数控加工工艺及编程试题试题以答案

数控加工工艺及编程试题试题以答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.数控车床中，工件坐标系的原点通常设定在（）。A.卡盘端面中心B.机床参考点C.工件右端面中心D.刀具初始位置2.下列刀具材料中，适用于高速切削钢件的是（）。A.硬质合金（YT类）B.高速钢C.陶瓷刀具D.立方氮化硼（CBN）3.数控编程中，G00指令表示（）。A.直线插补B.快速定位C.圆弧插补D.螺纹切削4.加工外圆时，若工件材料为45钢（硬度200HB），选用的切削速度范围合理的是（）。A.3050m/minB.80120m/minC.150200m/minD.250300m/min5.数控铣床中，G41指令表示（）。A.刀具半径左补偿B.刀具半径右补偿C.刀具长度正补偿D.刀具长度负补偿6.加工中心换刀时，M06指令必须与（）配合使用。A.T代码B.S代码C.F代码D.G代码7.车削细长轴时，为防止变形，应优先采用（）。A.大主偏角（90°）车刀B.小主偏角（45°）车刀C.宽刃精车刀D.切断刀8.下列加工工序中，属于数控加工预处理的是（）。A.粗车外圆B.热处理（调质）C.精铣平面D.表面抛光9.数控编程中，FANUC系统G71指令的功能是（）。A.外圆粗车循环B.端面粗车循环C.固定形状粗车循环D.精车循环10.加工内孔时，若出现振纹，最可能的原因是（）。A.切削速度过高B.进给量过小C.刀具悬伸过长D.工件材料过硬二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.数控加工中，机床坐标系是固定不变的，工件坐标系可根据加工需要设定。（）2.硬质合金刀具的耐热性优于高速钢刀具，因此适合加工高温合金。（）3.G02指令表示顺时针圆弧插补，G03表示逆时针圆弧插补，其方向判断以刀具移动方向为准。（）4.车削螺纹时，必须保证主轴转速与进给速度严格同步，因此需使用恒线速控制（G96）。（）5.加工中心的工序集中原则是指将多道工序集中在一台设备上完成，减少装夹次数。（）6.刀具半径补偿仅用于铣削加工，车削加工不需要补偿。（）7.粗加工时应优先选择较大的背吃刀量，其次是进给量，最后是切削速度。（）8.数控程序中的M03表示主轴反转，M04表示主轴正转。（）9.加工深孔时，应采用分次钻削（啄钻），避免切屑堵塞和钻头过热。（）10.轮廓加工时，刀具切入和切出路径应与轮廓切线方向一致，避免在工件表面留下接刀痕。（）三、简答题（每题5分，共20分）1.简述数控加工工艺与传统加工工艺的主要区别。2.说明数控车削中“先粗后精”原则的具体含义及目的。3.列举数控铣削中选择刀具半径时需考虑的主要因素。4.解释FANUC系统G73指令（固定形状粗车循环）的适用场景及参数含义（以格式G73U(Δi)W(Δk)R(d)；G73P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(f)S(s)T(t)；为例）。四、工艺分析题（20分）某轴类零件如图1所示（虚拟图：材料45钢，调质处理，硬度220250HB；主要尺寸：φ50mm×150mm，左端有φ30mm×40mm台阶，右端有M24×2外螺纹（有效长度30mm），各外圆表面粗糙度Ra1.6μm，台阶端面与外圆垂直度要求0.03mm）。要求：（1）制定该零件的数控车削工艺路线（含工序顺序、定位装夹方式）；（2）选择粗车、精车外圆及螺纹加工的刀具（材料、类型、刀尖角度）；（3）确定粗车、精车的切削参数（背吃刀量ap、进给量f、切削速度vc）。五、编程题（30分）根据图2（虚拟图：零件为阶梯轴，毛坯φ60mm×120mm，材料45钢；加工内容：右端面→外圆φ50mm（长50mm）→φ40mm（长30mm）→φ30mm（长20mm），右端有R5mm圆弧过渡，左端有M20×1.5外螺纹（有效长度25mm），所有外圆表面粗糙度Ra1.6μm）。要求：使用FANUC0i系统编写数控车削加工程序（含粗加工、精加工、螺纹加工，需包含换刀、对刀、切削参数设置等内容）。参考答案一、单项选择题1.C2.A3.B4.B5.A6.A7.A8.B9.A10.C二、判断题1.√2.×（硬质合金不适合加工高温合金，需用CBN或陶瓷）3.×（方向判断以工件坐标系视角为准）4.×（车螺纹用G97恒转速）5.√6.×（车削也需刀尖圆弧半径补偿）7.√8.×（M03正转，M04反转）9.√10.√三、简答题1.主要区别：①工艺内容更详细（需明确走刀路径、切削参数、刀具补偿等）；②工序集中（多工序在一台设备完成）；③对夹具和刀具要求更高（需快速装夹、高精度）；④依赖编程（需将工艺转化为数控程序）；⑤加工精度稳定性高（由系统控制）。2.“先粗后精”指先进行大背吃刀量的粗加工，去除大部分余量，再进行小背吃刀量的精加工。目的：①减少粗加工变形对精加工的影响；②提高效率（粗加工用大参数，精加工用小参数保证精度）；③延长刀具寿命（粗加工后更换或修磨刀具，避免精加工时刀具磨损影响精度）。3.主要因素：①工件轮廓的最小曲率半径（刀具半径应小于该值）；②加工深度（深腔需长刃刀具，半径需兼顾刚性）；③表面粗糙度要求（小半径刀具可加工更精细轮廓，但效率低）；④材料硬度（硬材料需大半径刀具提高刚性）；⑤加工方式（粗加工用大半径提高效率，精加工用小半径保证精度）。4.G73适用于毛坯形状与零件轮廓接近的场合（如铸造、锻造毛坯），通过多次分层切削逼近轮廓。参数含义：Δi—X向总退刀量（半径值）；Δk—Z向总退刀量；d—循环次数；ns—精加工路径起始程序段号；nf—精加工路径结束程序段号；Δu—X向精加工余量（直径值）；Δw—Z向精加工余量；f/s/t—循环中的进给、转速、刀具。四、工艺分析题（1）工艺路线：①粗车右端：三爪卡盘夹持φ50mm外圆（留1mm夹持长度），车右端面（保证总长150mm）→粗车φ50mm外圆（留1mm余量）、φ30mm台阶（留0.5mm余量）；②调头装夹：夹持已粗车的φ50mm外圆（用软爪保护），车左端面（保证总长）→粗车左端φ50mm外圆（留1mm余量）；③精车右端：同上装夹，精车φ50mm外圆（Ra1.6）、φ30mm台阶（Ra1.6，保证垂直度）；④车螺纹：用螺纹车刀加工M24×2外螺纹（先车螺纹外圆φ22mm，再加工螺纹）；⑤检验。（2）刀具选择：粗车外圆：YT15硬质合金90°外圆车刀（刀尖角度90°，刀尖半径0.8mm）；精车外圆：YT30硬质合金90°外圆车刀（刀尖角度90°，刀尖半径0.4mm）；螺纹加工：YT15硬质合金60°螺纹车刀（刀尖角度60°，刃口锋利）。（3）切削参数：粗车：ap=23mm（第一次3mm，第二次2mm），f=0.30.5mm/r，vc=80100m/min（n=1000×vc/πD≈500600r/min）；精车：ap=0.20.5mm，f=0.10.2mm/r，vc=120150m/min（n≈760950r/min）；螺纹加工：f=2mm/r（螺距），vc=1020m/min（n≈150300r/min）。五、编程题（示例）```O0001；（程序名）T0101；（换1号外圆粗车刀，刀补1）M03S600；（主轴正转，600r/min）G00X62Z2；（快速定位到起刀点）G71U2R1；（外圆粗车循环：X向每次背吃刀量2mm，退刀1mm）G71P10Q20U0.5W0.1F0.3；（精加工路径1020段，X向留0.5mm余量，Z向留0.1mm，进给0.3mm/r）N10G00X30；（精加工起始段：快速到X30）G01Z0F0.15；（车端面）X40Z5；（倒C5角）Z30；（车φ40外圆）X50Z35；（倒C5角）Z85；（车φ50外圆）X60Z88；（倒C3角）Z100；（车φ60外圆，毛坯直径）N20G00X100Z100；（精加工结束段，快速退刀）T0202；（换2号外圆精车刀，刀补2）M03S1000；（主轴1000r/min）G00X62Z2；G70P10Q20；（精车循环，执行1020段程序）G00X100Z100；