数控技术基础课程复习题及答案第六章 数控铣床编程
第六章数控铣床编程
一、填空题
1、目前发展迅速的加工中心、柔性制造系统等都是在 ( 数控铣床) 的基础上产生、发展起来的。
2、数控铣床主要用于加工平面和曲面轮廓的零件，还可以加工 ( 复杂型面) 的零件，如凸轮、样板、模具、螺旋槽等。同时也可以对零件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工。
3、数控铣削机床的加工对象与数控机床的结构配置有很大关系。 ( 立式结构的) 铣床一般适应用于加工盘、套、板类零件，一次装夹后，可对上表面进行铣、钻、扩、镗、锪、攻螺纹等工序以及侧面的轮廓加工；( 卧式结构的) 铣床一般都带有回转工作台，一次装平后可完成除安装面和顶面以外的其余四个面的各种工序加工，适宜于箱体类零件加工；( 万能式) 数控铣床，主轴可以旋转90°或工作台带着工件旋转90°，一次装夹后可以完成对工件五个表面的加工；( 龙门式铣床) 适用于大型零件的加工。
4、无论是绝对指令还是增量指令，由 H代码指定的已存入偏置存储器中的偏置值在G43时( 加) ，在G44时则是从Z轴(或X、Y轴)运动指令的终点坐标值中( 减去) 。计算后的坐标值成为终点。
5、镜像功能指令 G24，G25。( G24) 建立镜像，由指令坐标轴后的坐标值指定镜像位置，( G25) 指令用于取消镜像。
6、缩放功能指令 G50、G51，( G51) 指定缩放开，( G50) 指定缩放关。
7、旋转变换指令 G68，G69，( G68) 为坐标旋转功能指令，( G69) 为取消坐标旋转功能指令。
8、数控加工中，某些加工动作循环已经典型化，如钻孔、镗孔的动作都是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等。将这一系列典型加工动作预先编好程序，存储在内存中，可在 G代码程序中用G代码指令调用，从而简化编程工作。调用这些典型动作循环的G代码称为( 循环指令) 。
9、固定循环的程序格式包括 ( 数据表达形式) 、( 返回点平面) 、( 孔加工方式) 、( 孔位置数据) 、( 孔加工数据) 和( 循环次数) 。
二、判断题
1、 G09该功能用于加工尖锐的棱角。G64功能是连续加工指令。这两个指令都是模态指令。( × )
2、在有刀具补偿的情况下，先进行坐标旋转，然后才进行刀具半径补偿、刀具长度补偿。 ( √ )
3、在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。 ( √ )
三、选择填空
1、下列叙述中，除( B ) 外，均适于在数控铣庆上进行加工。
A) 轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的零件
B) 大批量生产的简单零件
C) 精度要求高的零件
D) 小批量多品种的零件
2、用于FANUC数控系统编程，对一个厚度为10mm，ｚ轴零点在下表面的零件钻孔，其的一段程序表述如下：G90G83X10.0Y20.0Z4.0R13.0Q3.OF100.0；它的含义是 ( A ) 。
A.啄钻，钻孔位置在(10，20)点上，钻头尖钻到Z＝4.0的高度上，安全间隙面在Z＝13.0的高度上，每次啄钻深度为3mm，进给速度为100mm/min B．啄钻，钻孔位置在(10，20)点上，钻削深度为4ｍｍ，安全间隙面在Z ＝13.0的高度上，每次啄钻深度为3mm，进给速度为100mm/mm
C.啄钻，钻孔位置在(10，20)点上，钻削深度为4mm，刀具半径为13mm，进给速度为100/min
D.啄钻，钻孔位置在(10,20)点上，钻头尖钻到Z＝4.0的高度上，工件表面在Z＝13.0的高度上，刀具半径为3mm，进给速度为100mm/min
四、问答题
1、用刀具补偿功能的优越性是什么？
答：使用刀具补偿功能的优越性在于：
在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按图样所给尺寸进行编程，只要在实际加工时输入刀具的半径值即可。
可以使粗加工的程序简化。利用有意识的改变刀具半径补偿量，则可用同一刀具、同一程序、不同的切削余量完成加工。
2、固定循环的程序格式如下：
G98(或G99)G73(或G74或G76或G80～G89)X Y Z R Q P I J K F L
试说明格式中各代码及字地址的含义。
答：格式中各代码及字地址的含义如下：
第一个 G代码(G98或G99)指定返回点平面，G98为返回初始平面，G99为返回R点平面。
第二个 G代码为孔加工方式，即固定循环代码G73，G74，G76和G81～G89中的任一个。
X、Y为孔位数据，指被加工孔的位置；Z为R点到孔底的距离(G91时)或孔
底坐标(G90时)；R为初始点到R点的距离(G91时)或R点的坐标值(G90时)；Q 指定每次进给深度(G73或G83时)或指定刀具位移增量(G76或G87时)；P指定刀具在孔底的暂停时间；I、J指定刀尖向反方向的移动量；K指定每次退刀(G76或G87时)刀具位移增量；F为切削进给速度；L指定固定循环的次数。
3、数控铣床由哪些部分组成？数控装置的作用是什么？
答：数控、铣床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四邵分组成。数控装置的作用是把控制介质存储的代码通过输入和读带，转换成代码信息，用来控制和输出装置，由输出装置输出放大的脉冲来驱动伺服系统，使机床按规定要求运动。
4、试述数控铣床加工的特点。
答：数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点：对零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等。
能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。
能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件，如在卧式铣床上可方便地对箱体类零件进行钻孔、铰孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削端面、挖槽等多道工序的加工。
加工精度高、加工质量稳定可靠。
生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。
生产效率高。一般可省去划线、中间检验等工作，可省去复杂的工装，减少对零件的安装、调整等工作。能通过选用最佳工艺线路和切削用量，有效地减少加工中的辅助时间，从而提高生产效率。
从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。
5、简述数控铣床编程时应注意的问题。
答：了解数控系统的功能及规格。不同的数控系统在编写数控加工程序时，在格式及指令上是不完全相同的。
熟悉零件的加工工艺。
合理选择刀具、夹具及切削用量、切削液。
编程尽量使用子程序。
程序零点的选择要使数据计算的简单。
五、编程题：
1、(1)使用R利用绝对值编程和相对值编程编制下图中圆弧a和圆弧b的程序。
(2)使用I,J利用绝对值编程和相对值编程编制下图中圆弧a和圆弧b的程序
(a)圆弧a
G91 G02 X30 Y30 R30 F300
G91 G02 X30 Y30 I30 J0 F300
G90 G02 X0 Y30 R30 F300
G90 G02 X0 Y30 I30 J0 F300
(b)圆弧b
G91 G02 X30 Y30 R-30 F300
G91 G02 X30 Y30 I0 J30 F300
G90 G02 X0 Y30 R-30 F300
G90 G02 X0 Y30 I0 J30 F300
2、某零件的外形轮廓如图所示，厚度为6mm。
刀具：直径为 12mm的立铣刀
进刀、退刀方式：安全平面距离零件上表面 10mm，轮廓外形的延长线切入切出。
要求：用刀具半径补偿功能手工编制精加工程序。
参考程序如下(程序段2中D01指令调用的0l号刀的半径值为6mm，该值应在运行程序前设置在刀具表中)。
％1000
N01 G92 X20 Y-20 Z10
N02 G90 G00 G41 D0l X0
N03 G01 Z-6 F200 M03 S600
N04 Y50
N05 G02 X-50 Y100 R50
N06 G0l X-100
N07 X-110 Y40
N08 X-130
N09 G03 X-130 Y0 R20
N10 G0l X20
Nll Z10
N12 G40 G00 X20 Y-20 M05
N13 M30
3、凸轮零件的外形轮廓如图所示，厚度为6mm。用直径Φ12的立铣刀加工。手工编制零件程序。
在编制程序之前要计算每一圆弧的起点坐标和终点坐标值，有了坐标值方能正式编程。计算过程此处不再赘述，算得的基点坐标分别为F(18.856,36.667)，E(28.284，10.000)。D(28.284，-10.000)，C(18.856，-36.667)。
下面给出参考程序：
程序单说明
％XXXX定义零件程序号0-9999
＃101=6φ12的立铣刀
N01 G92 XO YO Z35 建立工件坐标系(坐标参数由对刀点确定)
N02 G90 G42 D101 G00 X60 Y50 快速由对刀点移动到了点S上方(60，50，35)建立刀补
N03 G01 Z-7.0 M03 F500 S600 到点S(60，50，-7)
N04 G01 X0 Y50 F200 由点S到点A(0，50，-7)
N05 G03 Y-50 J-50 加工圆弧AB
N06 G03 X18.856 Y-36.667 R20.0 加工圆弧BC
N07 G01 X28.284 Y-lO.0 加工直线CD
N08 G03 X28.284 YIO.0 R30.0 加工圆弧DE
N09 G01 X18.856 Y36.667 加工直线EF
NIO G03 X0 Y50 R20 加工圆弧FA
N11 G01 X-lO 到点G(-10，50，-7)
N12 G01 Z35.0 F500 到G点上方(-10，50，35)
N13 G40 XO YO 取消刀补
N14 M05 回到对刀点
N15 M30 程序结束
4、某零件的外形轮廓如图所示，要求用直径Φ10的立铣刀精铣外形轮廓。手工编制零件程序。安全面高度50MM
进刀 /退刀方式;离开工件，直接/圆弧引入切向进刀，直线退刀。工艺路线：走刀路线如图所示。
零件外形轮廓 (厚20㎜，程序原点位于表面)
采用刀具半径右补偿方式加工，其数控加工程序如下：
O0006; 第0006号程序,铣削外形轮廓零件
N05 G54 G90 G0 X0.Y0.；建立工件坐标系,并快速运动到程序原点上方
N10 Z50.；快速运动到安全面高度
N20 X－5. Y-40. S500 M03；刀具移动工件外,启动主轴,刀具仍在安全面高度
N20 Z5. M0 8
30 GI Z-21.F20.；G01下刀，伸出底面1㎜
N40 G42 DI Y-30.F100. 刀具半径右补偿，运动到Y-30的位置
N50 G2 X-40. Y-20. I10. J0.；顺时针圆弧插补
N60 GI X20.；
N70 G3 X40. Y0. I0. J20.；逆时针圆弧插补
N80 X-6.195 Y39.517 I-40. J0；逆时针圆弧插补
N90 GI X-40. Y20.；
N110 Y-30.；直线退刀
N120 G40 Y-40.；取消刀具半径补偿，退刀至Y-40
N130 G0 Z50.；抬刀至安全面高度
N140 X0. Y0.；回程序原点上方
N150 M30；程序结束并返回
5、以子程序来编写下图的加工程序。
说明：
(1)先ф12立铣刀(或键槽铣刀)。
(2)粗加工选刀具半径补偿D01(R=6)，半精加工先刀具半径补偿
D02(R=8.5)，精加工选D01(R=6)。这样可以用同一把刀补值，用相同的子程序来实现粗加工。
参考答案(调用子程序)
程序名:05042
程序说明
%5042 (用子程序编程)
N001 G92 X-40 Y-40 Z50
N002 G90
N003 M03 S530
N004 G00 Z-5.5
N005 G17 G41 G00 X-15 Y60 DO1
NOO6 M98 P0402 L3 F200 粗加工R30圆弧
N007 G00 X-12
N008 Y110
N009 X85
N010 M98 P0403 L3 F200 粗加工R25圆弧
N011 G00 Y80
N012 X100
N013 Y10
NO14 G02 X100 Y0 R10 粗加工凸R25圆孤
N015 G40 G00 Y-20
NO16 X-20
N017 G42 D02 G00 Y5 设置刀具半径右补偿,取02号刀NO18 M98 P0401 L1 F200 粗加工轮廓
NO19 G40 G00 X-40 Y-40 取消刀具补偿
N020 G42 D01 G00 X-10 Y5 设置刀具半径补偿,取01号刀N021 M98 PO401 L1 F120 粗加工轮廓
N022 G40 GO0 X-40 Y-40 取消刀具补偿
N024 M05
N025 M02
%0401 粗加工R30圆弧子程序N401 G01 X80
N402 G03 X105 Y30 B25
N403 G01 Y40
N404 G02 X80 Y65 R25
N405 G01 X35
N406 G02 X5 Y35 R30
N407 G01 Y0
N408 M99
%0402 粗加工R25圆弧子程序N601 G91 G01 X15
N502 G03 G30 Y30 R30
N503 G00 Y 10
N504 X-45
N505 Y-50
N506 G90
N507 M99
%0403 粗加工R25圆弧子程序N601 G91 G00 Y-10
N602 G01 Y-10
N603 G03 X25 Y-25 R25
N605 Y35
N606 X-35
N607 G90
N608 M99
6、以镜像来编写下图的加工程序。
说明：
(1)先ф12立铣刀(或键槽铣刀)。
(2)粗加工选刀具半径补偿D01(R=6)，半精加工先刀具半径补偿
D02(R=8.5)，精加工选D01(R=6)。这样可以用同一把刀补值，用相同的子程序来实现粗加工。
参考答案(镜像编程)
程序名：05043
程序
程序说明
%5043 镜像编程
N001 G92 X-40 Y-40 X50
N002 G90
N003 M03 S530
NOO4 G00 Z5
NOO5 G17 G41 G00 X-15 Y60 D01 设置刀左补偿,取01号刀补N006 M98 PO404 L1 F200 粗加工R30圆弧
N007 G24 X55 设置Y轴镜像,位置为X=55
N008 M98 P0404 L1 粗加工R25圆弧
N009 G25 X55 取消Y轴镜像
N010 G00 X110 Y10
N110 G10 Z-5 F200
N012 G02 X110 Y0 R10
N013 G40 G00 Y-20 取消刀补
N014 X-20
N015 G42 D02 G00 Y5
N016 M98 P0401 L1 F200
N017 G40 G00 X-10 Y5
M019 M98 P0401 L1 F120
N020 G40 G00 X-40 Y-40
N021 G00 Z50
N022 M05
N023 MO2
%0401 加工轮廓子程序
N401 G01 X80
N402 G03 X105 Y30 R25
N405 G01 X35
N406 G02 X5 Y35 R30
N407 G01 Y0
N408 M99
%0402 粗加工圆弧走刀子程序
N501 G91 G01 Z15
N502 G03 X30 Y30 R30
N503 G00 Y10
N504 X-45
N505 Y-50
N506 G90
N507 M99
%0404 粗加工圆弧循环子程序
N701 G00 X-15 Y63
N702 G01 Z-5.5 F200
N703 M98 P0402 L3
N704 G00 Z5
N705 M99
7、以旋转来编写下图的加工程序。
说明：
(1)先ф12立铣刀(或键槽铣刀)。
(2)粗加工选刀具半径补偿D01(R=6)，半精加工先刀具半径补偿
D02(R=8.5)，精加工选D01(R=6)。这样可以用同一把刀补值，用相同的子程序来实现粗加工。
参考答案(旋转编程)
程序名：O5044
程序说明
%5044 用旋转编程
N001 G92 X-40 Z50
N002 G90
N003 M03 S503
N004 G00 Z5
N005 G17 G41 G00 X-15 Y60 D01
设置刀具右补偿，取01号刀补。
N006 M98 P0404 L1 F200 粗加工R30圆弧
N007 G17 G68 X55 Y15 P-90 以X55，Y15为旋转中心，顺时针旋转90°N008 M98 P0404 L1 粗加工R25圆弧
N009 G69 取消旋转
N010 G00 X110 Y10
N011 G01 Z-5 F200
N012 G02 X100 Y0 R10
N013 G40 G00 Y-20 取消旋转
N015 G42 D02 G00 Y5
N016 M98 P0401 L1 F200
N017 G40 G00 X-40 Y-40
N018 G42 D01 G00 X-10 Y5 N019 M98 P0401 L1 F120
N020 G40 G00 X-40 Y-40
N021 G00 Z50
N022 M05
N023 M02
%0401 加工轮廓子程序
N401 G01 X80
N402 G03 X105 Y30 R25
N403 G01 Y40
N404 G02 X80 Y65 R25
N405 G01 X35
N406 G02 X5 Y35 R30
N407 G01 Y0
N408 M99
%0402 粗加工圆弧走了程序N501 G91 G01 X15
N502 G03 X30 Y30 R30
N503 G00 Y10
N504 X-45
N506 G90
N507 M99
%0404 粗加工圆弧走了程序
N701 G00 X-15 Y63
N702 G01 Z-5.5 F200
N703 M98 P0402 L3
N704 G00 Z5
N705 M99
8、以缩放来编写下图的加工程序。
说明：
(1)先ф12立铣刀(或键槽铣刀)。
(2)粗加工选刀具半径补偿D01(R=6)，半精加工先刀具半径补偿
D02(R=8.5)，精加工选D01(R=6)。这样可以用同一把刀补值，用相同的子程序来实现粗加工。
参考答案(缩放编程)
程序名:O5046
程序说明
%5040 用镜像,缩放编程
#101=6 设置刀补值
#102=8.5 设置刀补值
N001 G92 X-40 Y-40 Z50
N002 G90
N003 M03 S503
N004 G00 Z5
N005 G17 G41 G00 X-15 Y43 D101 设置刀具半径左补偿,取#101值N006 M98 P0405 L1 F200 粗加工R30圆弧
N007 G17 G24 X55 设置Y轴镜像,镜像位置X55
N008 M98 P0405 L1 粗加工R25圆弧
B009 G25 X55 取消镜像
N010 G00 X110 Y10
N011 G01 Z-5 F200
N012 G02 X100 Y0 R10
N013 G40 G00 Y-20 取消刀补
N014 X-20
N015 G42 D102 G00 Y5 设置刀具半径右补偿,取#102值
N016 M98 P0401 L1 F200
N017 G40 G00 X-40 Y-40
N018 G42 D101 G00 X-10 Y5
N019 M98 P0401 L1 F120
N020 G40 G00 X-40 Y-40 取消刀补
N021 G00 Z50
N022 M05
N023 M02
%0401 加工轮廓子程序
N401 G01 X80
N402 G03 X105 Y30 R25
N403 G01 Y40
N404 G02 X80 Y65 R25
N405 G01 X35
N406 G02 X5 Y35 R30
N407 G01 Y0
N408 M99
%0402 粗加工圆弧走刀子程序
N501 G90 G00 X-15 Y43
N502 G91 G01 X15
N503 G03 X30 Y3O R30
N504 G00 Y10
N505 X-45
N506 Y-40
N507 G90
N508 N99
%0405 缩放子程序
N701 GO0 X-15 Y43
N702 G01 Z-5.5 F2
N703 G51 X-30 Y100 P0.667 以X-30,Y100为中心,缩小至0.667倍N704 M98 P0402 粗加工圆弧第一刀
N705 G51 X-30 Y100 P0.833 以X-30,Y100为中心,缩小至0.833倍
N706 M98 P0402 粗加工圆弧第二刀
N707 G51 X-30 Y100 P1 以X-30,Y100为中心,缩小至0.833倍(不缩放) N708 M98 P0402 粗加工圆弧第三刀
N709 G50
N710 G00 Z5
N711 M99