《数控加工工艺》考试复习题库(附答案)

《数控加工工艺》考试复习题库(附答案)一、选择题1.数控机床加工零件时是由（）来控制的。A.数控系统B.操作者C.伺服系统D.检测系统答案：A解析：数控系统是数控机床的核心，它接受输入的加工程序，经过处理与计算，发出控制指令来控制机床的动作，从而实现零件的加工，所以数控机床加工零件是由数控系统来控制的。操作者只是进行一些辅助操作，如装夹工件、输入程序等；伺服系统是执行数控系统的指令，驱动机床各坐标轴运动；检测系统主要用于检测机床的运动状态和加工精度等信息并反馈给数控系统。2.数控编程时，通常用F指令表示（）。A.主轴转速B.进给速度C.切削深度D.刀具半径补偿答案：B解析：在数控编程中，F指令用于指定进给速度，它决定了刀具在加工过程中相对于工件的移动速度。主轴转速通常用S指令表示；切削深度一般是在工艺规划中确定，编程里不是用特定的F指令来表示；刀具半径补偿用G41、G42、G40等指令配合D代码来实现。3.以下哪种刀具适用于加工深孔（）。A.立铣刀B.面铣刀C.麻花钻D.镗刀答案：C解析：麻花钻是专门用于钻孔的刀具，能够在工件上钻出深孔。立铣刀主要用于铣削平面、台阶、沟槽等；面铣刀用于大面积平面的铣削加工；镗刀主要用于对已有孔进行镗削加工，以提高孔的精度和表面质量，一般不用于直接钻深孔。4.数控车床中，刀具沿Z轴正方向移动的指令是（）。A.G00X100Z20B.G01X100Z-20C.G00X-100Z20D.G01X-100Z-20答案：C解析：在数控车床编程中，G00是快速定位指令，G01是直线插补指令。对于Z轴坐标，正值表示沿Z轴正方向，负值表示沿Z轴负方向。选项C中Z20表示刀具沿Z轴正方向移动到Z坐标为20的位置。5.加工中心与普通数控机床的主要区别是（）。A.有刀库和自动换刀装置B.精度高C.速度快D.能完成多工序加工答案：A解析：加工中心与普通数控机床的主要区别在于加工中心具有刀库和自动换刀装置。这使得加工中心在一次装夹工件后，可以通过自动换刀装置更换不同的刀具，连续完成铣、钻、镗、攻丝等多种工序的加工。虽然加工中心通常精度较高、速度较快且能完成多工序加工，但这些并不是它与普通数控机床的本质区别。6.数控系统中，（）指令在加工过程中是模态的。A.G04B.G27、G28C.G01D.M02答案：C解析：模态指令是指一经指定就一直有效，直到被同组的其他指令取代为止。G01是直线插补指令，属于模态指令。G04是暂停指令，是非模态指令，只在当前程序段有效；G27、G28是返回参考点检查和返回参考点指令，是非模态指令；M02是程序结束指令，是非模态指令。7.粗加工时，为了提高生产效率，选用切削用量时，应首先选择较大的（）。A.背吃刀量B.进给量C.切削速度D.切削厚度答案：A解析：在粗加工时，为了提高生产效率，应优先选择较大的背吃刀量。因为背吃刀量对切削力和功率的影响相对较小，增大背吃刀量可以在一次走刀中切除较多的金属材料，从而减少走刀次数，提高加工效率。进给量和切削速度的增加会受到刀具耐用度、机床功率等因素的限制。切削厚度是切削用量中的一个派生参数，不是首先考虑的因素。8.刀具半径补偿指令中，G41表示（）。A.左刀补B.右刀补C.取消刀补D.刀具长度补偿答案：A解析：在数控编程中，G41表示左刀补，即刀具沿进给方向左侧进行补偿；G42表示右刀补，即刀具沿进给方向右侧进行补偿；G40表示取消刀补；刀具长度补偿用G43、G44、G49等指令配合H代码来实现。9.数控机床上加工零件，在确定加工方案时，首先应根据主要表面的（）选择合理的加工方法。A.加工精度B.加工余量C.尺寸大小D.表面粗糙度答案：A解析：在确定加工方案时，首先应根据主要表面的加工精度选择合理的加工方法。加工精度是衡量零件加工质量的重要指标，不同的加工精度要求需要采用不同的加工方法和工艺路线。加工余量、尺寸大小和表面粗糙度等因素也会影响加工方案的选择，但它们是在满足加工精度要求的基础上进一步考虑的因素。10.以下哪种数控编程方法适用于形状复杂、具有数学模型的零件（）。A.手工编程B.自动编程C.宏程序编程D.以上都不是答案：B解析：对于形状复杂、具有数学模型的零件，手工编程的工作量大、难度高且容易出错。自动编程可以利用计算机辅助编程软件，根据零件的三维模型自动生成加工程序，大大提高了编程效率和准确性，适用于这类零件的编程。宏程序编程主要用于处理具有一定规律的加工任务，它也是在手工编程的基础上进行扩展的，对于复杂的数学模型零件编程不如自动编程方便。二、判断题1.数控机床的坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。（）答案：正确解析：数控机床的坐标系通常采用右手笛卡尔直角坐标系。右手笛卡尔直角坐标系的规定是：右手的拇指、食指和中指相互垂直，拇指指向X轴正方向，食指指向Y轴正方向，中指指向Z轴正方向。通过这种坐标系的规定，可以准确地确定机床各坐标轴的方向和位置，便于进行数控编程和机床运动控制。2.数控编程时，程序段的顺序号必须按从小到大的顺序排列。（）答案：错误解析：在数控编程中，程序段的顺序号并不是必须按从小到大的顺序排列。顺序号的主要作用是便于程序的调试、查找和修改，数控系统在执行程序时并不按照顺序号的大小来执行，而是按照程序段的先后顺序依次执行。因此，顺序号可以不连续，也可以任意排列。3.刀具的耐用度是指刀具从开始切削到完全报废所经过的总切削时间。（）答案：错误解析：刀具的耐用度是指刀具从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止所经过的总切削时间，而不是到完全报废所经过的时间。当刀具磨损达到磨钝标准时，虽然刀具还可以继续使用，但会影响加工质量和生产效率，此时就需要对刀具进行刃磨或更换。4.加工中心在加工过程中，不需要人工干预就可以完成所有工序的加工。（）答案：错误解析：加工中心虽然具有刀库和自动换刀装置，能够在一次装夹工件后自动完成多种工序的加工，但在加工过程中仍然需要人工进行一些干预。例如，在加工前需要进行工件的装夹、对刀、程序的输入和调试等工作；在加工过程中需要监控机床的运行状态，如刀具的磨损情况、切削参数是否合适等；加工完成后还需要对工件进行检验和清理等工作。5.数控系统中的G代码和M代码都有模态和非模态之分。（）答案：正确解析：数控系统中的G代码和M代码都有模态和非模态之分。模态代码一经指定就一直有效，直到被同组的其他指令取代为止；非模态代码只在当前程序段有效。例如，G01是模态的直线插补指令，G04是非模态的暂停指令；M03是模态的主轴正转指令，M00是非模态的程序暂停指令。6.粗加工时，为了保证加工效率，应尽量选择较大的切削速度。（）答案：错误解析：粗加工时，为了保证加工效率，应优先选择较大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，而切削速度的选择要综合考虑刀具的耐用度、机床的功率等因素。如果切削速度过大，会导致刀具磨损加剧，缩短刀具的使用寿命，甚至可能损坏刀具和机床，反而影响加工效率和质量。7.刀具半径补偿在整个程序中只能使用一次。（）答案：错误解析：刀具半径补偿在整个程序中可以多次使用。在不同的加工区域或加工工序中，如果需要对刀具进行半径补偿，可以根据实际情况多次调用刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）。例如，在加工一个具有多个轮廓的零件时，可能在不同的轮廓加工过程中需要分别进行左刀补或右刀补。8.数控车床的X轴方向是水平方向，且正方向是远离主轴轴线的方向。（）答案：正确解析：在数控车床中，X轴方向是水平方向，其正方向是远离主轴轴线的方向，负方向是靠近主轴轴线的方向。这样的规定符合右手笛卡尔直角坐标系的原则，便于准确描述刀具在X轴方向的运动和位置。9.自动编程生成的加工程序不需要进行检验和调试就可以直接用于加工。（）答案：错误解析：自动编程生成的加工程序虽然是通过计算机辅助编程软件生成的，但仍然需要进行检验和调试。因为在编程过程中可能会存在一些错误，如刀具路径不合理、干涉碰撞等问题，这些问题如果不经过检验和调试直接用于加工，可能会导致零件加工报废、损坏刀具和机床等严重后果。因此，自动编程生成的加工程序必须经过严格的检验和调试，确保其正确性和可靠性后才能用于实际加工。10.加工中心的换刀动作是在机床停止运动时进行的。（）答案：错误解析：加工中心的换刀动作可以在机床运动过程中进行，也可以在机床停止运动时进行，这取决于加工中心的类型和换刀方式。一些先进的加工中心采用了高速换刀技术，能够在机床不停止运动的情况下快速完成换刀动作，从而提高加工效率。而一些普通的加工中心可能需要在机床停止运动后才能进行换刀操作。三、简答题1.简述数控加工工艺的特点。答：数控加工工艺具有以下特点：（1）自动化程度高：数控机床可以按照预先编制好的程序自动进行加工，减少了人工干预，提高了生产效率和加工质量的稳定性。（2）加工精度高：数控机床的运动精度和定位精度较高，能够保证零件的加工精度，一般可达到±0.005mm-±0.01mm，甚至更高。（3）适应性强：数控加工可以通过改变加工程序来适应不同形状和尺寸的零件加工，对于新产品的开发和多品种小批量生产具有很强的适应性。（4）生产效率高：数控机床可以实现多轴联动、高速切削等功能，大大缩短了加工时间。同时，数控加工可以减少装夹次数和辅助时间，提高了生产效率。（5）利于生产管理现代化：数控加工可以实现生产过程的自动化控制和管理，便于实现计算机辅助制造（CAM）和计算机集成制造系统（CIMS），提高生产管理的现代化水平。（6）初始投资大：数控机床的价格较高，同时还需要配备相应的编程设备、刀具和夹具等，初始投资较大。（7）维修技术要求高：数控机床是机电一体化的产品，其结构复杂，维修难度大，需要专业的维修人员和维修设备。2.什么是刀具半径补偿？其作用是什么？答：刀具半径补偿是指数控系统在进行零件轮廓加工时，自动将刀具中心轨迹偏移一个刀具半径值，使刀具中心沿偏移后的轨迹运动，从而加工出符合要求的零件轮廓。刀具半径补偿的作用主要有以下几点：（1）简化编程：在编程时，只需按照零件的轮廓尺寸进行编程，而不必考虑刀具的半径大小，大大简化了编程工作。（2）提高加工精度：由于刀具在使用过程中会产生磨损，刀具半径会发生变化。通过刀具半径补偿，可以在不改变加工程序的情况下，通过修改刀具半径补偿值来补偿刀具的磨损，从而保证零件的加工精度。（3）实现粗、精加工：在粗加工时，可以将刀具半径补偿值设置得比刀具实际半径大一些，多切除一些余量；在精加工时，将刀具半径补偿值设置为刀具实际半径，从而保证零件的尺寸精度和表面质量。（4）方便刀具更换：当刀具磨损或损坏需要更换时，只需修改刀具半径补偿值，而不必重新编写加工程序，提高了生产效率。3.简述数控加工工序的划分原则。答：数控加工工序的划分原则主要有以下几种：（1）按刀具划分工序：这种方法是根据加工过程中所使用的刀具来划分工序，即同一把刀具所完成的加工内容为一道工序。按刀具划分工序可以减少换刀次数，提高加工效率，同时也便于刀具的管理和维护。（2）按安装次数划分工序：这种方法是根据零件在机床上的安装次数来划分工序，即一次安装所完成的加工内容为一道工序。按安装次数划分工序可以减少零件的安装误差，保证加工精度，但可能会增加换刀次数和辅助时间。（3）按加工部位划分工序：这种方法是根据零件的加工部位来划分工序，即将零件的加工部位分为若干个区域，每个区域的加工内容为一道工序。按加工部位划分工序可以使加工过程更加清晰，便于组织生产和管理。（4）按粗、精加工划分工序：这种方法是根据零件的加工精度和表面质量要求，将加工过程分为粗加工和精加工两个阶段，粗加工阶段完成大部分余量的切除，精加工阶段保证零件的尺寸精度和表面质量。按粗、精加工划分工序可以合理安排切削用量，提高加工效率和加工质量。4.数控编程的步骤有哪些？答：数控编程的步骤一般包括以下几个方面：（1）分析零件图纸：首先要对零件的图纸进行详细的分析，了解零件的形状、尺寸、精度要求、材料等信息，确定加工工艺和加工路线。（2）确定工艺过程：根据零件的加工要求和机床的性能，确定加工工艺过程，包括加工方法、加工顺序、切削用量、刀具选择等。（3）数值计算：根据零件的几何形状和加工路线，计算出刀具的运动轨迹和各节点的坐标值。对于简单的零件，可以采用手工计算；对于复杂的零件，需要使用计算机辅助编程软件进行计算。（4）编写加工程序：根据计算得到的刀具运动轨迹和各节点的坐标值，按照数控系统的编程格式和指令代码编写加工程序。（5）程序校验和首件试切：将编写好的加工程序输入到数控系统中，进行程序校验，检查程序是否正确。然后进行首件试切，通过试切来检查零件的加工精度和表面质量，如有问题及时进行修改和调整。（6）程序优化和归档：根据首件试切的结果，对加工程序进行优化，提高加工效率和加工质量。最后将优化后的加工程序进行归档，以便以后使用。4.简述数控加工中切削用量的选择原则。答：数控加工中切削用量的选择原则如下：（1）粗加工时切削用量的选择原则：-背吃刀量（ap）：优先选择较大的背吃刀量，以在一次走刀中切除较多的余量，减少走刀次数。背吃刀量的大小主要根据机床的功率、刀具的强度和工件的装夹刚度等因素来确定，一般可选取较大值，但不应超过机床和刀具的允许范围。-进给量（f）：在保证机床和刀具不发生振动的前提下，选取较大的进给量。进给量的大小会影响切削力和表面粗糙度，应根据工件材料、刀具材料和加工要求等因素进行合理选择。-切削速度（v）：切削速度的选择要综合考虑刀具的耐用度、机床的功率和切削力等因素。在粗加工时，由于切削余量较大，切削力也较大，切削速度不宜过高，以免刀具磨损过快。（2）精加工时切削用量的选择原则：-背吃刀量（ap）：精加工时，背吃刀量应较小，一般为0.1-0.5mm，以保证零件的尺寸精度和表面质量。-进给量（f）：进给量应较小，以减小表面粗糙度。进给量的大小要根据零件的表面粗糙度要求和刀具的刀尖圆弧半径等因素来确定。-切削速度（v）：精加工时，为了获得较好的表面质量，切削速度应较高。但切削速度也不宜过高，以免产生积屑瘤和振动，影响加工质量。（3）综合考虑原则：在选择切削用量时，还应综合考虑机床的性能、刀具的材料和几何形状、工件的材料和加工要求等因素。同时，要根据实际加工情况进行适当的调整，以达到最佳的加工效果。例如，在加工硬度较高的材料时，应适当降低切削速度和进给量；在加工薄壁零件时，应减小背吃刀量和进给量，以防止零件变形。四、编程题1.试用G代码编写一个在数控车床上加工外圆的程序。已知工件毛坯为直径φ50mm的棒料，要加工的外圆直径为φ40mm，长度为50mm，主轴转速为600r/min，进给速度为0.2mm/r，采用G00快速定位，G01直线插补进行切削。```plaintextO0001;程序号N10G99;每转进给模式N20M03S600;主轴正转，转速600r/minN30T0101;选择1号刀具，调用1号刀具补偿N40G00X52Z2;快速定位到起刀点N50G01X40F0.2;直线插补进刀到φ40外圆N60Z-50;直线插补切削外圆至长度50mm处N70G00X52;快速退刀N80Z2;快速回到起刀点N90M05;主轴停止N100M30;程序结束并返回程序开头```解析：-N10：G99指令将进给模式设置为每转进给，方便后续指定进给速度。-N20：M03为主轴正转指令，S600指定主轴转速为600r/min。-N30：T0101选择1号刀具并调用1号刀具补偿。-N40：G00快速定位指令，将刀具快速移动到X52Z2的起刀点位置，X坐标略大于毛坯直径，Z坐标在工件端面外。-N50：G01直线插补指令，刀具从当前位置直线插补进刀到X40的外圆位置，进给速度为0.2mm/r。-N60：继续使用G01指令，刀具沿Z轴负方向直线插补切削外圆至Z-50的位置，完成外圆加工。-N70和N80：G00快速退刀，先将刀具快速退到X52，再回到Z2的起刀点位置。-N90：M05指令使主轴停止转动。-N100：M30指令表示程序结束并返回程序开头。2.编写一个在加工中心上铣削一个边长为40mm的正方形轮廓的程序。假设刀具为φ10mm的立铣刀，工件上表面为Z=0平面，铣削深度为5mm，主轴转速为800r/min，进给速度为100mm/min，采用G41左刀补，工件左下角为编程原点。```plaintextO0002;程序号N10G90G54G00X0Y0Z50;绝对坐标编程，选择G54工件坐标系，快速定位到Z5