2025年高性能制造数控编程专项训练

2025年高性能制造数控编程专项训练考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题：（请将正确选项字母填入括号内）1.在高速切削编程中，为了提高加工效率和表面质量，通常推荐采用（）进给率。A.最小B.中等C.最大D.由刀具寿命决定2.下列G代码中，用于启动或取消刀具半径左补偿的是（）。A.G00B.G01C.G41/G42D.G173.在五轴联动数控编程中，常用的控制刀具与工件相对运动方式的指令是（）。A.G17,G18,G19B.G20,G21C.G40,G41,G42D.G53,G544.编写数控加工程序时，使用子程序的主要目的是（）。A.减少程序段数量B.简化程序结构，提高可读性和可维护性C.自动实现高速切削D.减少机床空行程时间5.针对具有陡峭侧壁的曲面进行精加工时，常采用（）加工策略。A.等高外形铣削B.放射状铣削C.环形铣削D.摆线铣削6.G90指令表示（）。A.绝对坐标编程B.相对坐标编程C.刀具半径补偿D.刀具长度补偿7.在数控编程中，设定工件坐标系原点的指令是（）。A.G54B.G00C.G92D.M308.下列哪种刀具形状最适合进行孔的粗加工？（）A.球头刀B.平头刀C.锪刀D.钻头9.数控程序中，用于暂停程序执行，按下启动键可继续执行的指令是（）。A.M00B.M01C.M02D.M3010.在编制复杂零件的数控加工程序时，首先需要进行的工作是（）。A.编写程序段B.选择刀具和切削参数C.识读零件图纸，分析加工工艺D.进行程序仿真二、填空题：（请将答案填入横线上）1.数控编程中，G01指令表示_________进给。2.为了保证加工精度，精加工时通常选用_________的刀具。3.刀具半径补偿指令G41表示刀尖位于刀具中心线的_________侧。4.高速铣削通常采用_________和较小的切削深度。5.数控程序中，M03表示主轴_________旋转。6.编写五轴联动程序时，需要指定第五轴的进给方向，常用_________函数来计算。7.选择切削用量时，进给速度通常根据_____________来初步确定。8.子程序调用指令M98的格式通常是M98P_________L_________。9.编写加工程序时，必须确保程序段格式的正确性，包括_________、进给功能、主轴功能等。10.为了避免刀具与工件或夹具发生碰撞，编程时必须仔细计算刀具_________轨迹。三、判断题：（请将“正确”或“错误”填入括号内）1.G02指令用于顺时针方向圆弧插补。（）2.在使用G41或G42指令时，必须先进行刀尖半径补偿取消指令G40才能进行正常的直线插补。（）3.高速切削编程时，可以忽略刀具的寿命，只追求最高切削速度。（）4.任何复杂的零件都可以使用一把刀具完成全部加工。（）5.G54,G55,G56等指令是用于设定刀具长度补偿的。（）6.数控编程中的坐标系通常分为绝对坐标系和相对坐标系两种。（）7.编写加工程序时，程序注释是可选的，对机床执行没有影响。（）8.五轴联动加工可以实现任何复杂曲面的高精度加工。（）9.M02指令表示程序正常结束，并使机床主轴停止旋转。（）10.为了提高编程效率，可以使用同一把刀加工零件上所有不需要加工的孔。（）四、简答题：（请根据要求作答）1.简述高速铣削编程与普通铣削编程在策略上有哪些主要区别？2.在数控编程中，选择刀具时需要考虑哪些主要因素？3.解释G54指令的作用。如果一个零件需要在不同位置进行加工，编程时如何利用G54等指令？4.什么是子程序？简述子程序在复杂零件加工程序编制中的作用和优势。五、编程综合题：（请根据题目要求编写加工程序段或说明）1.编写一个FANUC系统数控铣床的加工程序段，要求刀具沿X轴快速定位到坐标(100.0,50.0)处，并且主轴以1500转/分钟的速度顺时针旋转（假设主轴已在程序开始时通过M03指令启动）。2.假设当前使用的是一把直径10mm的球头刀（刀尖位于刀具中心），进行曲面精加工。请编写一个G02指令的程序段，用于加工一段半径为20mm的顺时针圆弧，刀具沿圆弧中心轨迹运动，Z轴坐标变化为-5.0mm，进给速度为100mm/min。请说明G02指令中需要指定的参数及其含义。3.某零件加工需要使用同一把刀进行钻削和镗孔操作。请简述在FANUC系统中，如何使用G98和G98指令以及相应的固定循环（如G81用于钻孔，G76用于镗孔）来编写程序段，以完成从工件表面钻一个深度为20mm的孔，然后向上抬刀2mm，再镗一个直径30mm、深度为15mm的孔的操作。假设初始Z轴位置在工件表面以上5mm处。试卷答案一、选择题：1.C解析：高速切削的核心在于提高材料去除率，因此推荐使用较高的进给率，但需在刀具寿命、机床刚性、切削力等允许范围内。2.C解析：G41和G42是刀具半径补偿的启动指令，分别表示刀尖在刀具中心左侧和右侧补偿。3.D解析：G17,G18,G19用于选择XY,XZ,YZ平面进行五轴加工；G40,G41,G42是刀具半径补偿指令；G53-G59是选择工件坐标系或摆动轴指令。控制五轴相对运动方式常涉及摆动轴或特定插补模式，G53-G59中G54-G59可用于指定摆动轴或特殊运动模式，但G53是取消工件坐标系。4.B解析：子程序的主要优点是简化长程序，避免重复代码，使程序结构清晰，易于阅读、修改和调试。5.D解析：摆线铣削（PillowCut）是一种精加工策略，特别适用于加工陡峭的侧壁和角落，能获得较好的表面质量。6.A解析：G90是绝对坐标编程指令，G91是相对坐标编程指令。7.C解析：G92指令用于设定当前刀具所在位置为程序坐标系（或工件坐标系）的原点。G54-G59是选择已定义的工件坐标系。8.D解析：钻头是专门用于孔加工的刀具，适合孔的粗加工和精加工。9.B解析：M01是条件暂停指令，只有当操作者按下启动按钮时程序才会继续执行。M00是程序停止指令，需要按下启动键才能继续。M02是程序结束指令，M30是程序结束并重置指令。10.C解析：编制加工程序的第一步是理解零件图纸，分析其结构、精度要求、材料等，从而制定出合理的加工工艺方案。二、填空题：1.直线解析：G01指令定义直线插补，刀具按指定的进给速度沿直线移动。2.小解析：精加工要求高，为避免留下刀痕，通常选用较锋利、直径较小的刀具。3.左解析：G41表示刀尖位于刀具半径补偿圆弧的左侧。4.大解析：高速铣削特点是使用大进给率、大切削深度（但通常分多层）、小切宽。5.正解析：M03指令使主轴以设定的速度按顺时针方向旋转（从主轴后端向前端看）。6.三角函数（或正弦、余弦）解析：计算五轴加工中第五轴（通常为旋转轴A或C）的角度需要用到三角函数关系。7.刀具寿命解析：进给速度的选择直接影响刀具磨损速度，必须以保证刀具寿命为前提。8.L解析：M98是子程序调用指令，P后面的数字是子程序编号，L后面的数字是重复调用次数。9.准备功能（G代码）解析：程序段通常包含地址代码（如G,X,Y,Z,F,S,M等），其中G代码是准备功能码。10.虚拟（或计算）三、判断题：1.正确解析：G02是顺时针圆弧插补指令。2.正确解析：启动刀补前必须用G40取消，否则会导致程序执行错误或碰撞。3.错误解析：高速切削需要在机床、刀具、夹具、切削参数等多方面匹配，必须在保证加工质量、表面精度和刀具寿命的前提下进行。4.错误解析：复杂零件通常需要多种刀具和不同的加工工序才能完成。5.错误解析：G54-G59是选择工件坐标系指令。G40,G41,G42是刀具半径补偿指令。刀具长度补偿通常用G43,G44,G49等。6.正确解析：数控系统中坐标系统主要有绝对坐标系和相对坐标系（增量坐标系）。7.错误解析：程序注释对于程序的可读性、维护性和调试非常重要，是推荐的编程习惯。8.错误解析：五轴联动加工虽然功能强大，但编程复杂，成本高，并非所有复杂曲面都能轻易实现，且受限于机床和刀具系统。9.错误解析：M02是程序结束指令，执行后程序停止，但主轴是否停止取决于M03/M04等主轴控制指令是否在程序中。10.错误解析：加工不需要加工的孔（如定位孔）是必要的，否则无法确定零件的位置和姿态。四、简答题：（以下为参考答案要点，无需逐字对应）1.高速铣削编程注重大面积快速材料去除，常采用顺铣、较小的切宽、较大的切深分层加工、优化的刀具路径（如摆线铣削）策略。编程时需考虑机床动态特性，避免刚性冲击。参数选择上，进给速度高，转速也高，但需匹配刀具和机床能力。编程需使用支持高速功能的CAM软件或编写复杂的宏程序。2.选择刀具时需考虑：加工部位（孔、面、槽、边缘）、材料、几何形状（直径、长度、刃形）、加工性质（粗、精）、切削参数（切削力、切削热、表面质量要求）、机床功率和刚性等因素。还需考虑刀具的耐用度、供应商和成本。3.G54指令用于选择并激活一个预先在控制器中定义好的工件坐标系。编程时，在需要使用该工件坐标系的程序段前插入G54指令，后续所有坐标值（X,Y,Z）都是相对于该坐标系原点的值。对于需要在不同位置加工同一零件的情况，可以为每个加工位置设定一个工件坐标系（如G54,G55），在加工前选择对应的坐标系，使编程坐标简化，便于管理。4.子程序是一段可以被主程序调用并重复执行的程序段，通常包含一组指令，用于完成特定的、重复性的操作（如圆弧插补、钻孔循环、特定轮廓加工等）。在复杂零件加工程序中，使用子程序可以避免代码冗余，使主程序结构更清晰、简洁。子程序调用可以节省编程时间，便于程序的修改和维护。当需要多次执行相同操作时，只需调用子程序即可。五、编程综合题：（以下为参考答案要点，无需逐字对应）1.G00X100.0Y50.0;（快速定位到X100.0,Y50.0）M03S1500;（主轴以1500转/分钟顺时针旋转，假设主轴未启动，否则可省略此句或调整）（注意：实际程序可能需要包含程序号、起始符、安全高度移动、初始化等）2.G02X_______Y_______I_______J_______Z-5.0F100;（假设圆弧中心在(80.0,30.0)）（解析：G02顺时针插补。X,Y为圆弧终点坐标。I,J为圆心相对于起点的偏移量，I=终点X-起点X，J=终点Y-起点Y。Z指定终点Z坐标。F指定进给速度。）（例如：如果起点在(90.0,40.0)，要加工到(80.0,30.0)的圆弧，半径为20。中心点为(80+20,30)即(100,30)，与起点(90,40)相比，I=100-90=10，J=30-40=-10。程序段可能是：G02X80.0Y30.0I10.0J-10.0Z-5.0F100；）3.G98G81X_______Y_______Z-20.0R_______F_______;（钻20mm深孔，G98指每段孔加工完Z轴返回初始高度）G98G76P_______Q_______R_______Z_______P_______F_______;（镗15mm深孔，G76是镗