2025年11月数控高级铣工模拟练习题及答案

2025年11月数控高级铣工模拟练习题及答案一、选择题（每题2分，共40分）1.数控铣床的G41/G42是对（）进行补偿。A.刀具的半径B.刀具的长度C.刀具的角度D.刀具的磨损答案：A解析：G41是左刀补，G42是右刀补，它们用于刀具半径补偿，使刀具在加工过程中按照编程轨迹偏移一个刀具半径的距离，以保证加工出符合要求的尺寸。2.下列指令中属于模态指令的是（）。A.G00B.G04C.M03D.M05答案：A解析：模态指令是指一经在一个程序段中指定，便保持有效到以后的程序段中出现同组的另一代码才失效的指令。G00是快速定位指令，属于模态指令；G04是暂停指令，是非模态指令；M03是主轴正转指令，M05是主轴停止指令，它们在当前程序段执行完后就结束，不属于模态指令。3.数控编程时，应首先设定（）。A.机床原点B.固定参考点C.机床坐标系D.工件坐标系答案：D解析：在数控编程中，需要确定工件在机床中的位置，所以应首先设定工件坐标系，这样编程人员可以根据工件的实际情况进行编程，而不必考虑机床的具体位置。机床原点和固定参考点是机床本身的固有位置，机床坐标系是由机床原点确定的，它们是机床的基础坐标系，但在编程时，主要使用的是工件坐标系。4.用立铣刀加工内轮廓时，铣刀半径应（）工件内轮廓最小曲率半径。A.小于B.大于C.等于D.大于或等于答案：A解析：如果铣刀半径大于或等于工件内轮廓最小曲率半径，铣刀在加工到内轮廓的最小曲率处时，会发生过切现象，导致工件加工尺寸不合格。所以铣刀半径应小于工件内轮廓最小曲率半径。5.数控机床的“回零”操作是指回到（）。A.机床原点B.工件原点C.编程原点D.刀具原点答案：A解析：“回零”操作是指使机床的运动部件回到机床原点，机床原点是机床坐标系的原点，是机床制造商在设计机床时确定的一个固定点。工件原点和编程原点是编程人员根据工件的情况设定的，刀具原点与刀具的安装和对刀有关。6.数控系统中，（）指令在加工过程中是模态的。A.G27、G28B.G01、FC.M02D.M03答案：B解析：G01是直线插补指令，F是进给速度指令，它们都是模态指令，一旦指定，在后续程序段中只要不被同组的其他指令取代，就一直有效。G27、G28是返回参考点检查和返回参考点指令，是非模态指令；M02是程序结束指令，M03是主轴正转指令，M02执行后程序结束，M03在当前程序段执行完后，若后续没有重复指定，主轴状态不会保持，它们都不是模态指令。7.刀具长度补偿指令G43、G44、G49是（）。A.G代码B.M代码C.F代码D.S代码答案：A解析：G43是刀具长度正补偿，G44是刀具长度负补偿，G49是取消刀具长度补偿，它们都属于G代码，用于在加工过程中对刀具长度进行补偿，以保证加工的准确性。M代码主要用于控制机床的辅助功能，如主轴的启停、冷却液的开关等；F代码用于指定进给速度；S代码用于指定主轴转速。8.圆弧插补指令G02/G03中，I、J、K表示（）。A.圆弧的起点坐标B.圆弧的终点坐标C.圆弧圆心相对于圆弧起点的增量坐标D.圆弧圆心的绝对坐标答案：C解析：在圆弧插补指令G02（顺时针圆弧插补）和G03（逆时针圆弧插补）中，I、J、K分别表示圆弧圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z轴方向的增量坐标。通过这些参数可以确定圆弧的圆心位置，从而实现圆弧的插补加工。9.数控铣床的基本控制轴数是（）。A.一轴B.二轴C.三轴D.四轴答案：C解析：数控铣床通常具有X、Y、Z三个基本控制轴，通过这三个轴的联动可以实现平面和空间的加工。一轴和二轴的控制无法满足铣床的基本加工需求，四轴及以上的数控铣床是在三轴的基础上增加了旋转轴等其他轴，用于更复杂的加工。10.下列代码中属于非模态代码的是（）。A.G00B.G01C.G04D.G17答案：C解析：G04是暂停指令，它只在当前程序段中有效，属于非模态代码。G00是快速定位指令，G01是直线插补指令，G17是选择XY平面指令，它们都是模态指令，一旦指定，在后续程序段中只要不被同组的其他指令取代，就一直有效。11.数控编程时，通常用F指令表示（）。A.主轴转速B.进给速度C.切削深度D.刀具半径答案：B解析：F指令用于指定刀具的进给速度，单位通常为mm/min或mm/r。主轴转速用S指令表示；切削深度是指刀具切入工件的深度，一般在编程时通过刀具路径和切削参数来间接控制；刀具半径通过刀具半径补偿指令（G41、G42）和刀具参数设置来处理。12.加工中心与数控铣床的主要区别是（）。A.数控系统复杂程度不同B.机床精度不同C.有无自动换刀系统D.主轴转速不同答案：C解析：加工中心与数控铣床的主要区别在于加工中心具有自动换刀系统，它可以在一次装夹工件的情况下，自动更换不同的刀具，完成多种工序的加工，提高了加工效率和精度。而数控铣床一般需要人工换刀，在加工不同工序时需要手动更换刀具。数控系统复杂程度、机床精度和主轴转速等方面虽然也可能存在差异，但不是两者的主要区别。13.在数控编程中，用于设定工件坐标系的指令是（）。A.G50B.G54G59C.G90D.G91答案：B解析：G54G59是用于设定工件坐标系的指令，编程人员可以通过这组指令在机床中设定多个不同的工件坐标系，方便在不同的加工位置或加工要求下进行编程。G50在不同的数控系统中有不同的含义，在有些系统中用于设定坐标系，在有些系统中用于限制主轴最高转速；G90是绝对坐标编程指令，G91是相对坐标编程指令，它们主要用于指定坐标的编程方式，而不是设定工件坐标系。14.刀具半径补偿指令在（）程序段生效。A.指定该指令的B.指定该指令的下一个C.指定该指令的上一个D.任意答案：B解析：刀具半径补偿指令（G41、G42）在指定该指令的下一个程序段生效。当程序执行到指定G41或G42的程序段时，系统只是记住了要进行刀具半径补偿的信息，真正开始进行补偿是从下一个程序段开始的。15.数控铣床加工中，若工件表面出现振纹，可能的原因是（）。A.切削速度过高B.进给速度过低C.刀具磨损D.以上都是答案：D解析：切削速度过高会使刀具与工件之间的切削力不稳定，容易产生振动；进给速度过低可能导致切削过程不连续，也会引起振动；刀具磨损后，刀刃的锋利度下降，切削力增大，同样会使加工过程不稳定，出现振纹。所以以上三种情况都可能导致工件表面出现振纹。16.下列关于G92指令的说法，正确的是（）。A.是设定工件坐标系的指令B.是设定机床坐标系的指令C.是设定刀具长度补偿的指令D.是设定刀具半径补偿的指令答案：A解析：G92是设定工件坐标系的指令，通过该指令可以在编程时根据工件的实际位置和加工要求，设定一个新的工件坐标系。它与机床坐标系的设定无关，刀具长度补偿用G43、G44、G49指令，刀具半径补偿用G41、G42、G40指令。17.数控编程中，M00指令的作用是（）。A.程序结束B.程序暂停C.主轴停止D.冷却液关闭答案：B解析：M00是程序暂停指令，当程序执行到M00时，机床会暂停所有的运动，包括主轴的转动、刀具的进给等，此时可以进行一些手动操作，如测量工件尺寸、检查刀具等。按下循环启动按钮后，程序会继续执行。M02是程序结束指令；M05是主轴停止指令；M09是冷却液关闭指令。18.用数控铣床加工平面轮廓零件时，一般采用（）。A.立铣刀B.球头铣刀C.键槽铣刀D.三面刃铣刀答案：A解析：立铣刀的刀刃分布在圆柱表面和端面上，能够方便地加工平面轮廓，通过不同的走刀路径可以加工出各种形状的平面轮廓。球头铣刀主要用于加工曲面；键槽铣刀主要用于加工键槽；三面刃铣刀一般用于加工台阶面和沟槽等，不太适合加工平面轮廓。19.数控系统中，（）指令可用于设定主轴转速。A.G代码B.M代码C.F代码D.S代码答案：D解析：S代码用于设定主轴转速，例如S1000表示主轴转速为1000r/min。G代码主要用于控制机床的运动轨迹和加工方式；M代码用于控制机床的辅助功能，如主轴的启停、冷却液的开关等；F代码用于指定进给速度。20.加工精度高、（）、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高等是数控机床加工的特点。A.加工轮廓简单、生产批量又特别大的零件B.对加工对象的适应性强C.装夹困难或必须依靠人工找正、定位才能保证其加工精度的单件零件D.适于加工余量特别大、材质及余量都不均匀的坯件答案：B解析：数控机床的特点之一是对加工对象的适应性强，它可以通过修改加工程序来适应不同形状、尺寸和精度要求的零件加工，而不需要对机床进行大量的调整和改造。选项A中加工轮廓简单、生产批量大的零件，普通机床可能更具成本优势；选项C中装夹困难或依靠人工找正定位的单件零件，数控机床在这方面并没有明显优势；选项D中余量特别大、材质及余量不均匀的坯件，可能需要先进行粗加工去除大部分余量，数控机床更适合进行高精度的精加工。二、判断题（每题1分，共20分）1.数控铣床编程时，G00指令可以使刀具快速移动到目标位置，其移动速度由F指令决定。（×）解析：G00指令是快速定位指令，其移动速度是由机床参数预先设定的，与F指令指定的进给速度无关。F指令主要用于G01（直线插补）、G02（顺时针圆弧插补）、G03（逆时针圆弧插补）等指令中指定刀具的进给速度。2.刀具半径补偿的建立和取消可以在圆弧插补程序段中进行。（×）解析：刀具半径补偿的建立和取消必须在G00或G01直线插补程序段中进行，不能在圆弧插补程序段中进行。如果在圆弧插补程序段中建立或取消刀具半径补偿，可能会导致刀具运动轨迹异常，出现过切或欠切等问题。3.数控编程中，G90表示绝对坐标编程，G91表示相对坐标编程。（√）解析：G90是绝对坐标编程指令，在这种编程方式下，程序中的坐标值是相对于工件坐标系原点的绝对坐标值；G91是相对坐标编程指令，程序中的坐标值是相对于前一个位置的增量坐标值。4.机床原点是机床坐标系的原点，它是固定不变的，而工件原点是编程人员根据工件的情况设定的，是可以变化的。（√）解析：机床原点是机床制造商在设计机床时确定的一个固定点，是机床坐标系的基准点，其位置是固定不变的。工件原点是编程人员为了方便编程和加工，根据工件的实际情况在机床中设定的一个参考点，不同的工件或不同的加工要求可能会设定不同的工件原点，所以它是可以变化的。5.加工中心在加工过程中，自动换刀时必须先将主轴停止。（√）解析：在加工中心进行自动换刀时，为了保证换刀的安全和准确性，必须先将主轴停止。如果主轴在旋转状态下进行换刀，可能会导致刀具碰撞、损坏刀具或机床，甚至危及操作人员的安全。6.数控系统中，M03表示主轴反转，M04表示主轴正转。（×）解析：在数控系统中，M03表示主轴正转，M04表示主轴反转。这是数控编程中的标准规定，用于控制主轴的旋转方向。7.刀具长度补偿指令G43是刀具长度正补偿，G44是刀具长度负补偿，G49是取消刀具长度补偿。（√）解析：G43指令使刀具在Z轴方向上向正方向补偿刀具长度，G44指令使刀具在Z轴方向上向负方向补偿刀具长度，G49指令用于取消刀具长度补偿，使刀具回到原始的Z轴位置。8.用立铣刀加工平面时，应选择刀具的直径大于平面的宽度。（×）解析：用立铣刀加工平面时，刀具直径的选择要根据平面的宽度、加工效率、加工精度等因素综合考虑。一般情况下，刀具直径不宜过大或过小，刀具直径过大可能会导致加工时切削力不均匀，产生振动，影响加工质量；刀具直径过小则会降低加工效率。并不是一定要选择刀具直径大于平面的宽度。9.数控编程时，程序段的顺序号必须按照1、2、3……的顺序依次排列。（×）解析：程序段的顺序号在数控编程中并不是必须按照1、2、3……的顺序依次排列，顺序号主要用于程序的编辑、调试和查找，其编号可以根据编程人员的习惯和需要进行设定，也可以不使用顺序号。在现代数控系统中，很多情况下可以不依赖顺序号来执行程序。10.加工中心的自动换刀装置只能换同类型的刀具。（×）解析：加工中心的自动换刀装置可以更换不同类型的刀具，它可以在一次装夹工件的情况下，根据加工程序的要求，自动更换不同形状、尺寸和用途的刀具，完成多种工序的加工，如铣削、钻孔、镗孔等。11.数控铣床的进给速度F可以是每分钟进给量（mm/min），也可以是每转进给量（mm/r）。（√）解析：在数控铣床中，进给速度F可以通过G94指令指定为每分钟进给量（mm/min），也可以通过G95指令指定为每转进给量（mm/r）。不同的进给方式适用于不同的加工情况和加工要求。12.圆弧插补指令G02/G03中，R表示圆弧半径，当圆弧圆心角小于180°时，R取正值；当圆弧圆心角大于180°时，R取负值。（√）解析：在圆弧插补指令G02（顺时针圆弧插补）和G03（逆时针圆弧插补）中，R用于指定圆弧半径。当圆弧圆心角小于180°时，R取正值；当圆弧圆心角大于180°时，R取负值；当圆弧圆心角等于180°时，R的正负均可。13.数控机床的精度主要取决于机床的机械结构和数控系统的性能。（√）解析：数控机床的精度包括几何精度、运动精度、加工精度等多个方面，它主要取决于机床的机械结构设计和制造精度，以及数控系统的控制精度和性能。机械结构的稳定性、传动部件的精度等会影响机床的运动精度；数控系统的插补算法、伺服控制精度等会影响加工精度。14.数控编程中，G04指令可以使机床暂停一段时间，暂停时间由P或X后面的数值决定。（√）解析：G04是暂停指令，在编程中可以使用G04Pxxxx或G04Xxxxx来指定暂停时间，其中P后面的数值单位为毫秒（ms），X后面的数值单位为秒（s）。例如G04P2000表示暂停2000ms（即2s），G04X2.0也表示暂停2s。15.加工中心的刀库容量越大，加工效率就越高。（×）解析：加工中心的刀库容量大小与加工效率并没有直接的必然联系。刀库容量大可以存放更多的刀具，在一定程度上可以减少换刀次数，但如果刀库管理不善、刀具选择不合理或加工程序安排不当，即使刀库容量大，也不一定能提高加工效率。而且刀库容量过大还可能会增加机床的成本和占地面积。加工效率还受到机床的切削速度、进给速度、换刀速度、加工工艺等多种因素的影响。16.刀具半径补偿可以在任意平面内进行，只要在编程时选择相应的平面指令（G17、G18、G19）即可。（√）解析：G17选择XY平面，G18选择XZ平面，G19选择YZ平面，在进行刀具半径补偿时，可以根据加工的平面需求，通过这些平面选择指令来指定补偿所在的平面，从而在相应的平面内实现刀具半径补偿。17.数控系统中，M05指令执行后，主轴停止转动，但冷却液可能仍然开启。（√）解析：M05指令的作用是使主轴停止转动，它只控制主轴的运动状态，而冷却液的开关是由M08（冷却液开启）和M09（冷却液关闭）等M代码控制的，所以M05指令执行后，冷却液可能仍然开启，需要通过M09指令来关闭冷却液。18.用数控铣床加工零件时，为了提高加工效率，应尽量采用大的切削深度和进给速度。（×）解析：在数控铣床加工零件时，切削深度和进给速度的选择要根据工件材料、刀具材料、机床性能和加工精度等因素综合考虑。虽然增大切削深度和进给速度可以在一定程度上提高加工效率，但如果切削深度和进给速度过大，会导致切削力增大，产生振动，影响加工精度和表面质量，甚至可能损坏刀具和机床。所以不能一味地为了提高加工效率而采用过大的切削深度和进给速度。19.数控编程时，子程序可以嵌套使用，嵌套层数没有限制。（×）解析：在数控编程中，子程序可以嵌套使用，但嵌套层数是有限制的，不同的数控系统对嵌套层数的限制不同。这是因为嵌套层数过多会增加数控系统的内存负担和处理时间，可能导致系统运行不稳定或出现错误。20.加工中心与数控铣床一样，只能进行铣削加工。（×）解析：加工中心与数控铣床不同，加工中心除了可以进行铣削加工外，还可以进行钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等多种加工工序，这是因为加工中心具有自动换刀系统，可以自动更换不同的刀具，完成多种加工任务。而数控铣床一般需要人工换刀，功能相对单一，主要以铣削加工为主。三、简答题（每题10分，共20分）1.简述数控编程的一般步骤。答：数控编程的一般步骤如下：（1）分析零件图样：首先要对零件的形状、尺寸、精度、材料、热处理等技术要求进行详细分析，确定加工方案和加工工艺。（2）确定工艺过程：根据零件的加工要求和机床的性能，确定加工顺序、装夹方式、刀具选择、切削用量等工艺参数。例如，确定是先粗加工还是先精加工，采用何种夹具装夹工件，选择合适的刀具类型和规格，以及确定合理的切削速度、进给速度和切削深度等。（3）数值计算：根据零件的几何形状和加工路径，计算出刀具运动轨迹的坐标值。对于简单的零件，可能只需要进行一些基本的几何计算；对于复杂的零件，可能需要使用数学软件或编程进行计算。例如，计算圆弧的圆心坐标、起点坐标、终点坐标等。（4）编写加工程序单：根据计算得到的坐标值和确定的工艺参数，按照数控系统规定的编程格式和代码，编写加工程序单。程序单中应包含程序号、程序段号、G代码、M代码、F代码、S代码等指令，以及刀具运动的坐标值。（5）程序校验与首件试切：将编写好的加工程序输入到数控系统中，通过机床的模拟运行功能对程序进行校验，检查程序的语法错误和刀具运动轨迹是否正确。然后进行首件试切，通过实际加工一个零件，检查零件的加工精度和表面质量是否符合要求。如果发现问题，及时修改程序和调整工艺参数。2.什么是刀具半径补偿？其作用是什么？答：刀具半径补偿是指数控系统在进行轮廓加工时，将刀具中心轨迹自动地偏离零件轮廓一个刀具半径值，使刀具中心按补偿后的轨迹运动，从而加工出符合要求的零件轮廓的一种功能。其作用主要有以下几点：（1）简化编程：在编程时，只需按零件的实际轮廓尺寸进行编程，而不需要考虑刀具的半径大小，大大简化了编程的工作量。例如，对于一个圆形轮廓的零件，编程时只需要按照圆形的实际尺寸编写程序，而不需要考虑刀具半径对加工轨迹的影响。（2）提高加工精度：由于刀具在使用过程中会逐渐磨损，刀具半径会发生变化。通过刀具半径补偿功能，可以在不改变加工程序的情况下，通过修改刀具半径补偿值来补偿刀具的磨损，保证加工零件的尺寸精度。（3）方便刀具更换：在加工过程中，如果需要更换不同半径的刀具，只需要修改刀具半径补偿值，而不需要重新编写加工程序，提高了加工的灵活性和效率。例如，当原来使用的刀具损坏或磨损严重时，更换一把新的刀具，只需在数控系统中修改该刀具的半径补偿值，就可以继续进行加工。（4）实现粗、精加工：在粗加工时，可以将刀具半径补偿值设置得稍大一些，使刀具多切除一些余量；在精加工时，将刀具半径补偿值设置为实际刀具半径，进行精确加工。这样可以在不改变加工程序的情况下，实现粗、精加工的不同要求。四、编程题（每题20分，共20分）如图所示零件，轮廓为一个边长为50mm的正方形，厚度为10mm，材料为铝合金。要求使用数控铣床进行加工，刀具选用φ10mm的立铣刀，采用G54工件坐标系，坐标系原点位于正方形左下角顶点。编写该零件的粗、精加工数控加工程序。粗加工数控加工程序：```O0001;G90G54G21G40G49G80;//绝对坐标编程，选择G54工件坐标系，公制单位，取消刀具半径补偿、刀具长度补偿和固定循环M03S800;//主轴正转，转速800r/minG00X10Y10;//快速定位到起刀点Z50;//快速定位到安全高度Z5;//快速下降到接近工件表面G01Z5F100;//直线插补下降到切削深度，进给速度100mm/minG42D01