數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)分類的描述中，正確的是（）。A.開環(huán)系統(tǒng)無位置反饋裝置，精度最高B.半閉環(huán)系統(tǒng)反饋信號取自機(jī)床工作臺C.閉環(huán)系統(tǒng)反饋信號取自電機(jī)編碼器D.閉環(huán)系統(tǒng)通過檢測工作臺實(shí)際位置補(bǔ)償誤差2.數(shù)控加工中，實(shí)現(xiàn)刀具路徑擬合的核心功能是（）。A.插補(bǔ)運(yùn)算B.譯碼處理C.速度控制D.刀具補(bǔ)償3.下列G代碼中，屬于模態(tài)代碼的是（）。A.G04（暫停）B.G01（直線插補(bǔ)）C.G92（設(shè)定工件坐標(biāo)系）D.G40（刀具半徑補(bǔ)償取消）4.加工中心中，M03指令的含義是（）。A.主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B.主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)C.冷卻液開D.程序暫停5.數(shù)控車床加工外圓時(shí)，若刀具半徑補(bǔ)償值設(shè)置為R5，實(shí)際刀具半徑為R6，則加工后的工件尺寸會(huì)（）。A.比編程尺寸大2mmB.比編程尺寸小2mmC.無變化D.隨機(jī)誤差6.下列關(guān)于FANUC系統(tǒng)G71指令的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.用于外圓粗車循環(huán)B.需指定精車軌跡C.可同時(shí)加工內(nèi)孔D.需設(shè)置切削深度7.數(shù)控銑床中，G90/G91指令分別表示（）。A.絕對坐標(biāo)/增量坐標(biāo)B.增量坐標(biāo)/絕對坐標(biāo)C.直徑編程/半徑編程D.半徑編程/直徑編程8.位置檢測元件中，適用于高精度閉環(huán)系統(tǒng)的是（）。A.光電編碼器B.旋轉(zhuǎn)變壓器C.光柵尺D.感應(yīng)同步器9.數(shù)控加工程序中，F(xiàn)指令表示（）。A.進(jìn)給速度B.主軸轉(zhuǎn)速C.刀具號D.程序段號10.下列關(guān)于數(shù)控加工工藝特點(diǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.工序集中B.對夾具要求低C.加工精度穩(wěn)定D.適用于復(fù)雜曲面加工二、填空題（每空1分，共20分）1.數(shù)控系統(tǒng)的核心部件是__________，其主要功能是完成__________和__________。2.常用的插補(bǔ)算法有__________和__________，其中__________適用于圓弧加工。3.G00指令的含義是__________，其移動(dòng)速度由__________決定。4.刀具長度補(bǔ)償指令為__________（FANUC系統(tǒng)），用于補(bǔ)償__________與__________的長度差異。5.數(shù)控車床編程中，G96指令表示__________，G97指令表示__________。6.加工中心換刀時(shí)，需使用__________指令（如FANUC系統(tǒng)），其執(zhí)行前需確保主軸__________。7.數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循__________、__________、__________的原則。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的精度主要取決于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能。（）2.G代碼和M代碼均為模態(tài)代碼，一旦指定會(huì)一直有效。（）3.刀具半徑補(bǔ)償僅適用于銑削加工，車削加工不需要補(bǔ)償。（）4.數(shù)控車床的X軸通常與主軸軸線平行，Z軸與主軸軸線垂直。（）5.加工中心的自動(dòng)換刀裝置（ATC）可在加工過程中實(shí)現(xiàn)刀具交換。（）6.數(shù)控加工程序中的S指令用于指定進(jìn)給速度，單位為mm/min。（）7.圓弧插補(bǔ)時(shí)，I、J、K表示圓心相對于圓弧起點(diǎn)的增量坐標(biāo)。（）8.粗加工時(shí)應(yīng)選擇較小的切削深度和較高的進(jìn)給速度，以提高效率。（）9.數(shù)控系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量越小，加工精度越高。（）10.程序校驗(yàn)可通過空運(yùn)行或圖形模擬完成，無需實(shí)際切削。（）四、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述數(shù)控加工的主要特點(diǎn)及其適用場景。2.說明數(shù)控系統(tǒng)中“半閉環(huán)控制”與“閉環(huán)控制”的區(qū)別，并列舉各自的優(yōu)缺點(diǎn)。3.刀具半徑補(bǔ)償?shù)淖饔檬鞘裁?？使用時(shí)需要注意哪些問題？4.以FANUC系統(tǒng)為例，說明G71（外圓粗車循環(huán)）指令的格式及各參數(shù)含義，并簡述其加工過程。五、綜合應(yīng)用題（18分）如圖所示為某軸類零件（材料45鋼），需在數(shù)控車床上完成加工。已知毛坯為φ55mm×120mm的棒料，要求：（1）制定加工工藝路線（包括裝夾方式、刀具選擇、切削參數(shù)）；（2）編寫數(shù)控加工程序（使用FANUC系統(tǒng)，絕對坐標(biāo)編程，包含必要的工藝指令）。（零件尺寸：左端φ50mm×30mm，中間φ40mm×40mm（帶R5mm過渡圓?。叶甩?0mm×20mm（帶1:5圓錐，小端直徑φ26mm，長度20mm），總長100mm，兩端倒角C1。）答案一、選擇題1.D2.A3.B4.A5.B6.C7.A8.C9.A10.B二、填空題1.數(shù)控裝置（CNC裝置）；數(shù)據(jù)處理；控制運(yùn)算2.逐點(diǎn)比較法；數(shù)字積分法（或直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)）；圓弧插補(bǔ)算法（或數(shù)字積分法）3.快速定位；系統(tǒng)參數(shù)（或機(jī)床設(shè)定）4.G43/G44；實(shí)際刀具；編程刀具5.恒線速度控制；恒轉(zhuǎn)速控制6.M06；準(zhǔn)停（或定位）7.先粗后精；先主后次；先面后孔三、判斷題1.×（閉環(huán)系統(tǒng)精度取決于檢測元件精度）2.×（部分M代碼非模態(tài)，如M03）3.×（車削也需半徑補(bǔ)償）4.×（X軸垂直主軸，Z軸平行）5.×（需在程序暫停時(shí)換刀）6.×（S指令為主軸轉(zhuǎn)速，單位r/min）7.√8.×（粗加工應(yīng)選大切深、低進(jìn)給）9.√10.√四、簡答題1.數(shù)控加工特點(diǎn)：①自動(dòng)化程度高，減少人工干預(yù)；②加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定；③工序集中，生產(chǎn)效率高；④適用于復(fù)雜型面加工；⑤編程靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。適用場景：中小批量多品種生產(chǎn)、高精度復(fù)雜零件（如模具、航空零件）、新產(chǎn)品試制。2.半閉環(huán)控制：反饋信號取自電機(jī)或絲杠端的編碼器，不直接檢測工作臺位置；優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、調(diào)試方便；缺點(diǎn)：無法補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)誤差（如絲杠螺距誤差）。閉環(huán)控制：反饋信號取自工作臺的位置檢測元件（如光柵尺）；優(yōu)點(diǎn)：直接檢測實(shí)際位置，精度高；缺點(diǎn)：成本高、系統(tǒng)復(fù)雜、調(diào)試難度大。3.作用：①簡化編程，無需按刀具實(shí)際輪廓編程；②補(bǔ)償?shù)毒吣p或更換后的尺寸變化；③實(shí)現(xiàn)粗、精加工的同一程序調(diào)用（通過調(diào)整補(bǔ)償值）。注意事項(xiàng)：①補(bǔ)償平面需正確選擇（如G17/G18/G19）；②補(bǔ)償起始點(diǎn)需在刀具切入前建立，結(jié)束點(diǎn)需在切出后取消；③避免在補(bǔ)償狀態(tài)下執(zhí)行非插補(bǔ)指令（如G04）；④注意刀具半徑方向（G41左補(bǔ)償/G42右補(bǔ)償）。4.G71指令格式：G71U（Δd）R（e）；G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）。參數(shù)含義：Δd—每次切削深度（半徑值）；e—退刀量；ns—精車軌跡起始程序段號；nf—精車軌跡結(jié)束程序段號；Δu—X向精車余量（直徑值）；Δw—Z向精車余量；f/s/t—粗車進(jìn)給、轉(zhuǎn)速、刀具。加工過程：①按Δd分層切削至Z向終點(diǎn)；②每層切削后沿X向退刀e；③完成所有粗切層后，按ns至nf的精車軌跡光整加工，預(yù)留Δu/Δw余量。五、綜合應(yīng)用題（1）加工工藝路線：①裝夾方式：三爪卡盤夾持毛坯右端，伸出長度110mm（留10mm夾持量）；②刀具選擇：T0101外圓粗車刀（主偏角93°，刀片材質(zhì)YT15），T0202外圓精車刀（主偏角95°，刀片材質(zhì)YT30），T0303切槽刀（寬度4mm，用于倒角）；③切削參數(shù)：粗車：主軸轉(zhuǎn)速S600r/min，進(jìn)給速度F0.2mm/r，切削深度ap=2mm；精車：S1000r/min，F(xiàn)0.1mm/r，ap=0.5mm。（2）數(shù)控加工程序（O0001）：%O0001G98G40G49G80G21（初始化）T0101M03S600（換粗車刀，主軸正轉(zhuǎn)）G00X57Z2（快速定位至起刀點(diǎn)）G71U2R1（粗車循環(huán)參數(shù)：切深2mm，退刀1mm）G71P10Q20U0.5W0.1F0.2（精車余量X0.5mm，Z0.1mm）N10G00X30（精車軌跡起點(diǎn)）G01Z0F0.1（進(jìn)刀至端面）X32Z-1（倒角C1）Z-20（車右端φ32外圓，實(shí)際需加工圓錐，此處修正為圓錐編程）X34Z-30（1:5圓錐：小端φ26，大端φ26+20/5×2=34，長度20mm）Z-50（車中間φ40外圓過渡段）G02X40Z-60R5（R5過渡圓弧）Z-90（車φ40外圓）X50Z-120（車左端φ50外圓）X52（退刀）N20G00X100Z100（粗車循環(huán)結(jié)束）T0202S1000