加工中心理论模拟题及参考答案

加工中心理论模拟题与参考答案

一、填空题（每题1分，共20分）

1、返回参考点指令是（G28）。

2、刀具半径左侧补偿指令是（G41）。

3、加工中心的工具系统是刀具与加工中心的连接部分，由工作头、刀柄、拉钉和（接长杆）等组成。起到固定刀具及传递动力作用。

4、伺服系统中常用的检测元件有光栅、磁尺、光电盘、感应同步器、编码器、测速发电机和（旋转变压器）等。

5、钢的热处理工艺一般包括退火、正火、淬火和（回火）。 6、加工中心工作坐标系设定指令为(G92)。

7、加工中心编程方法有手工编程、自动编程和（CAD/CAM软件）编程。 8、剖面图有移动剖面和（重合剖面）两种。

9、数控机床对伺服系统的基本要求是精度高，响应快和（调速范围广）。

10、将数字脉冲转化为数码，可使用（可逆计算器）来实现。

11、在NC系统中，插补是由硬件来实现，而在CNC系统中，插补是由（软件全部或部分）来实现的。

12、加工顺序的安排，主要考虑的因素是先粗后精、先基面后其它、先主后次和（先面后孔）四个方面。

13、基本视图只表达机件外形，要清晰的表达机件的内部形状，还需选用恰当的（剖面图）。 14、逐点比较法插补每走一步要完成偏差判别、进给控制（新偏差计算）和终点判别四个工作节拍。

15、步进电动机的控制，若改变电动机的旋转方向，可改变（定子绕组）的通电顺序。

16、数控程序的指令格式中，准备功能由G代码表示，其中G03代表（逆时针圆弧插扑）。 17、数控切削加工中常用的切削液有水溶液和（油溶液）两种。 18、工件原点偏置是指工件原点与（机床原点）间的距离。

19、按主轴在加工时空间位置来分类，加工中心可分为立式、卧式和（万能式）三种。 20、根据基准作用的不同基准可分为粗基准和（精基准）两类。

二、 判断题（正确的填“√”，错误的填“×”，每题1分，共10分）

1．从“A”点(X20 Y10)到“B”点(X60 Y30)，分别使用“G00”及”“G01”指令编制程序，其刀具路径相同。（ × ）

2．模态G代码可以放在一个程序段中，而且与顺序无关。（ × ）

3．数控机床坐标轴定义顺序是先Z轴，然后确定X轴，最后按右手定则确定Y轴（ √ ） 4．G40是数控编程中的刀具左补偿指令。（ × ） 5．加工箱体类零件平面时，应选择数控车床进行加工。（ × ）

6．两轴联动坐标数控机床只能加工平面零件轮廓，曲面轮廓零件必须是三轴坐标联动的数控机床。（ × ）

7．刀位点是刀具上代表刀具在工件坐标系的一个点，对刀时，应使刀位点与对刀点重合。（ √ ）

8．绝对值方式是指控制位置的坐标值均以机床某一固定点为原点来计算计数长度。（ √ ） 9．增量值方式是指控制位置的坐标是以上一个控制点为原点的坐标值。（ √ ）

1

10．数控机床特别适用于零件的批量小、形状复杂、经常改型且精度高的场合。（ √ ）

三、选择题（每题1分。共20分）：

1． G50X200.0Z100.0指令表示: （ D ）

(A) 机床回零； (B) 原点检查； (C) 刀具定位； (D) 工件坐标系设定。 2．若未考虑车刀刀尖半径的补偿值，会影响车削工件的（ D ）精度。 (A) 外径； (B) 内径； (C) 长度； (D) 锥度及圆弧。 3． 程序校验与首件试切的作用是（ C ）。

（A）检查机床是否正常； （B）提高加工质量； （C）检验程序是否正确及零件的加工精度是否满足图纸要求； （D）检验参数是否正确。

4．加工中心与数控铣床的主要区别是（ Ｃ ）。

（A） 数控系统复杂程度不同 （B） 机床精度不同 （C） 有无自动换刀系统 （D） 使用刀具不同

5．过定位是指定位时工件的同一（ B ）被两个定位元件重复限制的定位状态。 (A)平面； (B)自由度； (C)圆柱面； (D)方向。 6．机械效率值永远是（ B ）。

（A）大于1； （B）小于1； （C）等于1； （D）负数。 7． G02 X20 Y20 R-10 F100；所加工的一般是（ C ）。

(A) 整圆 （B）夹角<=180°的圆弧 (C)C. 180°<夹角<360°的圆弧 (D) 夹角<=360°的圆弧

8．闭环控制系统的位置检测装置装在（ C ）。

（A）传动丝杠上； （B）伺服电动机轴上； （C）机床移动部件上； （D）数控装置中； 9．尺寸链按功能分为设计尺寸链和（ D ）。

（A）封闭尺寸链； （B）装配尺寸链； （C）零件尺寸链； （D）工艺尺寸链。 10．精基准是用（ D ）作为定位基准面。

（A）未加工表面； （B）复杂表面； （C）切削量小的； （D）加工后的表面。 11．在现代数控系统中系统都有子程序功能，并且子程序（ C ）嵌套。

（A）只能有一层； （B）可以有限层； （C）可以无限层； （D）不能。 12．选择“ZX”平面指令是 ：（ C ）

(A)G17； (B)G18； (C)G19； （D）G20。

13．数控机床有不同的运动形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标方向，编写程序时，采用（ D ）的原则编写程序。 （A）刀具固定不动，工件移动；

（B）铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工刀具移动，工件不动； （C）分析机床运动关系后再根据实际情况；（D）工件固定不动，刀具移动。 14．数控系统中，（ A ）指令在加工过程中是模态的。 （A）G01、F； （B）G27、G28； （C）G04； （D）M02。 15．数控编程时，应首先设定（ D ）。

（A）机床原点； （B）固定参考点； （C）机床坐标系； （D）工件坐标系。 16．数控系统中，那一组G指令是插补（切削进给）指令( D ) (A) G00 G28 (B) G10 G11 (C) G04 G27 (D) G01 G03 17．子程序结束指令是( D )

(A) M02 (B) G98 (C) M98 (D) M99

18．程序中指定了( A )时，刀具半径补偿被撤消。 (A) G40 (B) G41 (C) G42 (D) G43

19．在铣削一个XY平面上的圆弧时，圆弧起点在（30，0），终点在（-30，0），半径为50，圆弧起点到终点的旋转方向为顺时针，则铣削圆弧的指令为( A )。 (A) G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R50.0 F50 (B) G17 G90 G03 X-300.0 Y0 R-50.0 F50

2

(C) G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R-50.0 F50 (D) G18 G90 G02 X30.0 Y0 R50.0 F50

20．下列关于G54与G92指令说法中不正确的是 ( C ) 。 （A） G54与G92都是用于设定工件加工坐标系的

（B） G92是通过程序来设定加工坐标系的，G54是通过CRT／MDI在设置参数方式下设定工件加工坐标系的

（C） G92所设定的加工坐标原点是与当前刀具所在位置无关 （D） G54所设定的加工坐标原点是与当前刀具所在位置无关

四、简答题（每题4分。共20分）

1． 数控加工编程的主要内容有哪些？

答：数控加工编程的主要内容有：分析零件图、确定工艺过程及工艺路线、计算刀具轨迹的坐标值、编写加工程序、程序输入数控系统、程序校验及首件试切等。 2．加工中心机床工作时换刀的过程分那几个步骤？ 答：（1）装刀：刀具装入刀库；

（2）选刀：根据程序指令，从刀库中选出指定刀具的操作称为自动选刀，常用选刀方式有顺序选刀和随意选刀；

（3）换刀：通过机械手（自动换刀机构）和数控系统的有关控制指令实现刀库刀具和主轴上的刀具的交换。

3．简述换刀点和工件坐标原点的概念。

答：带有多刀加工的数控机床，在加工过程中如需换刀，编程时还要设一个换刀点。换刀点是转换刀具位置的基准点。换刀点位置的确定应该不产生干涉。工件坐标系的原点也称为工件零点或编程零点，其位置由编程者设定，一般设在工件的设计、工艺基准处，便于尺寸计算。 4．简述刀具补偿在数控加工中的作用。

答：在加工过程中，由于刀具的磨损，实际刀具尺寸与编程时规定的刀具尺寸不一致时以及更换刀具等原因，都会直接影响最终加工尺寸，造成误差。为了最大限度地减少因刀具尺寸变化等原因造成的加工误差，数控系统通常都具备有刀具误差补偿功能。

通过刀具补偿功能指令，数控系统可以根据输入的补偿量或者实际的刀具尺寸，调整刀具与工件的相对位置，从而使机床能够自动加工出符合要求的零件。 （1）刀具长度补偿：数控铣床用刀具长度补偿刀具的磨损；（2）刀具半径补偿：指改变刀具中心运动轨迹的功能。

5．确定机床坐标系的原则是什么？试说明立式数控铣床的坐标系是如何定义的。

答：确定机床坐标系的原则是：工件相对静止，刀具运动，即规定以工件为基准，假定工件不动，刀具运动的原则。

对于立式数控铣床坐标系的定义如下：

Z轴：平行于机床主轴的坐标轴。Z轴正方向：为从工作台到刀具夹持的方向，即刀具远离工作台的运动方向。

X轴：为水平的、平行于工件装夹面的坐标轴。正方向：从主轴向立柱看，立柱右方为正。 Y轴的正方向则根据X和Z轴按右手法则确定。

五、编程题（每题15分。共30分）

1、在数控铣床上加工图1所示盖板零件的外轮廓，采用刀具半径补偿指令，编写加工程序，选择零件左端底面A为原点建立工件坐标系。

3

图1 盖板零件

解答：

1．基点坐标计算

如图所示，零件轮廓由三段圆弧和五段直线连接而成。由图可见，基点坐标计算比较简单。选择A为原点建立工件坐标系，并在此坐标系内计算各基点的坐标。 2．程序设计

为了得到比较光滑的零件轮廓，同时使编程简单，考虑粗加工和精加工均采用顺铣方法规划走刀路线，即按A→H→G→F→E→D→C→B→A切削。程序设计如下：

O0001

N0010 G92 XO YO Z0 建立坐标系 N0020 G00 Z10 抬刀

N0030 T01 S1000 M03 选用1号刀具补偿值，主轴启动 N0040 G00 X-10 Y0 快速定位到中间点 N0050 Z-12 下刀

N0060 G17 选择插补平面

N0070 G41 G01 XO YO Fl00 粗加工刀具半径补偿，并工进到A点 N0080 X0 Y20 直线切削，到H点 N0090 X10 直线切削，到G点

N0100 G03 X25 Y35 I0 J15 F50 圆弧切削到F点，降低进给速度 N0110 G02 X75 Y35 I25 J0 圆弧切削到E点 N0120 G03 X90 Y20 I15 J0 圆弧切削到D点

N0130 G01 X100 Y20 F100 直线切削到C点，增大进给速度 N0140 Y0 直线切削，到B点 N0150 X0 直线切削，到A点

N0160 G40 G01 X-10 Y0 取消刀具半径补偿，并退离工件 N0170 T02 选用2号刀具补偿值，准备精加工 N0180 G26 N0070.0160 跳转到0070程序段，进行精加工 N0190 G00 Z10 抬刀 N0200 M05 主轴停止 N0210 M30 程序结束

4

2、如图所示，孔深5mm，加工过程为先铣削外形，然后钻孔和镗孔，试编程。（20分）

答：编程如下： O0003 /* 主程序 N1 G54 G90 Z20.0； N2 T01 M06；

N3 G00 X-10.Y0.0 Z5.0； N4 S1000 M03；

N5 G01 Z-5.0.F30.0 M08； N6 G42 X10.0 Y0.0； N7 X270.0；

N8 G03 X300.0 Y10.0 I0.J-10.0； N9 G01 Y350.0； N10 G03 X290.0 I-10.0 J0.0； N11 G01 X10.0； N12 G03 X0.0 Y350 I0.0 J-10.0； N11 G01 Y10.0；

N12 G03 X10.0 Y0.0 I10.0 J0.0； N13 G40 X-15.Y-15.0； N14 G00 Z30.0； N20 T02 M06；

N30 S2000 M03 M08； N40 M98 P0200； N50 T03 M06；

N60 S1000 M03 M08； N70 M98 P0300； N80 T04 M06；

N90 S2000 M03 M08； N100 M98 P0400； Nll0 G28 ； N150 M30；

?子程序：

O0200 /*钻中心孔子程序

N10 G81 X30.0 Y30.0 R5.0 Z-1.5 F10；M98 P0100 M99

O0300 /*钻孔子程序

N10 G81 X30.0 Y30.0 R5.0 Z-5.0 F10；M98 P0100 M99

5

O0400 /*镗孔子程序

N10 G85 X30.0 Y30.0 R5.0 Z-5.0 F20； M98 P0100 M99

O0100 /*钻孔位置子程序 N20 Y180.0； N30 Y330.0；

N40 X270.0 Y30.0； N50 Y180.0； N60 Y330.0； M99；

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