数控原理与编程试卷 标准答案 (2)

上海工商外国语学院

《数控原理与编程》试卷标准答案

试卷库第1 卷

一、填空题（1分×30 = 30分）

1．数字控制系统简称NC系统，计算机控制系统简称CNC系统。

2．操作面板一般有数控操作面板、机床操作面板。

3．数控机床的刀具必须具有寿命长、精度高、更换快。

数控机床按加工路线分类，有点位控制系统，点位直线控制系统和连续（轮廓）控制系统。

4．圆弧插补指令分顺时针G02和逆时针G03。

5．指令“G04 X-”中，X值的含意是暂停时间，不是坐标。

6．数控系统依照一定的方法，确定刀具运动轨迹的过程叫插补，它有直线插补和圆弧插补两种。

7、减小插补误差的最简单的方法是密化插补点。

8. 数控机床的刀具补偿功能包括有刀具几何位置补偿功能，刀尖圆弧半径补偿，刀具磨

损补偿功能；数控铣床的刀具补偿功能有刀具长度尺寸补偿，刀具半径尺寸补偿及刀具磨损补偿。

9、刀具长度补偿的含义是，使刀具垂直于走刀平面偏移一个刀具长度修正值，所以在刀

位计算和编程时，一般无需考虑刀具长度。

10. 数控机床的Z轴一般与主轴轴线重合或平行, 正方向以刀具远离工件方向为准。12 11．在标准中统一规定采用右手直角笛卡尔坐标系对机床的坐标系命名。12．数控机床的刀具功能字T既指定了刀具号, 又指定了刀具补偿号。

13．数控程序编制中，尺寸系统有绝对值编程，增量值编程和混合编程。

14、直径编程时，数控程序中X轴的坐标值为零件图上的直径值。

15、走刀平面由G17、G18、G19指令来指定。

16、在采用多把刀进行加工时需要使用换刀功能即M06指令进行换刀，在此之前必须首

先用M05指令停止主轴转动和用T机能选择所需的刀具，同时使用G28等返回参考点（换刀点）指令。

17、机床原点是机床坐标系的原点，是机床上设置的一个固定点，是数控机床进行加工运

动的基准参考点。

18、切入点是刀具可以由此直接进入切削的刀具位置点。一般要求刀具切削表面反向延长

线或切向切入工件。

19、程序延时指令G04，和刀具半径补偿指令G41/G42不能在同一程序段中指定。

20、返回参考点有手动和自动返回参考点两种。

21、手动返回参考点即为机床通电后必须首先进行的机床回零，如果机床不首先回零则不

能动作。

22、G28 X—Z—用来返回机床第一参考点。X—Z—为中间点坐标。即机床将经过中

间点返回机床参考点。24

23、换刀点设置是为防止刀架回转换刀时刀具与工件发生干涉，把离开工件一定距离的某

处设定为换刀点，一般为程序起点。换刀点可设置在第一参考点，若第一参考点离工件远时可设置在第二参考点。

24、要进行数控机床的其他操作，首先必须确定（或寻找）机床坐标系，使数控系统得知

机床原点在机床坐标系中的坐标位置。而确定（或寻找）机床坐标系的方法就是回机床参考点。

25、加工坐标系原点是零件所有尺寸的基准点，所以在每个程序的开头都要设定工件坐标

系。

26、G代码分为若干组，不同组的G代码一般可以在同一程序段中出现，并都有效。

27、G代码有模态和非模态之分。

28、普通螺纹的标准，内螺纹的最小直径D1=D-1.0825P，P为螺距。

二. 选择题（0.5分×30 = 15分）

1．刀具半径补偿是（ B ）。

A．轴的补偿B．平面补偿C．常规补偿

2．数控机床主轴以800转/分转速正转时，其指令应是（ A ）。

A．M03 S800 B．M04 S800 C．M05 S800

3．在“机床锁定”方式下进行自动运行，（ A ）功能被所定。

A．进给B．刀架转位C．主轴

4．下面的（ B ）指令在程序执行时，仅当操作面板上的某按钮按下时才有效。

A．M00 B．M01 C．M02

5．以下指令中（ B ）为模态指令。

A．G41，G40，M06 B．S，F，M03 C．G04，M01

6．（ C ）是数控机床上的一个固定基准点，一般位于各轴正向极限。

A．刀具参考点B．工件零点C．机床参考点

7．数控机床断电后开机，首先进行回零，使机床回到（ A ）。

A．固定原点B．工件原点C．浮动原点D．程序原点

8．数控机床中，转速功能S可指定（ C ）。

A．mm/min B．mm/r C．r/min

9．在下面关于铣床刀具半径补偿的图1和图2，根据运动方向，如何选择刀具补偿指令（ B ）。

A．1.G42，2.G42 B．1.G42, 2.G41 C．1.G41, 2.G42 D．1.G41, 2.G41

图 图

10．下列G指令中，（C）是非模态指令。

A．G00 B．G01 C．G04

11．用φ12的刀具进行轮廓的粗细加工，要求精加工余量为0.4，则粗加工偏移量为（ C ）。

A．12.4 B．11.6 C．6.4

12．设H01=6mm，G91 G43 G01 Z-15；执行后的实际移动量为（ A ）。

A．9mm B．21mm C．15mm

13．在车削螺纹过程中，F所指的进给速度为（B）。

A．mm/min B．mm/r C．r/min

14．数控铣床的默认加工表面是（A）。

A．XY平面B．XZ平面C．YZ平面

15．属于点位控制系统的数控机床是（B）。

A．数控车床B．数控钻床C．数控铣床

16．（ C ）功能可使系统不执行带“/”的程序段。

A．单段B．空运行C．跳步

17．根据加工方法不同螺纹加工有：单行程、单次循环、多次循环螺纹切削。多次循环螺纹切削指令为（C）。

A、G32

B、G92

C、G76

18．螺纹切削加工有攻内螺纹和套外螺纹。内螺纹切削用（A）

A、丝锥

B、板牙

C、钻头

19．循环加工有：单次循环、单一固定循环切削、多次固定循环切削。单一固定循环为（ B ）。

A、G81

B、G92

C、G71

D、G73

20．（ A ）为机床通电后必须首先进行的机床回零，如果机床不首先回零则不能动作。

A、手动返回参考点

B、自动返回参考点

C、设定工件坐标系原点

21．确定加工路径时必须考虑 C 。

A、路径最短

B、同方向进给

C、路径短且同方向

22．下列哪个指令格式表示在XY平面内 C 。

A、G18 G20 X

B、G19 G03 Y

C、G02 X

23．加工的圆弧半径较小时，刀具半径应选 B 。

A、大一点

B、小一点

C、无须考虑

24．选择对刀点应选在零件的 A 。

A、设计基准上

B、零件边缘上

C、任意位置

25．立铣刀切出工件表面时，必须 B 。

A 、法向切出

B 、切向切出

C 、无须考虑

26．下面哪种格式表示撤消补偿 C 。

A 、T0202

B 、T0216

C 、T0200

27．数控机床外圆复合循环指令中， C 方向的切削形状应单调变化。

A 、X

B 、Y

C 、Z

28. 在铣床建立工件坐标系，可以使用哪两种指令（ B ）

A) ①G92 X50. Y50. Z10.; ②G50 X50. Y50. Z10.;

B) ①G55; ②G92 X50. Y50. Z10.;

C) ①T01; ②G50 X50. Y50. Z10.;

D) ①G56;②G51;

29. 如图所示，刀具从A 点运动到B 点，按照增量坐标编程，程序段应为（ B ）

30．导入程序将波段选择旋钮置在 C 位置?

A. ZEN

B. REF

C. DNC

D. EDIT

E. AXIS

三. 是非判断题（0.5分×40 =20分）兰色为正确。F 为错，T 为正确。

1． 数控程序中，主程序用M30指令表示主程序结束。T

2． 一个主程序只能有一个子程序. F

3. Y 坐标的圆心坐标符号一般用K 表示。F

4．数控机床的Y 轴一般是在选择Z 轴后, 再选择X 轴, 然后用右手法则来决定。T

5．预防数控机床加工出故障的方法之一是空运行。T

6．圆弧插补用半径编程时，当圆弧对应的圆心角大于180°时，半径取负值。T

7．数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能把它们放在同一程序段中。F

8．使用G73时，只有G73程序段中的F ，S ，T 有效。T

9．刀具长度补偿的偏置量必须正值。F

10．起刀点是位于零件轮廓及零件毛坯之外，距离加工零件切入点较近的刀具位置点。它

是程序起点或换刀点。T

11．数控车床使用G54—G59指令编程时，该程序段必须放在第一个程序段，否则执行下

面的程序时，刀具会按机床坐标系原点运动，从而可能会引起碰撞。T

12．数控机床部件运动的正方向为增大工件与刀具之间距离的方向。T

13、G 代码分为若干组，不同组的G 代码一般可以在同一程序段中出现，并都有效。T

14、G 代码中的模态指令，一旦被执行则一直有效直至被同组指令注销为止。T

15. G 代码可以分成模态G 代码和非模态G 代码。T A) G02 U30. W15. R15.; B) G03 U30. W-15. R15.; C) G02 U-30. W10. R15.; D) G03 U-30. W20. R15.;

16、进给速度是刀具向工件进给的相对速度，有两种单位即mm/min和mm/r，可以分别

用G98和G99指令来指定。T

17、数控车床的恒线速度功能为主轴转速随切削部位回转直径变化而变化，而切削部位的

车削加工的线速度则不变的功能。其代码为S，其大小用S后面直接写入数值来表示。

单位为m/min。T

18、通过旋转机床面板上的转速倍率开关，可在不停机主轴旋转中调节主轴转速。T

19、在尺寸地址码后面写入的数字，有无小数点其值的大小是不同的。一般有小数点为

mm，没有小数点则要缩小1000倍，单位为μm。T

20、通常在表示加工暂停时间时，一般使用G04指令和X、U、P等地址码来确定。而且

X、U后的数字要用小数点，其单位为s，而P后面的数字不用小数点，其单位为ms。

T

21、一般在主程序中调用子程序要用M98加上P××××再加上调用次数。T

22、走刀平面由G17、G18、G19指令来指定。T

23、在编入G40、G41、G42的G00、G01前后的两个程序段中，X、Z等的值至少必须

有一个变化。T

24. 指令G41 G02 X30. Y30. R15. D01 F100.实现刀具半径左补偿。F

25. G40指令取消旧刀补。T

26．对零件的编程就是按零件轮廓编程，也就是编程是以假想刀具的半径为零进行的。T 27、切入点是刀具可以由此直接进入切削的刀具位置点。一般要求刀具切向或反向延长线

方向切入工件。T

28、直径编程时，数控程序中X轴的坐标值为零件图上的直径值。T

29、减小插补误差的最简单的方法是密化插补点。T

30、返回参考点有手动和自动返回参考点两种。T

31. 手动返回参考点即为机床通电后必须首先进行的机床回零，如果机床不首先回零则不

能动作。T

32、M01为选择停按钮。只在机床操作面板上“选择开关”ON时起作用。T

33、普通螺纹的标准，内螺纹的最小直径D1=D-1.0825P，P为螺距。T

34. 尽可能作到设计、工艺与编程计算的基准统一。T

35、在铣床固定钻孔循环中，刀具半径补偿有效。F

36．因为毛坯表面的重复定位精度差，所以粗基准一般只能使用一次。T

37．程序段的顺序号，根据数控系统的不同，在某些系统中可以省略的。T

38．RS232主要作用是用于程序的自动输入。T

39．多品种小批量加工和单件加工选用数控设备最合适。T

40．通常在命名或编程时，不论何种机床，都一律假定工件静止刀具移动。T

四．改错与程序注释题（6分）

下列代码是根据下图编写的FANUC系统的数控程序，精加工余量为1mm。

①其中有部分程序段有错误，请你找出来（四个即可），并在旁边进行更正。②请对行

号为20，50，80，220的程序段进行注释，说明该程序段实现的功能或者指明刀具在该指令下运动的情况。（6分）

（1）20，50，80，220的程序段进行注释，说明该程序段实现的功能或者指明刀具在该指令下运动的情况。

%

O0001

N10 G54 X100. Z30.; 【！】应改为G54

N20 T0101; 选择1号刀具，刀具补偿号为01

N30 M08 S800; 【！】应改为M03 S800

N40 G00 X50. Z5.;

N50 G71 U2. R0.8; 外圆粗切削多次循环，背吃刀量为2mm，退刀量为0.8mm

N60 G71 P70 Q170 U1 W0 F0.2; 【！】应改为G71 P70 Q170 U1. W0 F0.2;

N70 G01 X12.65 Z0 F0.15;

N80 G03 X19. Z-9. R11.; 圆弧插补指令从(12.65,0)运动到(22,-9),圆弧半径为11

N90 G03 X19. Z-14.55 R11.;

N100 X19. Z-24.55; 【！】应改为G01 X19. Z-24.55;

N110 G01 X22. Z-34.55;

N120 Z-43.;

N130 G03 X28. Z-46. R3.; 【！】G02

N140 G01 Z-50.;

N150 X32.;

N160 Z-55.;

N170 X45.;

N180 M01;

N190 G00 X50. Z5.;

N200 G70 P70. Q170. F0.15; 【！】应改为G70 P70 Q170 F0.15;

N210 M04; 【！】应改为M05

N220 M30; 程序结束并返回

五．简答题（14分）

1、编程的具体步骤是有哪些？（4分）

（1）分析工件图样；（2）确定工艺过程；（3）数值计算；（4）编写程序；

（5）制作控制介质或直接用键盘输入到数控装置；（6）检验数控介质即让机床空运行；

（7）首件试切。

2. 试述数控车床多次循环G71指令（4分）

G71指令的指令格式：

G71 U(Δd) R(e)

G71 P(ns) Q(nf) U(Δu) W(Δw) F(f) S(s) T(t)

中各部分的的含义。

多次G71指令是外圆粗加工复合循环指令，编程时只需要给出精加工路线和粗加工背吃刀量，系统会自动计算出粗加工路线和加工次数，进行平行于Z轴的多次粗切削加工，最后按留有精加工切削余量的精加工形状，即平行于零件轮廓进行最后粗切削加工。只是要求轮廓在X和Z轴方向符合共同单调变化的模式。可进行刀补。

G71指令的指令格式是：

G71 U(Δd) R(e)

G71 P(ns) Q(nf) U(Δu) W(Δw) F(f) S(s) T(t)

这里Δd、e分别为背吃刀量和退刀量。

ns、nf分别为精加工形状程序段中的开始程序段号和结束程序段号；

Δu、Δw分别为X轴方向和Z方向的精加工余量；

F、S和T为粗加工时的进给速度、刀具转速和刀具。

3．数控机床是如何利用刀具补偿原理来消除加工误差的？（以车床或铣床为例加以说明）。（6分）

以铣床为例解答如下：假设利用数控铣床立铣刀切削加工工件侧面轮廓。我们知道数控系统控制的是刀具中心轨迹，加工某轮廓时，需要使其沿着工件轮廓移动，但并不等于就能加工。切削加工工件表面是利用刀具的圆周刃进行的。两者之间相差正好一个立铣刀半径值，所以在加工时，若立铣刀半径不变，而将刀具（刀具中心）从工件表面移开，则工件尺寸就会变大，反之就会变小。因此，假若加工尺寸偏大，那么只要数控机床有刀具半径补偿功能，就只需要改变（减小）刀心离开工件表面的距离，即在开始时，先赋予一个大于立铣刀半径的数值，然后根据需要逐步将其减小，直到测量达到最终尺寸为止。

如粗加工时，把精加工余量加在刀具半径上，到精加工时，把精加工余量去掉或者如果担心由于机床误差造成尺寸变小，那么也可以根据测量情况给定适当的半径值。在加工时，该半径值实际上是工件轮廓到刀具中心的距离。

六．编程题（15分）

下图的零件在加工时分为三道工序进行：

1)加工外圆（要求使用粗加工循环指令），使用1号外圆车刀；

2)切槽，使用宽为5mm的2号切槽刀；

3)加工螺纹，使用3号螺纹刀。

零件材料为45号钢，其中Φ79圆柱面为不加工表面。另外，为了保证加工表面的一致性，要求使用恒线速功能，使用刀尖半径补偿功能，螺纹取负公差-0.2mm。这里G98表示每分进给量，G99表示每转进给量。

注：螺纹编程小径计算公式：d1=d-1.08P（d表示外螺纹公称直径）

请编写该零件的数控车床加工程序。（13分）

%

O0001

T0101;

M03 S800;

G00 X90. Z10.;

G73 U25. W0 R10;

G73 P10 Q20 U1. W0 F0.5;

N10 G01 X26. Z0 F0.3;

G01 X30. Z-2.;

Z-30.;

G02 X56. Z-43. R13.;

G01 Z-63.;

X71. Z-83.;

Z-101.;

N20 X85.;

M01;

T0101;

M03 S800;

G00 X90. Z10.;

G70 P10 Q20 F0.15; G00 X150. Z100.;

T0202;

G00 X50.;

Z-30.;

G01 X25. F0.5;

G04 X3.5;

G01 X50.;

G00 X150. Z100.;

T0303;

G01 X35. Z5. F1.;

G92 X29.5 Z-27. F2.; X29.1;

X28.7;

X28.3;

X27.84;

G00 X50.;

Z10.;

M05;

M30;