2013年9月份考试数控加工工艺与编程第三次作业.doc

2013年9月份考试数控加工工艺与编程第三次作业一、填空题（本大题共16分，共 16 小题，每小题 1 分）1. 加工程序是数控系统的 _ 软件。2. 数控机床的程序编制工作大部分或全部由 _ 完成过程，即称为自动编程。3. 数控机床程序中，F100表示 _ 。4. 需要选择刀具路径中的其中几个进行操作，选择的方法是按住 _ 键点击需要选择的刀具路径。5. 控制介质是存储加工程序的媒介，常用的控制介质有穿孔纸带、 _ 、磁带等6. 数控加工技术涉及数控机床 _ 和 _ 技术两个方面。7. 数控机床加工更换产品品种极其方便，只要更换 _ ，就可以实现。因此，大大缩短了产品的换型周期。8. 高速、高效和 _ 是数控机床技术发展的目标。9. 金属切削用刀具系统从其结构上可分为整体式和 _ 两种。10. PLC是用于进行逻辑运算、顺序动作有关的I/O控制，它由 _ 和 _ 组成。11. MasterCAM9.0最基本的构图面有：T俯视图面、 _ 、 _ 和三维空间四种方式。12. 线切割加工的主要工艺指标有切割速度、 _ 、电极丝损耗量和 _ 。13. 用数控车床加工一个外圆，其尺寸为2000.1，为了更好地保证其精度，其编程尺寸为 _ 。14. 数控电火花线切割粗加工时取 _ 的脉冲宽度，精加工时取 _ 的脉冲宽度，切割厚大工件时取 _ 的脉冲宽度。15. 铣削平面轮廓曲线工件时，铣刀半径应 _ 工件轮廓的最小凹圆半径。16. 在数控铣床中，可用 _ 或 _ 设定加工坐标系。二、问答题（本大题共32分，共 8 小题，每小题 4 分）1. 绝对坐标值和增量坐标值之间的区别是什么？2. G71、G72、G73指令的应用场合有何不同？3. 粗基准的选择原则是什么？4. 数控电火花线切割加工特点？5. 选择切削用量的原则是什么？粗、精加工切削用量的选择原则是什么？6. 断丝原因分析及解决方法。7. 模态G代码和非模态G有何区别?试举例说明。8. 什么是可变程序段格式？试举例说明。三、程序设计题（本大题共52分，共 4 小题，每小题 13 分）1. 用FANUC-Oi系统指令编写下图所示零件的数控车削程序。毛坯：52120棒料，材料：45钢，刀具材料：普通硬质合金，T01为粗车刀、T02为精车刀、T03为4毫米宽切槽刀。注意：粗加工吃刀深度选择应合理。2. 按下图编写精加工程序，T01为中心钻，T02为8钻头，T3为12立铣刀。3. 毛坯为707018板材，六面已粗加工过，要求数控铣出下图所示的槽，工件材料为45钢。4. 按下图编写加工程序，T01为偏刀，T02为切槽刀，T03为螺纹车刀。答案：一、填空题（16分，共 16 题，每小题 1 分）1. 参考答案：应用解题方案：评分标准：2. 参考答案：计算机解题方案：评分标准：3. 参考答案：进给速度为每分进给100mm解题方案：评分标准：4. 参考答案：Ctrl解题方案：结合实际的操作方法分析。评分标准：5. 参考答案：磁盘解题方案：见程序编制及控制介质。评分标准：6. 参考答案：加工工艺 数控编程解题方案：从数控加工技术的特点考虑。评分标准：7. 参考答案：加工程序解题方案：从数控机床的特点考虑。评分标准：8. 参考答案：高精度解题方案：见数控加工技术。评分标准：9. 参考答案：模块式解题方案：见数控镗铣加工用工具系统。评分标准：10. 参考答案：硬件 软件解题方案：见PLC、机床I/O（输入/输出）电路和装置。评分标准：11. 参考答案：F前视图面 S侧视图面解题方案：从空间视图的平面来考虑。评分标准：12. 参考答案：表面粗糙度 加工精度解题方案：见线切割加工的主要工艺指标。评分标准：13. 参考答案：20.05解题方案：评分标准：14. 参考答案：较大较小较大解题方案：见影响线切割工艺指标的若干因素。评分标准：15. 参考答案：小于解题方案：评分标准：写出数学符号或文字给分16. 参考答案：G92 G54-G59解题方案：从机床设定坐标系指令考虑。评分标准：二、问答题（32分，共 8 题，每小题 4 分）1. 参考答案：绝对坐标是表示刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原点给出的。增量坐标：增量坐标所表示的刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于前一位置的（相对于前一位置实际移动的距离），而不是相对于固定原点给出的。 其区别是：绝对坐标是相对于原点确定；增量坐标是相对于前一点位置确定。解题方案：评分标准：2. 参考答案：71适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工；G72适于Z向余量小，X向余量大的棒料粗加工；G73指令用于零件毛坯已基本成型的铸件或锻件的加工，铸件或锻件的形状与零件轮廓相接近，这时若仍使用G71或G72指令，则会产生许多无效切削而浪费加工时间。解题方案：评分标准：3. 参考答案：1、如果必须保证工件上加工表面与不加工表面之间的相互位置精度要求，则应以不加工表面为粗基准。如果工件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面位置精度要求较高的表面作为粗基准。 2、若必须首先保证工件上某重要表面加工余量均匀，则应选择该表面作为粗基准。 3、选作粗基准的表面应尽量平整光洁，不应有飞边、浇冒口等缺陷。 4、粗基准一般只使用一次。解题方案：粗基准的选择主要影响不加工表面与加工表面之间的相互位置精度，以及加工表面的余量分配。评分标准：4. 参考答案：特点是： 1、直接利用线状的电极丝作电极，缩短了生产准备周期。 2、可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的工件。 3、利用电蚀原理加工，电极丝与工件不直接接触，工件的变形很小，电极丝、夹具不需要太高的强度。 4、传统的车、铣、钻加工中，刀具硬度必须比工件硬度大，而数控电火花线切割机床的电极丝材料不必比工件材料硬，可以加工硬度很高或很脆，用一般切削加工方法难以加工和无法加工的材料。在加工中作为刀具的电极丝无须刃磨，可节省辅助时间和刀具费用。 5、直接利用电、热能进行加工，可以方便地对影响加工精度的加工参数（如脉冲宽度、间隔、电流）进行调整，有利于加工精度的提高，便于实现加工过程的自动化控制。 6、电极丝是不断移动的，单位长度损耗少，特别是在慢走丝线切割加工时，电极丝一次性使用，故加工精度高（可达2m）。 7、采用线切割加工冲模时，可实现凸、凹模一次加工成形。解题方案：见数控电火花线切割加工特点及应用。评分标准：5. 参考答案：1、在实际使用中，在不影响生产率（金属切削率）的前提下，应尽量选取较大的切削深度p和较小的切削速度，使进给量f大小适中。 2、粗加工切削用量的选择 (1）切削深度的选择：在机床有效功率允许的情况下，应尽可能选择较大的切削深度。在切削表面有硬皮的铸、锻件或切削不锈钢等加工硬化比较严重的材料时，应可能使切削深度超过硬皮或硬化层深度。 (2）进给量的选择：根据机床夹具刀具组成的工艺系统的刚性，尽可能选择较大的进给量。 (3）切削速度的选择：根据工件材料和刀具材料确定切削速度，使之在已选定的切削深度和进给量的基础上能够达到规定的刀具耐用度。粗加工的切削速度一般选中等或较低的数值。 3、精加工切削用量的选择 (1)切削深度的选择：精加工通常选用较小的切削深度来保证工件的加工质量。 (2）进给量的选择：进给量大小主要依据表面粗糙度的要求选取，表面粗糙度Ra的值较小时，一般选取较小的进给量。 (3)切削速度的选择：精加工的切削速度应避开积屑瘤形成的切削速度区，硬质合金刀具一般多采用较高的切削速度，高速钢刀具则采用较低的切削速度。解题方案：从切削用量的性质考虑，在切削参数中对刀具的寿命影响最大的是切削速度，影响最小的是吃刀深度。粗加工时应尽快地切除多余的金属，同时还要保证规定的刀具耐用度；精加工时首先应保证零件的加工精度和表面质量，同时也要考虑刀具耐用度和获得较高的生产效率。评分标准：6. 参考答案：断丝原因分析： 1、在没有超过电极丝使用寿命的情况下，断丝可分为三个阶段的断丝，若在刚开始加工阶段就断丝，则可能的原因有： （1）加工电流过大。 （2）钼丝抖动厉害。 （3）工件表面有毛刺或氧化皮。 2、若在加工中间阶段断丝，则可能的原因有： （1）电参数不当，电流过大。 （2）进给调节不当，开路短路频繁。 （3）工作液太脏。 （4）导电块未与钼丝接触或被拉出凹痕。 （5）切割厚件时，脉冲过小。 （6）丝筒转速太慢。 3、若在加工最后阶段出现断丝，则可能的原因有： （1）工件材料变形，夹断钼丝。 （2）工件跌落，撞落钼丝。 解决方法： 在快走丝线切割加工中，要正确分析断丝原因，采取合理的解决办法。在实际中往往采用如下方法： （1）减少电极丝运动的换向次数，尽量消除钼丝抖动现象。根据线切割加工的特点，钼丝在高速切割运动中需要不断换向，在换向的瞬间会造成钼丝松紧不一致，即钼丝各段的张力不均，使加工过程不稳定。所以在上丝的时候，电极丝应尽可能上满储丝筒。 （2）钼丝导轮的制造和安装精度直接影响钼丝的工作寿命。在安装和加工中应尽量减小导轮的跳动和摆动，以减小钼丝在加工中的振动，提高加工过程的稳定性。 （3）选用适当的切削速度。在加工过程中，如切削速度（工件的进给速度）过大，被腐蚀的金属微粒不能及时排出，会使钼丝经常处于短路状态，造成加工过程的不稳定。 （4）保持电源电压的稳定和冷却液的清洁。电源电压不稳定会使钼丝与工件两端的电压不稳定，从而造成击穿放电过程的不稳定。冷却液如不定期更换会使其中的金属微粒成分比例变大，逐渐改变冷却液的性质而失去作用，引起断丝。如果冷却液在循环流动中没有泡沫或泡沫很少、颜色发黑、有臭味，则要及时更换冷却液。解题方案：评分标准：7. 参考答案：它们的区别是:模态代码在连续多个程序段中有效，直到被相同级别的代码取代。例： N50 G01 X60.0 Z-30 F100； N60 X80.0； 程序中G01为模态指令, N60也用的是G01指令,两段指令相同,所以N60段程序可省略G01指令。非模态代码：只在本程序段有效。解题方案：从模态指令和非模态指令的定义考虑。评分标准：8. 参考答案：由顺序号、数据字和程序段结束组成。各字后有地址，字的排列顺序要求不严格，数据的位数可多可少，不需要的字以及与上一程序段中相同的续效字可以不写。例： N60 G01 X-155.0 F200 ； 式中： N：程序段地址码（字），用于指令程序段号； G：指令动作方式的准备功能地址（G01为直线插补指令）； X：坐标轴地址，其后面的数字表示刀具在该坐标移动的目标点坐标； F：进给量指令地址，其后面的数字表示进给量，F200表示进给量为200mmmin； 程序段末尾的“；”为程序段结束符号（EOB）。解题方案：评分标准：三、程序设计题（52分，共 4 题，每小题 13 分）1. 参考答案：00001; S500 M03; T0101;(粗车外圆刀) G00 G90 X52.0 Z2.0; G71 U2 R5; G71 P10 Q20 U1.0 W0.1 F60; G00 X100.0 Z150.0; M05; M00; S800 M03; T0202; (精车外圆刀) N10 G00 X0 Z2.0; G01 Z0 F60 G03 X35.0 Z-17.5 R17.5; G01 Z-32.5 ; X45.0 Z-42.5; G02 X50.0 Z-72.5 R30.0 N20 G01 Z-100.0; G00 X100.0 Z150.0; M05; M00; S300 M03;（切槽刀） T0303; G00 X52.0 Z-82.5; G01 X45.0 F20 G00 X52 Z-97.5 G01 X1.0 G00 X100.0; Z150.0; M05; M30; 解题方案：评分标准：2. 参考答案：O0002 ； T1 M06 ； （中心钻） G90 G54 G0 G40 X-15.0 Y-15.0 S1200 M03 ； G43 Z100 H01 ； M08 ； G81 Z-5.0 R2.0 F160 ； M05 ； M09 ； T2 M06 ； （?8钻头) G90 G54 G0 G40 X-15.0 Y-15.0 S1200 M03 ； G43 Z100 H02 ； M08 ； G83 Z-20.0 R2.0 Q3.0 F80 ； M05 ； M09 ； T3 M06 ； （?12立铣刀） G90 G54 G0 G40 X15.0 Y40.0 S1200 M03 ； G43 Z100 H03 ； Z2.0 ； M08 ； G01 Z-10.0 F80 ； G01 G41 Y25.0 D03 F200 ； G02 I0 J-10.0 ； G01 G40 Y30.0 ； G01 G41 X-15.0 Y25.0 D03 ； G03 X25.0 Y-15.0 R40.0 ； G01 Y-25.0 ； X-25.0 ； Y25.0 ； X-15.0 ； G01 G40 X0 Y40.0 ； G0 Z100.0 ； M05 ； M09 ； M30 ；解题方案：1、确定工艺方案及加工路线； 2、工步顺序； 3、确定切削用量； 4、确定工件坐标系和对刀点；5、根据编程指令编写程序。评分标准：3. 参考答案：1、根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上。 2、工步顺序 （1）铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工5050四角倒圆的正方形。 （2）每次切深为2，分两次加工完。 3、选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用XKN7125型数控立式铣床。 4、选择刀具 现采用10的平底立铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。 5、确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。 6、确定工件坐标系和对刀点 在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系，如图3所示。 O1 T01 M06 G90 G54 G00 X0 YO Z20 S800 M03 X15 Y0 M08 G00 Z2.0 G01 Z-2.0 F80 G03 X15 Y0 I-15 J0G01 X20G03 X20 Y0 I-20 J0G41 G01 X25 Y15 D01 G03 X15 Y25 I-10 J0G01 X-15?G03 X-25 Y15 I0 J-10G01 Y-15G03 X-15 Y-25 I10 J0G01 X15G03 X25 Y-15 I0 J10G01 Y0G40 G01 X15 Y0 G00 Z2.0 G00 X15 Y0 G01 Z-2.0 F80 G03 X15