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《数控加工工艺与编程》模拟试题
一、填空题(每题1分,共20分)
1、数控机床大体由输入装置、数控装置、伺服系统和机床本体组成。
2、FMC由加工中心和自动交换工件装置所组成。
3、数控系统按一定的方法确定刀具运动轨迹的过程叫插补，实现这一运算的装置叫插补器
4、数控机床坐标系三坐标轴X、Y、Z及其正方向用右手定则判定，X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋法则判断。
5、走刀路线是指加工过程中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向。
6、使用返回参考点指令G28时，应取消刀具补偿功能，否则机床无法返回参考点。
7、在精铣内外轮廓时，为改善表面粗糙度，应采用顺铣的进给路线加工方案。
8、一般数控加工程序的编制分为三个阶段完成，即工艺处理、数学处理和编程调试。
9、一般维修应包含两方面的含义，一是日常的维护,二是故障维修。
10、数控机床的精度检查，分为几何精度检查、定位精度检查和切削精度检查。
11、刚度是指材料在外力作用下抵抗变形的能力。
12、三相步进电动机的转子上有40个齿，若采用三相六拍通电方式，则步进电动机的步距角为1.50 。
13、切削时的切削热大部分由切屑带走。
14、决定某一种定位方式属于几点定位，根据工件被消除了几个自由度。
15、滚珠丝杠消除轴向间隙的目的是提高反向传动精度。
16、车刀的角度中影响切削力最大的是前角。
17、观察G02(G03)方向为垂直于圆弧所在坐标平面的坐标轴负向。
18、刀具路线是刀位点相对于工件运动轨迹。
19、可以完成几何造型，刀具轨迹生成，后置处理的编程方法称图形交互式自动编程。
20、刀具磨损主要原因是切削时的高温。
二、判断(每题1分,共20分)
1．数控机床是为了发展柔性制造系统而研制的。 （×）
2．数控技术是一种自动控制技术。 （√）
3．数控机床的柔性表现在它的自动化程度很高。 （×）
4．数控机床是一种程序控制机床。 （√）
5．能进行轮廓控制的数控机床，一般也能进行点位控制和直线控制。 （√）
6．加工平面任意直线应采用点位控制数控机床。 （×）
7．加工与坐标轴成45º的斜线可采用点位直线控制数控机床。 （√）
8．多坐标联动就是将多个坐标轴联系起来，进行运动。 （×）
9．联动是数控机床各坐标轴之间的运动联系。 （×）
10．四轴控制的数控机床可用来加工圆柱凸轮。 （√）
11．加工中心是一种多工序集中的数控机床。 （√）
12．加工中心是最早发展的数控机床品种。 （×）
13．加工中心是世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。 （√）
14．数控机床以G代码作为数控语言。 （×）
15．数控机床上的F、S、T就是切削三要素。 （×）
16．G40是数控编程中的刀具左补偿指令。 （×）
17．判断刀具左右偏移指令时，必须对着刀具前进方向判断。 （×）
18．数控铣床的工作台尺寸越大，其主轴电机功率和进给轴力矩越大。 （√）
19．G03X_Y_I_J_K_F_表示在XY平面上顺时针插补。 （×）
20．同组模态G代码可以放在一个程序段中，而且与顺序无关。 （×）
三、选择(每题1分,共20分)
1、在数控机床上加工零件，一般要经过以下步骤：（ B ）。
A. 准备阶段、编程阶段、调整、加工阶段
B. 准备阶段、编程阶段、准备信息载体、加工阶段
C. 调整、编程阶段、准备信息载体、加工阶段
D. 准备阶段、编程阶段、准备信息载体、调整
2、FANUC数控系统操作面板方式键中，显示报警和用户信息的是（ B ）。
A. POS B. MESSAGE/ALARM
C. MENU/OFSET D. CUSTOM/GRAPH
3、FANUC系统中机床原点自动返回指令是：（ C ）。
A. G26 B. G27
C. G28 D. G29
4、一般情况下检验工件、调整、排屑时应用（ B ）。
A. M06 B. M00
C. M02 D. M04
5、M01的含义是：（ B ）。
A. 程序停止 B. 选择停止
C. 程序结束 D. 程序开始
6、系统程序存放在（ A ）中。
A. 只读存储器 B. 随机存储器中
C. CPU D. 软盘
7、（ B ）是用来指定机床的运动形式。
A. 辅助功能 B. 准备功能
C. 刀具功能 D. 主轴功能
8、（ A ）是规定主轴的启动、停止、转向及冷却液的打开和关闭等。
A 辅助功能 B. 主功能
C. 刀具功能 D. 主轴功能
9、（ A ）是通过编辑子程序中的变量来改变刀具路径与刀具位置。
A. 宏程序 B. 主程序
C. 子程序 D. 循环程序
10、刀库和自动换刀装置称为（ C ）。
A. NC B. CNC
C. ATC D. APC
11、（ C ）的位置一般由机械挡块位置进行粗定位，然后由光电编码器进行精确定位。
A. 工件原点 B. 机床原点
C. 参考点 D. 夹具原点
12、刀具从某一个位置向另一位置移动时，不管中间的移动轨迹如何，只要刀具最后能正确到达目标的控制方式，称为（ B ）。
A. 直线控制 B. 点位控制
C. 轮廓控制 D. 其它控制
13、脉冲增量插补法适用于以步进电机为驱动装置的（ D ）数控系统。
A. 半闭环 B. 不用
C. 闭环 D. 开环
14、数控机床的控制系统发展至今，已经经历了从电子管到数字控制（ D ）代的演变。
A. 三 B. 四
C. 五 D. 六
15、所谓（ C ），就是把被加工零件的工艺过程、工艺参数、运动要求用数字指令形式记录在介质上，并输入数控系统。
A. 程序 B. 工艺单
C. 编程 D. 工艺步骤
16、在坐标系中，所有的坐标点均以一固定坐标原点为起点，并以此计算各点的坐标值，这个坐标系称为（ D ）。
A. 编程坐标系 B. 工作坐标系
C. 增量坐标系 D. 绝对坐标系
17、增量坐标系：在坐标系中，运动轨迹的终点坐标是以起点计量的，称为（ C ）。
A. 编程坐标系 B. 工作坐标系
C. 增量坐标系 D. 绝对坐标系
18、（ B ）适用于多品种、中小批量的生产，特别适合新产品的试生产。
A. 普通机床 B. 数控机床
C. 专用机床 D. 重型机床
19、（ D ）刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀头材料热脆好，有良好的断屑性能，可调、易更换等特点。
A. 常用 B. 特种
C. 可调 D. 数控
20、机夹式车刀按刀片紧固方法的差异可分为（ C ）。
A. 杠杆式、楔块式、焊接式、上压式 B. 楔块式、杠杆式、螺钉式、焊接式
C. 杠杆式、楔块式、螺钉式、上压式 D. 楔块式、螺钉式、焊接式、上压式
四、简答(每题3分,共15分)
1、刀具材料的基本要求
答:高于被加工材料的硬度（HRC>60）和高耐磨性；
足够的冲击韧性和强度；
良好的耐热性和导热性；
抗粘接性；
化学稳定性；
良好的工艺性和经济性。
2、何谓点位直线控制、何谓轮廓控制？
答：点位直线控制类型的数控机床不仅可以控制刀具或工作台由一个位置点到另一个位置点的精确移动，还可以控制它们以给定的速度沿着平行于某一坐标轴方向移动和在移动过程中进行加工；该类型系统也可控制刀具或工作台同时在两个轴向以相同的速度运动，从而沿着与坐标轴成45º的斜线进行加工。
轮廓控制机床的控制系统可使刀具或工作台在几个坐标轴方向以各轴向的速度同时协调联动，不仅能控制运动部件的起点与终点，还可以控制其运动轨迹及轨迹上每一点的速度和位移。
3、什么是刀具半径补偿？什么是刀具长度补偿？
答：由于刀具总有一定的刀具半径或刀尖部分有一定的圆弧半径，所以在零件轮廓加工过程中刀位点的运动轨迹并不是零件的实际轮廓，刀位点必须偏移零件轮廓一个刀具半径，这种偏移称为刀具半径补偿。
刀具长度补偿是为了使刀具顶端达到编程位置而进行的刀具位置补偿。刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向的补偿，使刀具在Z轴方向的实际位移量大于或小于程序的给定量，从而使长度不一样的刀具的端面在Z轴方向运动终点达到同一个实际的位置。
4、数控加工工序顺序的安排原则是什么？
答：数控加工工序顺序的安排可参考下列原则：
1）同一定位装夹方式或用同一把刀具的工序，最好相邻连接完成；
2）如一次装夹进行多道加工工序时，则应考虑把对工件刚度削弱较小的工序安排在先，以减小加工变形；
3）上道工序应不影响下道工序的定位与装夹；
4）先内型内腔加工工序，后外形加工工序。
5、用圆柱铣刀加工平面，顺铣与逆铣有什么区别？
答：逆铣时铣刀切入过程与工件之间产生强烈摩擦，刀具易磨损，并使加工表面粗糙度变差，同时逆铣时有一个上台工件的分力，容易使工件振动和工夹松动。采用顺铣时，切入前铣刀不与零件产生摩擦，有利于提高刀具耐用度、降低表面粗糙度、铣削时向下压的分力有利增加工件夹持稳定性。但由于进给丝杆与螺母之间有间隙，顺铣时工作台会窜动而引起打刀；另外采用顺铣法铣削铸件或表面有氧化皮的零件毛坯时，会使刀刃加速磨损甚至崩裂。数控机床采用了间隙补偿结构，窜刀现象可以克服，因此顺铣法铣削应用较多。
五、改错题(5分)
1、如下图示，选用φ20的铣刀进行加工30X30的斜面，请判断下列两个程序的正确与错误，如果是错误的，请论述原因，并改正。
(1)G01X-120Y50Z20
G41D01Y32（其中D1=10）
X-80
X-50Y-2
Y0
X20
Y30
G40
(2)G01X-120Y50Z20
G41D01Y32（其中D1=10）
X-80
X-48Y0
X20
Y30
G40

答案：
（1）（2）都是错误的，方法（1）中补偿无法实现，会产生报警，即使对不报警的机床，该加工方法也是错误的；方法（2）中加工完成后30X30斜面无法实现完全加工。
改进：
改用小余等于φ13.657的铣刀进行加工，注意不可以采用方法（1）进行加工。
六、综合题（共20分）
如图所示为一套类筒零件，所选毛坯为φ112 mm×143 mm棒料，预留φ75 mm内孔，图中长度为51mm的外径，以二次装夹来进行加工，材料为45钢。
1.确定工艺方案，列出所用刀具和加工顺序。
2.编制出加工程序

参考答案:
1)确定工艺方案
该工件壁厚较大，从零件图上可以看出设计基准在左端面，因此选择左端面和外圆作为定位基准，采用三爪自定心卡盘夹持，取工件左端面中心为工件坐标系坐标原点，换刀点选择在(200，400)处，找正后一次装夹完成粗、精加工。
2)刀具
分析零件图以后，确认该零件加工需要6把刀具。选定1号刀为90。硬质合金机夹粗车外圆偏刀，刀尖半径为R0.5 mm；2号刀为内圆粗车刀，刀尖半径为R0.5 mm；3号刀为90°硬质合金机夹精车外圆偏刀，刀尖半径为R0.2mm；4号刀为车槽刀，刀宽4 mm；5号刀为内圆精车刀，刀尖半径为R0.2 mm；6号刀为车槽刀，刀宽4.1mm
3)工艺路线的设计
(1)下料为φ112 mm×141 mm棒料，预留φ75 mm内孔，调质处理HB220～250；
(2)用1号刀粗车端面、外圆锥面和φ110 mm外圆，单边留0.25mm精车余量；
(3)用2号刀粗车内阶梯孔，X向单边留0.25mm精车余量，Z向单边留0.5mm精车余量；
(4)用3号刀精车端面、外圆锥面和φ110 mm外圆；
(5)用4号刀切4 ×φ93.8mm的槽；
(6)用5号刀精车内阶梯孔和倒角；
(7)用6号刀切4.1 mm × 2.5 mm的槽。
4)切削用量
(1)粗车外轮廓时径向车削深度为0.75 mm，进给量为0.2 mm/r，主轴转速为300 r/min；
(2)粗车内阶梯孔时径向最大车削深度为4 mm，进给量为0.3 mm/r，主轴转速为300 r/min；
(3)精车端面、外圆锥面和φ110 mm外圆时，进给量为0.08 mm/r，主轴转速为600 r/min；
(4)切4×φ93.8mm的槽时，进给量为0.2 mm/r，主轴转速为200 r/min，车刀进入槽底部进给暂停2 s；
(5)精车内阶梯孔时，进给量为0.08 mm/r，主轴转速为600 r/min；
(6)切4.1 mm×2.5 mm的槽时，进给量为0.1 mm/r，主轴转速为240 r/min，车刀进入槽底部进给暂停2s。
5)工件坐标系
取工件左端面中心为工件坐标系坐标原点，对刀点选择在(200，400)处，坐标系如图所示。用G54设定工件坐标系。
程序如下：
O0001；
N010 G54；
N020 S300 M03；
N030 M08；
N040 T0101；
N050 G00 X118.0 Z141.5；
N060G01X32.0F60；
N070 G00 X103.0；
N080 G01 X110.5 Z117.678 F60；
N090 Z48.0；
N100 G00 X200.0 Z400.0；
N110 T0202；
N120 G00 X89.5 Z145.0；
N130G1 Z61.5 F90；
N140 X79.5；
N150 Z-5.0；
N160 G00 X75.0；
N170 Z180.0；
N180 G00 X200.0 Z400.0；
N190 T0303；
N200 G00 X70.0 Z145.0 S600；
N210 G1 Z141.0 F48；
N220 X102.0；
N230 X110.0 W-6.93；
N240 Z48.0；
N250 X112.0；
N260 G0 X200.0 Z400.0；
N270 T0404；
N280 G0 X80.0 Z180.0 S200；
N290 Z131.0；
N300 G01 X93.8 F40；
N310 G4 X2.0；
N320 G0 X80.0；
N330 Z180.0；
N340 G0 X200.0 Z400.0；
N350 T0505；
N360 G00 X92.0 Z142.0 S600；
N370 G01 X90.0 Z140.0 F48；
N380 Z61.0；
N390 X80.0；
N400 Z-5.0；
N410G0 X75.0；
N420 Z180.0；
N430 G00 X200.0 Z400.0；
N440 T0606；
N450 G00 X115.0 Z71.0 S240；
N460 G01 X105.0 F24；
N470 G04 X2.0；
N480 X115.0；
N490 G00 X200.0 Z400.0；
N500 M09；
N510 M05；
N520 M30；

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