数控车床与编程题型汇编

数控车床与编程题型汇编

选择·填空·判断

（一）填空

1.对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如以孔定位的工件，可选孔的中心作为对刀点。 2.走刀路线：是指刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹，它不但工步内容，也反应出工步顺序。

3.切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量、进给量。也称切削用量三要素。

4.4种定位：①完全定位：工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的惟一位置。②不完全定位：用较少的定位元件就达到定位的要求。是允许的。③欠定位：按加工要求应该被限制的自由度没有被限制的定位。欠定位是不允许的。④过定位：工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位。

5. 机床夹具的组成及常用夹具：机床夹具组成：①机床夹具一般有以下几部分组成：定位装置、夹紧装置、夹具体和其他元件及装置。②铣床常用夹具：铣床夹紧机构主要是利用机械摩擦的原理来夹紧工件。常用的铣床夹具有：斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构。其中斜楔夹紧是最基本的形式，螺旋、偏心等机构是斜楔夹紧机构的演变形式。③车床常用夹具 ：车床夹具的典型结构有：三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花盘、心轴。

6对刀过程和方法:①.在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。②.绝大多数的数控车床(特别是车床)采用手动对刀。

（二）选择

1.外圆表面加工方法的选择：①车削：适用于除淬火钢以外的各种金属;②磨削：适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁。不适用有色金属。③精细车或金刚车：适用于要求较高的有色金属的精加工。为提高生产效率和加工质量，一般在光整前进行精磨。

2. 已知孔径和加工精度，选择加工方法：工件材料为淬火钢以外的各种金属，若加工精度为IT9级，当孔径<10mm时,可采用钻—铰方案；当孔径<30mm时,可采用钻—扩方案；当孔径>30mm时,可采用钻—镗方案。若加工精度为IT8级，当孔径<20mm时,可采用钻—铰方案；当孔径>20mm时,可采用钻—扩—铰方案.

3. ①大批量生产时，工序划分视情况而定。②若使用多轴、多刀的高效加工中心，可按工序集中原则组织生产；若在由组合机床组成的自动线上加工，工序一般按分散原则划分。③单件小批量生产时，通常采用工序集中原则；④对于结构尺寸的重型零件，应采用工序集中原则，以减少装夹次数和运输量；⑤对于刚生差、精度高的零件，应按工序分散原则划分工序。

4.定位与夹紧方式的选择应注意如下3点：①力求设计基准、工艺基准和编程原点的统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量；②设法减少装夹次数，尽可能做到一次定位装夹后能加工出全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床效率；③避免采用占机人工调整式方案，影响加工效率。

5.切削用量选择原则：①粗加工时切削用量选择原则：首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳切削速度。②精加工时切削用量选择原则：首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。

6. 机床刀具的选择：①铣削大平面时，选用平面铣刀；②曲面加工时，常用球头铣刀；③立式铣床在G17(xy)平面铣削斜面时,常选用端铣刀。④自动线数控车床，主要采用镶嵌式机夹可转位刀片的车刀。

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7.夹紧力方向和作用点的选择原则：①夹紧力应朝向主要定位基准；②夹紧力作用点应落在定位元件的支承范围内，并靠近支承元件的几何中心；③夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小；④夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚性较好的方向和部位；⑤夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面。

8. 安全高度的确定原则保证刀具在停止状态时，不与加工零件和夹具发生碰撞。（离工件表面2~5mm），提示：在安全高度位置时刀具中心（或刀尖）所在的平面也称为安全平面（R平面）。

9. 进/退刀方式确定 (可出选择、编程)①对于铣削加工，刀具切入工件的方式，不仅影响加工质量，同时直接关系到加工的安全。对于二维轮廓加工，一般要求从侧向进刀或沿切线方向进刀，尽量避免垂直进刀。退刀方式也应从侧向或切向退刀。刀具从安全平面下降到切削高度时，应离开工件毛坯一个距离，不能直接贴着加工零件理论轮廓直接下刀，以免发生危险。下刀运动过程不能用快速运动指令（G00）,要用直线插补指令（G01）。 （如图）②对于型腔的粗铣加工，一般应先钻一个工艺孔至型腔底面（留一定的精加工余量），并扩孔，以便所使用立铣刀能从工艺孔进刀，时行型腔的加工。

10. 刀具半径的确定：①对于铣削加工，精加工刀具半径选择的主要依据是零件加工轮廓和加工轮廓凹处的最小曲率半径或圆弧半径，刀具半径应小于该最小曲率半径值。②另外，还要考虑刀具尺寸与零件尺寸的协调问题，即不要用一把很大的刀具加工一个很小的零件。

11. 长度补偿后刀具实际位移计算 ①提示：执行G43时，Z实际值＝Z指令值+(Hxx)；执行G44时，Z实际值＝Z指令值-(Hxx)。②如： G43 Z-30 H-1.2 执行后，Z实际值为-31.2；G44 Z-30 H-1.2 执行后，Z实际值为-28.8③思考：G91 G43 G01 Z-20.0 H01 F150;若H01=-5.0,其刀尖Z之实际移动距离为-25.0. 12.铣削刀具选择:

（三）判断

1.机床原点，机床参考点：①机床原点：是指机床上一个固定不变的极限点。对车床而言，是指车床主轴回转中心与车床卡盘后端面的交点。②机床参考点：是指机床上的一个固定点。该点是刀具退离到的一个固定不变的极限点。其位置由机械档块或行程开关确定。③注意：机床原点和机床参考点都是由制造厂家设定的。一经设定，是不可随意更改的。

2. 辅助支承不限制自由度；浮动支承限制一个自由度。

3. 装夹选择: ①.尽可能做到在一次装夹后能加工出全部或大部分待加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率和保证加工精度。②.尽量采用组合夹具、通用夹具，避免采用专用夹具。③.装卸零件要方便可靠，能迅速完成零件的定位、夹紧和拆卸过程，以减少加工辅助时间。④.零件的装夹定位要有利于对刀。⑤.夹具要敞开，避免加工路径中刀具与夹具元件发生碰撞。（①②④可出判断）

4. 铣削换刀点

（四）选择或填空

1. 立体曲面加工方法主要是铣削，多用球头刀，以“行切法”加工。

2. ①工序集中原则：是指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。 ②工序分散原则：就是将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。

3.数控机床刀具从制造所采用的材料上可以分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、聚晶金刚石刀具。

4. 数控机床特点

（五）选择、判断

1.刀具切入切出工件时走刀路线图。P11~P13 图1-12~1-20

2.表3-1中列出的各种定位元件及限制的自由度：①浮动支承，可限制一个自由度。②辅助支承，不限制自由度。③工件在两顶尖间装夹时，可限制5个自由度。④工件在长心轴上定位，可限制4个自由度。⑤定位元件是长V型块时，可限制4个自由度。

3.夹具的选择一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，还要重点考虑以下几点：①单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。②在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并求结构简

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单。③零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。④夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位和夹紧机构元件不能影响加工时的走刀。⑤为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可以采用多工位、气动或液压夹具。

4. S功能——主轴功能：①S单位：r/min (转速) 或m/min(切削速度)，默认r/min。 置换公式 Vc= πDn/1000②G96 用来设定恒线速度控制；如:G96 S200,表示切削速度为200 m/min。③G97取消恒线速度控制，改为转速控制。如：G97 1200，表示主轴转速为1200 r/min。

5.数车的加工对象: ①.轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件。②.精度要求高的零件。③.特殊的螺旋零件。④.淬硬工件的加工

6.常用铣刀的刀位点: ①.换刀点应设在零件和夹具的外面，以避免换刀时撞伤工间或刀具，引起撞车事故。②.盘铣刀的刀位点为刀具对称中心平面与其圆柱面上切削刃的交点;立铣刀的刀位点为刀具底平面与刀具轴线的交点;球头铣刀的刀位点为球心

（六）填空、选择、判断

1.程序校对与首件试切的目的作用：以检查机床的轨迹是否正确，当发现有加工误差时，分析误差产生的原因，找出问题所在，加以修正。

2.机床坐标系：以机床原点建立的坐标系称之。①机床原点：通常由机床制造厂确定。②一般设在其主轴旋转中心与卡盘后端面的交点上。③数控机床的坐标轴：为了简化编程和保证程序的通用性，国际上对数控机床的坐标轴和方向命名制定了统一的标准。④Z轴：由传递切削力的主轴确定，与主轴线平行，一般取主轴轴线。（当机床无主轴时，选一个与工件装夹面垂直的轴为Z轴。）⑤Z轴正向：刀具远离工件的方向为正向。⑥X轴：一般位于平行于工件装夹面的水平面内。（水平，且垂直Ｚ轴）⑦X轴正向：刀具远离工件旋转中心的方向；(可出填空、判断、选择）⑧Y轴：由右手笛卡尔直角坐标系确定。(中指指向Z轴正向，母指指向X轴正向，食指指向Y轴正向，食指指向Y轴正向 ）⑨A、B、Ｃ为分别绕Ｘ、Ｙ、Ｚ回转进给运动的坐标轴，A、B、Ｃ正方向用右手螺旋法则确定。

3.固定循环与子程序：①固定循环：非一刀完成的轮廓表面、加工余量较大的表面，采用固定循环编程，可以缩短程序段长度，减少程序所占内存。②子程序：将几何形状完全相同的加工轨迹及有固定顺序和重复模式的程序段，编程时作为一个独立的程序存放，这个独立的程序称为子程序。子程序可使程序简单化。③子程序的调用指令格式：M98 P□□□××××或： M98 P ××××L□④子程序的结束指令：M99⑤注意：子程序可嵌套有限次。

4.铣削加工的参考高度 .

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简答题

1. 数控加工工艺分析的目的和工艺分析包括的内容

(1).工艺分析的目的：是以最合理或较合理的工艺过程和操作方法，指导编程和操作人员完成程序的编制和加工任务。

(2).工艺分析的主要内容：机床的切削用量选择、工序和工步的安排、进给路线确定、加工余量、刀具的尺寸和型号等。

(3).工艺分析的重要性：正确的工艺分析，对保证加工质量，提高劳动生产率，降低成本，减轻工人劳动强度以及制订合理的工艺规程都有极其重要的意义。

2.工序集中原则和工序分散原则的优缺点

(1).工序集中原则的优缺点：

a).优点：有利于采用高效的专用设备和数控机床，提高生产效率；减少工序数目，缩短工艺路线，简化生产计划和生产组织工作；减少机床数量、操作工人数和占地面积；减少工件装夹次数，不仅能保证各加工面间的相互位置精度，且减少了夹具数量和装夹工件的辅助时间。

b).缺点：专用设备和工艺装备投资大、调整维修较麻烦、生产准备周期较长，不利于转产。 (2).工序分散原则的优缺点：

a)优点：加工设备和工序装备结构简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易；有利于选择合理的切削用量，减少机动时间。

b).缺点：工艺路线较长，所设备及工人数量多，占地面积大。

3. 工序划分方法

(1).大批量生产时，工序划分视情况而定。若使用多轴、多刀的高效加工中心，可按工序集中原则组织生产；若在由组合机床组成的自动线上加工，工序一般按分散原则划分。 (2).单件小批量生产时，通常采用工序集中原则；

(3).对于结构尺寸的重型零件，应采用工序集中原则，以减少装夹次数和运输量； (4).对于刚生差、精度高的零件，应按工序分散原则划分工序。（可出选择）

（若出简答 P9 ）数控机床上加工零件，一般按工序集中原则划分工序，划分方法如下： ①按所用刀具划分； ②按安装次数划分； ③按粗精加式划分； ④按加工部分划分。

4.确定走刀路线的原则

确定走刀路线时，主要遵循的原则：

(1).应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；

(2).应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间或切削进给时间，提高加工效率； (3).应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。

5.切削用量选择原则

(1).切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量、进给量。也称切削用量三要素。 (2).切削用量选择原则：

a).粗加工时切削用量选择原则：首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳切削速度。

b).精加工时切削用量选择原则：首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。

6.什么是对刀点、换刀点、刀位点

(1).对刀点和对刀点的选择原则:

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a).对刀点：指在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起始点。由于程序段从该点开始执行,故对刀点又称“程序起点”或“起刀点”。 b).对刀点的选择原则：

1）便于数字处理和简化程序编制；2）在机床上找正容易，加工中便于检查；3）引起的加工误差小。 对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如以孔定位的工件，可选孔的中心作为对刀点。

(2).换刀点：指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点，也可以是任意一点。一般应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。

(3).刀位点：指确定刀具位置的基准点。

常用刀具的刀位点：车刀、镗刀的刀尖；钻头的钻尖；立铣刀、端铣刀刀头底面的中心；球头铣刀的球头中心。

7.定位基准的选择原则

(1).粗基准的选择原则

a).相互位置要求原则：选择与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。 b).加工余量合理分配原则：以余量最小的表面作为粗基准；

c).重要表面原则：为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。

d)不重复使用原则：粗基准表面较粗糙，二次装夹时可能与第一次不一样产生误差。故粗基准一般不应重复使用。

e).便于工件装夹原则：作为粗基准的表面应尽量平整光滑,无其他缺陷,夹紧可靠. (2).精基准的选择原则

a).基准重合原则：直接选择加工表面的设计基准为定位基准。 b).基准统一原则：一零件的多道工序尽可能选同一个定位基准。 c).自为基准原则：选择加工表面本身作为定位基准。 d).互为基准原则：两个加工表面互为基准反复加工。

e).便于装夹原则：所选基准能保证工件定位准确稳定，装夹方便

8. 夹紧力方向和作用点的选择原则：

(1).夹紧力应朝向主要定位基准；

(2).夹紧力作用点应落在定位元件的支承范围内，并靠近支承元件的几何中心； (3).夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小；

(4).夹紧力的方向和作用点应施加于工件刚性较好的方向和部位； (5).夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面。

9.数控编程主要内容(步骤)

(1).加工工艺分析； (2).数值计算；

(3).编写（零件加工）程序清单； (4).制备控制介质； (5).程序校对与首件试切。

10. 数控编程种类及适用范围

数控编程种类：手工编程、自动编程2种。

手工编程：就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写程序清单、制备控制介质到程序校验都 是由人工完成。适用于加工形状简单、计算量小、程序不多的零件。

自动编程：利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。适用于形状复杂的零件，用手工编程有一定困难、出错概率大，甚至无法编出程序的零件。

11. 刀具半径补偿的步骤？什么情况下用刀补(刀具补偿的作用)

(1).刀具补偿指令有2种：刀具半径补偿(G41/g42/g40)和刀具长度补偿(G43/G44/G49)

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(2).刀具半径补偿分3步骤:①刀补的建立;②刀补进行:③刀补的取消 (3).刀具半径补偿指令作用

a).用同一程序、同一尺寸的刀具进行粗精加工时； b).直接按零件的轮廓尺寸编程，避免计算刀心轨迹；

c).刀具磨损、重磨、换刀而引起直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置状态输入刀具半径改变的值；

d).利用刀具补偿功能，可利用同一程序，加工同一个公称尺寸的内外两个型面。

12. 数控铣削编程工件零点的选择

(1).应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，减少错误； (2).尽量选在精度较高的加工表面，以提高被加工零件的加工精度； (3).对于对称零件，应选在对称中心上；

(4).对于一般零件，通常设在工件外廓的某一角上； (5).Z轴方向上的零件，一般设在工件表面。

13. 铣削固定循环的6个动作

铣削固定循环常由6个动作组成： 动作1：X轴Y轴的快速定位； 动作2：刀具快速从初始进给到R点； 动作3：以切削进给的方式执行孔加工的动作； 动作4：在孔底相应的动作； 动作5：返回到R点； 动作6：快速返回初始点。

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编程题

1.车削编程实例

用绝对尺寸编程：O0001G50 X150. Z100.T0101M03 S800G00 X42. Z2.G01X0 F0.05 Z0G03 X11. Z-5.5 R5.5G01 Z-15.5X17. Z-25.5Z-40.5G02 X29. Z-47.848 R7.5G01 Z-60.5X42.G00X150. Z100.M05M30

用增量尺寸编程：O0001G50 X150. Z100.T0101M03 S800 M08G00 X42. Z2.G01X0 F0.05 Z0G03 U11. W-5.5 R5.5G01 W-10.U6. W-10.W-15.G02 U12. W-7.348 R7.5G01 W-12.652U13.G00X150. Z100.M05M30

圆弧刀用增量尺寸编程：O0001G50 X150. Z100.T0101M03 S800 M08G00 X42. Z2.G42G01X0 F0.05 Z0G03 U11. W-5.5 R5.5G01 W-10.U6. W-10.W-15.G02 U12. W-7.348 R7.5G01 W-12.652G40G01 U13.G00X150. Z100.M05M30

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