2025年数控铣考试题及答案

2025年数控铣考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.数控铣床编程中，G54指令的功能是（）。A.设定工件坐标系1B.快速定位C.直线插补D.圆弧插补答案：A2.加工中心执行换刀操作时，需确保主轴处于（）状态。A.正转B.停止C.反转D.任意转速答案：B3.下列G代码中，属于模态指令的是（）。A.G04B.G01C.G92D.G43答案：B（注：模态指令指持续有效，直到被同组指令替换，G01属于直线插补模态组）4.用φ12mm立铣刀加工内轮廓时，若实际刀具直径为φ11.9mm，为保证尺寸精度，应将刀具半径补偿值设置为（）。A.6mmB.5.95mmC.11.9mmD.12mm答案：B（补偿值=实际半径=11.9/2=5.95mm）5.数控铣床开机后需进行回参考点操作，其目的是（）。A.清除系统报警B.建立机床坐标系C.检查主轴润滑D.预热伺服电机答案：B6.加工表面粗糙度要求Ra1.6μm时，合理的精加工切削速度应（）。A.低于粗加工B.高于粗加工C.与粗加工相同D.无明确要求答案：B（精加工需较高速度降低表面粗糙度）7.下列指令中，用于刀具长度正补偿的是（）。A.G40B.G41C.G43D.G49答案：C8.程序段“G02X50Y30R20F100”中，R20表示（）。A.圆弧半径20mm（圆心角≤180°）B.圆弧半径20mm（圆心角≥180°）C.圆心X向坐标D.圆心Y向坐标答案：A（R为正值时表示圆心角≤180°的圆弧）9.数控铣床加工中，当工件材料为铝合金时，优先选用的刀具材料是（）。A.硬质合金B.高速钢C.陶瓷D.立方氮化硼答案：A（铝合金粘性大，硬质合金刀具耐磨性更好）10.程序校验时，若发现刀具路径与图纸不符，最可能的原因是（）。A.切削液不足B.刀具半径补偿方向错误C.主轴转速过高D.工件装夹松动答案：B11.加工中心自动换刀（ATC）的动作顺序通常为（）。A.主轴松刀→刀库选刀→机械手换刀→主轴紧刀B.刀库选刀→主轴松刀→机械手换刀→主轴紧刀C.主轴松刀→机械手换刀→刀库选刀→主轴紧刀D.刀库选刀→机械手换刀→主轴松刀→主轴紧刀答案：B12.编制外轮廓铣削程序时，若刀具半径补偿指令为G42，则刀具应沿（）方向进给。A.工件左侧B.工件右侧C.任意方向D.垂直于轮廓答案：B（G42为右补偿，刀具在工件右侧）13.数控系统中，M03指令的含义是（）。A.主轴正转B.主轴反转C.冷却液开D.程序暂停答案：A14.加工深5mm、宽10mm的封闭矩形槽，合理的加工方式是（）。A.一次垂直下刀铣削B.分层铣削（每层切深2mm）C.先钻孔再扩槽D.用键槽铣刀直接铣削答案：B（垂直下刀易断刀，分层更安全）15.下列参数中，不属于数控铣床手动数据输入（MDI）模式可设置的是（）。A.刀具补偿值B.工件坐标系偏移量C.程序段单步执行D.主轴最高转速限制答案：D（主轴最高转速通常为机床参数，需通过系统设置界面修改）二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.G00指令的移动速度由F代码指定。（）答案：×（G00为快速定位，速度由系统参数设定，与F无关）2.数控铣床加工前，需通过对刀操作确定工件坐标系与机床坐标系的偏移量。（）答案：√3.刀具半径补偿仅在G01或G02/G03指令中有效，G00时无效。（）答案：√4.加工中心的刀柄必须与主轴锥孔规格匹配（如BT40刀柄配BT40主轴）。（）答案：√5.程序中的M00指令会使机床暂停，需手动按循环启动键继续。（）答案：√6.用立铣刀加工平面时，应尽量使用刀具端面的中心刃切削，以提高效率。（）答案：×（立铣刀中心刃无切削能力，需侧刃切削）7.数控系统的“空运行”功能可用于检验程序轨迹，但实际加工时需关闭。（）答案：√8.工件装夹时，夹紧力越大越好，可防止加工中松动。（）答案：×（夹紧力过大会导致工件变形）9.圆弧插补时，I、J、K表示圆心相对于圆弧起点的增量坐标。（）答案：√10.加工钛合金时，为避免刀具磨损，应采用较低的切削速度和较小的进给量。（）答案：√（钛合金导热性差，高温易粘刀，需低参数）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述数控铣床刀具半径补偿的作用及使用时的注意事项。答案：作用：通过设置刀具半径补偿值，使程序编写时无需考虑实际刀具半径，直接按工件轮廓编程；可通过调整补偿值补偿刀具磨损或试切后的尺寸误差。注意事项：①补偿启动与取消需在切入/切出段完成，避免在轮廓切削段操作；②补偿方向（G41/G42）需根据刀具与工件相对位置正确选择；③刀具半径补偿值需输入实际刀具半径，否则会导致过切或欠切；④当刀具半径大于内轮廓拐角半径时，会出现过切，需修改程序或调整刀具。2.说明G90（绝对坐标编程）与G91（增量坐标编程）的区别，并举例说明各自适用场景。答案：区别：G90编程时，所有坐标值均以程序原点（工件零点）为基准；G91编程时，坐标值以当前点为基准（相对于前一点的增量）。适用场景：G90适用于轮廓尺寸明确、位置精度要求高的加工（如矩形外轮廓），编程直观；G91适用于连续加工多个相同间距的特征（如多孔均布、连续台阶），减少坐标计算量。例如：加工一条从（10,10）到（30,30）的直线，G90程序为“G01X30Y30F100”；G91程序为“G01X20Y20F100”（当前点为起点）。3.加工中心换刀时，若出现“刀库无法定位”报警，可能的原因有哪些？答案：可能原因：①刀库编码器故障（定位信号丢失）；②刀库传动齿轮或链条松动（位置偏移）；③刀库计数开关（如接近开关）损坏或位置偏移（无法检测刀位）；④系统参数中刀库数量或位置参数设置错误；⑤刀库电机过载（如卡刀导致电机无法转动）；⑥电气线路接触不良（信号传输中断）。4.编写数控铣削程序时，为什么需要设置安全高度？如何确定安全高度？答案：安全高度是刀具在非切削状态下移动的最低高度，用于避免刀具与工件、夹具碰撞。设置原因：在快速移动（G00）或换刀时，刀具需在安全高度以上移动，确保与工件保持足够间隙；加工不同区域时，刀具抬升至安全高度可避免与未加工部分干涉。确定方法：安全高度=工件最高表面高度+（5~10mm）（普通加工）或+（15~20mm）（重型加工或夹具较高时），具体需根据工件形状、夹具高度及机床行程调整。5.简述粗加工与精加工的切削参数选择原则，并说明原因。答案：粗加工参数：高背吃刀量（ap）、大进给量（f）、中等切削速度（vc）。原因：粗加工目标是去除大部分余量，需提高材料去除率（MRR=ap×f×vc），大ap和f可减少走刀次数，但vc过高会导致刀具磨损加剧，故取中等值。精加工参数：小ap（0.1~0.5mm）、小f（0.05~0.2mm/z）、高vc。原因：精加工目标是保证尺寸精度和表面质量，小ap和f可减少切削力和残留高度（Ra≈f²/(8r)，r为刀尖半径），高vc可降低切削温度，使切屑更易排出，同时减少积屑瘤形成，提高表面光洁度。四、编程题（共20分）如图1所示（注：假设图中为一矩形外轮廓，左下角为工件原点，轮廓尺寸：长80mm、宽60mm，左上角倒R10mm圆弧，右下角倒R5mm圆弧，其余直角；刀具为φ10mm立铣刀，要求使用G42刀具半径补偿，从（-20,-20）起刀，沿顺时针方向加工，写出完整加工程序（O代码）。答案：O0001；G90G54G40G49G80G17；（初始化：绝对坐标、工件坐标系1、取消补偿、取消固定循环、XY平面）G00X-20Y-20S800M03；（快速定位到起刀点，主轴正转800r/min）G43H01Z50；（刀具长度正补偿，H01为长度补偿号，抬升至Z50安全高度）Z5；（下刀至Z5（距工件上表面5mm））G01Z-5F150；（以150mm/min进给至切削深度Z-5）G42D01X0Y-10F100；（右补偿启动，D01为半径补偿值（5mm），切入至（0,-10）（轮廓右侧））Y50；（沿Y轴加工右侧直线至（0,50））G02X10Y60R10；（加工左上角R10圆弧（圆心（10,60），半径10））X80；（沿X轴加工上侧直线至（80,60））G03X90Y50R5；（加工右下角R5圆弧（圆心（90,50），半径5））Y-10；（沿Y轴加工左侧直线至（90,-10））G01X0；（沿X轴加工下侧直线至（0,-10）（与切入点闭合））G40G01X-20Y-20；（取消刀具补偿，返回起刀点）G00Z50M05；（抬刀至安全高度，主轴停）M30；（程序结束并复位）五、综合应用题（共10分）某零件需在数控铣床上加工，材料为45钢（硬度220HB），零件结构包括：底面（需铣平，表面粗糙度Ra3.2μm）、顶部台阶（长100mm、宽80mm、高10mm）、中心通孔（φ20mm，深25mm）。要求：①制定加工工艺路线；②选择刀具（至少3种）；③确定粗、精加工切削参数（主轴转速n、进给速度f、背吃刀量ap）。答案：①加工工艺路线：1）工件装夹：采用平口虎钳装夹，底面朝上，找正平行度；2）粗铣底面：去除毛坯余量（假设余量3mm），留0.5mm精加工；3）精铣底面：保证尺寸和Ra3.2μm；4）粗铣顶部台阶：分层铣削（每层ap=2mm），留0.3mm精加工；5）精铣顶部台阶：保证尺寸精度；6）钻中心通孔底孔（φ18mm）：避免立铣刀直接钻削；7）扩通孔至φ20mm：保证孔径精度；8）去毛刺，检验。②刀具选择：-粗铣底面：φ50mm硬质合金面铣刀（齿数4，提高效率）；-精铣底面：φ50mm硬质合金面铣刀（涂层，提高表面质量）；-铣台阶：φ20mm立铣刀（硬质合金，侧刃加工）；-钻底孔：φ18mm高速钢麻花钻；-扩孔：φ20mm硬质合金扩孔钻。③切削参数（以45钢为例）：-粗铣底面：n=600r/min（vc=πDn/1000≈94m/min），f=fz×z×n=0.15mm/z×4×600=360mm/min，ap=2.5mm（余量3mm，留0.5mm）；-精铣底面：n=1000r/min（vc≈157m/min），f=0.1mm/z×4×1000=400mm/min，ap=0.5mm；-粗铣台阶：n=800r/min（vc=π×20×800/1000≈50m/min），f=0.0