数控机床与编程技术作业及参考答案

数控机床与编程技术作业及参考答案

1.数控机床加工的特点有哪些？ 答：(1)适应性强

(2)加工精度高、质量稳定 (3)生产效率高

(4)自动化程度高、工人劳动强度低 (5)能实现复杂的运动 (6)良好的经济效益

(7)有利于生产管理的现代化

2.数控机床的基本组成部分有哪些？

答：输入装置、数控装置、驱动装置及位置检测装置、辅助控制装置、机床本体。

3.简述数控机床的分类?

答：按加工工艺方法分类：金属切削类数控机床、特种加工类数控机床、板材加工类数控机床。

按控制运动轨迹分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。

按驱动装置特点分类：开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床。

4.移动当量。

答：在数控系统中，一个脉冲所产生的坐标轴移动量。

5.输入装置的作用?

答：将程序载体上的数控代码传递并存入数控系统内。

6.数控装置的作用？ 答：数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。

7.驱动控制装置的作用?

答：接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。

8.位置检测装置作用? 答：将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。

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9.辅助控制装置主要作用?

答：接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运算，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。

10.开环控制数控机床的主要特点？

答：其控制系统没有位置检测元件，无反馈信号。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。开环控制数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出后，实际移动值不再反馈回来。系统对移动部件的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。

开环控制系统的数控机床结构简单，成本低。仅适于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。

11.闭环控制数控机床的主要特点? 答：闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。

从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度，而与传动链的误差无关，故其控制精度高。闭环控制数控机床的定位精度高，调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。

12.半闭环控制数控机床的主要特点? 答：半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置（如光电编码器），通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，并对误差进行修正。

半闭环控制数控系统的调试比较方便，并具有良好的稳定性，应用广泛。

13.目前工厂常用的数控系统有哪些？ 答：FANUC、SIEMENS、HASS、三菱等。

14.数控车床的加工内容有哪些？

答：主要用于轴套类、盘盖类等回转体零件的加工，如完成各种内外圆柱面、圆锥面、圆柱螺纹、圆锥螺纹、切槽、钻孔、绞孔等的加工。

15.简述机床原点、机床参考点、工件原点？

答：机床原点是机床坐标系的原点。该点是机床上的一个固定的点，其位置由机床设计和制造单位确定，通常不允许用户改变。机床原点是工件坐标系、机床参考点的基准点。

机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的位置点，是用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测量系统进行标定与控制的点。机床参考点对机床原点的坐标是一个已知定值，也就是说，可以根据机床参考点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原点的位置。

工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点。

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16.确定工件编程原点的原则。

答：工件原点在工件上的位置虽可任意选择，但一般遵循以下原则： （1）工件原点选在工件图样的基准上，以利于编程。

（2）工件原点尽量选在尺寸精度高、粗糙度值低的工件表面上。 （3）工件原点最好选在工件的对称中心上。 （4）要便于测量和检验。

17.数控车床首次开机为什么要进行返回参考点操作？

答：回参考点的目的就是为了建立数控机床坐标系，并确定机床原点。只有机床回参考点以后，机床坐标系才建立起来，刀具移动才有了依据。

18.数控车床机床原点一般处于什么位置？

答：数控车床的机床原点一般设在卡盘前端面或后端面的中心。

19.数控机床程序由哪几部分组成？ 答：程序开始（程序号）、程序内容、程序结束。

20.简述采用刀偏设置T××××指令来直接构建工件坐标系的对刀过程。 答：（1）对 Z 轴。 试切一下端面，保持 Z 坐标不变，将当前刀具刀位点相对于预设为工件原点的 Z 向距离值，键入到该刀具的试切长度中，则系统将自动推算出工件原点处 Z 方向相对于机床原点的坐标，并将此值作为该刀具的 Z 向刀偏。

（2）对 X 轴。 试切一下外圆，保持 X 坐标不变，测量加工后工件的外径值 D，直接将该外径值 D 键入到该刀具的试切直径中，则系统将自动推算出毛坯中心线处 X 方向相对于机床原点的坐标，并将此值作为该刀具的 X 向刀偏。

这样设置好后，只要在程序中使用“T0101”的刀具换刀指令即可自动按机床坐标系的偏置关系建立起一个工件坐标系。（略）

21.刀位点？

答：是指编制数控加工程序时用以确定刀具位置的基准点。

22.对刀的目的？

答：建立工件坐标系，确定程序原点在机床坐标系中位置。

23.对刀？ 答：在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。

24.简述M00、M01、M02、M03、M04、M05、M30的功能。

答：M00程序停止； M01程序选择停止； M02程序结束； M03主轴正转；M04主轴反转； M05主轴停止； M30程序结束，返回程序开始。

25.简述绝对坐标编程与相对坐标编程的区别。

答：绝对坐标编程G90状态下，程序段中的尺寸数字为绝对坐标值，即刀尖所

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有轨迹点的坐标值均以工件原点为基准而得；相对坐标编程G91状态下，程序段中的尺寸数字为增量坐标值，即刀尖当前点的坐标值是以刀尖前一点为基准而得。

26.数控车床制定加工方案的一般原则。

答：先粗后精；先近后远；先内后外；程序段最少；走刀路线最短；特殊情况特殊处理。

27.模态指令？ 答：又称续效指令，一经指定便一直有效，直到被同组的其它指令所取代时为止。

28.分析G00与G01指令有何区别？各有什么功用？

答：G00快速点定位。功能：G00指令使刀具以点控制方式，从刀具所在点快速移动到目标点。它只是快速定位，对中间空行程无轨迹要求，G00移动速度是机床设定的空行程速度，与程序段中的进给速度无关。

G01直线插补。功能：G01指令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。

29．程序单段运行有何作用？

答：在正式加工前进行程序单段运行，便于观察每段程序的运动轨迹，若发现问题，可及时改正。

30．编程尺寸为何取极限尺寸的平均值? 答：为了保证尺寸精度。

31．使用复合切削固定循环的优点。

答：当工件的形状较复杂，如有台阶、锥度、圆弧等，若使用基本切削指令(G00、G01、G02、G03)或单一固定循环切削指令(如FANUC系统数控车床的G90、G94、G92；华中数控系统的数控车床的G80、G81、G82)，粗车时为了考虑精车余量，在计算粗车的坐标点时，可能会很繁杂。如果使用复合固定循环指令，只需依指令格式设定粗车时每次的切削深度、精车余量、进给量等参数，在接下来的程序段中给出精车时的加工路径，则CNC控制器即可自动计算出粗车时的刀具路径，自动进行粗加工。

32.单一固定循环指令G80、G81的指令格式及其功能。 答：（1）轴向切削固定循环指令G80

格式：G80X＿Z＿F＿（切削圆柱面时） G80X＿Z＿I＿F＿（切削圆锥面时）

功能：该指令可使刀具从循环始点A开始走矩形（直线）轨迹，回到A点，进刀后，再按矩形（直线）轨迹循环，依此类推，最终完成圆柱面车削。

（2）端面切削固定循环指令G81

格式：G81X＿Z＿F＿（不带锥度的端面）

G81X＿Z＿K＿F＿（带锥度的端面）

功能：同G80，只是走刀轨迹相反。

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33．编写图示零件的加工程序。毛坯材料为Q235。

解：加工工艺路线为：粗车外轮廓→精车外轮廓→切断。所用刀具为外圆粗车刀T01；外圆精车刀T02；切断刀T03。

工件原点设在工件右端面中心。 (1)采用华中数控系统编程，程序如下： 24 T0101 M03S600

G90G00X32Z2

G71U1R1P10Q20X0.2Z0.1F200 N10G01X4F80 X10Z-1 Z-5

X12Z-14.925 X13.965 Z-26.925

X18.95Z-28.925 X21.958Z-42 Z-47 X23.958 Z-61

N20X32F200 G00X100Z100 T0202S400 G00X32Z-64 G01X0F50 X28F200

G00X100Z100 M05 M30

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(2)采用FANUC-0i数控系统的G73指令编程，程序如下： O0924； T0101； M03S700； G00X34Z2； G73U20W2R10；

G73P10Q20X0.2Z0.1F0.2； N10G42G01Z0F0.1； X0；

G03X14Z-7R7； G01Z-12；

G03X18Z-34R15； G01Z-42； X20； X22Z-43； Z-50.95； X24；

G03X28Z-53R2； G01Z-61； N20G40X32； G00X100Z100； T0202； G50S2000； G96S120； G00X32Z2； G70P10Q20；

G97G00X100Z100； T0303； X36Z-64； G01X0F0.08； X30F0.2； G00X100； Z100M05； M30；

41．螺纹加工为何要设置进刀升速段与退刀降速段？ 答：为了消除伺服滞后造成的螺距误差。

42．M8、M10、M12、M16、M20粗牙螺纹的螺距分别为多少？ 答：M8的为1.25；M10的为1.5；M12的为1.75；、M16的为2；、M20的为2.5。

43．编写图示零件的加工程序，材料为Q235。

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44.数控加工工艺文件有哪些？ 答：刀具卡、工艺卡、程序单。

45.（教材P64，2-12）编制图示零件的精加工及切断程序。粗加工余量0.5mm。切槽刀宽4mm。请使用华中数控系统编程。（所用刀具为外圆正偏刀T01、切槽刀T02）

解：采用华中数控系统编程，程序如下： 05 T0101 M03 S800

G90 G00 X0 Z95

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G01 Z92 F100 G03 X20 Z82 R10 G01 Z65.596

G03 X36 Z33.351 R22 G01 Z17

G02 X50 Z10 R7 G01 Z-1 G00 X100 Z150 T0202

G00 X56 Z-4 G01 X0 F50 X56 F200 G00 X100 Z200 M05 M30

46.（教材P65，2-17）编制图示零件的加工程序。毛坯材料为Q235-A，毛坯外径φ25mm，毛坯长度90mm。请使用华中系统的轴向切削复合循环指令G71、螺纹切削循环指令G82编程。(按要求：每次粗车吃刀深度为1mm，每次粗车结束时的退刀量为1mm，车螺纹时每次双边背吃刀量ap1=0.9，ap2=0.6，ap3=0.6，ap4=0.4，ap5=0.1；所用刀具有外圆正偏刀T01，槽宽4mmm的切槽刀T02，60°外螺纹车刀T03)

解：加工工艺路线为：车外轮廓→切槽→车螺纹→切断。 采用华中数控系统编程，加工程序如下： 06 T0101 M03 S500

G90 G00 X27 Z3

G71 U1 R1 P10 Q20 X0.3 Z0.15 F200

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N10 G01 Z0 F80 X0

G03 X12 Z-6 R6 G01 Z-10 X14

X16 Z-25 Z-31 X17

X19.9 Z-32.5 Z-45 X22

X24 Z-46 Z-53 N20 X27 G00 X100 Z100 T0202

G00 X27 Z-45 G01 X16 F50 G04 X1 G01 X27 G00 X100 Z100 T0303 S300

G00 X24 Z-28

G82 X19.1 Z-43 F2 G82 X18.5 Z-43 F2 G82 X17.9 Z-43 F2 G82 X17.5 Z-43 F2 G82 X17.4 Z-43 F2 G00 X100 Z100 T0202 S500

G00 X30 Z-56 G01 X0 F50 G00 X100 Z100 M05 M30

47．编写图示零件的加工程序，材料为Q235。

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解：加工工艺路线为：车外轮廓→切槽→车螺纹→切断。 采用华中数控系统编程，加工程序如下： 18 T0101 M03 S500

G90 G00 X35 Z3

G71 U1 R1 P10 Q20 X0.3 Z0.15 F200 N10 G01 Z0 F80 X0 X4

G03 X10 Z-3 R3 G01 Z-7 X13.85 X15.85 Z-8 Z-26 X16

X19.984 Z-34 Z-45

G03 X26 Z-47.95 R3 X27.984 Z-65 N20 X32 G00 X100 Z100 T0202

G00 X22 Z-26 G01 X12 F50 G04 X1

G01 X22 F200 G00 X100 Z100

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G17 Z5

G01 Z-4 F50

G02 X30 Y30 R30 Z-1 F200 G02 X60 Y0 R30 Z-4 G02 X30 Y-30 R30 Z-1 G02 X0 Y0 R30 Z-4 G03 X-30 Y30 R30 Z-1 G03 X-60 Y0 R30 Z-4 G03 X-30 Y-30 R30 Z-1 G03 X0 Y0 R30 Z-4 G00 Z50

X100 Y100 M05 M30

35、精铣图示的内、外表面，刀具直径φ16mm。采用刀具半径补偿指令编程。

解：铣外轮廓程序如下： ?25

G40 G90 G54 G00 X0 Y0 Z50 M03 S800 G17 Z5 X-100 Y65 G01 Z-5 F50

G41 G01 Y40 F200 D01 X23.1 F100 X46.2 Y0 X23.1 Y-40 X-23.1 X-46.2 Y0

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X-20.79 Y44 G00 Z100

G40 X100 Y100 M05 M30

铣内腔程序如下： ?26

G40 G90 G54 G00 X0 Y0 Z50 M03 S800 G17 Z5

G01 Z-8 F50

G41 G01 X25 Y-10 F100 D01 G03 X35 Y0 R10 G03 X19 Y16 I-16 J0 G01 X-19

G03 X-19 Y-16 J-16 X19

G03 X35Y0 J16 G03 X25 Y10 R10 G00 Z5

G40 X100 Y100 Z100 M05 M30

37、题3-8 图示零件上有4个形状尺寸相同的方槽，槽深3mm，槽宽10mm，未注圆角R5，试用子程序编程。

解：采用华中数控系统编程，程序如下：

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295 //主程序

G40 G90 G54 G00 X0 Y0 Z50 M03 S800 G17 Z5 M98 P100 G24 X0 M98 P100 G24 X0 Y0 M98 P100 G25 X0 G24 Y0 M98 P100 G00 Z50 M05 M30

0 //子程序 G00 X10 Y10 G01 Z-3 F50 Y40 F200 X60 Y10 X10 G00 Z5 X0 Y0 M99

40、具半径补偿的执行过程如何？

答：刀具半径补偿的执行过程一般可分为三步：

（1）刀补建立。刀具从起刀点接近工件，并在原来编程轨迹的基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏移一个偏置量。在该过程中不能进行零件的加工。

（2）刀补进行。刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个刀具偏置量的距离。在该过程中进行零件的加工。

（3）刀补撤消。刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹的终点重合。它是刀补建立的逆过程。在该过程中不能进行零件的加工。

41、简述数控铣削加工中，使用刀具半径补偿时的注意事项。 （1）机床通电后，为取消刀具半径补偿状态。

（2）刀具半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令，不能用G02或G03。 （3）刀具半径补偿平面的切换，必须在补偿取消方式下进行。

（4）在建立刀具半径补偿以后，不能出现连续两个程序段无选择补偿坐标平面的移动指令，否则数控系统因无法正确计算程序中刀具轨迹交点坐标，可能产生过切现象。

（5）在补偿状态下，铣刀的直线移动量及铣削内侧圆弧的半径值要大于或等于刀具半径，否则补偿时会产生干涉。

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（6）若程序中建立了半径补偿，在加工完成后必须用G40指令将补偿状态取消，使铣刀的中心点回复到实际的坐标点上。且使用G40指令时最好是铣刀已远离工件。

30、简述固定循环指令G73、G74、G81、G82、G83、G84、G80在用法上的区别。

答：G73高速深孔断屑钻；G74反攻丝循环；G81钻孔循环；G82钻孔循环（有孔底暂停）；G83高速深孔排屑钻；G84攻丝循环；G80固定循环撤销

31、使用固定循环时应注意的几点。 答：（1）在使用固定循环指令前应使用M03或M04指令使主轴回转。

（2）在固定循环程序段中，X，Y，Z，R数据应至少指令一个才能进行孔加工。

（3）在使用控制主轴回转的固定循环（G74、G84）中，如果连续加工一些孔间距比较小，或者初始平面到R点平面的距离比较短的孔时，会出现在进入孔的切削动作前，主轴还没有达到正常转速的情况。故应在各孔的加工动作之间插入G04指令，以获得时间。

（4）当用G80或G00～G03指令注销固定循环时，若G00～G03指令和固定循环出现在同一程序段中，则按后出现的指令运行。

（5）固定循环指令不能合后指令M代码同时出现在同一程序段中。 39、加工中心与数控铣床的最大区别是什么？适于切削那些零件？在加工中心上加工零件的工序划分方法有哪些？

答：加工中心与数控铣床最大的区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的功能。

加工中心适于切削箱体类零件、复杂曲面、异形件、盘套板类零件。

在加工中心上加工零件的工序划分方法有：刀具集中分序法，粗、精加工分序法，加工部位分序法。

15.标准刀的长度补偿值是多少？ 答：零。

1.用φ10mm的铣刀完成图示零件的加工，试用华中数控系统指令编程。

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2.用φ10mm的铣刀完成图示零件的加工，试用华中数控系统指令编程。

1.简述CAM编程的基本实现过程。 2. 你知道哪些CAD/CAM软件？

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/finv.html