数控铣(加工中心)理论复习题及答案

数控铣(加工中心)理论复习题及答案一、选择题1.下列哪种指令不属于准备功能G指令（）A.G00B.G01C.M03D.G40答案：C。解析：M03是辅助功能指令，用于主轴正转，而G00是快速定位指令，G01是直线插补指令，G40是刀具半径补偿取消指令，它们都属于准备功能G指令。2.数控机床的核心是（）A.伺服系统B.数控系统C.反馈系统D.传动系统答案：B。解析：数控系统是数控机床的核心，它负责接收、处理和发送控制指令，指挥机床各部分协调工作。伺服系统负责驱动机床的运动部件，反馈系统用于将机床的实际运动情况反馈给数控系统，传动系统则是将动力传递到各个运动部件。3.加工中心与数控铣床的主要区别是（）A.主轴转速B.机床精度C.有无自动换刀装置D.进给速度答案：C。解析：加工中心具有自动换刀装置，可以在一次装夹中完成多种工序的加工，而数控铣床一般没有自动换刀装置，需要人工换刀。主轴转速、机床精度和进给速度并不是加工中心和数控铣床的主要区别。4.数控编程时，应首先设定（）A.机床原点B.固定参考点C.工件坐标系D.刀具起点答案：C。解析：在数控编程中，首先要确定工件坐标系，这样才能确定刀具相对于工件的运动位置和轨迹。机床原点是机床固有的一个点，固定参考点是机床在开机回零后确定的一个点，刀具起点是刀具开始运动的位置，它们都需要在工件坐标系的基础上进行确定。5.G90G00X20.0Y15.0与G91G00X20.0Y15.0表示的是同一位置。这种说法（）A.正确B.错误答案：B。解析：G90是绝对坐标编程，G00X20.0Y15.0表示刀具移动到工件坐标系中X=20.0、Y=15.0的位置；G91是相对坐标编程，G00X20.0Y15.0表示刀具相对于当前位置在X方向移动20.0，在Y方向移动15.0，所以它们表示的不是同一位置。6.刀具半径补偿指令中，G41表示（）A.刀具半径左补偿B.刀具半径右补偿C.刀具半径补偿取消D.刀具长度补偿答案：A。解析：G41是刀具半径左补偿指令，即沿着刀具运动方向看，刀具在工件的左侧进行补偿；G42是刀具半径右补偿指令；G40是刀具半径补偿取消指令；刀具长度补偿用G43、G44、G49等指令。7.下列代码中属于模态代码的是（）A.G04B.M05C.G01D.M00答案：C。解析：模态代码是指一经指定就一直有效，直到被同组的其他代码取代为止。G01是直线插补指令，属于模态代码。G04是暂停指令，M05是主轴停止指令，M00是程序暂停指令，它们都属于非模态代码，只在当前程序段有效。8.粗加工时，为了提高生产效率，应选择（）A.较大的切削深度、进给量和较低的切削速度B.较小的切削深度、进给量和较高的切削速度C.较大的切削深度、进给量和较高的切削速度D.较小的切削深度、进给量和较低的切削速度答案：A。解析：粗加工的主要目的是去除大量的余量，提高生产效率。较大的切削深度和进给量可以在单位时间内切除更多的材料，而较低的切削速度可以减少刀具的磨损。较小的切削深度和进给量会使加工时间增加，较高的切削速度在粗加工时容易导致刀具磨损过快。9.数控机床的进给系统由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执行部件组成，其作用是（）A.接受数控系统发出的进给速度和位移指令信号B.控制机床各坐标轴的切削进给运动C.准确控制刀具和工件的相对运动速度、方向和位移量D.以上都是答案：D。解析：数控机床的进给系统的作用是接受数控系统发出的进给速度和位移指令信号，控制机床各坐标轴的切削进给运动，准确控制刀具和工件的相对运动速度、方向和位移量，从而实现零件的精确加工。10.当机床执行M02指令时，机床（）A.程序结束，光标返回程序头B.程序结束，光标停留在当前位置C.程序结束，主轴不停D.程序结束，冷却液不停答案：B。解析：M02是程序结束指令，当机床执行M02指令时，程序结束，机床停止运动，光标停留在当前位置。而程序结束后主轴和冷却液一般都会停止，M30也是程序结束指令，但它会使光标返回程序头。二、判断题1.数控机床的脉冲当量越小，加工精度越高。（）答案：正确。解析：脉冲当量是指数控装置每发出一个脉冲信号，机床运动部件的位移量。脉冲当量越小，机床运动的分辨率就越高，能够实现更精确的位置控制，从而提高加工精度。2.数控编程时，刀具补偿功能可以简化编程工作。（）答案：正确。解析：刀具补偿功能包括刀具半径补偿和刀具长度补偿。通过使用刀具补偿功能，编程人员在编写程序时可以不考虑刀具的实际尺寸和磨损情况，只按照工件的轮廓尺寸进行编程，在加工时由数控系统根据刀具补偿值自动进行补偿，从而简化了编程工作。3.G00和G01的运动轨迹都是直线，只是速度不同。（）答案：错误。解析：G00是快速定位指令，刀具以最快的速度移动到指定位置，其运动轨迹不一定是直线，可能是折线；G01是直线插补指令，刀具按照指定的进给速度沿直线移动到指定位置。4.数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。（）答案：错误。解析：在数控编程中，可以在同一程序中混合使用绝对值编程（G90）和增量值编程（G91），甚至在同一程序段中也可以使用不同的坐标编程方式，只要根据需要合理选择即可。5.加工中心在加工过程中，若刀具磨损，可以通过修改刀具补偿值来保证加工精度。（）答案：正确。解析：当刀具磨损时，会导致加工尺寸发生变化。通过修改刀具半径补偿值或刀具长度补偿值，可以使刀具的实际切削位置得到调整，从而保证加工精度。6.M03和M04指令都能使主轴转动，但转向不同。（）答案：正确。解析：M03是主轴正转指令，M04是主轴反转指令，它们都能使主轴转动，但转动方向相反。7.粗加工时，应尽量选择较小的切削深度和进给量，以保证加工质量。（）答案：错误。解析：粗加工的主要目的是去除大量的余量，提高生产效率。因此，应选择较大的切削深度和进给量，而不是较小的切削深度和进给量。较小的切削深度和进给量会使加工时间增加，降低生产效率。8.刀具长度补偿指令G43、G44可以同时使用在一个程序段中。（）答案：错误。解析：G43是刀具长度正补偿指令，G44是刀具长度负补偿指令，在同一程序段中只能使用其中一个指令，不能同时使用。9.数控系统中，F功能是指进给速度功能，它可以用直接指定法和代码法两种方式来指定。（）答案：正确。解析：在数控系统中，F功能用于指定刀具的进给速度。直接指定法是直接给出进给速度的具体数值，如F100表示进给速度为100mm/min；代码法是用F后面跟一个代码来表示进给速度，不同的代码对应不同的进给速度值。10.机床参考点是机床上固有的机械原点，该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。（）答案：正确。解析：机床参考点是机床上的一个固定点，通常由机床制造商在机床设计和制造时确定。该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时通过参数设定，机床在开机回零操作后，会自动找到机床参考点，从而建立机床坐标系。三、简答题1.简述数控编程的一般步骤。答：数控编程的一般步骤如下：（1）分析零件图样：首先要对零件的形状、尺寸、精度、材料及技术要求等进行详细的分析，明确加工内容和要求。（2）确定工艺过程：根据零件的加工要求和机床的性能，确定加工工艺方案，包括加工方法、加工顺序、刀具选择、切削用量等。（3）数值计算：根据零件的几何形状和加工路线，计算刀具运动轨迹的坐标值，如直线和圆弧的起点、终点、圆心坐标等。对于复杂的零件，可能需要使用计算机辅助编程软件进行数值计算。（4）编写程序单：根据计算得到的坐标值和确定的工艺参数，按照数控系统规定的编程格式和代码，编写数控加工程序。（5）程序校验和首件试切：将编写好的程序输入到数控系统中，通过机床的模拟运行功能或图形显示功能，检查程序的正确性。然后进行首件试切，通过测量加工零件的尺寸和精度，验证程序的可行性和加工工艺的合理性。如果发现问题，及时修改程序和工艺参数，直到满足加工要求为止。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根据刀具的半径值，自动对刀具的运动轨迹进行偏移，使刀具中心轨迹与工件轮廓之间保持一个刀具半径的距离。其作用主要有以下几点：（1）简化编程：编程人员在编写程序时可以不考虑刀具的实际半径大小，只按照工件的轮廓尺寸进行编程。在加工时，数控系统会根据刀具半径补偿值自动计算刀具的实际运动轨迹，从而简化了编程工作。（2）提高加工精度：由于刀具在使用过程中会逐渐磨损，刀具半径会发生变化。通过修改刀具半径补偿值，可以补偿刀具的磨损，保证加工零件的尺寸精度。（3）方便刀具更换：当需要更换不同半径的刀具时，只需修改刀具半径补偿值，而不需要重新编写程序，提高了生产效率。3.简述加工中心的特点和应用范围。答：加工中心的特点如下：（1）具有自动换刀装置：加工中心配备了刀库和自动换刀装置，可以在一次装夹中自动更换不同的刀具，完成多种工序的加工，如铣削、钻孔、镗孔、攻螺纹等，大大提高了生产效率。（2）加工精度高：加工中心通常采用高精度的滚珠丝杠、导轨等传动部件，以及先进的伺服控制系统，能够实现精确的运动控制，保证加工零件的尺寸精度和形位精度。（3）适应性强：加工中心可以通过改变数控程序，快速适应不同零件的加工要求，适合多品种、小批量生产。（4）生产效率高：由于加工中心可以在一次装夹中完成多种工序的加工，减少了工件的装夹次数和辅助时间，提高了生产效率。（5）自动化程度高：加工中心的加工过程由数控系统自动控制，操作人员只需进行程序输入、工件装夹等简单操作，降低了劳动强度。加工中心的应用范围：加工中心广泛应用于机械制造、航空航天、汽车、船舶等行业，主要用于加工各种复杂的零件，如箱体类零件、模具、叶片等。这些零件通常具有多个加工表面和复杂的形状，需要进行多种工序的加工，使用加工中心可以提高加工质量和生产效率。4.什么是顺铣和逆铣？各有什么特点？答：顺铣和逆铣是铣削加工中两种不同的铣削方式。顺铣是指铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。其特点如下：（1）切削力方向：顺铣时，切削力的水平分力与工件的进给方向相同。这使得工作台的进给丝杠与螺母之间的间隙始终处于同一侧，避免了因间隙引起的工作台窜动，有利于提高加工表面质量和刀具寿命。（2）切削厚度：顺铣时，切削厚度从最大逐渐减小到零，刀具切入工件时的冲击力较小，有利于提高刀具的耐用度。（3）适用情况：顺铣适用于加工塑性材料、表面质量要求较高的零件，以及机床进给机构具有消除间隙装置的情况。逆铣是指铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。其特点如下：（1）切削力方向：逆铣时，切削力的水平分力与工件的进给方向相反。这会使工作台的进给丝杠与螺母之间的间隙处于不稳定状态，容易引起工作台的窜动，影响加工表面质量。（2）切削厚度：逆铣时，切削厚度从零逐渐增大到最大，刀具切入工件时的冲击力较大，容易使刀具磨损加剧。（3）适用情况：逆铣适用于加工带硬皮的工件、毛坯表面质量较差的零件，以及机床进给机构没有消除间隙装置的情况。5.简述数控系统中F、S、T、M功能的含义。答：在数控系统中，F、S、T、M功能的含义如下：（1）F功能：F功能是进给速度功能，用于指定刀具的进给速度。它可以用直接指定法和代码法两种方式来指定。直接指定法是直接给出进给速度的具体数值，如F100表示进给速度为100mm/min；代码法是用F后面跟一个代码来表示进给速度，不同的代码对应不同的进给速度值。（2）S功能：S功能是主轴转速功能，用于指定主轴的转速。同样可以用直接指定法和代码法两种方式来指定。直接指定法是直接给出主轴转速的具体数值，如S1000表示主轴转速为1000r/min；代码法是用S后面跟一个代码来表示主轴转速，不同的代码对应不同的主轴转速值。（3）T功能：T功能是刀具功能，用于选择刀具。T后面跟一个刀具号，如T01表示选择1号刀具。在加工中心中，T功能还可以与M06指令配合使用，实现自动换刀功能。（4）M功能：M功能是辅助功能，用于控制机床的辅助动作，如主轴的启停、冷却液的开关、程序的结束等。常见的M功能指令有M00（程序暂停）、M01（计划暂停）、M02（程序结束）、M03（主轴正转）、M04（主轴反转）、M05（主轴停止）、M08（冷却液开）、M09（冷却液关）等。四、编程题1.编写一个简单的数控铣削程序，加工一个边长为50mm的正方形轮廓，刀具起点为（0，0），刀具半径为5mm，采用绝对值编程，顺铣方式，进给速度为100mm/min，主轴转速为800r/min。```plaintextO0001;//程序号G90G21G40G80;//绝对坐标编程，公制单位，取消刀具半径补偿和固定循环M03S800;//主轴正转，转速800r/minG00X-25.0Y-25.0;//快速定位到正方形左下角外侧G41D01G01X0Y-25.0F100;//刀具半径左补偿，直线插补到正方形左下角G01Y25.0;//沿Y轴正方向直线插补到正方形左上角G01X25.0;//沿X轴正方向直线插补到正方形右上角G01Y-25.0;/