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第三章数控铣床编程与操作练习题思考与练习题1、数控铣床的类型有哪些？立式铣床的Z轴运动实现可有哪些形式？答：1）数控仿形铣床；2）数控摇臂铣床；3）数控万能工具铣床；4）数控龙门铣床；若按照主轴放置方式可有卧式数控铣床和立式数控铣床之分；若按数控装置控制的轴数，可有两坐标联动和三坐标联动之分。立式铣床的Z轴方向运动的实现形式可有工作台升降式和刀具升降式（固定工作台）。2、XK5032、ZJK7532-1型数控铣床各是什么性质的进给伺服控制系统？它们的Z轴运动分别是怎样实现的？XK5032的可调升降台能否实现Z轴的程序控制？答：XK5032型数控铣床是半闭环控制系统；ZJK7532-1型数控铣床是开环控制系统。XK5032的Z轴运动实现形式是工作台升降式；ZJK7532-1的Z轴运动实现形式是刀具升降式。XK5032的可调升降台不能实现Z轴的程序控制。3、XK5032型数控铣床能否实现主轴转速的程序控制？其控制范围如何？ZJK7532-1型数控铣床的主轴变速是如何实现的？其主轴变速如何进行？答：XK5032型数控铣床能实现主轴转速的程序控制，其控制范围为45～4500r/min。ZJK7532-1型数控钻铣床的主传动是由主电机经三级齿轮传动传递到主轴，采用传统的齿轮箱及其机械式的换档变速方式，换档变速应在机床停止运转时靠手工进行。主轴转速从85~1600r/min共有6级变化，可通过改变主轴箱正面的高低档（H、L）及各档级数（1、2、3级）来实现。4、如何进行回参考点的操作？回参考点有什么意义？自动回参考点有什么要求？答：1）手动回参考点的操作步骤如下：（1）确保机床通电且与PC电脑联机完成（已启动控制软件），将机床操作面板上的工作方式开关置于手动回参考点的位置上。（2）分别按压+X、+Y、+Z轴移动方向按钮一下，则系统即控制机床自动往参考点位置处快速移动，当快到达参考点附近时，各轴自动减速，再慢慢趋近直至到达参考点后停下。（3）到达参考点后，机床面板上回参考点指示灯点亮。回参考点意义是确立机床坐标系。自动回参考点通常是先提刀，并回Z轴参考点位置，再回X、Y轴参考点位置。5、ZJK7532-1型数控铣床的机床坐标系是怎样建立的？开机时屏幕上显示的（0，0，0）是指机床原点吗？此时若用MDI执行“G90G00X100.0Y50.0Z-20.0”后屏幕上显示的是刀位点在机床坐标系中的坐标吗？答：ZJK7532-1型数控铣床的机床坐标系是通过回参考点建立的；开机回零时屏幕上显示的（0，0，0）是指参考点与机床原点重合；用MDI执行“G90G00X100.0Y50.0Z-20.0”后屏幕上显示的不是刀位点在机床坐标系中的坐标，而是在工件坐标系中的坐标。6、ZJK7532-1型数控铣床的工件坐标系是怎样建立的？如果屏幕显示当前刀位点在机床坐标系中的坐标为（150，-100，-80），用MDI执行“G92X100.0Y50.0Z-20.0”后，工件原点在机床坐标系中的坐标是多少？答：ZJK7532-1型数控铣床的工件坐标系是通过对刀来建立的；如果屏幕显示当前刀位点在机床坐标系中的坐标为（150，-100，-80），用MDI执行“G92X100.0Y50.0Z-20.0”后，工件原点在机床坐标系中的坐标是（50，-150，-100）7、上题中若再用MDI执行“G90X100.0Y50.0Z-20.0”后，屏幕上工件坐标系的显示坐标是多少，机床坐标系的显示坐标又是多少？若用MDI执行“G91X100.0Y50.0Z-20.0”后，显示坐标又是多少？答：若再用MDI执行“G90X100.0Y50.0Z-20.0”后，屏幕上工件坐标系的显示坐标是（100，50，-20），机床坐标系的显示坐标是（150，-100，-120）；若用MDI执行“G91X100.0Y50.0Z-20.0”后，屏幕上工件坐标系的显示坐标是（200，100，-40），机床坐标系的显示坐标是（250，-250，-140）。8、简要说明在ZJK7532-1型数控铣床上如何进行MDI操作？答：MDI操作的步骤如下：（1）在基本功能主菜单下，按F4功能键切换到MDI子菜单下；（2）再按F6进入MDI运行方式，命令行出现光标，等待键入MDI程序指令；（3）可用键盘在光标处输入整段程序（如G90G01X10.0Y10.0Z10.0F100），也可一个功能字一个功能字的输入，输完后按回车键，则各功能字数据存入相应的地址，且显示在正文区对应位置处；（4）全部指令数据输入完毕后，将操作面板上的工作方式开关置于“自动”档，然后按压操作面板上的“循环启动”按钮，即可开始执行MDI程序功能。9、G54~G59指令的含意是什么？比较一下它们和G92之间的区别？如何预置G54~G59的值？答：在机床控制系统中，可用G54~G59指令在6个预定的工件坐标系中选择当前工件坐标系；G54~G59与G92之间的区别是：用G92时后面一定要跟坐标地址字，而用G54~G59时则不需要后跟坐标地址字，且可单独作一行书写；预置G54~G59的值方法是将工件基准点在机床坐标系中的坐标值通过MDI方式预先输入到系统中，作为G54~G59的坐标原点，系统将自动记忆这些点。10、常用的钻、镗、铣用刀具有哪些？画图表示出立铣刀的装夹及其基本组成。答：常用的钻、镗、铣用刀具有（1）钻削刀具：分小孔钻头、短孔钻头（深径比≤5）、深孔钻头（深径比＞6，可高达100以上）、枪钻、丝锥、铰刀等。（2）镗削刀具：分镗孔刀（粗镗、精镗）、镗止口刀等。（3）铣削刀具：分面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀等。机用铰刀钻头立铣刀倾斜型镗刀杆镗刀杆直角型接柄镗杆楔型镗刀杆弹簧夹头刀柄立铣刀柄直柄工具接柄套式立铣刀具组合拉钉刀柄攻丝夹头丝锥攻丝夹头刀柄组合钻夹头刀柄莫氏孔刀柄带扁尾11、数控铣床的圆弧插补编程有什么特点？圆弧的顺逆应如何判断？答：数控铣床的圆弧插补只能在某平面内进行，因此，若要在某平面内进行圆弧插补加工，必须用G17、G18、G19指令事先将该平面设置为当前加工平面，否则将会产生错误警告。空间圆弧曲面的加工，事实上都是转化为一段段的空间直线（或平面圆弧）而进行的。圆弧走向的顺逆应是从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方向看到的回转方向。12、操作面板上的“机械锁住”和“Z轴锁住”按键有什么用途？答：机床锁住：在自动运行开始前，将此钮按下，再按“循环启动”执行程序，则送往机械侧的控制信息将被截断，机械部分不动。数控装置内部在照常进行控制运算，同时CRT显示信息也在变化。这一功能主要用于校验程序，检查语法错误。Z轴锁住：在自动运行开始前，按下此按钮后，再循环启动，则往Z轴去的控制信息被截断，Z轴不动，但数控运算和CRT显示照常。13、G28指令中的坐标值指的是什么？G28、G29适用于什么场合？答：绝对坐标G90编程方式时，G28指令中的XYZ坐标是中间点在当前坐标系中的坐标值，增量坐标G91编程方式时，G28中指令值为中间点相对于当前位置点的坐标增量。G28、G29指令通常应用于换刀前后，在换刀程序前先执行G28指令回参考点(换刀点)，执行换刀程序后，再用G29指令往新的目标点移动。14、数控铣床上的刀具补偿内容有哪些？人工编程预刀补和机床自动刀补分别是如何进行的？机床自动刀补有哪些优势？答：数控铣床上的刀具补偿内容有刀具半径补偿和刀具长度补偿；人工编程预刀补是指为了确保铣削加工出的轮廓符合要求，就必须在图纸要求轮廓的基础上，整个周边向外或向内预先偏离一个刀具半径值，作出一个刀具刀位点的行走轨迹，求出新的节点坐标，然后按这个新的轨迹进行编程；机床自动刀补是指直接按零件图纸上的轮廓轨迹进行编程，在整个程序中少量的地方加上几个刀补开始及刀补解除的代码指令；机床自动刀补可大大简化计算及编程工作，并且还可以利用同一个程序、同一把刀具，通过设置不同大小的刀具补偿半径值而逐步减少切削余量的方法来达到粗、精加工的目的。15、画图表示刀具直径补偿的引入、引出过程。答：BACDCDAB刀补取消算出点A.B.C.D的坐标，按这些点编程。再加上刀补引入和刀补取消的指令按轮廓ABCD编程人工预刀补编程机床自动刀补刀补引入Rr=R+dd粗加工刀心轨迹精加工刀心轨迹粗加工刀补半径R粗铣实用刀具半径精铣刀具及刀补半径R精加工余量dG42编程轨迹刀心轨迹G41编程轨迹刀心轨迹（a）（b）（c）16、刀长补偿应用时，若所用刀具因多次使用磨损而变短了，应怎样设置刀补？若原来是按刀座对刀编程的，现装上了一把刀具，应怎样设置刀补？答：刀具磨损后刀具长度变短时，不需重新改动程序或重新进行对刀调整，仅只需改变刀具数据库中刀具长度补偿量即可。若原来是按刀座对刀编程的，安装上刀具后，测出各刀尖相对于刀座底面的距离，将测量结果设置为刀长补偿值即可。17、画图表示主、子程序及其嵌套调用关系？答：18、缩放、镜象和旋转编程有什么实用意义？和自动编程中用到的同类功能相比，它又有什么优势？答：使用缩放指令可实现用同一个程序加工出形状相同，但尺寸不同的工件；当工件具有相对于某一轴对称的形状时，可以利用镜象功能和子程序的方法，只对工件的一部分进行编程，就能加工出工件的整体；旋转与镜像同理。和自动编程中用到的同类功能相比，它可使程序简化。19、试编制题图3-1中各零件的数控加工程序。并说明在执行加工程序前应作什么样的对刀考虑？（设工件厚度均为15mm）。解：对于图a，编程原点在直径为20mm孔的中心。设深度方向每次铣5mm，其程序为：％1000G54G40G49G80G00Z100X-30Y40S800M03G00Z10G01Z0F100M98P101L3G00Z100X-30Y40M05M02%101G91G01Z-5F100G90G41G01X-20Y30D01X0G02X8.66Y25R10G01X17.321Y10G02X0Y-20R20G01X-30G02Y20R20G40G01X-30Y40M99对于图b，编程原点在直径为20mm孔的中心。设深度方向每次铣5mm，其程序为：60°1007514080R102060φ603-R10R20R2030R2020R1020R44R10R10R1030°45°45°（a）（b）（c）（d）（e）题图3-1％2000G54G40G49G80G00Z100X-30Y30S800M03G00Z10G01Z0F100M98P101L3G00Z100X-30Y30M05M02%101G91G01Z-5F100G90G41G01X-25Y8.66D01X-10Y17.321G02X-10Y-17.321R-10G01X-25Y-8.66G02Y8.66R10G40G01X-30Y30M99对于图C，编程原点在半径为44mm的圆心。设深度方向每次铣5mm，其程序为：％3000G54G40G49G80G00Z100X0Y60S800M03G00Z10G01Z0F100M98P101L3G00Z100X0Y60M05M02%101G91G01Z-5F100G90G42G01X50D01X0Y50X-28.415Y33.595G03Y-33.595R10G01X0Y-50G01X-50Y0G40G01X0Y60M99对于图d，编程原点为直径为60mm的圆心。设深度方向每次铣5mm，其程序为：％4000G54G40G49G80G00Z100X－30Y35S800M03G00Z10G01Z0F100M98P101L3G00Z100X－30Y35M05M02%101G91G01Z-5F100G90G41G01X-8.66D01G02X8.66R10G01X34.641Y-10G02X25.981Y-25R10G01X-25.981G02X-34.641Y-10G01X-8.66Y35G40G01X-30Y35M99对于图e，编程原点为零件左下角上表面。设深度方向每次铣5mm，其程序为：％4000G54G40G49G80G00Z100X－30Y－30S800M03G00Z