數(shù)控加工工藝與編程模擬習題(附參考答案)一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列數(shù)控系統(tǒng)中，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)的是（）。A.步進電機驅(qū)動系統(tǒng)B.全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)C.電液脈沖馬達系統(tǒng)D.開環(huán)步進系統(tǒng)2.加工中心的自動換刀裝置（ATC）中，刀具的交換方式通常采用（）。A.直接換刀B.機械手換刀C.轉塔換刀D.主軸直接換刀3.數(shù)控車削加工中，粗加工時為提高效率，應優(yōu)先選擇較大的（）。A.背吃刀量B.進給速度C.切削速度D.主軸轉速4.加工如圖1所示階梯軸（材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，Ra1.6μm），外圓φ50h7的加工方案應為（）。A.粗車→半精車B.粗車→半精車→精車C.粗車→半精車→磨削D.粗車→半精車→拋光5.FANUC0i系統(tǒng)中，下列G代碼屬于非模態(tài)指令的是（）。A.G01B.G02C.G04D.G906.數(shù)控銑削加工中，刀具半徑補償指令G41/G42的偏移方向是相對于（）。A.刀具運動方向B.工件輪廓方向C.機床坐標系D.編程軌跡7.加工中心編程時，為避免刀具與工件或夾具碰撞，通常在（）設置安全高度。A.初始平面B.R平面C.零件表面D.孔底平面8.車削螺紋時，為保證螺紋牙型準確，主軸轉速與進給速度的關系應滿足（）。A.F=n×PB.F=n/PC.F=P/nD.F=n+P9.下列刀具材料中，適合高速切削淬硬鋼（HRC5560）的是（）。A.硬質(zhì)合金B(yǎng).陶瓷刀具C.高速鋼D.立方氮化硼（CBN）10.數(shù)控加工工藝文件中，用于指導操作工人具體加工步驟的是（）。A.數(shù)控加工工序卡B.數(shù)控刀具卡C.機床調(diào)整單D.零件工藝流程圖二、填空題（每空1分，共15分）1.數(shù)控加工中，工件坐標系的原點稱為________，通常通過________指令設定。2.車削加工時，切削用量三要素是________、________和________。3.加工中心的主要功能包括________、________和________（至少答3項）。4.數(shù)控編程時，圓弧插補G02/G03的判別方法是：沿________方向看，順時針為G02，逆時針為G03。5.粗加工時，為防止刀具磨損過快，應優(yōu)先增大________；精加工時，為保證表面質(zhì)量，應優(yōu)先增大________。6.車削錐度時，常用的編程方法有________和________（如G90、G71等指令）。7.銑削平面時，若采用順銑，應確保機床________間隙較小，否則易產(chǎn)生________現(xiàn)象。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.數(shù)控加工中，工序集中原則是指將多個加工內(nèi)容集中在同一臺機床完成，以減少裝夾次數(shù)。（）2.G00指令的移動速度由F代碼指定，可用于快速接近工件。（）3.刀具半徑補償僅在G01或G02/G03指令中有效，G00時無效。（）4.加工中心換刀時，主軸必須停轉并定位到換刀點。（）5.車削外圓時，若工件直徑由φ60mm車至φ50mm，背吃刀量為5mm（單邊）。（）6.數(shù)控銑削封閉型腔時，通常采用立銑刀垂直下刀，無需預鉆孔。（）7.螺紋加工時，引入距離和超越距離是為了保證螺紋起始和結束段的牙型完整。（）8.粗基準可以重復使用，以保證各加工面的位置精度。（）9.硬質(zhì)合金刀具的耐熱性高于高速鋼，因此更適合大切削用量加工。（）10.數(shù)控程序中的M03表示主軸逆時針旋轉（從主軸端面看）。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述數(shù)控加工工藝與傳統(tǒng)加工工藝的主要區(qū)別。2.數(shù)控車削加工中，確定加工順序時應遵循哪些原則？3.說明G40、G41、G42指令的含義及使用注意事項。4.加工中心編程時，為什么需要設置刀具長度補償？如何通過對刀操作實現(xiàn)？五、工藝分析題（共15分）如圖2所示為某軸類零件（材料45鋼，未注倒角C1，熱處理：調(diào)質(zhì)220250HB），要求：（1）制定該零件的數(shù)控車削工藝路線（包括裝夾方式、加工階段劃分）；（2）選擇粗加工和精加工所用刀具（類型、材料、刀尖半徑）；（3）確定粗車和精車的切削用量（背吃刀量、進給速度、主軸轉速）。（注：零件尺寸：總長120mm，φ60mm×30mm（左段），φ40mm×50mm（中段，Ra1.6μm），φ30mm×20mm（右段，M24×2外螺紋，有效長度15mm），右端面中心孔B3/10.5）六、編程題（共20分）如圖3所示為某盤類零件（材料鋁合金，毛坯φ80mm×20mm），要求在FANUC0i系統(tǒng)數(shù)控銑床上編寫精加工程序。零件要求：上表面（Z=0），外輪廓為R30mm半圓（中心在工件坐標系X0/Y0），內(nèi)孔φ30H7（深度10mm），所有表面Ra1.6μm。（1）確定工件坐標系和對刀點；（2）選擇刀具（銑刀類型、直徑）；（3）編寫完整加工程序（包含初始化、輪廓銑削、內(nèi)孔加工、退刀等步驟）。參考答案一、單項選擇題1.B2.B3.A4.B5.C6.D7.A8.A9.D10.A二、填空題1.編程原點（或工件原點）；G54~G59（或G92）2.背吃刀量（ap）；進給速度（f）；切削速度（vc）3.銑削；鉆孔；鏜孔（或攻螺紋、鉸孔等）4.垂直于圓弧所在平面的坐標軸正方向5.背吃刀量；切削速度6.絕對值編程（G90）；固定循環(huán)（G71/G73）7.進給傳動；振動（或打刀）三、判斷題1.√2.×（G00速度由系統(tǒng)參數(shù)設定）3.√4.√5.√（單邊切深5mm）6.×（需預鉆孔或斜線下刀）7.√8.×（粗基準一般僅用一次）9.√10.×（M03為順時針）四、簡答題1.主要區(qū)別：①工藝內(nèi)容更詳細（需明確走刀路線、切削參數(shù)等）；②工序集中程度高（多工序集中）；③對夾具和刀具要求更高（需快速裝夾、高精度）；④依賴編程實現(xiàn)自動化；⑤更強調(diào)加工效率與質(zhì)量的平衡。2.原則：①先粗后精（先粗車后精車）；②先近后遠（離卡盤近的先加工）；③內(nèi)外交叉（先外圓后內(nèi)孔或反之）；④基面先行（先加工定位基準面）；⑤刀具集中（同一把刀完成所有可加工表面）。3.G40：取消刀具半徑補償；G41：左補償（刀具軌跡在編程軌跡左側）；G42：右補償（右側）。注意事項：①補償需在G01或G02/G03指令中建立/取消；②刀具半徑值需輸入刀補表；③避免在圓弧切入/切出時取消補償；④補償平面需與編程平面一致（如G17）。4.原因：不同刀具長度不同，需通過長度補償使刀尖到達正確Z坐標。對刀方法：①試切對刀法（用標準刀具接觸工件表面，記錄Z坐標；其他刀具同理，差值輸入刀補表）；②對刀儀對刀（測量刀具長度，直接輸入系統(tǒng)）。五、工藝分析題（1）工藝路線：裝夾方式：三爪卡盤夾持左段φ60mm外圓，右段用頂尖頂中心孔（一夾一頂）。加工階段：粗車（去除大部分余量）→半精車（留0.30.5mm精車余量）→精車（保證尺寸精度和表面質(zhì)量）→車螺紋（最后加工，避免精車時損傷螺紋）。（2）刀具選擇：粗車刀：90°外圓車刀（硬質(zhì)合金，YT15），刀尖半徑r=0.8mm（兼顧強度與斷屑）。精車刀：90°外圓車刀（硬質(zhì)合金，YN10），刀尖半徑r=0.4mm（提高表面質(zhì)量）。切槽刀：寬4mm切斷刀（硬質(zhì)合金），用于車螺紋退刀槽。螺紋刀：60°外螺紋車刀（硬質(zhì)合金，YT15），刀尖角精度±15′。（3）切削用量：粗車：ap=23mm（單邊），f=0.30.5mm/r，vc=80100m/min（n=1000×vc/(πD)=1000×80/(3.14×60)≈425r/min）。精車：ap=0.10.2mm（單邊），f=0.10.2mm/r，vc=120150m/min（n=1000×120/(3.14×40)≈955r/min）。六、編程題（1）工件坐標系：以毛坯上表面中心為原點（X0/Y0/Z0）；對刀點：X100/Y100/Z100（安全位置）。（2）刀具選擇：外輪廓銑刀：φ10mm立銑刀（硬質(zhì)合金，涂層），用于半圓輪廓加工。內(nèi)孔銑刀：φ30mm鍵槽銑刀（或φ30mm立銑刀），用于精銑內(nèi)孔（或改用φ29.8mm鉆頭預鉆，再用φ30mm鉸刀）。（3）加工程序（O0001）：```%O0001G40G49G80G90G94（初始化）M03S1500（主軸正轉，1500r/min）G00X100Y100Z100（快速定位對刀點）T01M06（換1號刀：φ10mm立銑刀）G54G00X50Y0Z5（定位到輪廓起點上方）G01Z5F100（下刀至加工深度）G41D01X30Y0（左補償，進入輪廓）G02X30Y0R30（銑R30半圓）G01X50Y0（退出輪廓）G40G01X60Y0