全国数控技能大赛加工中心理论竞赛试题题目及答案

1、第 页共12页全国数控技能大赛试卷加工中心理论笔试试卷考卷编号： 姓名： 准考证号： 单位： 一、单项选择题（请将正确答案的字母代号填在括号中，每题1分，共20分，多选、错选不得分。）1-1中，B点相对于A点的空间位置是（)0左、后、上方左、前、上方左、后、下方左、前、下方下列做法中不能提高开环控制的数控机床位置精度的是（)A.减小步进电机的步距角B,提高丝杠螺母副的传动精度C.增大步进电机的功率D.进行传动间隙和螺距误差补偿目前应用的插补算法有很多种，“DDA”表示的是（）插补算法。A.数字积分插补法B.逐点比较插补法C.数字釆样插补法D.时间分割插补法 TOC o 1-5 h z 在加工中

2、心上像孔时，毛坯孔的误差及加工面硬度不均匀，会使所縫孔产生（）。A.锥度误差 B.对称度误差C.圆度误差D.尺寸误差时间定额是在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间，而完成一个工件的一道工序的时间称为单件时间，下列选项中单件时间的组成不包括的是（）A.基本时间和辅助时间B.制定工艺的时间C.休息和生理需要时间D.布置工作地时间如图 1-2 所示，A1 = 70mm, A2=602OO25mm,A.30 驟 B.B.30+0.10C.30膘D.30.0 5UQ-O.15A3=20,5mm,图中X的尺寸和公差为（）。当奥氏体过冷到临点A】以下时，随过冷度不同，过冷奥氏体发生

3、的三种类型转变不包含（）。A.珠光体转变B.贝氏体转变C.索氏体转变D.马氏体转变.数控机床主传动通常采用的三种无级变速方法不包括（9!1)oA.采用交流主轴驱动系统B.釆用变频器带变频电动机C.采用直线电机D.采用电主轴9.如图1-3所示，在以外圆柱面为工件定位基面时，短支撑板可以限制工件的自由度个数是（)oA. 一个B.二个C.三个D.四个10.下列配合中，公差等级选择不适当的是（）A. M8/h8 B. H7/f8 C. H9/g9 D. H7/g611.滚珠丝杠螺母副的预紧方法与螺母的形式有关，下列方法中不属于单螺母结构采用的是（)oA.垫片预紧法B.增加滚珠直径预紧法C.螺母夹紧预紧

4、法D.整体螺母变位螺距预紧法12.组合夹具由各种不同形状、不同规格尺寸、具有耐磨性、互换性的标准元件组成，下列关于其特点的说法中错误的是（A.适用性较好B.结构简单，灵巧，刚性较好C.可缩短生产的准备周期0.可节省大量工艺装备的费用支出加工中心加工零件，在不考虑进给丝杠间隙的情况下，为提高加工质量，宜采用（A.内、外轮廓均为逆饨B.外轮廓顺饨、内轮廓逆饨C.外轮廓逆铢、内轮廓顺铳D.内、外轮廓均为顺饨车间线路中任何一根导线和大地之间的电压不超过（）伏的，属于低压线路。A. 36B. 120C. 250D. 3加工中心在切削难加工材料时出现的粘刀现象容易使刀具产生（A.刃部退火、应力集中B.应力

5、集中、塑性变形C.粘结磨损D.胶合磨损、刃部退火16.下列数控机床常用的检测元件中，既能用于角位移的测量，又能用于直线位移的测量的是（)oA.感应同步器C.旋转变压器B.光电盘atinD.编码!17.如图1-4所示小步距角的三相反应式步进电机,转子上有40个齿，定子每段弧极有5个齿，采用三相六拍的工作方式运行时步距角为（）二二A. 0. 75B. 1.53D. 6制造汽车、拖拉机上的变速齿轮、内燃机上的凸轮、活塞销等在冲击和磨损条件下工作的机械零件常采用的材料是（)oDEA.高碳钢 B.中碳钢或中合金钢C.低碳钢或低合金钢D.高合金钢机床夹具的种类很多，下列选项中不是按其通用化程度分类的是（A

6、.通用夹具B.固定式夹具 C.通用可调夹具 D.成组夹具对刀点就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起始点，它用于确定工件坐标系相对于机床坐标系之间的关系，下列叙述屮，不属于对刀点位置选择原则的是（）A.尽量使加工程序的编制工作简单和方便B.便于用常规量具和量仪在机床上进行找正C.使加工路线最短以减少程序量和空走刀时间D.尽量与工件的尺寸设计基准或工艺基准一致二、判断题（将判断结果填入括号屮。正确的填“J”，错误的填“X”，每小题1分，共10分。）1.图1-5表示实际轮廓面必须位于包络一系列球的两包络面之间,诸球的直径为公差值0. 02mm,且球心在理想轮廓面上 （）2.数控机床的换

7、刀点应设定在机床原点上。（）3.闭环控制数控机床可以对传动系统的间隙、磨损自动补偿，其精度保持性要比半闭环控制数控机床好，但对机械结构以及传动系统的要求比半闭环要高。（）4.与鼓轮式刀摩相比，链式刀摩的特点是结构紧凑、布局灵活、刀库容量大，但因其通常都安装在机床的侧面或顶部，距离主轴相对较远，所以换刀时间长。（）5.用极值法计算尺寸链，尺寸链中的封闭环公差L与组成环公差EL之间的关系为TeWEL。（）6.在FANUC 0i系统中，AI先行控制/AI轮廓控制功能可以减少加减速处理和伺服系统的延迟,而减小加工外形误差。可以通过在独立程序段中指定G05.1来建立，通过复位来取消。（ 7.在FANUC

8、系统中如果既用程序指定镜像功能，同时又用CNC外部开关或CNC的参数设置生成镜像时，则可编程镜像功能首先执行。（）8.加工小于刀具半径的内角或沟槽时，刀补半径补偿地址中的刀补设定值应小于刀具半径。（Is9.粗糙度是零件表面质量的一项重要指标，加工零件时表面粗糙度越小越好，越耐磨损。（10.积屑瘤的产生和刀具刃前区的温度与压力分布有关，温度越高越容易产生积屑瘤。（三、填空题（每空1分，共20分。）1.在加工中心上用立饨刀侧刃饨削凸模外轮廓时，应沿 切入。2 .细长孔加工必须解决 、切屑不易排出和刀具冷却等问题。3.在硬质合金碳化物晶粒细化的同时增加粘结剂的含量，使粘结层保持一定的厚度，就可以在提

9、高刀具材料硬度的同时增加其 4.在现代数控机床上，实现直线进给运动主要有三种形式，分别是通过统杠螺母副将伺服电动机的旋转运动变成直线运动、通过齿轮齿条副将伺服电动机的旋转运动变成直线运动和 5.曲面加工中，在接近拐角处应适当降低 ,以避免加工中的“过切”、“欠切”现象。6. FANUC 0i系统具有 功能，以实现机床附件更换后设定螺距误差补偿数据或改变最大切削速度或切削时间常数以适合加工条件的变化。7.多轴联动加工是数控加工技术发展的必然趋势，在加工中心中加工飞机大梁的直纹扭曲面通常釆的加工方式。.目前我国经济型数控机床的进给驱动动力源主要选用 9.滚珠丝杠螺母副消除轴向间隙的目的主要是 10

10、.数控机床 又称动态精度检验，是在切削加工条件下，对机床几何精度和定位精度的一项综合检验。11. 可根据步进电动机的相数和工作方式按一定的顺序发出控制信号，使步进电动机的功率放大器导通或截止，使相应的绕叩通电或断电。12.加工材料塑性较差，刀具前角较小，切削速度较低，在切削厚度较大时产生 切屑。13.局部坐标系G52后面跟的坐标值是相对 的值。14.同一程序中，当釆用刀具长度补偿指令时，既可使用G43指令，也可使用G44指令，只须改变补偿量的 即可。15.根据给定的数学函数，在理想轨迹（轮廓）的已知点之间，通过数据点的密化，确定一些屮间点的方法，称为 16. 是回转运动与直线运动相互转换的新型

11、理想传动装置。17.高速数控加工技术的发展和高速数控机床的发展相关，高速数控机床的关键部件是 18.华中数控系统、SIEMENS840D系统、FANUC OiMC系统相对于Y轴镜像的指令分别第4页共12页第 页共12页 TOC o 1-5 h z 是: 19. FANUC Oi MC系统的公共变量在不同的宏程序中的意义相同，当断电时，变量 数据保存，即使断电也不丢失。20. M类硬质合金常用于加工长或短切屑的黑色金属和有色金属，从成分上分析，他是在P、K类硬质合金的成分屮加入了一定数量的 四、改错题（清阅读题目内容，将答案填写在本题后面的答题表格中，共15分。） 一位操作工在高速铢削加工中心（

12、FANUC数控系统，主轴锥孔柄部锥度为1： 10）上按图1-6所示的图纸要求利用高速加工的方法加工一半椭球零件（半椭圆绕X轴旋转180生成的实体），在操作过程中有些方面是这样做的:（一）选用的刀柄和刀具：（5分）（1）釆用现有的成都英格公司如图1-7所示的BT40-MW3-75莫氏无扁尾圆锥孔刀柄，配备现有的HSS 4）20mm的莫氏2号锥柄立饨刀粗、精铢椭球外表面。（2）釆用现有的BT40-M3-75莫氏有扁尾圆锥孔刀柄，配备现有的HSS 35mm的莫氏3号锥柄麻花:钻粗加工d）40的内孔。（3）采用倾斜型微调镣刀刀杆和普通硬质合金刀片精偉4）40的内孔。（二）手工编程：（6分）工件坐标系建

13、立在椭圆的中心，采用620的立铢刀，编制的精加工半椭球面的程序如下:00002N80GlZ#108F3000；N5G54G80G90；N85GlX#106Y0F8000；N10G00G49Z200；N15G40X120Y20；N20M03S800；N25G43Z5H01M8；N30#100 = 10N35#101=80+#100；N40#102=40+#100；N45#103=0；N90#109=0；N95#110=l；N100#l11=360；N105WHILE#109LE#111D02 ；N110#U20=#106*COS#109:N115#1130=#107*SIN#109；N12OG1

14、X#112OY#113OF3O；N125#109=#109+#110；N50#104=0. 25；N130END1；N55#105=90；N60WHILE#103LE#105DO1；N65#106=#101*COS#103；N70#107=#102*COS#103；N135#103=#103+#104；N140END2；N145G00G49Z200；N150G40X120Y20N75#108=#102*SIN#103；N155M30；（三）精度检验与精度分析：（4分）（1）精加工结束后，半椭球外表面粗糙度值达到Ra6. 3 u m,内孔表面粗糙度值达到Rai. 6 urn,内图1-8第 页共1

15、2页孔尺寸为巾40. OOlmmo（2）精加工后发现640内孔呈椭圆形，排除一切电气控制原因后，该操作工得出的结论是机床的 倾斜造成的，所以建议调整机床水平。在上述三项操作和分析中该操作工犯了一些错误，请你指出他的不正确之处填写在后面的表格中, 并写出正确答案。（注：在纠错表中必须写出不正确之处以及正确答案，无正确答案不得分。） 五、简答题（每小题3分，共15分；要求字迹工整）与传统数控机床相比高速切削加工机床在结构上具有哪些要求?简述脉宽调制型（PWM）变频器的主要特点。简述立式加工中心配置斗笠式刀库无机械手换刀系统的换刀过程。简述计算机数控（CNC）装置多微处理器（CPU）结构的优点。简述

16、开环、半闭环和闭环控制系统在结构上的主要区别及特点。六、计算题（10分） 如图1-8所示，已知工件坐标系的原点设在R15mm圆的圆心，上半部分R10的圆弧的圆心M点坐标 是（-11.624, 22.133）,左边R8的圆弧的圆心N点坐标是（20. 785, 0）,求A、B、C、D和E点的坐标值（精确到小数点3位）。（注：每点2分）。1-9第8页共12页七、综合题(20分)1.已知条件：(1)被加工零件图纸如图1-9所示，加工材料为45钢，热处理状态为调质220HBS；(2)本产品为单件试制生产，工厂选择普通立式加工中心以平口钳装夹来加工;车间提供的毛坯是六面都已经磨削到尺寸且已经调质220HB

17、S的六方体。gW8H890|AU阳=w京58?8M 021904os49L0 050ZmtI、槌N均炬 O.lmin；?、邮对做15.財倾;，蚯HRq1.6,輝Rq12； h瑙钏紅：6盘队紅四楠1:1Qcsteoi第 页共12页根据己知条件,要求解决以下问题:(1)填写数控加工工序（工步）卡片；（3分）填写基点坐标标中基点AM的坐标；（3分）(3)编制四角凸台轮廓的精加工程序；（3分）(4)编制六方体棱边倒R3圆角的加工程序；（4分）(5)编制椭圆型腔的精加工程序；（4分）（6）编制螺纹的加工程序；（3分）基点坐标表序号基点名称X坐标Y坐标1A2B3C4D5E6F7G8H9I10J11K12L

18、第11页共12页19. #500#999第1页共9页全国数控技能大赛试卷加工中心理论笔试试卷答案考卷编号： 姓名： 准考证号： 单位： 一、单项选择题1234567891011121314151617181920CCACBBCCABABDccABcBc二、判断题12345VXVXX678910VJXXX三、填空题1外轮廓曲线延长线的切向2.刀具细长刚性差抗弯强度直接釆用直线电动机进行驱动进给速度6.可编程参数输入(G10)7.四轴联动8 .步进电动机提高反向传动精度切削精度检验11.脉冲分配器（环形分配器）12.节状13 .原工作坐标系原点正负号插补滚珠丝杠螺母副电主轴18. G24 XO、M

19、IRROR XO、G51. 1 X0第 页共9页第 页共9页20, TaC (NbC)四、改错题纠错表正确做法BT40-MW3-75莫氏无扁尾圆锥孔刀柄采用HSK刀柄HSS 20mm的莫氏2号锥柄立铳刀采用硬质合金或者陶瓷立饨刀(机夹式或整体式)BT40-M3-75莫氏冇扁尾圆锥孔刀柄采用HSK刀柄HSS 4)35mm的莫氏3号锥柄麻花钻采用硬质合金或者陶瓷刀具Hi普通硬质合金刀片釆用金刚石刀片N20M03S800；N20M03S18000；N110#1120=#106*COS#109;N110#112=#106*C0S#109；N115#1130=#107*SIN#109；N115#113=

20、#107*SIN#109；N12OG1X#112OY#113OF3O；N120GlX#112Y#113F8000；101112131415N130END1；N140END2；半椭球外表面粗糙度值达到Ra6. 3 u m内孔表面粗糙度值达到Ral.6um结论是机床的倾斜造成的建议调整机床水平N130END2；N140END1；半椭球外表面粗糙度值达到RaL 6 um内孔表面粗糙度值达到RaO. 4 u m结论是机床的传动链误差造成的建议调整机床主轴的垂直度不正确之处16五、简答题1.与传统数控机床相比高速切削加工机床在结构上具有哪些要求？ 答：(1)要有一个适合高速运转的主轴单元及其驱动系统；要

21、有一个快速反应的进给系统单元部件和数控伺服驱动系统;要有高效、快速的冷却系统；要有高刚性的床体结构；(5)要有安全装置和实时监控系统;(6)要有方便可靠的换刀装置;(7)要有优良的热态特性和静、动态特性。2.简述脉宽调制型（PWM）变频器的主要特点。答：（1）主电路上只有一个可控的功率环节，开关元件少，控制线路结构得以简化;(2)整流侧使用了不可控整流器，电网功率因素与逆变器输出电压无关而接近1;(3)调频调压在同一环节实现，与中间储能元件无关，变频器的动态响应加快;(4)能有效地抑制或消除低次谐波，实现接近正弦形的输出交流电压电波。3.简述立式加工屮心配置斗笠式刀库无机械手换刀系统的换刀过程

22、。答：（1）主轴准停;IIII(2)主轴箱上升到换刀位;(3)刀盘旋转到主轴刀具刀位（点）；lavq(4)刀库移动到换刀位还刀（刀库移动将刀具还到刀库）;(5)刀具日动夹紧装置松刀（主轴松刀）;(6)主轴上升到参考点;(7)刀盘旋转到换刀刀具刀位;111(8)主轴下降到换刀位（点）IIII(9)刀具自动夹紧装置夹紧（主轴抓刀）;(10)刀库移动到原始位（刀库移动使主轴退出刀库）;4.简述计算机数控（CNC）装置多微处理器（CPU）结构的优点。运算速度快，性能价格比高;(2)适应性强，扩展容易;(3)可靠性高;(4)硬件易于组织规模生产。5.简述开环、半闭环和闭环控制系统在结构上的主要区别及特点

23、。答：（1）开环控制系统不带反馈装置，系统精度低，低速不平稳，高速扭矩小，结构简单，工作 稳定，使用维修方便，成本低;（2）半闭环控制系统在伺服机构中装有角位移检测装置，定位精度比开环控制系统高，稳定性好，调试方便;（3）闭环控制系统在机床的移动部件位置上直接装有直线位置检测装置，系统精度高，结构比较复杂，稳定性相对较差，调试和维修相对较困难。六、计算题答:A 点.至=X25-11.624 22.133X-l 1.624X15 2.97425B点:Xb=-11. 624+10XC0S300 =2. 964Yb=22. 133+10 XSIN3O0 =27.133C点:Xt=-2. 964-(4

24、7. 5-27. 133)TAN30 =-14. 722；Yc=47.52E点:Xe=8XC0S30 +20. 785=27.713；YE=8XSIN30 =4D点:Xd=27.713-(47.5-4) TAN300 =2.599；Y广47. 5七、综合题（1）基点坐标表:（1）基点坐标表序号基点名称X坐标Y坐标1A29452B29393C35. 11129. 7874D4022.4175E40176F42157G45158H34.64109I17. 321-3010J-17.321-3011K-34. 641012L-17. 3213013M17. 32130（2）数控加工工序卡:数控加工工

25、序卡片九江职业技术学院数控加工工序卡片产品名称或代号工艺序号程序编号夹具名称夹具编号零件名称凹凸件使用设备 加工中心零件图号GJSKDS-001_:工步号1工步内容粗铁四角凸轮廓、六边形凸台与外圆台粗供中45孔的底孔粗铁椭圆内腔轮廓精饨所有轮廓面饨六方体棱边R3倒圆角精镇-45孔钻中心孔10111213钻M10螺纹孔底孔攻M10螺纹钻g 8H8孔底孔扩g 8H8孔底孔皎68H8孔清残料刀具号T1刀具名称T2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T4立饨刀键槽刀键槽刀立筑刀球头饨刀精锐刀中心钻麻花钻丝锥麻花钻 扩孔钻 钗刀立饨刀刀具规格4）14主轴转速400进给速度45备注(D2010R

26、5045A3M1050 7.O8H8。102256008001800800700600408001000100406060100040605060605025下刀时F降低下刀时F降低分层高速饨削第 页共9页N75M30；00011(3)四角凸台轮廓的精加工程序: 00001N05G54G40G80；N10G00G49Z100；N1520M03S800；N20M08N25M98P11；N30G51. 1X0；N01G40X60Y0；N05G01G43Z-10H04F5000；N10G41Y15D04；N15G01X43F60；N20G02X40Y17R2；N35M98P11；N40G50.1X0；N25G01Y22.417；N30G03X35. 1UY29. 787；N45G51. 1X0Y0；N50M98P11；N55G50. 1X0Y0；N60G51. 1Y0；N65M98P11；N35G02X29Y39；N40G01Y55；N45G49Z200；N50G00G40X60