2025年数控铣加工技能竞赛理论考试题库(含答案)

2025年数控铣加工技能竞赛理论考试题库(含答案)一、单项选择题（每题2分，共30分）1.数控铣床坐标系中，绕X轴旋转的轴是（）A.A轴B.B轴C.C轴D.D轴答案：A2.下列G代码中，用于绝对坐标编程的是（）A.G90B.G91C.G40D.G41答案：A3.加工中心的“换刀点”通常设置在（）A.机床原点B.工件坐标系零点C.刀具交换位置D.任意安全位置答案：C4.硬质合金刀具加工钢件时，最适宜的切削液是（）A.乳化液B.煤油C.纯油类D.不用切削液答案：A（注：硬质合金高温硬度好，一般用乳化液冷却；但精加工时可不用）5.下列指令中，用于取消刀具半径补偿的是（）A.G40B.G41C.G42D.G43答案：A6.数控铣床的“参考点”是（）A.机床上的一个固定点B.工件坐标系的原点C.编程时设定的点D.刀具的初始位置答案：A7.加工铝合金时，为提高表面质量，应优先选择（）A.高速钢刀具B.硬质合金刀具C.立方氮化硼刀具D.金刚石刀具答案：D（注：金刚石刀具适合加工非铁金属及非金属，铝合金为典型应用）8.下列M代码中，用于主轴正转的是（）A.M03B.M04C.M05D.M08答案：A9.数控程序中，F100表示（）A.主轴转速100r/minB.进给速度100mm/minC.背吃刀量100mmD.切削深度100mm答案：B10.加工内轮廓时，若刀具半径补偿值设置为r+Δ（Δ为正值），则实际加工尺寸会（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定答案：A（注：补偿值过大，刀具偏离轮廓更远，加工尺寸增大）11.下列不属于数控铣床日常维护项目的是（）A.检查润滑油位B.清洁导轨防护装置C.更换伺服电机D.清理切削液过滤器答案：C12.用φ20mm的立铣刀加工深5mm的槽，合理的背吃刀量（径向）应选择（）A.1mmB.5mmC.10mmD.20mm答案：A（注：径向背吃刀量一般取刀具直径的10%-30%，φ20mm刀具选2-6mm，1mm为保守值）13.数控系统中，G02表示（）A.快速定位B.直线插补C.顺时针圆弧插补D.逆时针圆弧插补答案：C14.工件材料为45钢（σb=600MPa），用硬质合金刀具粗加工时，合理的切削速度范围是（）A.10-30m/minB.50-100m/minC.150-200m/minD.300-500m/min答案：B（注：45钢粗加工硬质合金刀具vc一般为50-100m/min，精加工可更高）15.下列测量工具中，用于测量内孔直径的是（）A.游标卡尺B.千分尺C.塞规D.百分表答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分，多选、少选、错选均不得分）1.下列属于可转位铣刀优点的是（）A.刀具寿命长B.换刀时间短C.切削效率低D.刃磨方便答案：ABD2.数控铣削加工中，影响表面粗糙度的主要因素有（）A.进给速度B.切削速度C.背吃刀量D.刀具半径答案：ABCD（注：四者均影响，如进给速度大、刀具半径小会增大表面粗糙度）3.下列G代码中，属于模态指令的是（）A.G01B.G02C.G40D.G90答案：ABD（注：模态指令持续有效，直到被同组指令替代；G40为非模态？不，G40与G41/G42同组，是模态）4.数控铣床主轴不能启动的可能原因有（）A.主轴编码器故障B.主轴过载报警C.未执行M03/M04指令D.刀具未夹紧答案：ABCD5.加工中心自动换刀（ATC）的动作包括（）A.主轴松刀B.刀库选刀C.刀具交换D.主轴紧刀答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1.数控铣床坐标系中，X轴正方向是刀具远离工件的方向。（）答案：√（注：符合右手笛卡尔坐标系定义）2.刀具半径补偿仅在G01和G02/G03指令中有效。（）答案：√（注：G00不建议使用补偿，可能导致过切）3.加工内轮廓时，刀具半径必须小于轮廓的最小圆角半径。（）答案：√（注：否则无法加工出完整轮廓）4.数控程序中的“%”符号是程序结束符。（）答案：×（注：程序结束符通常为M30，%是程序开始符）5.粗加工时，应优先选择较大的切削速度以提高效率。（）答案：×（注：粗加工优先选大背吃刀量和进给量，切削速度适中）6.数控铣床回参考点的目的是建立机床坐标系。（）答案：√7.用立铣刀加工平面时，刀具底刃的中心部位无切削能力，需通过偏移避免直接垂直下刀。（）答案：√8.工件坐标系（G54-G59）的零点可以通过对刀仪或试切法设定。（）答案：√9.加工过程中，若出现紧急情况，应立即按下“急停”按钮。（）答案：√10.硬质合金刀具的耐热性优于高速钢刀具，因此可用于更高的切削速度。（）答案：√四、简答题（每题5分，共20分）1.简述数控铣削加工中粗加工与精加工的切削参数选择原则。答案：粗加工时，以提高效率为目标，优先选择较大的背吃刀量（ap，一般取工件剩余加工余量的2/3-3/4）和进给量（f，根据刀具强度和机床刚度确定），切削速度（vc）适中（避免刀具过度磨损）；精加工时，以保证尺寸精度和表面质量为核心，背吃刀量和进给量较小（ap≤0.5mm，f≤0.1mm/z），切削速度适当提高（利用硬质合金刀具的高温性能减少积屑瘤）。2.什么是刀具半径补偿？其作用是什么？答案：刀具半径补偿是数控系统根据刀具半径值自动调整刀具中心轨迹的功能。作用包括：①简化编程（只需按工件轮廓编程，无需计算刀具中心轨迹）；②实现粗精加工切换（通过调整补偿值预留加工余量）；③补偿刀具磨损（通过修改补偿值保证加工尺寸）。3.简述数控铣床开机后的主要操作步骤。答案：①接通电源，启动数控系统；②进行“回参考点”操作（建立机床坐标系）；③检查机床状态（润滑、气压、切削液等）；④安装工件并找正（通过压板、虎钳等夹具固定，用百分表校正位置）；⑤安装刀具并对刀（设定工件坐标系G54-G59）；⑥输入或调用加工程序，进行程序校验（空运行、图形模拟）；⑦启动加工，监控过程（观察切削状态、测量首件尺寸）。4.加工铝合金薄壁零件时，容易出现变形，应采取哪些工艺措施？答案：①减少切削力：采用小背吃刀量、高转速、适当进给（利用铝合金软的特性，提高vc降低ap）；②优化装夹方式：使用专用夹具（如真空吸盘、弹性夹头），避免局部夹紧力过大；③分阶段加工：粗加工留余量→时效处理消除内应力→精加工；④刀具选择：采用大螺旋角、锋利刃口的立铣刀（减少切削阻力）；⑤冷却策略：使用压缩空气或微量润滑（MQL），避免切削液引起的热变形。五、计算题（每题8分，共16分）1.用φ12mm的硬质合金立铣刀加工45钢（σb=600MPa），查表得切削速度vc=100m/min，每齿进给量fz=0.1mm/z，刀具齿数z=4，计算主轴转速n和进给速度F（保留整数）。答案：主轴转速n=1000×vc/(π×d)=1000×100/(3.14×12)≈2654r/min（取2650r/min）；进给速度F=fz×z×n=0.1×4×2650=1060mm/min。2.如图所示（假想零件：外轮廓为边长80mm的正方形，四个圆角R10mm，深度5mm，材料为Q235钢），采用φ16mm立铣刀（半径r=8mm）粗加工，单边预留0.5mm精加工余量，计算粗加工时刀具中心轨迹的正方形边长和圆角半径。答案：外轮廓实际加工尺寸需预留0.5mm余量，因此粗加工轮廓尺寸为：正方形边长=80mm+2×0.5mm=81mm（单边扩大0.5mm）；圆角半径=R10mm+0.5mm=R10.5mm（因刀具半径补偿值为r+0.5mm=8.5mm）；刀具中心轨迹为：正方形边长=81mm+2×r=81+32=113mm？不，正确计算应为：工件轮廓尺寸+2×（余量+刀具半径）？更正：粗加工时，刀具中心轨迹需偏移（刀具半径+余量）。原轮廓边长80mm，刀具半径8mm，余量0.5mm（单边），则刀具中心轨迹的正方形边长=80mm+2×(8mm+0.5mm)=80+17=97mm；圆角半径=R10mm+8mm+0.5mm=R18.5mm（刀具中心绕工件轮廓偏移8.5mm，因此轨迹圆角半径为工件圆角半径+偏移量）。六、综合分析题（9分）某零件如图所示（假想图：工件为50mm×50mm×10mm的铝板，中心有一个φ20mm的通孔，周围均匀分布4个φ8mm的盲孔，深度5mm，材料为6061铝合金）。要求：（1）制定加工工艺路线；（2）选择刀具及切削参数；（3）编写中心通孔的钻孔加工程序（设工件坐标系原点在左上角，Z=0为上表面，使用G81固定循环，刀具为φ20mm钻头，起刀点为(30,30,50)，安全高度10mm）。答案：（1）工艺路线：①粗铣上表面（去除氧化层，保证平面度）；②钻中心通孔（φ20mm，一次钻透）；③钻4个φ8mm盲孔（深度5mm）；④去毛刺，清洗。（2）刀具及参数：-面铣刀：φ63mm硬质合金面铣刀，z=6，vc=200m/min（铝合金高速加工），fz=0.15mm/z，ap=0.3mm（粗铣）；-中心通孔钻头：φ20mm高速钢钻头（或硬质合金），vc=120m/min，f=0.2mm/r；-盲孔钻头：φ8mm高速钢钻头，vc=100m/min，f=0.15mm/r。（3）中心通孔加工程序（FANUC系统）：O0001；G