(2025年)数控加工工艺与编程复习题与参考答案

(2025年)数控加工工艺与编程复习题与参考答案一、选择题（每题2分，共30分）1.下列选项中，不属于数控系统组成部分的是（）。A.输入/输出装置B.伺服驱动系统C.检测反馈装置D.机床本体结构2.数控加工中，常用的直线插补算法是（）。A.逐点比较法B.最小二乘法C.牛顿迭代法D.傅里叶变换法3.加工铝合金零件时，优先选择的刀具材料是（）。A.硬质合金B.高速钢C.立方氮化硼（CBN）D.金刚石4.下列G代码中，属于模态指令的是（）。A.G04B.G01C.G90D.G285.数控铣削加工中，为避免刀具直接垂直切入工件，常采用的下刀方式是（）。A.垂直下刀B.螺旋下刀C.快速下刀D.斜线下刀6.加工中心自动换刀时，刀具交换完成后需执行的指令是（）。A.M03B.M06C.M08D.M307.数控车削中，恒线速控制指令是（）。A.G96B.G97C.G98D.G998.下列误差中，属于加工原理误差的是（）。A.机床导轨磨损B.刀具尺寸偏差C.用近似圆弧插补代替理论曲线D.工件装夹变形9.数控编程时，刀具半径补偿指令应在（）阶段使用。A.刀具接近工件前B.刀具切入工件后C.刀具退出工件时D.程序结束前10.加工孔系零件时，为减少定位误差，应遵循的原则是（）。A.基准统一B.基准重合C.自为基准D.互为基准11.下列M代码中，用于冷却液开启的是（）。A.M09B.M08C.M05D.M0012.数控车床加工锥度时，需指定的参数是（）。A.锥度长度与直径差B.锥度角度与半径差C.锥度起点与终点坐标D.锥度螺距与导程13.加工中心的“定位精度”主要反映（）。A.机床运动部件的重复位置误差B.刀具与工件的相对位置准确性C.主轴转速的稳定性D.进给系统的动态响应特性14.数控编程中，“刀具半径左补偿”的指令是（）。A.G40B.G41C.G42D.G4315.下列加工工序安排原则中，错误的是（）。A.先粗后精B.先主后次C.先孔后面D.先面后孔二、判断题（每题1分，共10分）1.数控系统的“插补”功能是指根据给定的数学模型，计算出刀具运动轨迹的过程。（）2.数控车削中，G71指令用于外圆粗车循环，G72用于端面粗车循环。（）3.加工中心的“换刀点”必须设置在工件上方，以避免碰撞。（）4.刀具长度补偿（G43/G44）用于修正刀具在Z轴方向的长度误差。（）5.数控铣削中，顺铣时刀具寿命比逆铣长，因此所有场合都应优先选择顺铣。（）6.加工薄壁零件时，应采用较大的切削深度和较小的进给速度，以减少变形。（）7.数控编程中的“绝对坐标”是指所有坐标值均以工件坐标系原点为基准。（）8.数控车床的“C轴功能”可实现主轴的圆周分度定位，用于加工径向孔或槽。（）9.加工中心的“定位误差”主要由伺服系统的跟随误差引起，与机械传动间隙无关。（）10.数控加工工艺文件中的“工序卡”需详细标注加工步骤、刀具参数、切削用量等信息。（）三、简答题（每题5分，共40分）1.简述数控加工工艺路线设计的主要内容。2.说明G00与G01指令的区别及应用场景。3.数控车削中，刀具半径补偿（G41/G42）的作用是什么？使用时需注意哪些问题？4.加工中心加工孔系时，“单向趋近定位”的目的是什么？如何实现？5.列举影响数控加工表面粗糙度的主要因素，并提出改善措施。6.解释FANUC系统中G73指令（仿形粗车循环）的参数含义及适用场景。7.数控编程时，“工件坐标系”与“机床坐标系”的关系是什么？如何通过对刀建立工件坐标系？8.加工铝合金薄壁零件时，应采取哪些工艺措施避免变形？四、编程题（共20分）题目：如图所示（注：假设零件为轴类，材料45钢，毛坯尺寸φ60mm×150mm），要求编写FANUC系统数控车削加工程序。零件尺寸：左端为φ50mm×30mm外圆，右端为φ40mm×50mm外圆，中间有R5mm圆弧过渡；右端φ40mm外圆上加工M36×2的三角螺纹（有效长度30mm），螺纹大径预车至φ35.8mm；左端端面需车削平整，总长145mm。要求：（1）采用外圆粗车循环（G71）、精车循环（G70）完成外圆加工；（2）螺纹加工使用单一循环指令（G92）；（3）合理选择刀具（1号外圆车刀，2号螺纹车刀），设置切削参数（粗车：n=600r/min，f=0.2mm/r；精车：n=1000r/min，f=0.1mm/r；螺纹加工：n=300r/min）；（4）程序需包含必要的初始化、换刀、对刀、退刀等步骤。参考答案一、选择题1.D2.A3.D4.B5.B6.B7.A8.C9.A10.A11.B12.C13.B14.B15.C二、判断题1.√2.√3.×（换刀点可设置在机床固定换刀位置，不一定在工件上方）4.√5.×（需根据工件材料、装夹刚性等选择）6.×（应采用小切深、高转速、小进给）7.√8.√9.×（与机械传动间隙有关）10.√三、简答题1.数控加工工艺路线设计主要包括：①确定加工方法（如车、铣、钻等）；②划分加工阶段（粗加工、半精加工、精加工）；③安排工序顺序（先面后孔、先粗后精等）；④确定定位与夹紧方案；⑤选择加工设备与刀具；⑥确定切削用量（转速、进给、切深）。2.G00为快速定位指令，刀具以系统设定的快速移动速度趋近目标点，不进行切削，用于空行程移动；G01为直线插补指令，刀具按指定进给速度沿直线切削，用于轮廓加工。应用场景：G00用于刀具接近或远离工件，G01用于外圆、端面等直线轮廓的切削加工。3.刀具半径补偿的作用：①避免因刀具半径导致的轮廓误差；②通过修改补偿值实现同一程序加工不同尺寸的零件；③简化编程（只需按工件轮廓编程，无需计算刀具中心轨迹）。注意问题：①补偿指令需在刀具切入前建立，退出后取消；②避免在补偿平面内进行非移动指令（如G04）；③注意补偿方向（左/右）的选择，防止过切。4.单向趋近定位的目的：消除进给系统的反向间隙对孔位精度的影响。实现方法：加工孔系时，所有孔的定位方向保持一致（如均从X轴正方向趋近），避免反向移动；或通过系统参数设置反向间隙补偿值，减少误差。5.主要因素：①切削用量（进给速度过大、切深过小易产生积屑瘤）；②刀具参数（前角、刃倾角、刀尖圆弧半径）；③工艺系统刚性（机床、工件、刀具振动）；④冷却润滑（冷却不足导致切削温度高）。改善措施：降低进给速度，增大刀尖圆弧半径，提高系统刚性（如缩短刀具悬伸），使用高效切削液。6.G73指令参数：Δi（X向总退刀量）、Δk（Z向总退刀量）、Δd（粗车分层次数）、ns（精加工程序段起始行号）、nf（精加工程序段结束行号）。适用场景：加工形状复杂、材料去除量均匀的零件（如铸造/锻造毛坯），通过分层切削逼近零件轮廓，减少空行程。7.关系：工件坐标系是编程时使用的坐标系，需通过对刀与机床坐标系建立关联（工件原点与机床原点的偏移量存储在系统参数中）。对刀方法：①试切对刀法（车削外圆后测量直径，输入X向偏置；车削端面后输入Z向偏置）；②对刀仪对刀法（自动测量刀具相对于工件原点的位置）。8.工艺措施：①采用小切深、高转速、小进给的切削参数，减少切削力；②使用专用夹具（如弹性夹头、扇形软爪），增大接触面积，降低夹紧变形；③分层加工（粗加工留余量，精加工释放应力）；④采用对称加工（如交替切削两侧），平衡内应力；⑤使用充分冷却，控制切削温度。四、编程题（示例）```O0001；T0101；（换1号外圆车刀，建立刀补）M03S600；（粗车转速600r/min）G00X62Z2；（快速定位至循环起点）G71U2R1；（X向每次切深2mm，退刀1mm）G71P10Q20U0.5W0.1F0.2；（精车余量X向0.5mm，Z向0.1mm，进给0.2mm/r）N10G00X40；（精加工程序起始）G01Z0F0.1；（车右端面）X42Z-1；（倒1×45°角）Z-50；（车φ40外圆）G03X50Z-55R5；（R5圆弧过渡）G01Z-85；（车φ50外圆）X60；（退刀至φ60）N20Z-100；（精加工程序结束）G70P10Q20；（精车循环，转速由M03S1000控制）G00X100Z100；（退至换刀点）M05；（主轴停）M06T0202；（换2号螺纹车刀）M03S3