数控加工工艺与编程试题答案完整版(3)

在工件的左端面或右端面，尽量使编程基准与设计基准和定位基准重合。

二者的主要区别是：

机床坐标系为机床自身坐标系，是机床的硬件系统建立的坐标系统，是固定于机床自身的光栅或者编码器的零点建立起来的，出厂就已经设定好了，是固定不可修改的。

工件坐标系是编程操作者为了计算程序坐标方便而自己设定的，是在机床坐标系的基础上人为设置的，就是在机床坐标系中建立新的坐标系统，是可修改的。工件坐标系是为了方便的进行工件加工而设置的临时坐标系，可以通过系统的坐标系设置界面随时更改。 8、加工编程的主要内容有哪些？√P98

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。 9、什么情况下使用G04指令？√P119

答：镗孔完毕后要退刀时，为了避免在已加工孔面上留下退刀螺旋状刀痕而影响孔面质量。对锪不通孔作深度控制时，在刀具进给到规定的深度后，最好用暂停指令停。横向车槽时，应在主轴转过一转以后再退刀，用暂停指令来实现。在车床上倒角或作中心孔时，为了使倒角表面和中心孔锥面乎整指令。攻螺纹时，如果刀具夹头本身带有自动正、反转机构，则用暂停指令，以暂停时间代替指定的进结距离，待攻螺纹完毕，螺纹刀具退出工件后，再恢复机床的动作指令。

10、“六点定位原理”是什么？√P124

答：若要使工件在夹具中获得惟一确定的位置，就需要在夹具亡合理设置相当于定位元件的六个支承点，使工件的定位基淮与定位元件紧贴接触，即可消除工件的所有六个自由度，这就是工件的六点定位原理

11、夹紧力方向和作用点应遵循哪些原则？√P129

答：夹紧力应朝向主要定位基准；夹紧力方向应有利于件小夹紧力；夹紧力的作用点应选择在工件刚性较好的方向和部位；夹紧力作用点应尽量靠近工件的加工表面；夹紧力的作用方向应在定位支承范围内

12、什么是对刀点？对刀点位置确定的原则有哪些？√P133

答：对刀点是数控加工时刀具相对零件运动的起点，也是程序的起点。对刀点选定后，便确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相互位置关系。对刀点选择的原则：①选定的对刀点位置，应使程序编制简单；②对刀点在机床上找正容易；③加工过程中检查方便；④引起的加工误差小。

13、定位误差产生的原因是什么？如何计算？√P126

答：一批工件在夹具中加工时，引起加工尺寸产生误差的主要原因有两类。①由于定位基准本身的尺寸和几何形状误差以及定位基准与定位元件之间的间隙所引起的同批工件定位基准沿加工尺寸方向的最大位移，称为定位基准位移误差，以?Y表面。②由于工序基准与定位基准不重合所引起的同批工件尺寸相对工序基准产生的偏移，称为基准不重合误差，以?B表示。上述两类误差之和即为定位误差，产生定位误差的定位基准位移误差和基准不重合误差，在

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计算时，其各自又可能包括许多组成环。先分别计算出来，然后再根据具体情况分别进行合成，从而求得定位误差。

14、逼近曲线y=f(x)的节点计算和逼近误差验算方法？√P147 答：已知工件轮廓曲线的方程式为y?f(x)，它是一条连续的曲线。等间距法是将曲线的某一

坐标轴分成等间距然后求出曲线上相应的节点A、B、C、D、E等的x、y坐标。在极坐标中，间距用相邻节点间的转角坐标增量或向径坐标增量相等的值确定

下面为一种验算误差的方法：

在插补间距确定后，插补直线两端点A和B的坐标可求出为（xa，ya）和（xb，yb），则直线AB的方程式为：

x?xax?xb 令D?ya?yb，E?xa?xb，C?yaxb?xayb ?ay?yaya?yb

则上式可改写成Dx-Ey=C 它的斜率为k=D/E

根据允许的公差，可以画出表示公差带范围的直线，平行直线的方程为：

Dx?Ey?C??允D2?E2

该直线与y=f(x)，连列解方程组

??Dx?Ey?C??允D2?E2???y?f(x)

①无交点（在A、B两点之间）：满足要求；②相切：临界状态；③两交点：不合格 15、分割法逼近曲线y=f(x)的节点计算？√P149

答：该方法应用在曲线y=f(x)是单调的情况。如果曲线不是单调曲线，则应在拐点或凸点处将曲线分段，使曲线为单调曲线。单调曲线用圆弧分割法计算步骤如下：

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2dy1??dydxn???n?xn???2dxnd2ydxn?从曲线曲线起 点?xn，yn?开始作曲率圆，其圆心: ?21??dydxn???n?yn? 22?dydxn?曲率半径: Rn??1??dydx??n2dydn2232222???x??n???y??n???Rn??允?考虑编程允许误差?允，曲率圆率圆方程与曲线联立: ? ??y?f(x)?xn?1，yn?1?可解得交点然后再求通过?xn，yn?和?xn?1,yn?1?，半径为Rn的圆的圆圆心，即求222???x?xn???y?yn??Rn ?222???x?xn?1???y?yn?1??Rn联立求解,可以求得圆弧段的圆心坐标重复上述步骤,可以确定其他圆弧16、等误差法直线逼近的节点计算方法？√P148

答：等误差拟合轮廓曲线时，使每段的逼近误差相等且小于等于允许误差。这种方法确定各程序段长度不等，程序段数目最少。但其计算过程较复杂。

下面介绍平行线法：

①该方法的计算过程是以曲线y?f(x)的起点为圆心，以允许误差?允为半径做圆。设起点的

2坐标为（xa，ya），则此圆的方程为（在M点）?xM?xa?2??yM?ya?2??允

②求上述圆与曲线的公切线斜率

③过起点圆圆心做平行于上述公切线的直线与曲线相交求得第二点 17、数控车床适合加工那些特点回转体零件？√P164 答：①精度要求高的回转体零件

②表面粗糙度好的回转体零件 ③轮廓形状复杂的零件 ④带一些特殊类型螺纹的零件 ⑤超精密、超低表面粗糙度的零件

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18、数控车床刀具补偿的作用以及如何实现？√P204

答：数控车床用圆头车刀加工时，只要两轴同时运动，如果用假想刀尖编程就会产生误差，而沿一个轴运动加工时则不会产生误差。如果对数控车床不进行刀具补偿，将使程序编制非常困难。数控车床的刀具补偿功能通过刀具指令实现，包括刀具偏置功能和刀尖圆弧半径补偿功能。考虑刀具偏置功能的刀具指令T后面一般为四位。可以采用G41/G42 指令实现，格式为G41/G42G01/G00 X Z

19、G32、G92、G76指令加工螺纹的编程特点？√

答：①G32可以切削圆柱螺纹、圆锥螺纹和端面螺纹，只能加工螺纹部分；它与G01的区别是在保证刀具直线移动的同时，主轴按一定的关系保持同步；

②G92为螺纹自动循环切削指令，可以切削圆柱螺纹、圆锥螺纹，一次只能完成一刀切削 ③G76为螺纹复合循环切削指令，当螺纹切削次数很多时，采用G32编程很繁琐，而采用G76，只用一条指令就可以进行多次切削。

////////在目前的数控车床中，螺纹切削一般有三种加工方法：G32直进式切削方法、G92直进式切削方法和G76斜进式切削方法，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。我们在操作使用上要仔细分析，争取加工出精度高的零件。

1、G32直进式切削方法，由于两侧刃同时工作，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。由于其刀具移动切削均靠编程来完成，所以加工程序较长；由于刀刃容易磨损，因此加工中要做到勤测量。

2、G92直进式切削方法简化了编程，较G32指令提高了效率。

3、G76斜进式切削方法，由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。在加工较高精度螺纹时，可采用两刀加工完成，既先用G76加工方法进行粗车，然后用G32加工方法精车。但要注意刀具起始点要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。

4、螺纹加工完成后可以通过观察螺纹牙型判断螺纹质量及时采取措施，当螺纹牙顶未尖时，增加刀的切入量反而会使螺纹大径增大，增大量视材料塑性而定，当牙顶已被削尖时增加刀的切入量则大径成比例减小，根据这一特点要正确对待螺纹的切入量，防止报废。////////// 20、孔加工中，一般固定循环由哪6个顺序动作构成？√P228

答：固定循环由以下6个顺序动作组成：①X、Y轴定位；②快速运动到R点（参考点）；③孔加工；④在孔底的动作；⑤退回到R点（参考点）；⑥快速返回到初始点。 21、说明数控线切割机床加工的特点？P298

答：1）采用金属丝做工具电极，无需设计和制造成型工具电极，大大降低加工费用，缩短生产准备时间，加工周期短，适合小批量零件的加工和试制新产品。

2）能用直径Φ0.003～Ф0.3mm的金属丝加工微细异型孔、窄缝和复杂形状的零件。 3）金属蚀除量少，材料的利用率高，能有效节省贵重金属材料。 4）只要是导体或半导体就可加工，与材料硬度无关。

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5）加工中工具电极与工件无接触切削力，适宜于加工低刚度零件盒细小零件。 6）电极丝移动使得单位长度电极丝损耗小，加工精度高。

7）采用乳化液或水基工作液，避免火灾，可以实现昼夜无人值守连续加工。 8）通过多轴联动可以加工锥度和上下异形件、形状扭曲的曲面体和球形零件。 9）不能加工盲孔和阶梯表面。

22、脉冲电源主要参数对数控线切割加工工艺的影响？P299

答：1）电峰值电流的影响：其他参数不变，增大放电峰值电流，切割速度会明显增加，但表面质量会变差，电极丝损耗加大甚至会断丝。

2）冲宽度的影响：主要影响切割速度和表面质量。脉宽增加切削速度加快，表面质量变差，一般不大于50毫秒。

3）冲间隔：脉间减小会增加放电次数，电流增大切削速度加快，但过小会引起电弧放电和断丝。

4）路电压：提高开路电压，加工间隙增大，切缝宽，排屑容易，提高切削速度和稳定性，但会造成电极丝抖动，影响表面粗糙度和形状精度，会使电极丝损耗加大。 5）电波形：

26、说明数控自动编程的工作过程？P319

答：1）零件数学模型的建立；2）确定加工数学模型；3）刀具轨迹生成；4）模拟加工；5）后置处理；6）生成数控加工程序；7）输入加工程序到数控机床执行。 四、编程题(满分20分)

1用外径粗加工复合循环编制下图所示零件的加工程序：要求循环起始点在A(48，6)，切削深度为3mm（半径量）。退刀量为1mm，X方向精加工余量为0.5mm，Z方向精加工余量为0.3mm，其中点划线部分为工件毛坯。【重点】

答：下面两个程序只需写出一个就行。 【1】G71编程实例 %O1

N1 G58 G00 X80 Z80 //选定坐标系，到程序起点原点位置

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