；

N30X0Z0；车削外圆

N40G01X68C4F0.1；车C4倒角

N50Z-60；

N60G00X70；外圆结束

N70Z100；

N80T0202；换二号刀

N90G00X70Z-60；车削退刀槽

N100G01X60F0.1；

N110X70；

N120G00X70Z100；

N130T0303；换三号刀

N140G00X70Z10；循环起点

N150G76P030560Q100R0.1；复合螺纹切削循环，精加工次数3，螺纹Z向退尾长度为5，刀尖角度60，最小切深0.1，精加工余量为0.1

N160G76X60.56Z-55P3720Q1800F6；X60.56Z-55螺纹根部终点的坐标值，螺纹牙型高度为3.72mm，第一次切削深度为1.8mm，螺纹导程为6mm

N170G00X70Z100；

N180M30；

二、铣床编程

1、根据零件图，确定加工路线，选择合适刀具，进行基点计算，编写数控程序。

提示：

（1）刀具选择：

φ20高速钢立铣刀、φ10高速钢立铣刀、φ12高速钢麻花钻。

（2）编写凹槽加工的子程序，然后旋转坐标系两次调用。

G68/G69

（3）孔加工采用极坐标编程。

G16/G15

主程序O1101

G40G49G54S1000M03取消半径和长度刀补，使用工件坐标系G54，主轴正转，转速1000r/min

G28Z100回参考点

M06T01换1号刀

G00X30Y-70Z10

G42D01G00Y-60快速移动至Y-60处并建立右刀补

G01Z-10F100

Y0

G03I-30J0整圆逆时针插补

G01X45

G03I-45J0

G01X60

G03I-60J0

G00Z10

G40Y30快速移动至Y30处并取消刀补

G28Z100回参考点

M06T02换2号刀

G68X0Y0R135坐标系绕原点旋转135度

M98P1100调用子程序O1100

G69取消坐标系旋转

G68X0Y0R-45坐标系绕原点旋转－45度

M98P1100调用子程序O1100

G69取消坐标系旋转

G28Z100回参考点

M06T03换3号刀

G16采用极坐标编程

G99G81X45Y45Z-42R5F80在指定位置钻孔

Y225钻第二个孔

G15取消极坐标编程

M05M30主轴停止，程序运行结束返回程序起点

子程序O1100

G00X85Y8Z10

G41G00X75D02快速移动到X75处并左刀补

G01Z-13F50

X45

G03Y-8R8

G01X75

G00Z10

G40G00X85快速移动至X85处并取消刀补

M99返回主程序

2、其毛坯为四周已加工的铝锭,凸台外轮廓已粗铣,钻孔已完成。

试编写凸台外轮廓精铣和铰孔的加工程序。

刀具：

1Ø16立铣刀主轴:

600r/min进给速度:

100mm/min

2铰孔Ø8mm铰刀主轴:

200r/min进给速度:

24mm/min

刀具半径补偿:

D01长度补偿H01

主程序O2201

G54G40G49G21S600M03

M06T01

M98P2200调用子程序，铣1/4

G68X0Y0R90坐标系旋转90度

M98P2200调用子程序，铣1/4

G69取消坐标系旋转

G68X0Y0R180

M98P2200

G69

G68X0Y0R270

M98P2200

G69

G28Z100

M05

M06T02

S200M03

G00X30Y-30

Z60

G43Z10H01

G99G85Z-10R5F24铰X30Y-30Z-10孔

Y30铰X30Y30Z-10孔

X-30铰X-30Y30Z-10孔

Y-30铰X-30Y-30Z-10孔

G80G49G00Z100

M05M30

子程序O2200

G00X60Y-8Z10

G42X50D01

G01Z-5F50

X30

Y15

G02X15Y30R15

G01X-8

Y50

G00Z10

G40Y60

M99返回主程序