数控机床试卷及答案

   2001-2002学年度第 2 学期   试卷（A）（答案）

           课程编码 1810009 课程名称 数控机床 学分 3 拟题人 黄海  审题人 李玉炜 

         先进制造技术与工程  系 CAD/CAM 专业 00 年级，学号___________姓名____________

一、判断题（对的打“〇”，错的打“×”，每题1分，共20分）

（〇）1、加工中心检测过程中,需首件细检，中间抽检。

（×）2、G02是逆时针园弧插补指令。

（〇）3、逐点比较插补法的最大误差小于一个脉冲当量。

（×）4、CNC开环系统的特点一是位置检测元件易于调整。

（×）5、M00和M01指令的功能是完全一样的。

（×）6、从理论上讲,闭环控制的运动精度主要取决于检测装置的精度,而与传动链的误差无关。

（×）7、感应同步器、光栅均可作为增量式测量的检测元件。

（×）8、由于光栅易受污染,所以不能用于数控铣床上。

（〇）9、工作坐标系G54—G59可任意设定，但必须把这几个坐标系之间的距离记下来。

（〇）10、CNC的控制是由数控(NC)和程控(PC)两组装置有机结合来实现的。

（〇）11、G28命令与机床开机后的自动回原点是等效的。

（〇）12、进给功能指令，又称F指令，用来指定刀具相对工件运动的速度。

（〇）13、在使用子程序时,不但可以从主程序调用子程序,子程序也可以调用其它程序。

（〇）14、在CNC机床中,PLC主要用于开关量控制。

（〇）15、加工中心与数铣、数镗的主要区别为：加工中心设置有刀库和换刀系统。

（×）16、用G02编程,加工整圆时,可以使用I、J、K参数,也可以用R参数。

（〇）17、数车的Z轴与车床导轨平行，+Z是离开卡盘的方向。

（〇）18、伺服机构运动时表现为正向间隙,它是运动损失的一部分。

（〇）19、G81是固定循环钻孔指令。

（×）20、数控加工不需要工序卡片。

二、单选题（把最适合的答案编号填入括号内，每题1分，共20分）

（ C ）1、强力切削是采用（   ）的切削方法。

A.高速   B.大切削深度   C.大进给量  D.大切削宽度

（ D ）2、数控机床的精度和速度主要取决于

       A、CPU    B、机床导轨    C、检测元件   D、伺服系统

（ A ）取消固定循环应选用（   ）。

A.G80  B.G81  C.G82  D.G83

（ A ）4、步进电动机没有反馈机构,结构较简单,主要应用在

A.开环方式  B.半闭环方式  C.闭环控制  D.混合环控制

（ C ）5、适于作闭环系统的驱动元件为

       A、步进电机    B、电液脉冲马达    C、交流伺服电机    D、感应同步器

（ A ）6、CNC闭环系统的位置反馈信号可以从下列部位取得：

       A、工作台    B、伺服电机轴    C、主轴     D、滚珠丝杠轴

（ D ）7、属于尺寸指令的为：

       A、G92     B、M03    C、F200     D、X100

（ C ）8、机床坐标系原点也称为：

       A、工件零点     B、编程零点      C、机械零点         D、刀具零点

（ D ）9、在立式铣床上，用刀具半径补偿编程加工20mm圆凸台，试切后为21mm。若程序和刀半径不变，则设置刀半径补偿量应：

A、增加1mm     B、减少1 mm   C、增加0.5mm    D、减少0.5mm

（ C ）10、G91 G01 X3.0 Y4.0 F100执行后，刀具移动了

A、1     B、3   C、5    D、0.75

（ B ）11、对于一般深度的有深度要求的盲孔（长径比小于5-10），可用哪个命令：

A.G81      B.G82         C.G83          D.G73

（ D ）12、在铣床上进行曲线、圆弧等切削及复杂曲面切削时，需要：

A.点位控制     B.圆弧控制    C.直线控制    D.轮廓控制

（ A ）13、数控机床的柔性是指：

A.对产品更新适应性强    B.生产率较高    C.加工精度高    D.能批量生产

（ C ）14、加工曲面时，采用：

A.端铣刀     B.键槽铣刀     C.球头刀     D.小直径立铣刀

（ C ）15、加工中心主轴转数达到20000r/min以上时，一般采用的润滑方式是：

A.油脂      B.油气       C.喷油      D.以上都可

（ C ）16、伺服装置每发出一个脉冲信号,反映到机床移动部件上的移动量称为（）。

A.位置精度   B.机床定位精度  C.脉冲当量   D.加工精度

（ D ）17、数控铣床的指定刀具补偿值号是用： 

A.G      B.T      C. F       D. D

（ C ）18、以下零件哪个不适合在数控铣上加工：

A.曲线轮廓   B.形状复杂尺寸繁多   C.加工余量不稳定  D.不好测量的内腔，凹腔

（ B ）19、数铣加工过程中,按了紧急停止按钮后,应

A.排除故障后接着走   B.手动返回参考点   C.重新装夹工件   D.重新上刀

（ C ）20、1958年第一台加工中心在（   ）的K&T公司问世。

A.英国   B.苏联   C.美国   D.德国

三、填空题（每空0.5分，共15分）

1、数控机床由程序载体、输入装置、数控装置、伺服系统和机床本体以及辅助设备组成。

2、按执行机构的控制方式分类，数控系统分为开环、闭环和半闭环控制系统。

3、CNC系统常见的插补方法有逐点比较法、数字积分法、时间分割法和扩展DDA法。

4、逐点比较法的四个工作节拍为偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别。

5、在刀具控制中，为了保证精度和编程方便，通常需有刀具半径补偿和刀具长度补偿功能。

6、PLC在数控机床中的主要作用是控制主轴启停、换向、换刀等。（或：工件夹紧、液压、冷却、润滑的开关）

7、数控机床对伺服系统的要求是:精度高、响应快、调速范围宽、良好的稳定性。

8、常用的数控指令有准备功能G指令、坐标功能（如XYZ）指令、M指令、S指令、T指令和F指令。

9、程序字通常是由字母、符号和数字组成。

四、简答题（每题5分，共15分）

1、简述数控机床的加工特点？

答：（1） 加工精度高

（2） 生产柔性大

（3） 劳动强度低

（4） 生产效率高

（5） 经济效益好

（6） 管理现代化

2、加工中心孔加工指令为：G90 G98 G83 X10 Y20 Z-30 R3 Q5 P500 F20 L4，试说明该程序中下列指令的含义：

G98  ----刀具返回到初始点

R3   ----R平面（参考平面）的Z坐标

Q5   ----每次加工深度

P500 ----孔底暂定时间500ms

F20  ----孔加工切削进给速度20mm/min

3、简述数控机床对位置测量装置的要求。

答：（1）工作可靠，抗干扰性强

（2）满足精度和速度的要求

（3）使用维护方便

（4）成本低寿命长

（5）便于与数控系统相联

五、编程计算题（共30分）

1、若三相步进电动机的转子齿数为40齿，问在三相三拍和三相六拍的情况下，其步距角α3和α6分别为多少？（4分）

[解]已知：z=40，m=3, 三相三拍时：k=1, 三相六拍时：k=2

故：α3=360º/mzk=360º/（3×40×1）=3º

α6=360º/mzk=360º/（3×40×2）=1.5º

答：步距角α3和α6分别为3º和1.5º

2、根据下列程序%0090（G90方式），画出轨迹图，并用G91方式重新编写一遍，程序名取为%0091。（6分）

   %0090                                                                    

   N10   G92 X0 Y18  S530 M03

   N20   G02 X18 Y0  R18 F100

   N30   G03 X68 Y0  R25

   N40   G02 X88 Y20 R20

   N50   M30

答：（1）%0091 

   N10   G91 S530 M03

   N20   G02 X18 Y-18  R18 F100

   N30   G03 X50 Y0  R25

   N40   G02 X20 Y20 R20

   N50   M30

（2）轨迹图如下

3、加工第一象限顺圆，圆弧起点为A（1，4），终点为B（4，1），试写出整个计算流程和节拍表，并画出走步轨迹图。（8分）

走步轨迹图（3分）如下：

4、如图所示，已知立铣刀半径r=8mm，圆台外径和棱形加工余量为0.5mm,请精铣圆台外径和棱形。（共12分）

(1)若工件中心表面为O（0，0，0）点，试说明G92 X0 Y0 Z10的对刀过程。（4分）

(2)按尺寸画出工件的顺铣刀心轨迹图、起刀点、退刀点（用虚线画）和转接矢量。（4分）

(3)编写精铣程序。（4分）

第五题，第4小题参图：棱圆

[参]

(1)找X轴中心：刀（可用贴纸法或用分中棒）寻靠工件左边，置G92 X0回车，再按START→寻靠工件右边，记下读数XR , 抬刀高出工件表面→运行G90 G01 X(XR/2),即刀到了工件中心。

同理找Y轴中心。

找Z0点：在工件表面贴一小薄纸片，然后降刀直至纸动，但又不致伤着工件表面，运行G92 Z0即找好Z0点。再上升Z轴10mm,即完成了G92 X0 Y0 Z10的对刀过程

(2)答案见图

(3)精铣程序为

%0286

G92 G90 G17 X0 Y0 Z10 

G00 X-30 Y0 S530 M03

Z2

G01 Z-1 F60

G02 X30 Y0 R30 Z-3

X0 Y30 R30 Z-1

X-30 Y0 R30 Z-3 

X0 Y-30 R30 Z-1

G01  Z2

G00 X-60 Y-45

Z-5

G01 G42 X40 F500 D01

X0 F80

G03 J45

G01 X40 F500

G40 X60

G00 Z10

X0 Y0 M30