数控加工工艺与编程 一、单项选择题(本大题共 50 分,共20 小题,每小题 2.5 分) 1. 数控机床最适合加工( )的零件。 A. 生产批量大 B. 必须用特定的工艺装备协调加工 C. 形状复杂,用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓,且加工精度要求高 D. 装夹困难或完全靠找正来保证加工精度 2. 通常数控系统除了直线插补外,还有( )。 A. 正弦插补 B. 圆弧插补 C. 抛物线插补 D. 指数曲线插补 3. 数控铣床的基本控制轴数是( )。 A. 一轴 B. 二轴 C. 三轴 D. 四轴 4. 程序段 G17 G01 G41 X0 Y0 D01 中的 D01 的含义是( )。 A. 刀具编号 B. 刀具补偿偏置寄存器的编号 C. 直接指示刀具补偿的数值 D. 刀具前角的大小 5. 数控机床的 F 功能常用( )单位。 A. m/min B. mm/min 或mm/r C. m/r D. m/s 6. 用于指令动作方式的准备功能的指令代码是( )。 A. F 代码 B. G 代码 C. T 代码 D. M 代码 7. 数控升降台铣床的升降台上下运动坐标轴是( )。 A. X 轴B. Y 轴C. Z 轴D. C 轴8. 数控机床的恒线速度控制是控制( )为恒速。 A. 主轴转速 B. 进给速度 C. 切削速度 D. 同步进给速度 9. 在数控铣床上加工封闭轮廓时,一般沿着( )进刀。 A. 法向 B. 切向 C. 轴向 D. 任意方向 10. 欲加工一条与 X 轴成 45°的直线轮廓,应采用( )数控机床。 A. 点位控制 B. 直线控制 C. 轮廓控制 D. 以上三种均可以 11. 下面哪个图标是进入三维空间构图面绘图的快捷按钮?( ) A. B. C. D. 12. 下列 G 指令中( )是非模态指令。 A. G00 B. G01 C. G04 D. G02 13. 数控机床上有一个机械原点,该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的 距离可以在机床出厂时设定。该点称( )。 A. 工件零点 B. 机床零点 C. 机床参考点 D. 换刀点 14. ( )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 15. 数控铣床加工型面和变斜角轮廓外形时,不能采用( )。 A. 端铣刀 B. 球头刀 C. 环形刀 D. 鼓形刀 16. 在数控加工中,装夹工件时应考虑( )。 A. 尽量采用专用夹具 B. 尽量采用组合夹具 C. 夹紧力靠近主要支承点 D. 夹紧力始终不变 17. 在G代码中,( )是一次有效的代码。 A. G00 B. G04 C. G90 D. G94 18. 程序编制中首件试切的作用是:( )。 A. 检验零件图样的正确性 B. 检验零件工艺方案的正确性 C. 检验程序单或控制介质的正确性,并检查是否满足加工精度要求 D. 仅检验数控穿孔带的正确性 19. 编排数控机床加工工序时,为了提高加工精度,采用( )。 A. 精密专用夹具 B. 一次装夹多工序集中 C. 流水线作业法 D. 工序分散加工法 20. 设G01 X30 Z6 执行 G91 G01 Z15 后,刀具 Z 方向实际移动量为( )。 A. 9mm B. 21mm C. 15mm D. 30mm 二、判断题(本大题共 50 分,共20 小题,每小题 2.5 分) 1. 电极丝应具有良好的导电性和抗电蚀性,抗拉强度高,材质均匀。( ) 2. 在编程中,坐标轴的方向总是工件相对于刀具的运动方向。( ) 3. U、W 指令为绝对编程指令。( ) 4. 数控机床是一种程序控制机床。( ) 5. 加工中心是最早发展的数控机床品种。( ) 6. 同组模态 G 代码可以放在一个程序段中,而且与顺序无关。( ) 7. 加工中心是带有刀库及自动换刀装置的数控机床,它可以在一台机床上实现 多种加工。( ) 8. 当数控机床只有直线、圆弧插补功能时,是不能加工非圆曲线轮廓的。 ( ) 9. G44 是刀具长度负补偿指令。( ) 10. 悬臂支撑方式,通用性强,装夹方便。但一般只用于要求不高或悬臂较小 的情况。( ) 11. 圆弧插补中,对于整圆,其起点和终点相重合,用R编程无法定义,所以 只能用圆心坐标编程。( ) 12. 程序的编号地址码一定要根据不同的系统定,不能乱用。( ) 13. 传统的车、铣、钻加工中,刀具硬度必须比工件硬度大,数控电火花线切 割机床的电极丝材料也应比工件材料硬才能完成对工件的加工。( ) 14. 加工任一斜线段轨迹时,理想轨迹都不可能与实际轨迹完全重合。 ( ) 15. 通常数控铣床上机床原点与机床参考点是重合的;数控车床的机床参考点 是离机床原点最远的极限点。( ) 16. 粗加工及切割厚件时应取较大的放电峰值电流,精加工时取较小的放电峰 值电流。( ) 17. 慢走丝线切割加工时,电极丝一次性使用,故加工精度高(可达 ±2μ m)。( ) 18. 数控编程追求的目标是如何得到能满足各种零件加工要求的高质量数控加 工程序,以便充分地发挥数控机床的性能,获得更高的加工效率和质量。( ) 19. 自动编程解决了手工编程难以解决的复杂零件的编程问题,既减轻了编程 的劳动强度,又提高了效率和准确性,在数控加工中的应用日益广泛。( ) 20. 数控加工程序的顺序段号必须顺序排列。( ) 答案: 一、单项选择题(50 分,共20 题,每小题 2.5 分) 1. C 2. B 3. C 4. B 5. B 6. B 7. C 8. C 9. B 10. B 11. B 12. C 13. C 14. C 15. A 16. B 17. B 18. C 19. B 20. C 二、判断题(50 分,共20 题,每小题 2.5 分) 1. √ 2. × 3. × 4. √ 5. × 6. × 7. √ 8. × 9. √ 10. √ 11. √ 12. √ 13. × 14. √ 15. √ 16. √ 17. √ 18. √ 19. √ 20. × 数控加工工艺与编程 一、单项选择题(本大题共 50 分,共20 小题,每小题 2.5 分) 1. 数控机床最适合加工( )的零件。 A. 生产批量大 B. 必须用特定的工艺装备协调加工 C. 形状复杂,用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓,且加工精度要求高 D. 装夹困难或完全靠找正来保证加工精度 2. 通常数控系统除了直线插补外,还有( )。 A. 正弦插补 B. 圆弧插补 C. 抛物线插补 D. 指数曲线插补 3. 刀具半径补偿左补偿指令为( )。 A. G40 B. G42 C. G41 D. G49 4. 数控铣床的基本控制轴数是( )。 A. 一轴 B. 二轴 C. 三轴 D. 四轴 5. 数控机床的 F 功能常用( )单位。 A. m/min B. mm/min 或mm/r C. m/r D. m/s 6. FANUC 系统中机床自动原点返回指令是:( )。 A. G26 B. G27 C. G28 D. G29 7. 数控升降台铣床的升降台上下运动坐标轴是( )。 A. X 轴B. Y 轴C. Z 轴D. C 轴8. 数控机床的恒线速度控制是控制( )为恒速。 A. 主轴转速 B. 进给速度 C. 切削速度 D. 同步进给速度 9. G00 指令与下列的( )指令不是同一组的。 A. G01 B. G02 C. G03 D. G04 10. 欲加工一条与 X 轴成 45°的直线轮廓,应采用( )数控机床。 A. 点位控制 B. 直线控制 C. 轮廓控制 D. 以上三种均可以 11. 下面哪个图标是进入三维空间构图面绘图的快捷按钮?( ) A. B. C. D. 12. 下列 G 指令中( )是非模态指令。 A. G00 B. G01 C. G04 D. G02 13. 数控机床上有一个机械原点,该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的 距离可以在机床出厂时设定。该点称( )。 A. 工件零点 B. 机床零点 C. 机床参考点 D. 换刀点 14. 加工圆柱形、圆锥形、各种回转表面、螺纹以及各种盘类工件并进行钻、 扩、镗孔加工,可选用( )。 A. 数控铣床 B. 加工中心 C. 数控车床 D. 加工单元 15. 编制整圆程序时,( )。 A. 可以用绝对坐标 I 或K指定圆心 B. 可以用半径 R 编程 C. 必须用相对坐标 I 或K编程 D. A 和B皆对 16. 在G代码中,( )是一次有效的代码。 A. G00 B. G04 C. G90 D. G94 17. 在3B 格式直线编程中。已知,计数方向为 Gx,A 点坐标为(10,50),B 点坐标为,(-90,80),则计数长度 J 为( )。 A. -90 B. 90 C. 90000 D. 100000 18. 编排数控机床加工工序时,为了提高加工精度,采用( )。 A. 精密专用夹具 B. 一次装夹多工序集中 C. 流水线作业法 D. 工序分散加工法 19. 车刀角度中影响切削力最大的是( )。 A. 前角 B. 主偏角 C. 后角 D. 刃倾角 20. 设G01 X30 Z6 执行 G91 G01 Z15 后,刀具 Z 方向实际移动量为( )。 A. 9mm B. 21mm C. 15mm D. 30mm 二、判断题(本大题共 50 分,共20 小题,每小题 2.5 分) 1. M06 是数控铣床的换刀指令。( ) 2. 数控机床是一种程序控制机床。( ) 3. 加工中心是最早发展的数控机床品种。( ) 4. 同组模态 G 代码可以放在一个程序段中,而且与顺序无关。( ) 5. F 指令的进给速度是沿 X 或Z坐标轴方向的速度。( ) 6. 加工中心是带有刀库及自动换刀装置的数控机床,它可以在一台机床上实现 多种加工。( ) 7. 当数控加工程序编制完成后即可进行正式加工。( ) 8. 圆弧插补中,对于整圆,其起点和终点相重合,用R编程无法定义,所以只 能用圆心坐标编程。( ) 9. 加工平面任意直线应采用点位控制数控机床。( ) 10. 数控机床要发挥其高性能、高精度、高效率,并获得良好的效益,关键取 决于其可靠性。( ) 11. 传统的车、铣、钻加工中,刀具硬度必须比工件硬度大,数控电火花线切 割机床的电极丝材料也应比工件材料硬才能完成对工件的加工。( ) 12. 数控车床上可以在同一程序段中用绝对坐标和增量坐标混合使用来编程, 使用原则主要是看何种方式编程更方便。( ) 13. 加工任一斜线段轨迹时,理想轨迹都不可能与实际轨迹完全重合。 ( ) 14. 通常数控铣床上机床原点与机床参考点是重合的;数控车床的机床参考点 是离机床原点最远的极限点。( ) 15. 粗加工及切割厚件时应取较大的放电峰值电流,精加工时取较小的放电峰 值电流。( ) 16. 当机床精度足够时,刀具切削点的实际进给速度一定等于编程 F 值。( ) 17. 对加工批量大且结构简单要求不高的零件,可选用加工中心进行加工。( ) 18. 在加工零件的内腔时,可选用直径为 φ 30 的立铣刀加工内腔圆角半径为 R10 的圆角。( ) 19. 在FANUC 数控车系统中,G71、G72、G73 指令可以用 G04 暂停程序。( ) 20. G44 H00 时,刀具长度补偿值为 0。( ) 答案: 一、单项选择题(50 分,共20 题,每小题 2.5 分) 1. C 2. B 3. C 4. C 5. B 6. C 7. C 8. C 9. D 10. B 11. B 12. C 13. C 14. C 15. C 16. B 17. D 18. B 19. A 20. C 二、判断题(50 分,共20 题,每小题 2.5 分) 1. √ 2. √ 3. × 4. × 5. × 6. √ 7. × 8. √ 9. × 10. √ 11. × 12. √ 13. √ 14. √ 15. √ 16. × 17. × 18. × 19. × 20. √ 数控加工工艺与编程 一、填空题(本大题共 16 分,共16 小题,每小题 1 分) 1. 控车床上加工工件时,工件原点一般设在主轴中心线与工件右端面(或左端 面)的______ 处。 2. 加工精度指所加工工件的尺寸精度、 ______ 和______ 的总称。 3. 平面轮廓加工属于 ______ 加工方式。 4. 数控机床的程序编制工作大部分或全部由 ______ 完成过程,即称为自动编 程。 5. 对于曲面铣削,常用 ______ 采用“行切法”进行加工。 6. 在FANUC 系统中,采用英文字母 ______ 作为程序编号地址。 7. 车床的机床坐标系的原点 O 取在 ______ 与______ 的交点。 8. 数控线切割机床的工作床身部分由工作台、 ______ 、 ______ 和脉冲电源 装置等组成。 9. MasterCAM 软件主要应用于加工中心、数控铣床、 ______ 、 ______ 、雕 刻机等先进制造设备。 10. 执行辅助功能 M00 和M02 时,其不同之处是执行 M02 后,数控系统处于 ______ ;而执行 M00 后,如重新按 ______ ,则继续执行加工程序。 11. FANUC—0MC 系统的变量分为 ______ 和______ 两类。 12. 模态指令与非模态指令的区别是 ______ 。 13. 在数控铣床上加工整圆时,为避免工件表面产生刀痕,刀具从起始点沿圆 弧表面的 ______ 进入,进行圆弧铣削加工;整圆加工完毕退刀时,顺着圆弧 表面的 ______ 段退出。 14. 常见的几种数控加工工序划分的方法:1、按安装次数划分工序;2、按加 工部位划分工序;3、按所用刀具划分工序;4、 ______ 划分工序。 15. G65 H28 P#101 Q#102 R#103(#101= ______ )。 16. 刀具长度补偿指令通常用在下刀及提刀的直线段程序 ______ 或______ 中,使用多把刀具时,通常是每一把刀具对应一个刀长补偿号,下刀时使用 ______ 或______ ,该刀具加工结束后提刀时使用 ______ 取消刀长补偿。 二、问答题(本大题共 32 分,共8小题,每小题 4 分) 1. 程序结束指令 M02 和M30 的区别。 2. 车刀后角指的是什么?有什么作用? 3. 什么是右手螺旋法则? 4. G71、G72、G73 指令的应用场合有何不同? 5. 数控加工工艺的主要内容有哪些? 6. 低速走丝线切割机床的特点? 7. 什么是闭环控制数控机床?其特点是什么? 8. 什么是可变程序段格式?试举例说明。 三、程序设计题(本大题共 52 分,共4小题,每小题 13 分) 1. 按下图编写加工程序,T01 为偏刀,T02 为切槽刀,T03 为螺纹车刀。 2. 零件形状及刀补路线下图所示,编写数控加工程序。设对刀操作是采用刀座 进行的,安装上 8 mm 的刀具后,测得刀具伸出长度为 45 mm ,因此设置刀补 地址数据为: ( D01 ) = 4 , ( H01 ) = 45 。 3. 编制外形轮廓的铣削程序。如下图所示零件,以中间 Φ 30 的孔定位加工外 形轮廓,在不考虑刀具尺寸补偿的情况下。Φ 30 的孔上表面中心为工件坐标原 点,安全点坐标(0, 0,30) 4. 试编写图所示零件数控加工车削程序(粗精加工) 答案: 一、填空题(16 分,共16 题,每小题 1 分) 1.交点 2. 形状精度 位置精度 3. 二轴 4. 计算机 5. 球头铣刀 6. O7. 卡盘端 面 主轴中心线 8. 走丝机构供液系统 解题方案: 见电火花线切割机床型号及结构。 评分标准: 9. 参考答案: 数控车床 线切割 解题方案: 从MasterCAM 的功能模块考虑。 评分标准: 10. 参考答案: 复位状态 起动按钮 解题方案: 评分标准: 11. 参考答案: 公共变量 系统变量 解题方案: 从变量种类考虑。 评分标准: 12. 参考答案: 模态指令有续效性,非模态指令没有续效性。 解题方案: 从指令功能上考虑。 评分标准: 13. 参考答案: 切线方向 切线方向 解题方案: 评分标准: 14. 参考答案: 按粗 精加工 解题方案: 见数控加工工艺设计。 评分标准: 15. 参考答案: 解题方案: 从宏指令功能考虑。 评分标准: 16. 参考答案: G00 G01 G43 G44 G49 解题方案: 从编程指令格式考虑 评分标准: 二、问答题(32 分,共8题,每小题 4 分) 1. 参考答案: M02 和M30 都是程序结束指令,但它们之间是有区别的。用M02 做程序的结束 时,光标在程序的结束位置,当重新加工工件时,还需将光标返回到程序的开 始位置,才能按循环起动键加工零件;而用 M30 做程序的结束时,光标返回到 程序的开始位置,当重新加工工件时,可直接按循环起动键加工工件。所以, 现在很多都用 M30 作为程序的结束。 解题方案: 评分标准: 2. 参考答案: 车刀后角是指切削平面与主后刀面之间的夹角。后角的作用是为了减小主后刀 面与工件之间的摩擦以及主后刀面的磨损。但后角过大,刀刃强度下降,刀具 导热体积减小,反之会加快主后刀面的磨损。 解题方案: 应从刀具各标注角度的定义及作用上考虑。 评分标准: 3. 参考答案: 右手螺旋法则是:确定大拇指的指向为 X、Y、Z 坐标轴中的任意轴的正向,则 其余四指的旋转方向即为旋转坐标 A、B、C 的正向。 解题方案: 评分标准: 4. 参考答案: 71 适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工;G72 适于 Z 向余量小,X 向 余量大的棒料粗加工;G73 指令用于零件毛坯已基本成型的铸件或锻件的加 工,铸件或锻件的形状与零件轮廓相接近,这时若仍使用 G71 或G72 指令,则 会产生许多无效切削而浪费加工时间。 解题方案: 评分标准: 5. 参考答案: 数控加工工艺的主要内容是: 选择适合在数控机床上加工的零件,确定数控机 床加工内容; 对零件图样进行数控加工工艺分析,确定加工工艺(加工工步、 刀、夹、量具的选择及切削参数的确定)等; 编制工艺文件; 数学处理,计 算基点和节点等; 编程; 程序校验。 解题方案: 对零件进行分析,首先应选择零件上适合数控机床加工的部分,进行工艺分 析,确定加工工艺及选择加工刀具,确定切削参数及刀具的角度等,编制工艺 文件,对零件图进行数学处理,编制加工程序及程序校验。 评分标准: 6. 参考答案: 低速走丝线切割机床走丝速度低于 0.2 m/s。常用黄铜丝(有时也采用紫铜、 钨、钼和各种合金的涂覆线)作为电极丝,铜丝直径通常为 0.10~0.35 mm。电 极丝仅从一个单方向通过加工间隙,不重复使用,避免了因电极丝的损耗而降 低加工精度。同时由于走丝速度慢,机床及电极丝的震动小,因此加工过程平 稳,加工精度高,可达 0.005 mm,表面粗糙度 Ra≤0.32 μ m。低速走丝线切割 机床的工作液一般采用去离子水、煤油等,生产率较高。是国外生产和使用的 主要机型。 解题方案: 见电火花线切割机床分类。 评分标准: 7. 参考答案: 闭环控制数控机床,闭环数控系统装有反馈检测装置,在加工时随时检测移动 部件的实际位置,插补得出的指令位置与实际位置相比较,根据其差值控制电 动机的转速,进行误差修正,直到位置误差消除为止。其特点是:采用闭环系 统可以消除由于机械传动部件的精度误差给加工精度带来的影响,所以可以得 到很高的精度。但闭环的设计和调整都相当困难,因此,价格很高。这种控制 方法,其精度主要取决于测量装置的精度,而与传动链的精度无关。这种控制 比半闭环精度高。 解题方案: 从有无位置反馈检测装置考虑,闭环控制有位置反馈检测装置。 评分标准: 8. 参考答案: 由顺序号、数据字和程序段结束组成。各字后有地址,字的排列顺序要求不严 格,数据的位数可多可少,不需要的字以及与上一程序段中相同的续效字可以 不写。例: N60 G01 X-155.0 F200 ; 式中: N:程序段地址码(字),用于 指令程序段号; G:指令动作方式的准备功能地址(G01 为直线插补指令); X:坐标轴地址,其后面的数字表示刀具在该坐标移动的目标点坐标; F:进给 量指令地址,其后面的数字表示进给量,F200 表示进给量为 200mm/min; 程 序段末尾的“;”为程序段结束符号(EOB)。 解题方案: 评分标准: 三、程序设计题(52 分,共4题,每小题 13 分) 1. 参考答案: 00001; S800 M03; T0101;(外圆车刀) G0 Z2.0; X30.0 M8; G73 U2.5 R8; G73 P10 Q11 U1.0 W0.1 F100; N10 G0 X0; G1 Z0; X12.8; X15.8 Z-1.5; Z-20.0; X18.0; X20.0 Z-21.0; X-28.0; G02 Z-40.0 R10.0; G1 X25.0 Z-55.0; N11 Z-60.0; G0X150.0; Z150.0; M0; G50 S2000; G96 S120; T0101; G0 Z2.0; X30.0 M8; G70 P10 Q11 F0.1; G0 X100.0; Z100.0; T0202;(切槽刀) G97 G99 G40; S400 M03; G0 Z-20.0; X17.0; G1 X12.0 F0.06; G04 X1.0; G0 X100.0; Z150.0; G99 G97 G40; S200 M03; T0303;(螺纹车刀) G0 Z2.0; X18.0 M8; G92 X15.0 Z-17.0 F1.5; X15.2; X14.6; X14.2; X14.05; G28 U0 W0; M30; 解题方案: 评分标准: 2. 参考答案: O0004 G92 X150.0 Y160.0 Z120.0 G90 G00 X100.0 Y60.0 G43 Z?2.0 H01 S100 M03 G42 G01 X75.0 D01F100 X35.0 G02 X15.0 R10.0 G01 Y70.0 G03 X?15.0 R15.0 G01 Y60.0 G02 X?35.0 R10.0 G01 X?75.0 Y0 X45.0 X75.0 Y20.0 Y65.0 G40 G00 X100.0 Y60.0 M05 G49 Z120.0 X150.0Y160.0 M30 解题方案: 评分标准: 3. 参考答案: O0001 G54G00 X0 Y0 Z30.0 G90 G00 X–75.0 Y–50.0 S1000 M03 Z?2.0 G01Y30.0 F600 X–35.0 G03 X–15.0 R10.0 G01 Y40.0 G02 X15.0 R15.0 G01 Y30.0 G03 X35.0 R10.0 G01 X75.0 G09 Y–10.0 X45.0 Y–30.0 X-90.0 G00Z30.0 X0Y0 M05 M30 解题方案: 评分标准: 4. 参考答案: 00001; S800 M03; T0101;(外圆车刀) G0 Z2.0 X32.0 M8; G73 U2.5 R8; G73 P10 Q11 U1.0 W0.1 F100; N10 G0 X0; G1 Z0; X20.0; Z-23.3; X22.0; G2 Z-53.7 R30; Z-83.0; G3 X32.0 Z-88 R5; X-28.0; N11 Z-110.0; G0X150.0; Z150.0; M0; G50 S2000; G96 S120; T0101; G0 Z2.0 X20.0 M8; G70 P10 Q11 F0.1; G0 X100.0; Z100.0; T0202;(切槽刀) S400 M03; G0 Z-23.3; X24.0; G1 X18.0 F20; G04 X1.0; G0 X24.0; Z66.9; G1 X18.0 F20; G04 X1.0; G0 X100.0; Z200.0; S200 M03; T0303;(螺纹车刀) G0 Z2.0; X22.0; G92 X19.8 Z-21.0 F1.5; X19.4; X19.0; X18.8; X18.6; X18.45; X18.4; G28 U0 W0; M30; 解题方案: 评分标准: