机床数控技术习题解答.docx
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机床数控技术习题解答
机床数控技术习题解答
2-10如何选择加工路线?
答:
保证零件的加工精度和表面粗糙度要求;
简化数值计算,减少程编工作量;
缩短加工路线,减少刀具空行程时间,提高加工效率。
2-11什么是等步长法?
写出等步长计算节点的步骤?
答:
用直线段逼近非圆曲线时,如果每个逼近线段长度相等,则称等步长法。
1)求最小曲率半径Rmin设曲线为y=f(x),则其曲率半径公式为:
2)计算允许步长l
3)计算节点以起点a(xa,ya)为圆心,以l为半径作圆,得到圆方程,与曲线方程y=f(x)联立求解,可得第一个节点的坐标(xb,yb),以此类推。
2-12什么是等误差法?
写出等误差法计算节点的步骤?
答:
用直线段逼近非圆曲线时,如果每个逼近误差相等,则称等误差法。
1)以起点a为圆心,δ允为半径作圆,得到圆方程
2)求圆与曲线公切线PT的斜率首先联立求解以下方程组得切点坐标(xT,yT)、(xP,xP)
3)由切点坐标求出斜率:
4)过a点与直线PT平行的直线方程为
5)与曲线方程联立求解得b点坐标
第三章
3-1如图示零件,厚度15mm,编写外轮廓加工程序。
N10G92X-40.0Y180.0Z150.0;
N12G00G90Z-16.0;
N13S500M03
N15G01G41D01X0.Y20.F100M08;
N20X5.;
N25G03X15.Y30.R10.;
N30G02X30.Y15.R-15.0.;
N35G03X20.Y5.R10.;
N40G01Y0.;
……..
N45G00G40X0.Y0.M05;
N50M30;
3-2如图示零件,厚度15mm,编写外轮廓加工程序。
N10G92X0.Y0.Z150.000;
N30X0.Y60.S300M03;
N35G43Z28.H01;
N40G01Z-15.F100;
N45G41D21X0.0Y20.0M08;
N50X25.98Y65.;
N55G02X39.05Y68.975I8.66J-5.;
N60G01X75.591Y51.025;
N65G03X90.Y60.I4.41J8.975;
N70G01X90.Y75.;
N75X130.;
N80G02X140.Y65.I0.J-10.;
N85G01X140.Y0.;
N90X0.;
N95Y20.;
N100G40X0.Y60.D00M09;
N105G00G49Z250.H00M05;
N110G28G91Z0.0;
N115G28X0.Y0.;
N120M30;
3-3如图示零件,槽深5.5mm,编写槽加工程序。
N10G92X0.Y0.Z150.;
N30S300M03;
N35G43Z10.0H1;
N40G01X18.75Y-32.476F500;
N45Z-5.65F80M08;
N50G03X32.827Y-19.83I-18.74J32.476;
N55G03X32.035Y-7.486I-10.185J6.344;
N60G01X20.785Y12.;
N65G03X-20.785Y12.I-20.785J-12.;
N70G01X-30.035Y-7.486;
N75G03X-31.827Y-19.83I10.393J-6.;
N80X18.75Y-32.476I31.827J19.83;
N85G00G49Z25H0M05;
N90G28G91Z0;
N95G28X0Y0;
N100M30;
3-4如图示零件,厚度15mm,编写孔加工程序。
N1G92X0Y0Z100.0;坐标系设定
N2G00X-50.Y51.963S800M03;主轴顺转
N3Z20.M08;冷却液开
N4G91G81G99X20.Z-22.R2.L4F40;钻孔循环
N5X10.Y-17.321;
N6X-20.L4;
N7X-10.0Y-17.321;
N8X20.0L5;
N9X10.0Y-17.321;
N10X-20.0L6;
N11X10.0Y-17.321;
N12X20.0L5;
N13X-10.0Y-17.321;
N14X-20.0L4;
N15X10.0Y-17.321;
N16X20.0L3;
N17G80M09;取消固定循环
N18G00G90Z100;
N19X0Y0M05;主轴停转
N20M30;结束
3-5如图所示零件,要求首先进行钻孔,然后攻螺纹。
试编制加工程序
说明:
刀位点为(0,0,250),初始平面设在Z=150mm的位置,参考平面设在被加工孔上表面Z=3mm处。
选用钻头(Φ8.5mm)为T01号刀具,丝锥(M10)为T02号刀具。
刀具伸出孔外距离为4mm。
孔加工顺序为A→B→C→D。
加工程序如下:
O0002;程序号;
N10G92X0Y0Z250.0;设定工件坐标系;
N15T01M06;在换刀点换刀(Φ8.5mm的钻头)
N20G90G00Z150.0S600M03;进给到初始平面、主轴正转;
N25G99G81X15.0Y10.0Z-19.0R3.0F50;钻A孔,快速返回到初始平面;
N30G98Y35.0;钻B孔,快速返回到初始平面;
N35G99X50.0;钻C孔,快速返回到初始平面;
N40G98Y10.0;钻D孔,快速返回到初始平面;
N45G00X0Y0T02M06;快速返回到换刀点换刀(M10丝锥);
N50Z150.0S150M03;进给到初始平面、主轴正转;
N55G99G84X15.0Y10.0Z-19.0R3.0F150;攻螺纹A孔,加工后返回参考平面;
N60G98Y35.0;攻螺纹B孔,加工后返回到参考平面;
N65G99X50.0;攻螺纹C孔,加工后返回到参考平面;
N70G98Y10.0;攻螺纹D孔,加工后返回到参考平面;
N45G80G00X0Y0;取消固定循环,快速返回到换刀点;
N50M30;程序结束。
3-6如图所示零件,进行打中心孔、钻孔倒角、攻螺纹等加工,试编制加工程序。
加工程序如下:
O0003;主程序;
N10G54G90X0Y0Z250.0;选择工件坐标系,快进到换刀点;
N15T01M06;换上01号刀具—中心钻;
N20S1500M03M08;启动主轴,开冷却液;
N25M98P0100;调用O0100号子程序,在四个孔中心孔位置打中心孔;
N30T02M06;换02号刀具—Φ8.5的钻头;
N35S1000M03M08;启动主轴,开冷却液;
N40M98P0200;调用O0200号子程序,钻四个孔;
N45T03M06;换03号刀具—倒角;
N50S1500M03M08;启动主轴,开冷却液;
N55M98P0300;调用O0300号子程序,给每个孔倒角;
N60T04M06;换04号刀具—M10丝锥;
N65S200M03M08;启动主轴,冷却液;
N70M98P0400;调用O0400号子程序,对四个孔攻螺纹;
N75G28;返回参考点主程序结束;
N80M30;主程序结束;
O0100;钻中心孔子程序;
N85G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.5F10.0;G81钻孔循环(钻中心孔),钻第1个孔的中心孔;
N90M98P0500;调用孔位置子程序(二级调用),钻2、3、4孔的中心孔;
N95M99;子程序结束;
O0200;钻孔子程序;
N100G99G81X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0;G81钻孔循环,钻第1个孔;
N105M98P0500;调用孔位置子程序,钻2、3、4孔;
N110M99;子程序结束;
O0300;倒角子程序;
N115G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.0F20.0;用G81钻孔循环进行倒角,第1个孔倒角;
N120M98P0500;调用孔位置子程序,对2、3、4倒角;
N125M99;子程序结束;
O0400;攻螺纹子程序;
N130G99G84X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0;G84攻螺纹循环,攻螺纹第1个孔;
N135M98P0500;调用孔位置子程序,对2、3、4孔攻螺纹;
N140M99;子程序结束;
O0500;钻孔位置子程序;
N150X0Y40.0;第2个孔的位置;
N155X40.0Y0;第3个孔的位置;
N160X0.0Y-40.0;第4个孔的位置;
N165M99;程序结束;
3-7编制轴类零件的车削加工程序。
加工内容包括粗精车端面、倒角、外圆、锥度、圆角、退刀槽和螺纹加工等。
其左端25mm为夹紧用,可先在普通车床上完成车削。
该零件采用棒料毛坯,由于加工余量大,在外圆精车前采用粗车循环指令去除大部分毛坯余量,留有单边0.2mm余量.选用第一参考点为换刀点使用刀具为:
外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀和螺纹车刀。
数控车削程序如下:
O0006;
N10G92X200.0Z350.0;设置工件坐标系;
N15G28U0W0;返回参考点;
N20S1000T0101M03M08;主轴正转,调用01号粗车刀;
N25G00X87.0Z290.1;快速走到粗车右端面起点(87.0,290.1);
N30G95G01X-1.6W0F0.3;粗车右端面,车削进给速度0.3mm/r;
N35G00X105.0Z300.0;快速走到外圆粗车循环起点;
N40G71U1.0R1.0;粗车循环,每次车削深度1.0mm,每次退刀1.0mm;
N45G71P50Q100U0.4W0.2F0.3S800;留粗车余量X向0.4mm,Z向0.2mm;
N50G00X87.0F0.15;快速走到车削起点,精车进给0.15mm/r;
N55G42G01X48.0Z290.0;刀具右偏;
N60W-60.0;精车Φ48的外圆;
N65X50.0;精车台阶端面;
N70X60Z160.0;精车锥面;
N75X65.0;精车台阶端面;
N80W-80.0;精车Φ65的外圆;
N85G02X75.0W-5.0R5.0;精车R5内圆;
N90X85.0;精车端面;
N95Z25;精车Φ85的外圆;
N100G40.0;取消刀补;
N105G28U0W0;返回参考点;
N110G50S1500;限制主轴最高转速为1500r/min,G50指令可做钳位用;
N115G96S20T0202;指定恒定切削速度,调用02号精车刀,02号刀补;
N120G70P50Q100;粗车后精车;
N125G00X87.0Z290.0;回退到精车端面快速运动起始点;
N130X50.0;快速走到精车端面的工进点;
N135G01X-2.0;精车右端面;
N140G28U0W0;返回到参考点;
N145T0303;调用03号切槽刀,03号刀补;
N150G00X51.0Z230.0;刀具快速运动到切槽起点;
N160G01X45.0F0.15;切槽;
N165G00X60.0;切槽刀退出;
N170G28U0W0;返回参考点;
N175G97S1500T0404;取消恒定切削速度,指定主轴转速,调用04号螺纹车刀;
N180G01X50.0Z293.0;快速运动到螺纹车削起始点;
N185G76P31260Q0.1R0.1;复合螺纹加工循环;
N190G76X45.8W-63.5P1.73Q0.85F2.0;复合螺纹加工循环;
N195G28U0W0M05M09;主轴停,关闭冷却液;
N200M30;程序结束。
3-8如图所示工件,进行周边精铣加工,且加工程序启动时刀具在参考点位置,参考点位置如图所示,选择Φ30的立铣刀,并以零件的中心孔作为定位孔,加工时的走刀路线如图。
加工程序如下:
O0012;
N0010G92X450.0Y250.0Z300.0;
N0020G00G90X175.0Y120.0;
N0030Z-5.0M3;
N0040G01G42H10X150.0F80;
N0050X70.0;
N0060G02X30.0R25.0;
N0070G01Y140.0;
N0080G03X-30.0R30.0;
N0090G01Y120.0;
N0100G02X-80.0R25.0;
N0110G01X-150.0;
N0120Y0;
N0130X80.0;
N0140X150.0Y40.0;
N0150Y125.0;
N0160G00G40X175.0Y120.0M05;
M0170G91G28X0Y0Z0;
N0180M30;
3-9编制简单回转零件的车削加工程序,包括粗精车端面、外圆、倒角、倒圆。
零件加工的单边余量为2mm,其左端25mm为夹紧用,可先在普通车床上完成夹紧面的车削。
该零件粗、精车刀分别为T01和T02。
选用第二参考点为换刀点。
数控车削程序如下:
O0005;程序号O0005;
N10G50X100.0Z70.0;设置工件坐标系,有的系统可写成G92X100.0Z70.0;
N15G30U0W0;返回第二参考点,也可以写成G30X(U-)Z(W-);的形式;
N20S1000T0101M08;选定主轴速度,调用01号粗车刀,01号长度补偿,打开冷却液;
N25G96S60M03;指定恒定切削速度为60m/min,主轴顺时针旋转;
N30G00X56.0Z0.1;快速走到粗车外圆起点(56.0,0.1);
N35G95G01X-1.6F0.3;粗车右端面,车削进给速度0.3mm/r;
N40G00Z10.0;刀具沿Z方向回退到点(-1.6,10)
N45X48.0;快速移动到点(48.0,10);
N50Z0.1;走到倒角粗车起点(48.0,0.1);
N55G01X50.2Z-1;粗车倒角,车倒角也可以用插入倒角指令:
G01Z(W)-C-;
N60Z-57.0;粗车小端外圆面也可以用车圆角指令;
N65G02X56.0Z-59.9R2.9;粗车削台阶内圆角、也可以用插入圆角指令:
G01Z(W)-R-;
N70G01X88.0;粗车削台阶端面;
N71X90.2Z-61;粗车倒角;
N75G01Z-85.0;粗车削台阶外圆面;
N80G30U0W0;返回第二参考点;
N85T0202;调用02号精车刀,02号刀补;
N90G00X-3.0Z1.0;快速走到点(-3.0,1.0);
N95G42G01X-1.6Z0F0.15;走到精车起点(-1.6,0),刀尖半径右补偿;
N100X48.0;精车端面;
N105X50.0Z-1.0;精车倒角;
N110Z-57.0;精车小端外圆面;
N115G02X56.0Z-60.0R3.0;精车削台阶内圆角;
N120G01X88.0;精车削台阶端面;
N121X90.0Z-61;精车倒角;
N125G01Z-85.0;精车削台阶外圆面;
N130G30U0W0;返回第二参考点换刀;
N135T0200M05M09;取消刀补,主轴停,关闭冷却液;
N140M30;程序结束;
3-10图所示零件,利用固定循环与子程序,编写孔加工程序。
加工程序如下:
O0002;主程序号;
N10G90G21G40G80;绝对坐标、公制尺寸、取消刀具半径补偿和固定循环。
返回XYZ参考点;
N20G91G28X0Y0Z0;重新建立绝对零点;
N30G92X-200Y100Z0;快速移动到②;
N40G00G90X-12.0Y0Z0S2000M03T1;主轴以2000r/min正转,刀具1准备;
N50G43Z3H01;刀具1快速移动到工件上面3mm位置;
N60M08;冷却液开;
N70M98P0004L5;调用子程序5次;
N80G80;固定循环取消;
N90G00G90Z25M05;绝对模式迅速抬刀,主轴停止;
N100M09;冷却液关;
N110G91G20X0Y0Z0;返回到XYZ参考点;
N120M30;程序结束,存储器复位;
O0004;子程序号;
N10G91G83Y12Z-12.0R3.0Q3.0F250;快速调用深孔G83固定循环指令;
N20X12L9;在4…12位置钻孔;
N30Y12;在13位置钻孔;
N40X-12L9;在14…22位置钻孔;
N50M99;返回主程序N060程序段;
3-11如图所示工件,加工外轮廓。
立铣刀直径Φ20mm,程序如下:
O0001;程序代号;
N01G00G90X120.0Y60Z50;绝对值输入,快速进给到X120Y60Z50;
N02X100Y40M13S500;快速进给到X100Y40切削液开,主轴正转,转速500r/min;
N03Z-11;快速向下进给到Z-11;
N04G01G41X70Y10H012F100;直线插补到X70Y10,刀具半径左补偿H012=10mm,进给速度100mm/s;
N05Y-10;直线插补到X70Y-10
N06G02X40Y-40R30;顺圆插补到X40Y-40,半径为30mm;
N07G01X-70;直线插补到X-70Y-40;
N08Y40;直线插补到X-70Y40;
N09X40;直线插补到X40Y40;
N10G03X70Y10R30;逆圆插补到X70Y10,半径为30mm;
N11G01X85;直线插补到X85Y10;
N⑩G00G40X100Y40;快速进给到X100Y40,取消刀具半径补偿;
N13X120Y60Z50;快速进给到X120Y60Z50;
N14M30;程序结束,系统复位;
3-12如图所示工件,加工外轮廓。
立铣刀直径为Φ20mm,程序如下:
O1000;程序代号;
N010G90G54G00X-50.0Y-50.0;G54加工坐标系,快速进给到X-50Y-50;
N020S800M03;主轴正转,转速800r/min;
N030G43G000H12;刀具长度补偿H12=20;
N040G01Z-20.0F300;Z轴工进至Z=-20;
N050M98P1010;调用子程序O1010;
N060Z-45.0F300;Z轴工进至Z=-45;
N070M98P1010;调用子程序O1010;
N080G49G00Z300.0;Z轴快移至Z=300mm;
N090G28Z300.0;Z轴返回参考点;
N100G28X0Y0;X、Y返回参考点;
N110M30;主程序结束;
O1010;子程序代号;
N010G42G01X-30.0Y0F300H22M08;切削液开,直线插补至X-30Y0,刀具半径右补偿H22=10mm;
N020X100.0;直线插补至X100Y0;
N030G02X300.0R100;圆弧插补至X300Y0;
N040G01X400.0;直线插补至X400Y0;
N050Y300.0;直线插补至X400Y300;
N060G03X0R200.0;逆圆插补至X0Y300;
N070G01Y-30.0;直线插补至X0Y-30;
N080G40G01X-50.0Y-50.0;直线插补至X-50Y-50取消刀具半径右补偿;
N090M09;切削液关;
N100M99;子程序结束并返回到主程序;
3-13如图所示的是一盖板零件。
该零件的毛坯是一块180mm×90mm×12mm板料,要求铣削成图中粗实线所示的外形。
由图可知,各孔已加工完,各边都留有5mm的铣削余量。
铣削时以其底面和2-Φ10H8的孔定位,从Φ60mm孔对工件进行压紧。
在编程时,工件坐标系原点定在工件左下角A点,现以Φ10mm立铣刀进行轮廓加工,对刀点在工件坐标系中的位置为(-25,10,40),刀具的切入点为B点,刀具中心的走刀路线为:
对刀点1-下刀点2-b-c-c/…-下刀点2-对刀点1。
计算各基点及圆心点坐标如下:
A(0,0)B(0,40)C(14.96,70)D(43.54,70)E(102,64)
F(150,40)G(170,40)H(170,0)O1(70,40)O2(150,100)
O0001;
N01G92X-25.0Y10.0Z40.0;
N02G90G00Z-16.0S300M03;
N03G41G01X0Y40.0F100D01M08;
N04X14.96Y70.0;
N05X43.54;
N06G02X102.0Y64.0I26.46J-30.0;
N07G03X150.0Y40.0I48.0J36.0;
N08G01X170.0;
N09Y0;
N10X0;
N11Y40.0;
N12G00G40X-25.0Y10.0Z40.0M09;
N13M30;
第四章
4-1CNC装置软件结构模式有哪几种?
答:
有前后台型、中断型、基于RTOS。
4-2CNC装置硬件由哪几个模块组成?
各模块的作用分别是什么?
答:
计算机主板和系统总线、显示、输入输出、存储、设备辅助控制接口、位置控制、功能接口。
4-3根据CNC装置硬件所含有的CPU多少来分,可分为哪两大类系统?
答:
单机系统、多机