数控编程试题及答案

数控加工工艺与编程考试题（6）

注意事项

1. 请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、考号和所在单位的名称。

2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。

3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在标封区填写无关内容。

一、判断题（第1～20题。将判断结果填入括号中。正确的填“√”，错误的填“×”。每题1.0分。满分10分）

（ ）1、高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，但不能用于高速切削。

（ ）2、硬质合金是一种耐磨性好，耐热性高，抗弯强度和冲击韧性多较高的一种刀具材料。

（ ）3、在工具磨床上刃磨刀尖能保证切削部分具有正确的几何角度和尺寸精度及较小的表面粗糙度。

（ ）4、程序编制的一般过程是确定工艺路线、计算刀具轨迹的坐标值、编写加工程序、程序输入数控系统、程序检验。

（ ）5、切削用量包括进给量、背吃刀量和工件转速。

（ ）6、铸件的壁厚相差太大，毛坯内部产生的内应力也越大，应当先采用时效处理的方法来加以消除，然后再进行切削加工。

（ ）7、难加工材料主要是指切削加工性差的材料，不一定简单地从力学性能上来区分。在难加工材料中，有硬度高的，也有硬度低的。

（ ）8、数控机床伺服系统将数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。

（ ）9、G00指令中可以不加“F”也能进行快速定位。

（ ）10、闭环系统比开环系统具有更高的稳定性。

（ ）11、三角带传递功率的能力，A型带最小，O型最大。

（ ）12、只要将交流电通入三相异步电动机定子绕组，就能产生旋转磁场。

（ ）13、尺寸链封闭环的基本尺寸，是其它各组成环基本尺寸的代数差。

（ ）14、步进电机在输入一个脉冲时所转过的角度称为步距角。

（ ）15、数控机床所加工的轮廓，与所采用程序有关，而与所选用的刀具无关。

（ ）16、基准不重合和基准位置变动的误差，会造成定位误差。

（ ）17、数控机床的插补过程，实际上是用微小的直线段来通近曲线的过程。

（ ）18、数控机床加工的加工精度比普通机床高，是因为数控机床的传动链较普通机床的传动链长。

（ ）19、程序 N100 G01 X100 Z80； N110 G01 X90 Z60；

手橘可以用 N100 G01 X100 Z80； N110 X90 Z60 代替。

（ ）20、G00, G01指令的运动轨迹路线相同，只是设计速度不同。

二、选择题（第21～60 题。选择正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。每题1.0分。满分40分）：

21、8255芯片是_____。

A、可编程并行接口芯片；B、不可编程并行接口芯片；

C、可编程串行接口芯片；D、可编程定时接口芯片。

22、在机床上，为实现对鼠笼式感应电动机的连续速度调节，常采用_____。

A、转子回路中串电阻法：B、改变电源频率法：

C、调节定子电压法；D、改变定于绕组极对数法。

23、数字积分插补法的插补误差_____。

A、总是小于1个脉冲当量；B、总是等于1个脉冲当量；

C、总是大于1个脉冲当星；D、有时可能大于1个脉冲当量。

24、设计夹具时，定位元件的公差应不大于工件的公差的______。

A、主要定位基准面；B、加工表面； C、未加工表面； D、已加工表面。

25、为避免齿轮发生根切现象，齿数Z≥_____。

A、20；B、17；C、15；D、21。

26、步进电机在转速突变时，若没有一个加速或减速过程，会导致电机_____。

A、发热；B、不稳定；C、丢旦衡步；D、失控。

27、位置检测元件是位置控制闭环系统的重要组成部分，是保证数控机床毕迟团_____的关键。

A、精度；B、稳定性；C、效率；D、速度。

28、切削时，切屑流向工件的待加工表面，此时刀尖强度较_________。

A、好； B、差； C、一般； D、波动。

29、准备功能G90表示的功能是_____。

A、预备功能；B、固定循环；C、绝对尺寸；D、增量尺寸。

30、程序编制中首件试切的作用是_____。

A、检验零件图设计的正确性；B、检验零件工艺方案的正确性；

C、检验程序单的正确性，综合检验所加工的零件是否符合图纸要求；

D、仅检验程序单的正确性。

31、高速钢刀具切削温度超过550~600℃时，刀具材料会发生金相变化，使刀具迅速磨损，这种现象称为____。

A、扩散； B、相变；C、氧化；D、粘接。

32、闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统主要区别在于_____。

A、位置控制器；B、检测单元；C、伺服单元；D、控制对象。

33、当刀具前角增大时，切屑容易从前刀面流出切削变形小，因此_____。

A、切削力增大； B切削力减小； C、切削力不变； D、切削力波动。

34、粗铣时选择切削用量应先选择较大的_____，这样才能提高效率。

A、F； B、ap；； C、V； D、F和V 。

35、编程中设定定位速度F1=5000mm/min，切削速度F2=100mm/min ,如果参数键中设置进给速度倍率为80％，则应选__。

A、F1=4000，F2=80；B、F1=5000，F2=100；

C、F1=5000，F2=80；D、以上都不对。

36、位置检测元件是位置控制闭环系统的重要组成部分，是保证数控机床_____的关键。

A、精度；B、稳定性；C、效率；D、速度。

37、为了降低加残留面积高度，以便减小表面粗糙度值，_______对其影响最大。

A、主偏角； B、副偏角； C、前角； D、后角。

38、数控加工夹具有较高的_____精度。

A、粗糙度； B、尺寸； C、定位； D、以上都不是。

39、半闭环系统的反馈装置一般装在____。

A、导轨上； B、伺服电机上； C、工作台上； D、刀架上。

40、为提高CNC系统的可靠性，可采用____。

A、单片机；B、双CPU； C、提高时钟频率； D、光电隔离电路。

41、切削用量对刀具寿命的影响，主要是通过对切削温度的高低来影响的，所以影响刀具寿命最大的是_______。

A、背吃刀量；B、进给量； C、切削速度；D、以上三方面。

42、刀具磨纯标准通常都按________的磨损值来制订。

A、月牙洼深度； B、前面； C、后面； D、刀尖。

43、当交流伺服电机正在旋转时，如果控制信号消失，则电机将会__A__。

A、立即停止转动；B、以原转速继续转动；

C、转速逐渐加大；D、转速逐渐减小。

44、粗加工时，切削液以_______为主。

A、煤油； B、切削油； C、乳化液； D、柴油。

45、镗孔的关键技术是刀具的刚性、冷却和_______问题。

A、振动；B、质量； C、排屑； D、刀具。

46、刀具切削过程中产生积屑瘤后，刀具的实际前角_____。

A、增大；B、减小； C、一样； D、以上都不是。

47、适应控制机床是一种能随着加工过程中切削条件的变化，自动地调整_____实现加工过程最优化的自动控制机床。

A、主轴转速；B、切削用量；C、切削过程； D、进给用量。

48、车削钢材的刀具材料，应选择_____硬质合金。

A、YG3； B、YG8； C、YT15； D、YG5。

49、毛坯制造时，如果_______，应尽量利用精密铸造、精锻、冷挤压等新工艺，使切削余量大大减少，从而可缩短加工的机动时间。

A、属于维修件； B、批量较大； C、在研制阶段； D、要加工样品。

50、应用刀具半径补偿功能时，如刀补值设置为负值，则刀具轨迹是_____。

A、左补；B、右补；C、不能补偿； D、左补变右补，右补变左补。

51、一般划线精度只能达到______mm。

A、0.05～0.1； B、0.1～0.2；C、0.25～0.5； D、0.5～1.0 。

52、制造较高精度、切削刃形状复杂并用于切削钢材的刀具其材料选用_______。

A、碳素合金； B、高速工具钢； C、硬质合金； D、立方氮化硼。

53、在M20×2－7g6g－40中，7g表示________公差带代号，6g表示大径公差带代号。

A、大径； B、小径； C、中径； D、多线螺纹。

54、G04在数控系统中代表________。

A、车螺纹； B、暂停； C、快速移动外； D、外圆循环。

55、通常CNC系统将零件加工程序输入后，存放在_____。

A、RAM中；B、ROM中；C、PROM中；D、EPROM中。

56、在开环系统中，影响丝杠副重复定位精度的因素有_____。

A、接触变形； B、热变形； C、配合间隙；D、共振。

57、已加工表面产生加工硬化后，硬化层的硬度比工件硬度______。

A、低； B、高； C、一样； D、以上都不是。

58、相对编程是指________。

A、相对于加工起点位置进行编程；

B、相对于下一点的位置编程；

C、相对于当前位置进行编程；

D、以方向正负进行编程。

59、数控系统中，那一组字段（地址）在加工过程中是模态的____。

A、G01 F ； B、G27 G28； C、G04； D、M02。

60、所谓联机诊断，是指数控计算机中的____。

A、远程诊断能力； B、自诊断能力； C、脱机诊断能力；

D、通信诊断能力。

三、简答题(第61～64 题，每小题7分，满分28分)

61、数控加工的基本原理是什么？

62、简述特种加工的主要优点。

63、CAD主要应用在设计中的哪几方面？

64、为了消除振动干扰的影响，保证数控加工对振动环境的要求，可采取那些具体措施？

四、分析题(12分)

65、某数控机床采用滚动导轨，由伺服电机通过一对齿轮带动滚珠丝杠驱动工作台移动，其脉冲当量为0.005mm，现CNC系统发出正向指令脉冲，工作台移动了100mm后，电动机又接到同样数量的反向指令脉冲，而工作台反向只移动了99.975mm，未能复位到原点。试分析该系统存在什么问题？应采取什么措施解决该问题，提高定位精度？

标 准 答 案 与 评 分 标 准

一、判断题(共20分，每小题1分)

评分标准： 各小题答对给1.0分；答错或漏答不给分，也不扣分。

1、√； 2、×； 3、√； 4、√；5、×；6、√；7、×； 8、√； 9、√；

10、×；11、×；12、×；13、×；14、√；15、×；16、√；17、√；18、×；19、√；20、×。

二、选择题：（将正确答案的代号填入空格内，共40分，每小题1分）

评分标准： 各小题答对给1.0分；答错或漏答不给分，也不扣分。

21、A；22、B；23、D；24、B；25、B；26、C；27、A；28、B；29、C；30、C；

31、B；32、B；33、B；34、B；35、C；36、A；37、B；38、C；39、B；40、D；

41、C；42、C；43、A；44、C；45、C；46、A；47、B；48、C；49、B；50、D；

51、C；52、B；53、C；54、B；55、A；56、A；57、B；58、C；59、A；60、B。

三、简答题(共40分，每小题8分)

评分标准： 各小题答对给8分；答错或漏答，根据标准答案内容判分。

61、答：数控加工的基本原理是把生产工（零）件的刀具和工件的合成运动分解为机床运动坐标的运动分量，由数控程序控制，自动实现刀具/工件的相对运动，按规定的加工顺序完成工（零）件的加工。

62、答：

① 加工范围不受材料物理力学性能的限制；

② 加工质量易控制；

③ 可以进行高精度细微加工了；

④ 可进行无污染的纯洁材料加工；

⑤ 能形成新加工技术系统工程。

63、答：

① 几何建模；

② 工程分析；

③ 设计审查与评价；

④ 自动绘图；

64、答：

① 对内部的振源采取相应的消振措施，如运动件的动平衡调整、设备的位置布局调整等；

②对内部的振源采取相应的隔振措施，如在设备与安装地坪间设置空气d簧隔振、橡胶隔振器。

四、分析题(12分)

评分标准：根据标准答案内容判分。

65、答：

⑴ 该系统的问题是：

① 传动元件（齿轮间、丝杠螺母间）有间隙；

② 传动元件有d性变形，如丝杠刚度不足。

⑵ 解决措施为：

① 齿轮采取消隙措施并预紧滚珠丝杠，减小反向死区；

② 加大滚珠丝杠直径，减小d性变形；

③ 通过软件补偿误差的方法消除或减小误差。

数控编程方法

数控机床程序编制（又称数控机床编程）是指编程者（程序员或数控机床 *** 作者）根据零件图样和工艺文件的要求，编制出可在数控机床上运行以完成规定加工任务的一系列指令的过程。具体来说，数控机床编程是由分析零件图样和工艺要求开始到程序检验合格为止的全部过程。

数控机床编程步骤

1．分析零件图样和工艺要求

分析零件图样和工艺要求的目的，是为了确定加工方法、制定加工计划，以及确认与生产组织有关的问题，此步骤的内容包括：

确定该零件应安排在哪类或哪台机床上进行加工。 采用何种装夹具或何种装卡位方法。 确定采用何种刀具或采用多少把刀进行加工。 确定加工路线，即选择对刀点、程序起点（又称加工起点，加工起点常与对刀点重合）、走刀路线 、程序终点（程序终点常与程序起点重合）。 确定切削深度和宽度、进给速度、主轴转速等切削参数。 确定加工过程中是否需要提供冷却液、是否需要换刀、何时换刀等。

2．数值计算

根据零件图样几何尺寸，计算零件轮廓数据，或根据零件图样和走刀路线，计算刀具中心（或刀尖）运行轨迹数据。数值计算的最终目的是为了获得数控机床编程所需要的所有相关位置坐标数据。

3．编写加工程序单

常用数控机床编程指令

一组有规定次序的代码符号，可以作为一蠢掘晌个信息单元存贮、传递和 *** 作。

坐标字：用来设定机床各坐标的位移量由坐标地址符及数字组成，一般以散滑X、Y、Z、U、V、W等字母开头，后面紧跟“-”或“-”及一串数字。

准备功能字（简称G功能）：

指定机床的运动方式，为数控系统的插补运算作准备由准备功能地址符“G”和两位数字所组成，G功能的代号已标准化，见表2-3；一些多功能机床，已有数字大于100的指令，见表2-4。常用G指令：坐标定位与插补；坐标平面选择；固定循环加工；刀具补偿；绝对坐标及增量坐标等。

辅助功能字：用于机床加工 *** 作时的工艺性指令，以地址符M为首，其后跟二位数字，常用M指令：主轴的转向与启停；冷却液的开与停；程序停止等。

进给功能字：指定刀具相对工件的运动速度进给功能字以地址符“F”为首，后跟一串字代码，单位：mm/min（对数控车床还可为mm/r）三位数代码法：F后跟三位数字，第一位为进给速度的整数位数加“3”，后二位是进给速度的前二位有效数字。如1728mm/min指定为F717。二位数代码法：F后跟二位数字，规定了与00~99相对应的速度表，除00与99外，数字代码由01向98递增时，速度按等比关系上升，公比为1.12。一位数代码法：对速度档较少的机床F后跟一位数字，即0 ~9来对应十种预定的速度。直接指定法：在F后按照预定的单位直接写上要求的进给速度。

主轴速度功能字：指定主轴旋转速度以地址符S为首，后跟一串数字。单位：r/min,它与进给功能字的指定方法一样。

刀具功能字：用以选择带锋替换的刀具以地址符T为首，其后一般跟二位数字，该数代表刀具的编号。

模态指令和非模态指令 G指令和M指令均有模态和非模态指令之分模态指令：也称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到出现同组另一指令或被其他指令取消时才失效。见表2-3、表2-6 N001 G91 G01 X10 Y10 Z-2 F150 M03 S1500； N002 X15； N003 G02 X20 Y20 I20 J0； N004 G90 G00 X0 Y0 Z100 M02； 非模态指令：非续效指令，仅在出现的程序段中有效，下一段程序需要时必须重写（如G04）。

在完成上述两个步骤之后，即可根据已确定的加工方案（或计划）及数值计算获得的数据，按照数控系统要求的程序格式和代码格式编写加工程序等。编程者除应了解所用数控机床及系统的功能、熟悉程序指令外，还应具备与机械加工有关的工艺知识，才能编制出正确、实用的加工程序。

4．制作控制介质，输入程序信息

程序单完成后，编程者或机床 *** 作者可以通过CNC机床的 *** 作面板，在EDIT方式下直接将程序信息键入CNC系统程序存储器中；也可以根据CNC系统输入、输出装置的不同，先将程序单的程序制作成或转移至某种控制介质上。控制介质大多采用穿孔带，也可以是磁带、磁盘等信息载体，利用穿孔带阅读机或磁带机、磁盘驱动器等输入（输出）装置，可将控制介质上的程序信息输入到CNC系统程序存储器中。

5．程序检验

编制好的程序，在正式用于生产加工前，必须进行程序运行检查。在某些情况下，还需做零件试加工检查。根据检查结果，对程序进行修改和调整，检查--修改--再检查--再修改……这往往要经过多次反复，直到获得完全满足加工要求的程序为止。

上述编程步骤中的各项工作，主要由人工完成，这样的编程方式称为“手式编程”。在各机械制造行业中，均有大量仅由直线、圆弧等几何元素构成的形状并不复杂的零件需要加工。这些零件的数值计算较为简单，程序段数不多，程序检验也容易实现，因而可采用手工编程方式完成编程工作。由于手工编程不需要特别配置专门的编程设备，不同文化程度的人均可掌握和运用，因此在国内外，手工编程仍然是一种运用十分普遍的编程方法。

数控机床编程中的代码

数控机床编程编制过程

把图纸上的工程语言变为数控装置的语言，并把它记录在控制介质上。

数控机床编程的主要内容

分析图样、确定工艺过程：进行零件工艺分析，确定加工路线、切削用量等工艺参数。 数值计算：对形状简单的零件（如直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，计算几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两元素的交点或切点的坐标值等；对形状复杂的零件（如非圆曲线、曲面组成的零件），用直线段或圆弧段逼近，由精度要求计算出节点坐标值，这种情况可用计算机完成数值计算。 编写零件加工程序单编程人员根据数控系统规定的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单。 程序校验与首件试切在有CRT图形显示屏的数控机床上，用模拟刀具与工件切削过程的方法进行检验，此方法只能检验出运动轨迹是否正确，不能查出被加工零件的加工精度，因此，要进行零件首件试切。

数控机床编程程序段格式

每个程序段是由程序段编号，若干个指令（功能字）和程序段结束符号组成。

需要说明的是，数控机床的指令格式在国际上有很多标准，并不完全一致。而随着数控机床的发展，不断改进和创新，其系统功能更加强大和使用方便，在不同数控系统之间，程序格式上存在一定的差异，因此，在具体进行某一数控机床编程时，要仔细了解其数控系统的编程格式，参考该数控机床编程手册。

数控代码

国际标准化组织码：ISO代码

美国电子工业协会标准码：EIA代码

两者表示的符号相同，但编码孔的数目和排列位置不同。其特点为：

EIA码为补奇代码，第5列为补奇列；ISO代码为补偶码，第8列为补偶列。 ISO代码有特征可寻，数字码在第5、6列都有孔，字母码在第7列都有孔；EIA代码无特征。 ISO比EIA代码信息量大。

常用的数控标准有以下几方面：

数控的名词术语； 数控机床的坐标轴和运动方向； 数控机床的字符编码（ISO、EIA） 数控编程的程序段格式； 准备功能（G代码）和辅助功能（M代码）； 进给功能、主轴功能和刀具功能。

我国许多数控标准与ISO标准一致。

数控程序结构

数控程序由程序编号、程序内容和程序结束段组成。例如：

O 001                                             程序编号

N001      G92     X40.0     Y30.0

N002      G90 G00 X28.0 T01 S800 M03

N003      G01 X-8.0     Y8.0     F200

N004      X0     Y0                                    程序内容

N005      X28.0     Y30.0

N006      G00     X40.0

N007      M02                                       程序结束段

程序编号

采用程序编号地址码区分存储器中的程序，不同数控系统程序编号地址码不同，如O、P、%等。

程序内容

由若干个程序段组成，每个程序段由一个或多个指令字构成，每个指令字由地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作，每一程序段结束用“；”号。

程序结束段

以程序结束指令M02或M30作为整个程序结束的符号

---