數(shù)控機床操作與編程練習題答案.doc

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數(shù)控原理與編程期末試卷10及標準答案 一、 填空題（0.5分40 = 20分） 1． 操作面板一般有 數(shù)控操作面板 、 機床操作面板 。 2．數(shù)控機床的刀具必須具有 壽命長 、 精度高 、 更換快 。 3．數(shù)字控制系統(tǒng)簡稱NC系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)簡稱CNC系統(tǒng)。 4．數(shù)控機床按加工路線分類，有點位控制系統(tǒng), 點位直線控制系統(tǒng)和連續(xù)（輪廓）控制系統(tǒng)。 5．請寫出下列常用縮寫的英文全稱：CNC Computer Numerical Control 6．通過計算機和數(shù)控機床上的 標準串行 接口，可以將數(shù)控加工程序直接送入數(shù)控系統(tǒng)進行加工。 7．RS232主要作用是用于程序的自動輸入。 8．車床的刀具號T0101，前面兩位數(shù)字表示____一號刀具____，后面兩位數(shù)字表示____一號刀補____。 9．G49用來取消刀具____長度____補償。 10．G40用來取消刀具 半徑 補償。 11．在車床上表示X坐標值，通常采用____直徑____編程。 12．圓弧插補指令分順時針G02和逆時針G03。 13．指令“G04 X-”中，X值的含意是暫停時間，不是坐標。 14、插補就是用直線或圓弧形成刀具運動軌跡來逼近或近似描述零件輪廓形狀的過程。因為是在工件軌跡或輪廓曲線上的已知點之間，進行數(shù)據(jù)點的插入密化，所以稱之為插補。其形成的逼近曲線與零件輪廓的最大差值即為插補誤差。 15. 數(shù)控機床的Z軸一般與主軸軸線重合或平行, 正方向以刀具遠離工件方向為準。 16．數(shù)控程序編制中，尺寸系統(tǒng)有絕對值編程，增量值編程和混合編程。 17、圓弧插補需要指定插補平面，用G17/G18/G19指令。默認指令一般為G17，可不寫。 18、切入點是刀具可以由此直接進入切削的刀具位置點。一般要求刀具切削表面反向延長線或切向切入工件。 17、程序延時指令G04，和刀具半徑補償指令G41/G42不能在同一程序段中指定。 19、返回參考點有手動和自動返回參考點兩種。 20、數(shù)控機床通電后，必須首先尋找機床參考點，即回零，使各坐標軸均返回各自的參考點，從而確定了機床坐標系后，才能進行其他操作。 21．車床加工時，刀具的換刀點通常設置在 遠離 工件的位置，以免和工件發(fā)生碰撞。 18、要進行數(shù)控機床的其他操作，首先必須確定（或尋找）機床坐標系，使數(shù)控系統(tǒng)得知機床原點在機床坐標系中的坐標位置。而確定（或尋找）機床坐標系的方法就是回機床參考點。 22、加工坐標系原點是零件所有尺寸的基準點，所以在每個程序的開頭都要設定工件坐標系。 23、G代碼中的非模態(tài)指令，只在所在程序段中有效。 24、進給速度是刀具向工件進給的相對速度，有兩種單位即mm/min和mm/r，可以分別用G98和G99指令來指定。 25、接通恒線速控制用G96指令，取消恒線速控制用G97指令。 26、通過旋轉機床面板上的轉速倍率開關，可在不停機主軸旋轉中調節(jié)主軸轉速。 27．FANUC系統(tǒng)內M98常被用來表示 調用子程序 。 28、G92指令是通過程序來設定工件坐標系的，且只是設定加工坐標系，與當前的刀具位置有關，而不產(chǎn)生任何動作。 29、G50指令是通過程序來設定工件坐標系的，用G50指令對刀結束后，在加工前，刀具必須停在程序指定的坐標值的位置。 30、當數(shù)控系統(tǒng)具有刀具半徑補償功能時，CNC系統(tǒng)是根據(jù)零件程序和刀具半徑（刀心離開工件輪廓的距離），自動計算刀心軌跡，完成對零件的加工的。 31、數(shù)控機床是嚴格按照從外部輸入的程序來自動地對被加工工件進行加工的。 32、所謂固定循環(huán)主要是指加工孔的固定循環(huán)和銑削型腔的固定循環(huán)。 33、刀具的運動位置，即四個平面為 初始平面---定位刀具的平面, G98使刀具返回到此面 R平面-------距工件表面距離,一般為2~5mm, G99刀具回到此面 工作平面---工件表面 孔底平面---孔底平面的位置 34、M01為選擇停按鈕。只在機床操作面板上“選擇開關”O(jiān)N時起作用。 35、當螺紋收尾處沒有退刀槽時，可按45退刀收尾。 36、多次固定循環(huán)切削是借助精加工程序設定相應參數(shù)，就可以完成粗車加工。多次固定循環(huán)切削有外圓粗切削循環(huán)G71、端面粗切削循環(huán)G72、仿形切削循環(huán)G73、精切削循環(huán)G70。 37．圓弧插補程序的編制，書寫方式有：圓心法和半徑法。 38．切削過程中，工件與刀具的相對運動按其所起的作用可分為 主運動 、 進給運動 。 二、選擇題（0.5分30 = 15分） 1．刀具半徑補償是（ B ）。 A．軸的補償 B．平面補償 C．常規(guī)補償 2．G00指令移動速度值是（ B ）。 A．數(shù)控程序指定 B．機床參數(shù)指定 C．操作面板指定 3．（ C ）指令使主軸啟動反轉。 A．M03 B．M01 C．M04 4．在“機床鎖定”方式下進行自動運行，（ A ）功能被所定。 A．進給 B．刀架轉位 C．主軸 5．下面的（ B ）指令在程序執(zhí)行時，僅當操作面板上的某按鈕按下時才有效。 A．M00 B．M01 C．M02 6．以下指令中（ B ）為模態(tài)指令。 A．G41，G40，M06 B．S，F(xiàn)，M03 C．G04，M01 7．（ C ）是數(shù)控機床上的一個固定基準點，一般位于各軸正向極限。 A．刀具參考點 B．工件零點 C．機床參考點 8．數(shù)控機床中，轉速功能S可指定（ C ）。 A．mm/min B．mm/r C．r/min 9．在下面關于銑床刀具半徑補償?shù)膱D1和圖2，根據(jù)運動方向，如何選擇刀具補償指令（ D ）。 A．1.G42，2.G42 B．1.G42, 2.G41 C．1.G41, 2.G42 D．1.G41, 2.G41 10．下列G指令中，（ C ）是非模態(tài)指令。 A．G00 B．G01 C．G04 11．用φ12的刀具進行輪廓的粗細加工，要求精加工余量為0.4，則粗加工偏移量為（ C ）。 A．12.4 B．11.6 C．6.4 12．設H01=6mm，G91 G43 G01 Z-15；執(zhí)行后的實際移動量為（ A ）。 A．9mm B．21mm C．15mm 13．在車削螺紋過程中，F(xiàn)所指的進給速度為（ B ）。 A．mm/min B．mm/r C．r/min 14．屬于點位控制系統(tǒng)的數(shù)控機床是（ B ）。 A．數(shù)控車床 B．數(shù)控鉆床 C．數(shù)控銑床 15．數(shù)控機床主軸以800轉/分轉速正轉時，其指令應是（ A ）。 A．M03 S800 B．M04 S800 C．M05 S800 16．根據(jù)加工方法不同螺紋加工有：單行程、單次循環(huán)、多次循環(huán)螺紋切削。多次循環(huán)螺紋切削指令為（ C ）。 A、G32 B、G92 C、G76 17．螺紋切削加工有攻內螺紋和套外螺紋。內螺紋切削用（ A ） A、絲錐 B、板牙 C、鉆頭 18．（ A ）為機床通電后必須首先進行的機床回零，如果機床不首先回零則不能動作。 A、手動返回參考點 B、自動返回參考點 C、設定工件坐標系原點 19．確定加工路徑時必須考慮 C 。 A、路徑最短 B、同方向進給 C、路徑短且同方向 20．下列哪個指令格式表示在XY平面內 C 。 A、G18 G20 X B、G19 G03 Y C、G02 X 21．加工的圓弧半徑較小時，刀具半徑應選 B 。 A、大一點 B、小一點 C、無須考慮 22．選擇對刀點應選在零件的 A 。 A、設計基準上 B、零件邊緣上 C、任意位置 23．立銑刀切出工件表面時，必須 B 。 A、法向切出 B、切向切出 C、無須考慮 24．下面哪種格式表示撤消補償 C 。 A、T0202 B、T0216 C、T0200 25．數(shù)控車床外圓復合循環(huán)指令用于加工內孔時， A 方向的精加工余量應表示為負值。 A、X方向 B、Y方向 C、Z方向 26．圖紙上尺寸標注為200+0.27-0.17，則在程序中應用 C 。 A、200．17 B、200．27 C、200．22 27．下列哪種格式表示限制主軸最高轉速。 A 。 A、G50 S1800 B、G96 S200 C、G50 X100 Y100 28．數(shù)控機床外圓復合循環(huán)指令中， C 方向的切削形狀應單調變化。 A、X B、Y C、Z 29．在銑床建立工件坐標系，可以使用哪兩種指令（ B ） A) ①G92 X50. Y50. Z10.; ②G50 X50. Y50. Z10.; B) ①G55; ②G92 X50. Y50. Z10.; C) ①T01; ②G50 X50. Y50. Z10.; D) ①G56;②G51; 30．機床回零將波段選擇旋鈕置在 A 位置? A. INPUT B. REF C. JOG C. DNC D. EDIT E. AXIS 三、 是非判斷題（0.5分50 =25分）蘭色為正確。 1. FUNAC系統(tǒng)中，子程序最后一行要用M30結束。 2. 點位直線控制系統(tǒng)不僅要控制從一點到另一點的準確定位，還要控制從一點到另一點的路徑。 3．預防數(shù)控機床加工出故障的方法之一是空運行。 4．圓弧插補用半徑編程時，當圓弧對應的圓心角大于180時，半徑取負值。 5．刀具長度補償?shù)钠昧勘仨氄怠? 6．起刀點是位于零件輪廓及零件毛坯之外，距離加工零件切入點較近的刀具位置點。它是程序起點或換刀點。 7．數(shù)控車床使用G54—G59指令編程時，該程序段必須放在第一個程序段，否則執(zhí)行下面的程序時，刀具會按機床坐標系原點運動，從而可能會引起碰撞。 8．數(shù)控機床部件運動的正方向為增大工件與刀具之間距離的方向。 9． 通常在命名或編程時，不論何種機床，都一律假定工件靜止刀具移動。 10、走刀平面由G17、G18、G19指令來指定。 11、G代碼中的模態(tài)指令，一旦被執(zhí)行則一直有效直至被同組指令注銷為止。 12．因為毛坯表面的重復定位精度差，所以粗基準一般只能使用一次。 13、進給速度與主軸轉速有關時，表示為進給量mm/r，一般是數(shù)控車床默認的狀態(tài)。 14．數(shù)控機床加工過程中，可以隨時調整主軸速度，但不可以隨時調整進給速度。 16、G92指令是通過程序來設定工件坐標系的，且只是設定加工坐標系，與當前的刀具位置有關，而不產(chǎn)生任何動作。 17、程序段G41 G01 X10 Y40 D02進行刀具半徑補償。G41表示刀具半徑右補償；D02表示補償號，其補償量應該保存在數(shù)控系統(tǒng)內具半徑偏置寄存器對應的號碼處。 18、在編入G40、G41、G42的G00、G01前后的兩個程序段中，X、Z等的值至少必須有一個變化。 19、刀具半徑補償方式的切換要經(jīng)過取消偏置方式，即在建立新的刀補之前，必須先用G40指令取消偏置方式，然后再建立新刀補。 20．對零件的編程就是按零件輪廓編程，也就是編程是以假想刀具的半徑為零進行的。 21、切入點是刀具可以由此直接進入切削的刀具位置點。一般要求刀具切向或反向延長線方向切入工件。 22、數(shù)控程序的編制是從零件圖的分析到制成控制介質即將程序內容記錄在磁盤等控制介質上的全部過程。 23、所謂固定循環(huán)主要是指加工孔的固定循環(huán)和銑削型腔的固定循環(huán)。 24、返回參考點只有手動返回參考點一種。 25. 手動返回參考點即為機床通電后必須首先進行的機床回零，如果機床不首先回零則不能動作。 25．G41/G42程序中，必須有G02建立刀補。 26．插補運動的實際插補始終不可能與理想軌跡完全相同。 27. 為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來。 28. 對于徑向尺寸先變大后變小的零件，不適合使用G73指令加工。 29、用G96指令接通恒線速和用G97指令取消恒線速之后的主軸轉速S的單位分別是m/min和mm/r。 30．插補運動的實際插補始終不可能與理想軌跡完全相同。 31．多品種小批量加工和單件加工選用數(shù)控設備最合適。 32．不同的數(shù)控機床可能選用不同的數(shù)控系統(tǒng)，但數(shù)控加工程序指令都是相同的 33．通常在命名或編程時，不論何種機床，都一律假定工件靜止刀具移動。 34．刀具偏置是指刀具沿刀具運動方向偏置一個位置。通過H或D代碼設定。 35、二維刀具半徑補償不僅可以自動完成刀具中心軌跡的偏置，而且還能自動完成直線與直線轉接、圓弧與圓弧轉接、直線與圓弧轉接等尖角過渡功能。 36、無論是從取消偏置方式移向刀具半徑補償方式（G41、G42），還是刀具半徑補償方式移向取消偏置方式（G40），其移動指令必須是G00、G01，不能用圓弧（G02、G03）插補。 37、在編入G40、G41、G42的G00、G01前后的兩個程序段中，X、Z等的值至少必須有一個變化。 38、程序編制誤差一般有逼近、插補、尺寸圓整三方面的誤差。 39、M00為選擇停按鈕。按下啟動按鈕機床將執(zhí)行下面的程序段。 40、M01為暫停按鈕。只在機床操作面板上“選擇開關”O(jiān)N時起作用。 41．一般情況下圓柱螺紋攻螺紋前底孔直徑應取螺紋孔徑最小尺寸和最大尺寸的中間最小值。 42．在車床上使用指令G50 X200. Z100.建立工件坐標系，表示起刀點的機床坐標為(200.,100.) 43． 對于徑向尺寸先變大后變小的零件，不適合使用G73指令加工。 44． 螺紋切削多次循環(huán)指令G76中，m表示精加工最終重復次數(shù)。 45． 進給速度與主軸轉速有關時，表示為進給量mm/r，一般是數(shù)控車床默認的狀態(tài)。 46．G04 P___指令可以暫停小數(shù)秒長度的時間。 47．在銑床固定鉆孔循環(huán)中，刀具半徑補償有效。 48．G00指令進行快速定位時，刀具移動的速度是程序中的F參數(shù)指定的。 49．指令G41 G02 X30. Y30. R15. D01 F100.實現(xiàn)刀具半徑右補償。 50．為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來。 四、 改錯與程序注釋題（24＝8分） 1、下列代碼是根據(jù)下圖編寫的FANUC系統(tǒng)的數(shù)控程序，精加工余量為1mm。 ①其中有部分程序段有錯誤，請你找出來（四個即可），并在旁邊進行更正。②請對行號為20，50，80，220的程序段進行注釋，說明該程序段實現(xiàn)的功能或者指明刀具在該指令下運動的情況。 % O0001 N10 G54 X100. Z30.; 【！】應改為G54 N20 T0101; 選擇1號刀具，刀具補償號為01 N30 M08 S800; 【！】應改為M03 S800 N40 G00 X50. Z5.; N50 G71 U2. R0.8; 外圓粗切削多次循環(huán)，背吃刀量為2mm，退刀量為0.8mm N60 G71 P70 Q170 U1 W0 F0.2; 【！】應改為G71 P70 Q170 U1. W0 F0.2; N70 G01 X12.65 Z0 F0.15; N80 G03 X19. Z-9. R11.; 圓弧插補指令從(12.65,0)運動到(22,-9),圓弧半徑為11 N90 G03 X19. Z-14.55 R11.; N100 X19. Z-24.55; 【！】應改為G01 X19. Z-24.55; N110 G01 X22. Z-34.55; N120 Z-43.; N130 G03 X28. Z-46. R3.; 【！】G02 N140 G01 Z-50.; N150 X32.; N160 Z-55.; N170 X45.; N180 M01; N190 G00 X50. Z5.; N200 G70 P70. Q170. F0.15; 【！】應改為G70 P70 Q170 F0.15; N210 M04; 【！】應改為M05 N220 M30; 程序結束并返回 2、如下圖所示零件，刀具T01為f8mm的鍵槽銑刀，半徑補償號為D01，每次Z軸吃刀為2.5mm。利用子程序分次加工，數(shù)控程序如下。請對行號為20，50，70，120，140，160，200的程序段進行注釋，說明該程序段實現(xiàn)的功能或者指明刀具在該指令下運動的情況。 O1000 N10 G54; N20 G90 G17 G21 G49; 絕對值編程、加工平面為XY平面、米制、取消刀具長度補償 N30 T01; N40 M03 S1000; N50 G90 G00 X-4.5 Y-10.0 M08; 絕對值編程、刀具運動到（-4.5，-10），切削液打開 N60 G01 Z0 F100.; N70 M98 P1100 L4; 調用子程序1100，調用次數(shù)4次 N80 G90 G00 Z10. ; N90 M05; N100 M30; O1100 N110 G91 G01 Z-2.5 F80.; N120 M98 P1200 L4; 調用子程序1200，調用次數(shù)4次 N130 G00 X-76. ; N140 M99; 子程序結束 O1200 N150 G91 G00 X19.; N160 G41 G01 X4.5 D01 F80.; 刀具半徑左補償 N170 Y75.; N180 X-9.; N190 Y-75.; N200 G40 G01 X4.5; 取消刀具半徑補償 N210 M99; 五、簡答題（4分3 = 12分） 1、螺紋加工時為什么留有一定的切入與切出量？（4分） 數(shù)控車床上加工螺紋時，沿螺紋方向（Z向）進給速度與主軸轉速有嚴格的匹配關系，為避免螺紋部分受進給機構加減速的影響，所以在螺紋段兩側留出切入量與切出量。 其數(shù)值與導程、主軸轉速、伺服系統(tǒng)的特性有關。 2、請從3個方面敘述坐標系及運動方向確定的原則：（3分） 1） 刀具相對于靜止工件而運動的原則，不管是工件移向刀具，還是刀具移近工件； 2） 標準的機床坐標系是一個右手笛卡兒直角坐標系，三個坐標軸的方向與機床的主要導軌相平行，且可根據(jù)右手螺旋方法確定出三個旋轉坐標的方向； 3）機床的某一運動部件的運動正方向，規(guī)定為增大工件與刀具之間距離的方向。 3. 試述數(shù)控車床多次循環(huán)G71指令（4分） G71指令的指令格式： G71 U(Δd) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(Δu) W(Δw) F(f) S(s) T(t) 中各部分的的含義。 多次G71指令是外圓粗加工復合循環(huán)指令，編程時只需要給出精加工路線和粗加工背吃刀量，系統(tǒng)會自動計算出粗加工路線和加工次數(shù)，進行平行于Z軸的多次粗切削加工，最后按留有精加工切削余量的精加工形狀，即平行于零件輪廓進行最后粗切削加工。只是要求輪廓在X和Z軸方向符合共同單調變化的模式?？蛇M行刀補。 G71指令的指令格式是： G71 U(Δd) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(Δu) W(Δw) F(f) S(s) T(t) 這里Δd、e分別為背吃刀量和退刀量。 ns、nf分別為精加工形狀程序段中的開始程序段號和結束程序段號； Δu、Δw分別為X軸方向和Z方向的精加工余量。 六．編程題（21分） 1. 下圖的零件在加工時分為三道工序進行： 1) 加工外圓（要求使用粗加工循環(huán)指令），使用1號外圓車刀； 2) 切槽，使用寬為5mm的2號切槽刀； 3) 加工螺紋，使用3號螺紋刀。 零件材料為45號鋼，其中Φ79圓柱面為不加工表面。另外，為了保證加工表面的一致性，要求使用恒線速功能，使用刀尖半徑補償功能，螺紋取負公差-0.2mm。這里G98表示每分進給量，G99表示每轉進給量。 注：螺紋編程小徑計算公式：d1=d-1.08P（d表示外螺紋公稱直徑） 請編寫該零件的數(shù)控車床加工程序。（13分） % O0001 T0101; M03 S800; G00 X90. Z10.; G73 U25. W0 R10; G73 P10 Q20 U1. W0 F0.5; N10 G01 X26. Z0 F0.3; G01 X30. Z-2.; Z-30.; G02 X56. Z-43. R13.; G01 Z-63.; X71. Z-83.; Z-101.; N20 X85.; M01; T0101; M03 S800; G00 X90. Z10.; G70 P10 Q20 F0.15; G00 X150. Z100.; T0202; G00 X50.; Z-30.; G01 X25. F0.5; G04 X3.5; G01 X50.; G00 X150. Z100.; T0303; G01 X35. Z5. F1.; G92 X29.5 Z-27. F2.; X29.1; X28.7; X28.3; X27.84; G00 X50.; Z10.; M05; M30; 2、如下圖所示，使用f8mm的銑刀加工深度為10mm的型腔(無需考慮90X120的矩形外輪廓)。請編制相應的銑床數(shù)控程序。（8分） % O0002 G54; M03 S800; T01; G00 X0 Y0; G01 Z-10. F100.; G42 G01 X5. Y-10. D01; G01 Y-30.; G02 X0 Y-35. R5.; G01 X-42.; G02 X-50. Y-27. R8.; G01 Y27.; G02 X-42. Y35. R8.; G01 X42.; G02 X50. Y27. R8.; G01 Y-27.; G02 X42. Y-35. R8.; G01 X0; G02 X-5. Y-30. R5.; G01 X-5. Y-10.; Z10.; G40 X0 Y0; G00 X70. Y70.; M05; M30;