(2025年)数控高级车工理论试题(含答案)

(2025年)数控高级车工理论试题(含答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.数控车床加工中，G71指令用于（）A.外圆粗车循环B.端面粗车循环C.螺纹切削循环D.深孔钻削循环答案：A2.加工硬度为HRC55的淬火钢轴类零件，优先选用的刀具材料是（）A.YT15B.YG8C.立方氮化硼（CBN）D.高速钢答案：C3.数控系统中，刀具半径补偿指令G41/G42的作用是（）A.补偿刀具长度误差B.补偿刀具半径引起的轮廓偏差C.调整切削速度D.控制主轴转向答案：B4.车削加工中，切削三要素对刀具寿命影响最大的是（）A.背吃刀量（ap）B.进给量（f）C.切削速度（vc）D.三者影响相同答案：C5.某零件图纸标注圆柱度公差为0.015mm，实际测量得到截面最大直径与最小直径差为0.02mm，该零件（）A.合格B.不合格C.需重新测量D.无法判断答案：B（圆柱度公差控制整个圆柱面的形状误差，直径差不能直接等同圆柱度）6.数控车床回参考点的目的是（）A.建立工件坐标系B.建立机床坐标系C.确定刀具初始位置D.校准伺服电机编码器答案：B7.加工右旋螺纹时，若主轴正转（顺时针），则螺纹刀的进给方向应为（）A.从右向左B.从左向右C.从上向下D.从下向上答案：A（右旋螺纹进给方向与主轴旋转方向配合形成螺旋升角）8.宏程序中，1=2+3SIN[4]表示的运算顺序是（）A.先乘后加再正弦B.先正弦后乘再加C.先加后乘再正弦D.先乘后正弦再加答案：B（三角函数优先于乘除，乘除优先于加减）9.数控车床伺服系统采用闭环控制时，位置检测元件安装在（）A.电机轴端B.滚珠丝杠端部C.工作台上D.主轴箱答案：C（闭环系统直接检测工作台实际位置）10.车削薄壁零件时，为防止变形，应优先采用（）A.大背吃刀量、高转速B.小背吃刀量、低转速C.大进给量、低转速D.小背吃刀量、高转速答案：D（减少切削力，利用高转速降低切削温度）11.数控系统参数丢失后，最合理的处理措施是（）A.重新输入默认参数B.使用备份参数恢复C.调整伺服增益D.更换控制电路板答案：B（专业维护中应优先使用备份数据恢复）12.加工中心孔时，若钻头轴线与工件旋转中心偏移，会导致（）A.孔径尺寸超差B.孔轴线偏斜C.孔表面粗糙度差D.钻头折断答案：B（偏移会导致孔中心线偏离理想位置）13.车削钛合金材料时，切削液应选用（）A.乳化液B.极压切削油C.水基冷却液D.不用切削液答案：B（钛合金加工需高润滑性，极压油可减少粘刀）14.某程序段为G01X50.0Z-30.0F0.2，其中F0.2的单位是（）A.mm/rB.mm/minC.r/minD.m/min答案：A（数控车床进给量F默认单位为mm/r，铣床为mm/min）15.检测数控车床定位精度时，通常使用的仪器是（）A.千分尺B.激光干涉仪C.水平仪D.三坐标测量机答案：B（激光干涉仪可高精度测量位移误差）16.车削多线螺纹时，分线误差主要影响螺纹的（）A.螺距精度B.牙型角C.中径尺寸D.表面粗糙度答案：A（分线不准会导致各线螺距不一致）17.宏程序中，变量100属于（）A.局部变量B.公共变量C.系统变量D.空变量答案：C（系统变量通常以100以上编号，存储机床状态信息）18.数控车床主轴轴承预紧的主要目的是（）A.提高旋转精度B.降低噪声C.减少发热D.增加润滑效果答案：A（预紧可消除轴承间隙，提高刚度和精度）19.加工圆弧面时，若刀具半径补偿值输入错误（偏大），则实际加工的圆弧半径会（）A.偏大B.偏小C.不变D.随机变化答案：B（补偿值偏大相当于刀具中心轨迹向工件中心偏移，导致加工半径减小）20.车削细长轴时，为减少弯曲变形，应采用（）A.一夹一顶装夹B.两顶尖装夹C.卡盘直接装夹D.心轴装夹答案：A（一夹一顶可通过顶尖轴向定位，减少径向切削力引起的弯曲）二、判断题（每题1分，共15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.刀具磨损后，只需调整刀具补偿值即可继续加工，无需更换刀具。（）答案：×（严重磨损会导致尺寸超差和表面质量下降，需及时更换）3.数控车床的工件坐标系可通过G50或G54~G59指令设定。（）答案：√4.车削圆锥面时，锥度误差主要由刀具对刀误差引起。（）答案：×（还包括车床尾座偏移量计算错误、编程参数错误等）5.宏程序中的WHILE循环必须配合DO~END使用。（）答案：√（FANUC系统中WHILE[条件]DOm...ENDm为标准结构）6.切削温度越高，刀具寿命越长。（）答案：×（温度过高会加速刀具磨损，降低寿命）7.闭环伺服系统的精度高于半闭环系统。（）答案：√（闭环直接检测工作台位置，误差补偿更彻底）8.加工右旋螺纹时，主轴反转（逆时针）会导致螺纹旋向改变。（）答案：×（螺纹旋向由刀具进给方向与主轴旋转方向共同决定，仅改变主轴转向需同步调整进给方向）9.表面粗糙度Ra值越小，表面越光滑。（）答案：√10.数控车床的重复定位精度是指多次定位到同一点的误差范围。（）答案：√11.车削不锈钢时，应选用较小的进给量和较大的切削速度。（）答案：×（不锈钢粘性大，应降低切削速度，增大进给量以减少积屑瘤）12.刀具半径补偿仅在G01、G02、G03指令中有效，G00时无效。（）答案：√（G00快速移动时补偿可能导致过切）13.深孔加工时，应采用断屑措施并增加退刀排屑次数。（）答案：√14.数控系统的PMC（可编程序控制器）主要用于控制主轴、冷却、润滑等辅助功能。（）答案：√15.车削淬硬钢时，可采用陶瓷刀具并选择较大的背吃刀量。（）答案：×（陶瓷刀具脆性大，应采用小背吃刀量、小进给量）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述数控车床加工复杂曲面（如S形轮廓）的工艺步骤。答案：①零件工艺分析：确定曲面类型（如椭圆、样条曲线）、材料（如45钢）、精度要求（如Ra0.8μm）；②刀具选择：选用圆弧半径小于曲面最小曲率半径的球头刀或圆头车刀，材料为硬质合金或涂层刀具；③编程准备：通过CAD/CAM软件（如Mastercam）提供刀路轨迹，或手动编写宏程序（如利用三角函数计算各点坐标）；④装夹方案：采用一夹一顶或专用夹具，确保工件刚性；⑤切削参数设定：低转速（如500r/min）、小进给量（如0.05mm/r）、小背吃刀量（如0.1mm）；⑥试切验证：首件加工后用三坐标测量机检测曲面轮廓度，调整刀具补偿值；⑦批量加工：定期检查刀具磨损，及时更新补偿。2.影响数控车削加工精度的主要因素有哪些？如何控制？答案：主要因素：①机床精度：包括导轨直线度、主轴回转精度、滚珠丝杠螺距误差；②刀具因素：刀具磨损、刀尖圆弧半径误差、装刀高度偏差；③编程误差：插补误差（如直线插补代替圆弧）、刀具补偿计算错误；④热变形：主轴、丝杠因切削热产生的伸长或弯曲；⑤工件装夹：夹紧力过大导致变形，或定位基准不重合。控制方法：①定期检测机床精度（如用激光干涉仪校准丝杠），调整反向间隙补偿参数；②采用涂层刀具或CBN刀具，设置刀具磨损补偿（如每加工50件增加0.01mm补偿值）；③优化编程策略（如用圆弧插补代替直线插补，减小步长）；④增加冷却措施（如使用油冷机控制主轴温度），预留热变形补偿量；⑤采用弹性夹头或专用夹具，减小夹紧变形，确保定位基准与设计基准一致。3.简述宏程序在变螺距螺纹加工中的应用步骤。答案：①分析螺纹参数：确定初始螺距P0、螺距变化率（如每转增加ΔP）、螺纹长度L；②定义变量：1=当前螺距（初始值P0），2=当前Z坐标（初始值Z0），3=终点Z坐标（Z0-L）；③编写循环结构：使用WHILE循环，当2≥3时执行车削；④计算每次切削的Z轴移动量：Z=Z0-∑（1×导程）；⑤调用螺纹切削指令（如G92），每次循环后更新1=1+ΔP（注意ΔP符号，增螺距为正，减螺距为负）；⑥处理退刀：完成单刀切削后，X轴回退，Z轴快速返回起始点；⑦控制切削深度：采用分层切削（如第一次切深0.3mm，后续递减0.1mm），避免扎刀。4.车削过程中刀具磨损的主要形式有哪些？如何判断刀具需要更换？答案：主要形式：①前刀面磨损（craterwear）：切削温度高时，切屑与前刀面摩擦导致月牙洼；②后刀面磨损（flankwear）：刀具后刀面与已加工表面摩擦形成的磨损带；③边界磨损（notchwear）：主副切削刃交界处因应力集中产生的磨损；④崩刃：脆性材料（如陶瓷刀具）在冲击载荷下发生的刃口碎裂。判断方法：①测量后刀面磨损带宽度VB，超过0.3mm（硬质合金刀具）或0.1mm（陶瓷刀具）时需更换；②观察加工表面粗糙度，若Ra值突然增大（如从0.8μm升至3.2μm），可能是刀具磨损；③监听切削声音，磨损严重时会出现刺耳尖叫；④检测工件尺寸，连续3件同一位置尺寸超差（如外圆直径逐渐减小），可能是刀具磨损导致。5.数控车床伺服系统常见故障现象及排查方法。答案：常见故障：①进给轴抖动：表现为加工表面有振纹，电机电流异常；排查：检查编码器连接是否松动，伺服增益参数是否过高（降低增益），机械部分是否有间隙（调整丝杠螺母预紧力）。②定位超差：工件尺寸忽大忽小；排查：检测丝杠螺距误差（用激光干涉仪），调整螺距补偿参数；检查伺服电机与丝杠的联轴节是否松动。③伺服报警（如410号报警：X轴位置偏差过大）；排查：检查切削负载是否过大（减小背吃刀量），机械传动是否卡滞（手动盘车测试阻力），伺服驱动器输出电压是否正常（用万用表测量）。④电机过热：电机表面温度超过60℃；排查：检查润滑是否良好（丝杠导轨缺油），伺服参数中电流限制是否过小（需重新设定），电机冷却风扇是否损坏。四、综合题（共15分）如图所示为某轴类零件（材料40Cr，调质处理HRC28~32），要求在FANUC0i-TC系统数控车床上加工。（零件图关键参数：总长120mm，左端φ50mm×20mm（外圆），中间φ40mm×50mm（外圆，表面粗糙度Ra1.6μm），右端M30×2-6g螺纹（有效长度30mm），右端有R5mm圆弧过渡；φ40mm外圆处有0.02mm圆柱度要求，M30螺纹中径公差0.1mm，大径φ29.8mm±0.05mm）1.制定加工工艺路线（5分）。答案：①粗车左端：三爪卡盘夹持右端（留10mm夹持长度），粗车φ50mm外圆（背吃刀量2mm），粗车φ40mm外圆（背吃刀量1.5mm），留0.5mm精车余量；②粗车右端：掉头夹持左端φ50mm外圆（用软爪保护），粗车右端外圆至φ32mm（为螺纹预留2mm加工余量），粗车R5mm圆弧（留0.3mm余量）；③精车左端：以左端φ50mm外圆为定位基准，精车φ40mm外圆（背吃刀量0.2mm，进给量0.08mm/r，转速800r/min），保证圆柱度0.02mm和Ra1.6μm；④车螺纹：使用60°螺纹车刀，分4次切削（切深依次0.8mm、0.6mm、0.4mm、0.1mm），加工M30×2-6g螺纹（大径控制在29.8±0.05mm，中径通过螺纹千分尺检测）；⑤精车右端圆弧：用R5mm成型车刀，精车过渡圆弧（转速1000r/min，进给量0.05mm/r），保证轮廓精度；⑥去毛刺、检测：用三坐标测量机检测φ40mm圆柱度，用螺纹量规检测中径和旋合性。2.编写精车φ40mm外圆及左端φ50mm外圆的加工程序（要求包含刀具补偿、切削参数，程序段号连续）（10分）。答案：（假设工件坐标系原点在左端端面中心，T01为90°外圆精车刀，刀补号01）O0001；T0101；（换1号刀，调用01号刀补）M03S800；（主轴正转，800r/min）G00X52.0Z2.0；（快速定位至起刀点）G01Z0F0.08；（接近工件端面）X50.0；（车削左端φ50mm外圆端面）Z-20.0；（车削φ50mm外圆，长度20mm）X42.