1、数控原理与编程期末试卷 10及标准答案一、 填空题（0.5 分40 = 20 分）1 操作面板一般有 数控操作面板 、 机床操作面板 。2数控机床的刀具必须具有 寿命长 、 精度高 、 更换快 。3数字控制系统简称 NC系统，计算机控制系统简称 CNC系统。4数控机床按加工路线分类，有点位控制系统, 点位直线控制系统和连续（轮廓）控制系统。5请写出下列常用缩写的英文全称：CNC Computer Numerical Control 6通过计算机和数控机床上的 标准串行 接口，可以将数控加工程序直接送入数控系统进行加工。7RS232 主要作用是用于程序的自动输入。8车床的刀具号 T0101，前面
2、两位数字表示_一号刀具_，后面两位数字表示_一号刀补_。9G49 用来取消刀具_长度_补偿。10G40 用来取消刀具 半径 补偿。11在车床上表示 X坐标值，通常采用_直径_编程。12圆弧插补指令分顺时针 G02和逆时针 G03。13指令“G04 X-”中，X 值的含意是暂停时间，不是坐标。14、插补就是用直线或圆弧形成刀具运动轨迹来逼近或近似描述零件轮廓形状的过程。因为是在工件轨迹或轮廓曲线上的已知点之间，进行数据点的插入密化，所以称之为插补。其形成的逼近曲线与零件轮廓的最大差值即为插补误差。15. 数控机床的 Z轴一般与主轴轴线重合或平行, 正方向以刀具远离工件方向为准。16数控程序编制中
3、，尺寸系统有绝对值编程，增量值编程和混合编程。17、圆弧插补需要指定插补平面，用 G17/G18/G19指令。默认指令一般为 G17，可不写。18、切入点是刀具可以由此直接进入切削的刀具位置点。一般要求刀具切削表面反向延长线或切向切入工件。17、程序延时指令 G04，和刀具半径补偿指令 G41/G42不能在同一程序段中指定。19、返回参考点有手动和自动返回参考点两种。20、数控机床通电后，必须首先寻找机床参考点，即回零，使各坐标轴均返回各自的参考点，从而确定了机床坐标系后，才能进行其他操作。21车床加工时，刀具的换刀点通常设置在 远离 工件的位置，以免和工件发生碰撞。18、要进行数控机床的其他
4、操作，首先必须确定（或寻找）机床坐标系，使数控系统得知机床原点在机床坐标系中的坐标位置。而确定（或寻找）机床坐标系的方法就是回机床参考点。22、加工坐标系原点是零件所有尺寸的基准点，所以在每个程序的开头都要设定工件坐标系。23、G 代码中的非模态指令，只在所在程序段中有效。24、进给速度是刀具向工件进给的相对速度，有两种单位即 mm/min和 mm/r，可以分别用 G98和 G99指令来指定。25、接通恒线速控制用 G96指令，取消恒线速控制用 G97指令。26、通过旋转机床面板上的转速倍率开关，可在不停机主轴旋转中调节主轴转速。27FANUC 系统内 M98常被用来表示 调用子程序 。28、
5、G92 指令是通过程序来设定工件坐标系的，且只是设定加工坐标系，与当前的刀具位置有关，而不产生任何动作。29、G50 指令是通过程序来设定工件坐标系的，用 G50指令对刀结束后，在加工前，刀具必须停在程序指定的坐标值的位置。30、当数控系统具有刀具半径补偿功能时，CNC 系统是根据零件程序和刀具半径（刀心离开工件轮廓的距离） ，自动计算刀心轨迹，完成对零件的加工的。31、数控机床是严格按照从外部输入的程序来自动地对被加工工件进行加工的。32、所谓固定循环主要是指加工孔的固定循环和铣削型腔的固定循环。33、刀具的运动位置，即四个平面为初始平面-定位刀具的平面, G98 使刀具返回到此面 R平面-
6、距工件表面距离,一般为 25mm, 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 为选择停按钮。只在机床操作面板上“选择开关”ON 时起作用。35、当螺纹收尾处没有退刀槽时，可按 45退刀收尾。36、多次固定循环切削是借助精加工程序设定相应参数，就可以完成粗车加工。多次固定循环切削有外圆粗切削循环 G71、端面粗切削循环 G72、仿形切削循环 G73、精切削循环 G70。37圆弧插补程序的编制，书写方式有：圆心法和半径法。38切削过程中，工件与刀具的相对运动按其所起的作用可分为 主运动 、 进给运动 。二、选择题（0.5 分30 = 15 分）1刀具半径补偿是（
7、 B ） 。A轴的补偿 B平面补偿 C常规补偿2G00 指令移动速度值是（ B ） 。A数控程序指定 B机床参数指定 C操作面板指定3 （ C ）指令使主轴启动反转。AM03 BM01 CM044在“机床锁定”方式下进行自动运行， （ A ）功能被所定。A进给 B刀架转位 C主轴5下面的（ B ）指令在程序执行时，仅当操作面板上的某按钮按下时才有效。AM00 BM01 CM026以下指令中（ B ）为模态指令。AG41，G40，M06 BS，F，M03 CG04，M017 （ C ）是数控机床上的一个固定基准点，一般位于各轴正向极限。A刀具参考点 B工件零点 C机床参考点8数控机床中，转速功能
8、 S可指定（ C ） 。Amm/min Bmm/r Cr/min9在下面关于铣床刀具半径补偿的图 1和图 2，根据运动方向，如何选择刀具补偿指令（ D ） 。A1.G42，2.G42 B1.G42, 2.G41 C1.G41, 2.G42 D1.G41, 2.G41图 图 10下列 G指令中， （ C ）是非模态指令。AG00 BG01 CG0411用 12 的刀具进行轮廓的粗细加工，要求精加工余量为 0.4，则粗加工偏移量为（ C ） 。A12.4 B11.6 C6.412设 H01=6mm，G91 G43 G01 Z-15；执行后的实际移动量为（ A ） 。A9mm B21mm C15mm
9、13在车削螺纹过程中，F 所指的进给速度为（ B ） 。Amm/min Bmm/r Cr/min14属于点位控制系统的数控机床是（ B ） 。A数控车床 B数控钻床 C数控铣床15数控机床主轴以 800转/分转速正转时，其指令应是（ A ） 。AM03 S800 BM04 S800 CM05 S80016根据加工方法不同螺纹加工有：单行程、单次循环、多次循环螺纹切削。多次循环螺纹切削指令为（ C ） 。A、G32 B、G92 C、G7617螺纹切削加工有攻内螺纹和套外螺纹。内螺纹切削用（ A ）A、丝锥 B、板牙 C、钻头18 （ A ）为机床通电后必须首先进行的机床回零，如果机床不首先回零则
10、不能动作。A、手动返回参考点 B、自动返回参考点 C、设定工件坐标系原点19确定加工路径时必须考虑 C 。A、路径最短 B、同方向进给 C、路径短且同方向20下列哪个指令格式表示在 XY平面内 C 。A、G18 G20 X B、G19 G03 Y C、G02 X21加工的圆弧半径较小时，刀具半径应选 B 。A、大一点 B、小一点 C、无须考虑22选择对刀点应选在零件的 A 。A、设计基准上 B、零件边缘上 C、任意位置23立铣刀切出工件表面时，必须 B 。A、法向切出 B、切向切出 C、无须考虑24下面哪种格式表示撤消补偿 C 。A、T0202 B、T0216 C、T020025数控车床外圆复
11、合循环指令用于加工内孔时， A 方向的精加工余量应表示为负值。A、X 方向 B、Y 方向 C、Z 方向26图纸上尺寸标注为 200+0.27-0.17，则在程序中应用 C 。A、20017 B、20027 C、2002227下列哪种格式表示限制主轴最高转速。 A 。A、G50 S1800 B、G96 S200 C、G50 X100 Y10028数控机床外圆复合循环指令中， C 方向的切削形状应单调变化。A、X B、Y C、Z29在铣床建立工件坐标系，可以使用哪两种指令（ B ）A) G92 X50. Y50. Z10.; G50 X50. Y50. Z10.;B) G55; G92 X50.
12、Y50. Z10.;C) T01; G50 X50. Y50. Z10.;D) G56;G51;30机床回零将波段选择旋钮置在 A 位置?A. INPUT B. REF C. JOG C. DNC D. EDIT E. AXIS三、 是非判断题（0.5 分50 =25 分）兰色为正确。1. FUNAC系统中，子程序最后一行要用 M30结束。2. 点位直线控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。3预防数控机床加工出故障的方法之一是空运行。4圆弧插补用半径编程时，当圆弧对应的圆心角大于 180时，半径取负值。5刀具长度补偿的偏置量必须正值。6起刀点是位于零件轮廓及
13、零件毛坯之外，距离加工零件切入点较近的刀具位置点。它是程序起点或换刀点。7数控车床使用 G54G59指令编程时，该程序段必须放在第一个程序段，否则执行下面的程序时，刀具会按机床坐标系原点运动，从而可能会引起碰撞。8数控机床部件运动的正方向为增大工件与刀具之间距离的方向。9 通常在命名或编程时，不论何种机床，都一律假定工件静止刀具移动。10、走刀平面由 G17、G18、G19 指令来指定。11、G 代码中的模态指令，一旦被执行则一直有效直至被同组指令注销为止。12因为毛坯表面的重复定位精度差，所以粗基准一般只能使用一次。13、进给速度与主轴转速有关时，表示为进给量 mm/r，一般是数控车床默认的
14、状态。14数控机床加工过程中，可以随时调整主轴速度，但不可以随时调整进给速度。16、G92 指令是通过程序来设定工件坐标系的，且只是设定加工坐标系，与当前的刀具位置有关，而不产生任何动作。17、程序段 G41 G01 X10 Y40 D02进行刀具半径补偿。G41 表示刀具半径右补偿；D02 表示补偿号，其补偿量应该保存在数控系统内具半径偏置寄存器对应的号码处。18、在编入 G40、G41、G42 的 G00、G01 前后的两个程序段中，X、Z 等的值至少必须有一个变化。19、刀具半径补偿方式的切换要经过取消偏置方式，即在建立新的刀补之前，必须先用 G40指令取消偏置方式，然后再建立新刀补。
15、20对零件的编程就是按零件轮廓编程，也就是编程是以假想刀具的半径为零进行的。21、切入点是刀具可以由此直接进入切削的刀具位置点。一般要求刀具切向或反向延长线方向切入工件。22、数控程序的编制是从零件图的分析到制成控制介质即将程序内容记录在磁盘等控制介质上的全部过程。23、所谓固定循环主要是指加工孔的固定循环和铣削型腔的固定循环。24、返回参考点只有手动返回参考点一种。25. 手动返回参考点即为机床通电后必须首先进行的机床回零，如果机床不首先回零则不能动作。25G41/G42 程序中，必须有 G02建立刀补。26插补运动的实际插补始终不可能与理想轨迹完全相同。27. 为保证工件轮廓表面加工后的粗
16、糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。28. 对于径向尺寸先变大后变小的零件，不适合使用 G73指令加工。29、用 G96指令接通恒线速和用 G97指令取消恒线速之后的主轴转速 S的单位分别是 m/min和 mm/r。30插补运动的实际插补始终不可能与理想轨迹完全相同。31多品种小批量加工和单件加工选用数控设备最合适。32不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的33通常在命名或编程时，不论何种机床，都一律假定工件静止刀具移动。34刀具偏置是指刀具沿刀具运动方向偏置一个位置。通过 H或 D代码设定。35、二维刀具半径补偿不仅可以自动完成刀具中心轨迹的偏置
17、，而且还能自动完成直线与直线转接、圆弧与圆弧转接、直线与圆弧转接等尖角过渡功能。36、无论是从取消偏置方式移向刀具半径补偿方式（G41、G42） ，还是刀具半径补偿方式移向取消偏置方式（G40） ，其移动指令必须是G00、G01，不能用圆弧（G02、G03）插补。37、在编入 G40、G41、G42 的 G00、G01 前后的两个程序段中，X、Z 等的值至少必须有一个变化。38、程序编制误差一般有逼近、插补、尺寸圆整三方面的误差。39、M00 为选择停按钮。按下启动按钮机床将执行下面的程序段。40、M01 为暂停按钮。只在机床操作面板上“选择开关”ON 时起作用。41一般情况下圆柱螺纹攻螺纹前
18、底孔直径应取螺纹孔径最小尺寸和最大尺寸的中间最小值。42在车床上使用指令 G50 X200. Z100.建立工件坐标系，表示起刀点的机床坐标为(200.,100.) 43 对于径向尺寸先变大后变小的零件，不适合使用 G73指令加工。44 螺纹切削多次循环指令 G76中，m 表示精加工最终重复次数。45 进给速度与主轴转速有关时，表示为进给量 mm/r，一般是数控车床默认的状态。46G04 P_指令可以暂停小数秒长度的时间。47在铣床固定钻孔循环中，刀具半径补偿有效。48G00 指令进行快速定位时，刀具移动的速度是程序中的 F参数指定的。49指令 G41 G02 X30. Y30. R15. D
19、01 F100.实现刀具半径右补偿。50为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。四、 改错与程序注释题（248 分）1、下列代码是根据下图编写的 FANUC系统的数控程序，精加工余量为 1mm。其中有部分程序段有错误，请你找出来（四个即可） ，并在旁边进行更正。请对行号为 20，50，80，220 的程序段进行注释，说明该程序段实现的功能或者指明刀具在该指令下运动的情况。%O0001N10 G54 X100. Z30.; 【！】应改为 G54N20 T0101; 选择 1号刀具，刀具补偿号为 01N30 M08 S800; 【！】应改为 M03 S80
20、0N40 G00 X50. Z5.;N50 G71 U2. R0.8; 外圆粗切削多次循环，背吃刀量为 2mm，退刀量为 0.8mmN60 G71 P70 Q170 U1 W0 F0.2; 【！】应改为 G71 P70 Q170 U1. W0 F0.2;N70 G01 X12.65 Z0 F0.15;N80 G03 X19. Z-9. R11.; 圆弧插补指令从(12.65,0)运动到(22,-9),圆弧半径为 11N90 G03 X19. Z-14.55 R11.;N100 X19. Z-24.55; 【！】应改为 G01 X19. Z-24.55;N110 G01 X22. Z-34.55
21、;N120 Z-43.;N130 G03 X28. Z-46. R3.; 【！】G02N140 G01 Z-50.;N150 X32.;N160 Z-55.;N170 X45.;N180 M01;N190 G00 X50. Z5.;N200 G70 P70. Q170. F0.15; 【！】应改为 G70 P70 Q170 F0.15;N210 M04; 【！】应改为 M05N220 M30; 程序结束并返回2、如下图所示零件，刀具 T01为8mm 的键槽铣刀，半径补偿号为 D01，每次 Z轴吃刀为 2.5mm。利用子程序分次加工，数控程序如下。请对行号为 20，50，70，120，140，1
22、60，200 的程序段进行注释，说明该程序段实现的功能或者指明刀具在该指令下运动的情况。OO1000N10 G54;N20 G90 G17 G21 G49; 绝对值编程、加工平面为 XY平面、米制、取消刀具长度补偿N30 T01;N40 M03 S1000;N50 G90 G00 X-4.5 Y-10.0 M08; 绝对值编程、刀具运动到（-4.5，-10） ，切削液打开N60 G01 Z0 F100.;N70 M98 P1100 L4; 调用子程序 1100，调用次数 4次N80 G90 G00 Z10. ;N90 M05;N100 M30;O1100N110 G91 G01 Z-2.5 F
23、80.;N120 M98 P1200 L4; 调用子程序 1200，调用次数 4次N130 G00 X-76. ;N140 M99; 子程序结束O1200N150 G91 G00 X19.;N160 G41 G01 X4.5 D01 F80.; 刀具半径左补偿 N170 Y75.;N180 X-9.;N190 Y-75.;N200 G40 G01 X4.5; 取消刀具半径补偿N210 M99;五、简答题（4 分3 = 12 分）1、螺纹加工时为什么留有一定的切入与切出量？（4 分）数控车床上加工螺纹时，沿螺纹方向（Z 向）进给速度与主轴转速有严格的匹配关系，为避免螺纹部分受进给机构加减速的影响
24、，所以在螺纹段两侧留出切入量与切出量。其数值与导程、主轴转速、伺服系统的特性有关。2、请从 3个方面叙述坐标系及运动方向确定的原则：（3 分）1） 刀具相对于静止工件而运动的原则，不管是工件移向刀具，还是刀具移近工件；2） 标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿直角坐标系，三个坐标轴的方向与机床的主要导轨相平行，且可根据右手螺旋方法确定出三个旋转坐标的方向；3）机床的某一运动部件的运动正方向，规定为增大工件与刀具之间距离的方向。3. 试述数控车床多次循环 G71指令（4 分）G71指令的指令格式：G71 U(d) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(
25、t)中各部分的的含义。多次 G71指令是外圆粗加工复合循环指令，编程时只需要给出精加工路线和粗加工背吃刀量，系统会自动计算出粗加工路线和加工次数，进行平行于 Z轴的多次粗切削加工，最后按留有精加工切削余量的精加工形状，即平行于零件轮廓进行最后粗切削加工。只是要求轮廓在 X和 Z轴方向符合共同单调变化的模式。可进行刀补。G71指令的指令格式是：G71 U(d) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)这里 d、e 分别为背吃刀量和退刀量。ns、nf 分别为精加工形状程序段中的开始程序段号和结束程序段号；u、w 分别为 X轴方向和 Z方向的精加工余
26、量。六编程题（21 分）1. 下图的零件在加工时分为三道工序进行：1) 加工外圆（要求使用粗加工循环指令） ，使用 1号外圆车刀；2) 切槽，使用宽为 5mm的 2号切槽刀；3) 加工螺纹，使用 3号螺纹刀。零件材料为 45号钢，其中 79 圆柱面为不加工表面。另外，为了保证加工表面的一致性，要求使用恒线速功能，使用刀尖半径补偿功能，螺纹取负公差-0.2mm。这里 G98表示每分进给量，G99 表示每转进给量。注：螺纹编程小径计算公式：d1=d-1.08P（d 表示外螺纹公称直径）请编写该零件的数控车床加工程序。 （13 分）%O0001T0101;M03 S800;G00 X90. Z10.
27、;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.;G9
28、2 X29.5 Z-27. F2.;X29.1;X28.7;X28.3;X27.84;G00 X50.;Z10.;M05;M30;2、如下图所示，使用8mm 的铣刀加工深度为 10mm的型腔(无需考虑 90X120的矩形外轮廓)。请编制相应的铣床数控程序。 （8 分）%O0002G54;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;
