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数控编程技术
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包含数控机床编程与操作课程理论知识试卷6套，包含相关标准答案。
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数控编程技术试题
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3秒自动关闭窗口数控机床与数控编程技术_PDF图书下载_陈志雄主编_在线阅读_PDF免费电子书下载_第一图书网
数控机床与数控编程技术
出版时间：2007-3&&出版社：电子工业&&作者：陈志雄主编&&页数：290&&
　　《新编21世纪高等职业教育电子信息类规划教材·数控技术应用专业：数控机床与数控编程技术（第2版）》是根据高等职业教育教学要求编写的，主要内容包括：数控机床的组成和工作原理；数控机床的结构；数控加工编程基础知识、数控车床、数控铣床、加工中心、线切割的编程方法；数控机床的选用、安装、调试和维护；CAD/CAM自动编程系统简介等。书后还附录了准备功能G代码、辅助功能M代码及部分常用数控术语。每章均有一定数量的自测题。《新编21世纪高等职业教育电子信息类规划教材·数控技术应用专业：数控机床与数控编程技术（第2版）》取材注重新颖、实用，具有针对性。　　《新编21世纪高等职业教育电子信息类规划教材·数控技术应用专业：数控机床与数控编程技术（第2版）》可作为高等职业院校数控专业、机电一体化专业、模具设计与制造专业、电气控制专业的教材，也可作为广大自学者及工程技术人员自学用书。
　　陈志雄，1965年生，1988年毕业于华中农业大学食品机械专业。2004年晋升为副教授。湖北省首届及第二届数控技能大赛专家委员会成员，全国数控协作会会员。多年来，一直从事数控应用技术的教学及研究工作，发表学术论文十多篇，参与曲轴数控磨床及环保型纸质卷杆机等多项科研工作，并取得良好的经济效益。
第1章　概论1.1　数控技术的发展过程1.1.1　数控机床的出现和发展1.1.2　我国数控机床的发展概况1.1.3　数控机床的发展趋势1.2　数控机床的基本组成及工作原理1.2.1　数控机床的组成1.2.2　数控机床的工作原理1.3　数控机床的分类1.3.1　按控制系统功能分类1.3.2　按加工方式分类1.3.3　按伺服控制方式分类1.3.4　按数控系统的功能水平分类1.4　数控机床的特点1.4.1　数控机床的加工特点1.4.2　数控机床的使用特点本章小结自测题第2章　数控机床的结构2.1　概述2.1.1　对数控机床机械结构的要求2.1.2　数控车床的主体结构2.1.3　加工中心的主体结构2.2　主轴驱动及其机械结构2.2.1　数控机床对主轴传动（主传动）的要求2.2.2　主传动的调速方式2.2.3　主传动的机械结构2.3　伺服驱动控制系统与机床进给机构2.3.1　数控机床对伺服系统的要求2.3.2　步进电机伺服系统2.3.3　直流伺服电机伺服系统2.3.4　交流伺服电机伺服系统2.3.5　机床进给传动机构2.4　自动换刀系统2.4.1　自动换刀装置的形式2.4.2　数控车床的换刀形式2.4.3　加工中心的换刀形式2.5　回转工作台2.5.1　开环数控回转工作台2.5.2　闭环数控回转工作台2.6　数控机床检测装置2.6.1　概述2.6.2　测速发电机2.6.3　编码盘与光电盘2.6.4　旋转变压器2.6.5　感应同步器2.6.6　光栅2.6.7　磁栅本章小结自测题第3章　数控加工编程基础3.1　数控加工编程的基础知识3.1.1　数控程序的编制方法及步骤3.1.2　程序的结构和格式3.1.3　常用地址符及其含义3.1.4　数控机床的坐标系3.2　数控机床加工工艺分析3.2.1　加工方法的选择3.2.2　加工工序的编排原则3.2.3　工件的装夹3.2.4　对刀点和换刀点位置的确定3.2.5　加工路线的选定3.2.6　刀具及切削用量的选择3.3　常用准备功能和辅助功能指令3.3.1　准备功能G代码3.3.2　其他功能指令3.3.3　辅助功能M代码3.4　数控机床的操作功能3.4.1　数控车床的操作功能简介3.4.2　数控铣床的操作功能简介3.4.3　加工中心的操作功能简介本章小结自测题3第4章　数控机床程序编制4.1　数控车床程序编制4.1.1　数控车床的坐标系4.1.2　数控车床的编程要点4.1.3　刀具补偿4.1.4　固定循环4.1.5　螺纹加工4.1.6　数控车床编程实例4.2　数控铣床程序编制4.2.1　数控铣削编程概述4.2.2　数控铣床加工的刀具补偿4.2.3　固定循环4.2.4　数控铣床编程实例4.3　数控加工中心程序编制4.3.1　立式加工中心的坐标系4.3.2　加工中心的刀具补偿4.3.3　固定循环（钻孔循环）4.3.4　换刀指令4.3.5　加工中心编程实例4.4　电火花线切割加工编程4.4.1　电火花线切割加工概述4.4.2　电火花线切割的工艺与工装4.4.3　电火花线切割编程方法4.4.4　电火花线切割编程实例本章小结自测题4第5章　数控机床的选用、安装、调试及维护5.1　数控机床的选用5.1.1　选用依据5.1.2　选用内容5.1.3　购置订货时应注意的问题5.2　数控机床的安装、调试和验收5.2.1　机床初就位5.2.2　机床连接5.2.3　数控系统的连接与调整5.2.4　通电试车5.2.5　机床精度和功能的测试5.2.6　试运行5.2.7　数控机床的验收5.3　数控机床的维护保养5.3.1　对数控机床操作人员的要求5.3.2　数控机床日常维护与保养5.3.3　数控机床的故障维修本章小结自测题5第6章　自动编程技术简介6.1　自动编程基础6.1.1　自动编程的基本概念6.1.2　自动编程的基本工作原理6.1.3　国内外典型CAM软件介绍6.2　Master CAM的特点与功能6.2.1　Master CAM的主要特点与功能6.2.2　Master CAM的工作环境6.3　Master CAM 9.0自动编程实例6.3.1　加工刀具路径的确定6.3.2　实体加工模拟6.4　CAXA自动编程实例6.4.1　五角星的造型6.4.2　加工前的准备工作6.4.3　五角星知识加工6.4.4　五角星常规加工本章小结自测题6附录A　准备功能G代码（JB3208-83）A.1　表格A.2　定义附录B　辅助功能M代码B.1　表格B.2　定义附录C　部分常用数控术语C.1　通用术语C.2　程序编制和软件术语C.3　数控系统术语C.4　机床及加工工艺术语自测题参考答案参考文献
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数控编程技术收藏
数控编程的基本过程数控编程是从零件设计得到合格的数控加工程序的全过程,其最主要的任务是通过计算得到加工走刀中的刀位点，即获得刀具运动的路径。对于多轴加工，还要给出刀轴的矢量。利用CAD软件进行零件设计，然后通过CAM软件获取设计信息，并进行数控编程基本过程和内容如图4-1所示。数控编程中的关键技术包括：零件几何建模技术、加工参数合理设置、刀具路径仿真和后处理技术。1.1.1零件几何建模CAD模型是数控编程的前提和基础，其首要环节是建立被加工零件的几何模型。复杂零件建模的主要技术以曲面建模技术为基础。Mastercam的CAM模块获得CAD模型的方法途径有3种：直接获得、直接造型和数据转换。直接获得方式指的是直接利用已经造型好的Mastercam的CAD文件。直接造型指的是直接利用Mastercam软件的CAD功能，对于一些不是很复杂的工作，在编程之前直接造型。数据转换指的是将其他CAD软件生成的零件模型转换成Mastercam专用的文件格式。1.1.2加工参数的合理设置数控加工的效率和质量有赖于加工方案和加工参数的合理设置。合理地设置加工参数包括两方面的内容，即加工工艺分析、规划，以及参数设置。一．加工工艺分析和规划加工工艺分析和规划的主要内容包括加工对象的确定、加工区域规划、加工工艺路线规划、加工工艺和加工方法的确定。?加工对象的确定指的是通过对CAD模型进行分析，确定零件的哪些部份需要在那种数控机床上进行加工。选择加工对象时，还要考虑加工的经济性问题。?加工区域规划是为了获得比较高的加工效率和加工质量，将加工对象按其形状特征和精度等要求划分成数个加工区域。?加工工艺路线规划主要是指安排粗、精加工的流程和进行加工余量的分配。?加工工艺和加工方式主要包括刀具选择和切削方式的选择等。加工工艺分析和规划的合理选择决定了数控加工的效率和质量，其目标是在满足加工要求、机床正常运行的前提下尽可能地提高加工效率。工艺分析的水平基本上决定了整个NC程序的质量。二．加工参数设置在完成加工工艺分析和规划后，通过各种加工参数的设置来具体实现数控编程。加工参数设置的内容很多，最主要的是切削方式设置、加工对象设置、刀具和机床参数设置和加工程序设置。加工程序设置包括刀具转速、切削用量、进给率、切削间距和安全高度等参数。这是数控编程中最关键的内容。1.1.3数控加工程序编制数控机床程序编制的内容主要包括以下步骤：一．工艺方案分析?确定加工对象是否适合于数控加工（形状较复杂，精度一致要求高）?毛坯的选择（对同一批量的毛坯余量和质量应有一定的要求）。?工序的划分（尽可能采用一次装夹、集中工序的加工方法）。二．工序详细设计?工件的定位与夹紧。?工序划分（先大刀后小刀，先粗后精，先主后次，尽量“少换刀”）。?刀具选择。?切削参数。?工艺文件编制工序卡（即程序单），走刀路线示意图。程序单包括：程序名称，刀具型号，加工部位与尺寸，装夹示意图三．编写数控加工程序?用MasterCAM设置编出数控机床规定的指令代码（G，S，M）与程序格式。?后处理程序，填写程序单。?拷贝程序传送到机床?程序校核与试切。1.1.4刀具路径仿真由于零件形状的复杂多变以用加工环境的复杂性，为了确保程序的安全，必须对生成的刀具路径进行检查。主要检查的内容有加工过程中的过切或欠切、刀具与机床和工件的碰撞问题。CAM模块提供的刀具路径仿真功能能够很好地解决这一问题。通过对加工过程的仿真，可以准确地观察到加工时刀具运动的整个情况，因此能在加工之前发现程序中的问题，并及时进行参数的修改。1.1.5后处理技术后处理是数控编程技术的一个重要内容，它将通用前置处理生成的刀位路径数据转换成适合于具体机床的数控加工程序。后处理实际上是一个文本编辑处理过程，其技术内容包括机床运动学建模与求解、机床结构误差补偿和机床运动非线性误差校核修正等。在后处理生成数据程序之后，还必须对这个程序文件进行检查，尤其需要注意的是对程序头和程序尾部分的语句进行检查。后处理完成后，生成的数控程序就可以运用于机床加工了。 1-2
顺铣和逆铣的特点及选用原则一．顺铣和逆铣的特点（1）逆铣时，每个刀的切削厚度都是由小到大逐渐变化的。当刀齿刚与工件接触时，切削厚度为零，只有当刀齿在前一刀齿留下的切削表面上滑过一段距离，切削厚度达到一定数值后，刀齿才真正开始切削。顺铣使得切削厚度是由大到小逐渐变化的，刀齿在切削表面上的滑动距离也很小。而且顺铣时，刀齿在工件上走过的路程也比逆铣短。因此，在相同的切削条件下，采用逆铣时，刀具易磨损。（2）逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密结合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。（3）逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。（4）顺铣时，刀齿每次都是由工件表面开始切削，所以不宜用来加工有硬皮的工件。（5）顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些（铣削碳钢时，功率消耗可可减少5%，铣削难加工材料时可减少14%）二．在什么情况下选用顺铣或逆铣
采用顺铣时，首先要求机床具有间隙消除机构，能可靠地消除工作台进给丝杆与螺母间的间隙，以防止铣削过程中产生的振动。如果工作台是由液压驱动则最为理想。其次，要求工件毛坯表面没有硬皮，工艺系统要有足够的刚性。如果以上条件能够满足时，应尽量采用顺铣，特别是对难加工材料的铣削，采用顺铣不仅可以减少切削变形，降低切削力和功率的消耗。1-3 刀具的选择和刀具使用参数的设定在数控加工中，刀具的选择直接关系到加工精度的高低、加工表面质量的优劣和加工效率的高低。选用合适的刀具并使用合理的切削参数，将可以使数控加工以最低的加工成本、最短的加工时间达到最佳的加工质量。刀具的类型有：平刀、球刀、圆鼻刀、面铣刀、倒角刀等。在模具加工中，比较常用的是平刀、球刀、圆鼻刀三种类型的刀具。一、合理选择加工刀具选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。刀具直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸，还需要考虑刀具所需功率应在机床功率范围内。1．平面铣削时应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般铣削时，尽量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀，每次走刀宽度推荐为刀具直径的60%-75%。2．立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。3．对于要求较高的细小部位的加工，可使用整体式硬质合金刀，它可以取得较高的加工精度，但是注意刀具悬升不能太大，否则刀具不但容易弹刀，易磨损，而且会有折断的危险。4．球刀、圆鼻刀常用于加工曲面和变斜角轮廓外形。而球刀多用于半精加工和精加工。镶硬质合金刀具的圆鼻刀多用于开粗。5．钻孔时，要先用中心钻或球刀进行打中心孔，用以引正钻头。先用较小的钻头钻孔至所需深度Z，再用较大的钻头进行钻孔，最后用所需的钻头进行加工，以保证孔的精度。二、切削用量有三大要素切削深度，主轴转速和进给速度。切削用量的选择总体原则是：少切削，快进给（即切削深度小，进给速度快）。三、刀具材料选择常用的刀具材料有：高速钢、硬质合金。1．普通硬质白钢刀（材料为高速钢），高速钢刀具易磨损，价格便宜，常用于加工硬度较低的工件。2．合金刀具（如钨钢，氮化硼刀具等），硬质合金刀具耐高温，硬度高，主要用于加工硬度较高的工件，如前模、后模。硬质合金刀具需较高转速加工，否则容易崩刀。硬质合金刀具加工效率和质量要比高速钢刀具好。3．涂层刀具（如镀钛等），涂层刀具介于高速钢刀具跟合金刀具之间。四、常用刀具使用参数参考值
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初始平面是为安全进刀切削而规定的一个平面。
下列代码中，不能用于螺纹加工的指令是G85。
G71 P04 Q15 U1.0 W0.5 D2.0 F0.3 S500，该固定循环的粗加工吃刀深度的是2.0 mm
在选择车削加工刀具时，若用一把刀既能加工轮廓、又能加工端面，则车刀的主偏角应大于90?。
影响数控车削加工精度的因素很多，要提高工件的加工质量，有很多措施，但将绝对编程改变为增量编程不能提高加工精度。
试切对刀法如图8.1所示，由图可以看出：左图完成X向对刀，右图完成Z向对刀。
宏程序中的#110属于公共变量
WHILE [#3 LE #5] DO 2 语句的含义是如果#3小于等于#5时，循环2继续
当编制用户宏程序时，经常用到转移和循环语句。下列程序段中，属于无条件转移的语句是GOTO #10
数控车床既可以按装夹顺序划分工序，又可以按粗、精加工划分工序√
铣削加工型腔时，内腔圆弧半径越小，限制所用的刀具直径越小，加工时的切削效率越低，但零件的加工精度会提高×
型腔加工时，采用行切法加工效率最高，但型腔的加工质量最差√
数控机床目前主要采用机夹式刀具√
对刀点和换刀点通常为同一个点×
G90/G91是用于绝对/增量尺寸选择的代码，无论什么数控系统，都必须用这两个代码进行绝对/增量尺寸的模式转换×
在平面内任意两点移动，用G00与G01编程的刀具运动轨迹相同，只是运动速度不同×
G00指令下的移动速度可以由F代码改变×
用R指定圆弧半径大小时，当R为“－”值时，说明该圆弧的圆心角小于180?×
使用快速定位指令G00时，刀具运动轨迹可能是折线，因此，要注意防止出现刀具与工件干涉现象√
对于FANUC系统，G43与G44的刀具长度偏置补偿方向是一致的 ×
对于没有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹，可按零件轮廓编程×
轮廓铣削时，刀具补偿的建立与取消一定在轮廓上才能生效×
G81与G82的区别在于G82指令使刀具在孔底有暂停动作。√
要调用子程序，必须在主程序中用M98指令编程，而在子程序结束时用M99返回主程序√
FANUC粗车固定循环指令G71中的粗车深度的地址码是R××
铣削固定循环中，在R点平面确定以后，采用绝对、增量编程时，Z轴的坐标编程值是不同的√
需要多次进给，每次进给一个Q量，然后将刀具回退到R点平面的孔加工固定循环指令是G73。×
宏指令既可以在主程序体中使用， 也可以当作子程序来调用√
条件语句WHILE [ ] DO，当省略WHILE，则产生从DO 到END的无限循环√
WHILE语句比GOTO 语句的处理速度慢。×
# i = ROUND [# j ] 表示取整运算√
利用假象刀尖点编出的程序，在进行倒角、锥面及圆弧切削时，会产生欠切或过切现象√
数控车床适宜加工轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件、箱体类零件、精度要求高的回转体类零件、特殊的螺旋类零件√
程序G33 X35.2 Z－22 F1.5为单一螺纹加工指令，执行过程中进给速度为1.5mm/min.×
编制数控加工程序的主要步骤有哪些？分析零件图样、工艺处理、数学处理、编写程序单、输入数控程序及程序检验
数控编程有哪些种类？分别适合什么场合？手工编程、自动编程（CAM）；手工编程：简单零件，节点计算简单；自动编程：复杂零件
什么是模态代码？什么是非模态代码？举例说明。模态代码是在整个程序段有效，非模态代码只在当前程序段有效。 G01是模态代码，G04是非模态代码。 数控机床的运动方向是如何确定的？
数控机床坐标系按右手笛卡尔坐标系规则。为了正确确定机床的运动方向，做了两点假设：一、永远假定刀具相对于静止的工件而运动。二、假定刀具远离工件方向为坐标正方向。确定坐标（运动）方向的方法是：（1）先定Z轴，Z坐标的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴轴线；平行的坐标轴即为Z坐标。Z坐标的正方向为增大工件与刀具之间距离的方向。（2）再定其他直线轴。另两个直线轴按右手直角坐标系来判断。
（3）旋转运动A/B/C。分别表示绕X、Y和Z坐标的旋转运动。其正方向按照右螺旋前进的方向。
按“定位精度最高”的原则，制定孔系加工路线的好处是什么？可以消除进给机构反向传动间隙，提高孔系的定位精度。
设计螺纹加工刀具路径时，为什么要留引入?1、引出距离?2？
在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的Z向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系，因此应避免在进给机构加速或减速的过程中切削。为此要有引入距离δ1和超越距离δ2。
什么是刀位点？它有何作用？举例说明。
数控加工中控制刀具运动轨迹的点为刀位点，不同的刀具其刀位点不同，可转位车刀的刀位点为刀尖圆弧中心，立铣刀为刀具回转中心与端面交点处，钻头的刀位点在钻尖处，球头刀的刀位点在球心位
在铣削加工轮廓时，为什么经常采用切向切入、切向切出的辅助程序段？
在对零件的轮廓进行加工时，为了保证零件的加工精度和表面粗糙度要求，应合理设计进退刀路径，所以尽量选择切向进、退刀。
指令M00和M01有什么相同点？区别是什么 ？M00是程序停止，M01是选择性程序停止
在M功能代码中，与主轴相关的代码是哪些？M03
若某一程序没有指定T功能，该程序能够正常使用吗？为什么？在不需要换刀（以当前刀具）进行单刀加工时，该程序能够正常使用。可有，有默认刀具 配置前置刀架和后置刀架的数控车床，加工圆弧时它的顺逆方向有何区别？
前置刀架的数控车床，加工圆弧时G02为顺时针圆弧，G03为逆时针圆弧；后置刀架的数控车床，G02为逆时针圆弧，G03为顺时针圆弧
指令G00和G01有何区别？
G00为快速移动指令，进给速度不需编程，由机床参数指定，刀具实际运动路线不是直线，而是折线。G01 为直线插补指令，刀具实际运动路线为在两坐标点间插补运动，按指定的进给速度作任意直线运动。
简述刀具补偿的作用？
具有刀具半径补偿的数控系统，可以利用刀具半径补偿功能，简化编程计算，使程序具有通用性，方便编程。具有刀具长度补偿的数控系统，当使用不同规格的刀具或刀具磨损后，可以利用刀具长度补偿功能补偿刀具尺寸的变化，而不需要重新调整刀具或重新对刀。
当立铣刀的长度磨损后，刀具长度补偿值取正值还是取负值？通常取“+”值。用G43编程
FANUC车削固定循环G71、G72、G73指令分别应用什么场合？
G71为外径粗车固定循环，适用于圆柱毛坯料粗车内径G72为端面粗车固定循环，适用于圆柱毛坯端面方向粗车
G73为固定形状粗车循环，适用于毛坯轮廓形状与零件形状基本接近时的粗车
FANUC铣削固定循环G73、G81、G82、G83指令各适用于什么场合？
G73为高速深孔钻循环，该循环执行高速深孔钻——不易断屑的孔加工。它执行间歇切削进给直到孔的底部，同时从孔中排出切屑。
G81为普通钻孔循环。该循环用作正常钻孔。切削进给执行到孔底，然后刀具从孔底快速移动退回。
G82为锪孔循环。该循环用于锪孔加工。孔切削进给到孔底时执行暂停，然后刀具从孔底快速移动退回。
G83为排屑钻孔循环。该循环执行深孔钻——适宜不易排屑的孔加工。间歇切削进给到孔的底部，钻孔过程中从孔中排除切屑。
铣削固定循环的六个动作是什么？
① X轴和Y轴的快速定位；② 刀具快速从初始点进给到R点；③ 以切削进给的方式执行孔加工的动作；
④ 在孔底相应的动作；⑤ 返回到R点；⑥ 快速返回到初始点。
R点平面的含义是什么？应如何确定？
R点平面又叫R参考平面，这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面。距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2～5mm。使用G99时，刀具将返回到该平面上的R点。
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