数控铣工中级理论知识考核试题及答案

数控铣工中级理论知识考核试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.数控铣床坐标系中，通常规定（）为刀具相对于工件的运动方向。A.工件静止，刀具移动B.刀具静止，工件移动C.两者同时移动D.视机床类型而定答案：A2.下列G代码中，属于模态指令的是（）。A.G04（暂停）B.G01（直线插补）C.G40（刀具半径补偿取消）D.G92（工件坐标系设定）答案：B（模态指令指持续有效，直到被同组指令替换）3.数控铣床加工时，若刀具半径补偿值设置为R5，而实际刀具半径为R6，加工后工件尺寸会（）。A.比编程尺寸大1mmB.比编程尺寸小1mmC.与编程尺寸一致D.无法判断答案：B（补偿值小于实际半径，刀具中心轨迹向工件内侧偏移，导致加工尺寸偏小）4.加工中心自动换刀时，主轴准停的作用是（）。A.保证刀具安装角度正确B.减少换刀时间C.提高主轴转速D.降低能耗答案：A（主轴准停使刀具键槽与刀柄定位键对齐，确保换刀后刀具角度一致）5.下列刀具材料中，适合加工高温合金的是（）。A.高速钢B.硬质合金C.陶瓷刀具D.立方氮化硼（CBN）答案：D（CBN硬度高、耐热性好，适合加工高硬度难切削材料）6.数控铣床的“回零操作”是指（）。A.回到机床参考点B.回到工件坐标系原点C.回到程序起点D.回到刀具初始位置答案：A（机床参考点是机床上固定的基准点，回零操作用于建立机床坐标系）7.编程时，若工件坐标系原点设置在工件上表面中心，Z轴对刀时，刀具接触工件上表面后，输入的偏置值应为（）。（假设刀具长度补偿使用G43）A.0B.刀具半径值C.刀具长度值D.工件上表面到机床参考点的Z向距离答案：C（G43为刀具长度正补偿，偏置值为刀具长度，使Z轴实际位置为编程值+偏置值）8.加工圆弧轮廓时，若编程时采用I、J、K表示圆心相对于起点的坐标，I、J、K的符号由（）决定。A.圆心相对于起点的位置B.圆弧的旋转方向C.工件坐标系的方向D.机床坐标系的方向答案：A（I、J、K分别对应X、Y、Z轴方向，符号由圆心在起点的正方向或负方向决定）9.下列切削参数中，对刀具寿命影响最大的是（）。A.背吃刀量（ap）B.进给速度（F）C.切削速度（vc）D.每齿进给量（fz）答案：C（切削速度对刀具寿命的影响指数最高，约为0.5~0.8，远大于进给量和背吃刀量）10.数控铣床加工时，若程序中出现“G00X50Y50Z-20”，此时刀具的运动轨迹是（）。A.先沿X、Y轴快速移动到（50,50），再沿Z轴快速下降到Z-20B.沿空间直线快速移动到（50,50,-20）C.先沿Z轴下降到Z-20，再沿X、Y轴移动到（50,50）D.各轴同时快速移动，合成轨迹为折线答案：D（G00为快速定位，各轴以各自的快速进给速度移动，合成轨迹为折线）11.加工中心的“MDI”模式是指（）。A.手动数据输入模式B.自动加工模式C.手动模式D.编辑模式答案：A（MDI模式可直接输入单条指令并执行，用于调试）12.下列关于数控铣床刀具半径补偿的说法，错误的是（）。A.补偿指令G41（左补偿）/G42（右补偿）的方向由刀具相对于工件的进给方向决定B.补偿必须在刀具与工件接触前建立，在离开工件后取消C.补偿平面为G17（XY平面）、G18（XZ平面）、G19（YZ平面）D.补偿值可以是正值或负值，负值表示反向补偿答案：D（刀具半径补偿值为刀具实际半径，不可为负）13.加工表面粗糙度要求Ra1.6μm时，通常采用的加工方法是（）。A.粗铣B.半精铣C.精铣D.钻孔答案：C（精铣可获得较低的表面粗糙度，Ra1.6μm属于精密加工等级）14.数控铣床编程时，“G90G01X100Y50F100”中的F100表示（）。A.每分钟进给100mmB.每转进给100mmC.每齿进给100mmD.主轴转速100r/min答案：A（G90为绝对编程，F在G01中表示进给速度，单位为mm/min）15.下列故障中，属于数控系统硬件故障的是（）。A.程序语法错误B.伺服电机过载报警C.刀具补偿值输入错误D.冷却液不足报警答案：B（伺服电机过载属于硬件故障，其他为软件或操作问题）16.加工一个外轮廓时，若编程时未考虑刀具半径补偿，加工出的工件尺寸会（）。A.比设计尺寸大一个刀具半径B.比设计尺寸小一个刀具半径C.与设计尺寸一致D.无法确定答案：B（未补偿时，刀具中心轨迹与工件轮廓重合，实际加工尺寸为轮廓尺寸-刀具半径）17.数控铣床的主轴转速S指令通常与（）指令配合使用。A.M03（主轴正转）B.G00（快速定位）C.G41（刀具半径补偿）D.M08（冷却液开）答案：A（S指令指定转速，需配合M03/M04启动主轴）18.下列关于工件装夹的说法，正确的是（）。A.装夹时应尽量使工件基准面与机床工作台面平行B.装夹后工件越紧越好，避免加工时松动C.可以使用虎钳直接装夹精密工件表面D.装夹时无需考虑工件的加工顺序答案：A（基准面与工作台平行可保证加工精度，装夹过紧可能导致工件变形）19.加工中心换刀时，若刀库中的刀具号与主轴上的刀具号相同，通常（）。A.直接换刀B.跳过换刀C.报警提示D.需要手动干预答案：B（相同刀具无需更换，避免重复换刀）20.数控铣床加工时，若发现工件尺寸普遍偏大，可能的原因是（）。A.刀具磨损严重B.进给速度过快C.切削速度过低D.刀具半径补偿值输入过大答案：D（补偿值过大，刀具中心轨迹向外侧偏移，导致加工尺寸偏大）二、判断题（每题1分，共10分）1.数控铣床的机床坐标系是固定的，由机床生产厂家设定，不可修改。（）答案：√2.G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补，其方向判断以刀具进给方向为准。（）答案：×（方向判断以工件为基准，从垂直于圆弧平面的轴正方向看）3.刀具长度补偿仅影响Z轴的运动，对X、Y轴无影响。（）答案：√（长度补偿用于调整Z轴切削深度）4.加工中心的刀库容量越大，加工效率越高，因此应尽量选择大容量刀库。（）答案：×（刀库容量需与加工需求匹配，过大可能增加换刀时间和成本）5.粗加工时应选择较小的背吃刀量和进给速度，以减小切削力。（）答案：×（粗加工应优先增大背吃刀量，提高材料去除率）6.数控程序中的M00（程序暂停）指令执行后，需手动按“循环启动”恢复加工。（）答案：√7.工件坐标系的原点可以设置在工件上任意位置，通常选择在设计基准或工艺基准上。（）答案：√8.硬质合金刀具的耐热性优于高速钢刀具，因此适合高速切削。（）答案：√9.数控铣床的定位精度是指机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度，直接影响工件的加工精度。（）答案：√10.加工内轮廓时，刀具半径必须小于内轮廓的最小圆角半径，否则无法加工。（）答案：√三、简答题（每题6分，共30分）1.简述数控铣床的基本组成部分及其功能。答案：数控铣床主要由以下部分组成：（1）主机：包括床身、立柱、工作台等机械部件，用于支撑和传动。（2）数控系统：核心控制部分，接收程序指令并控制各轴运动。（3）伺服驱动系统：将数控系统的指令转换为电机的动作，驱动刀具或工件运动。（4）辅助装置：如刀库、冷却系统、润滑系统等，辅助完成加工任务。（5）检测反馈装置：如编码器、光栅尺，用于检测机床运动位置并反馈给数控系统，实现闭环控制。2.说明FANUC系统中G41、G42、G40的含义及使用注意事项。答案：G41：刀具半径左补偿（刀具沿进给方向左侧补偿）；G42：刀具半径右补偿（刀具沿进给方向右侧补偿）；G40：刀具半径补偿取消。注意事项：（1）补偿必须在刀具未接触工件时建立（通常在切入工件前的直线段），取消时需在离开工件后；（2）补偿平面需与当前加工平面一致（如XY平面使用G17）；（3）补偿值需输入实际刀具半径；（4）避免在补偿状态下使用非插补指令（如G04暂停）。3.列举三种常见的铣削加工方式，并说明其适用场景。答案：（1）端铣：使用面铣刀加工平面，适用于大平面粗加工和精加工，效率高。（2）周铣：使用立铣刀的圆周刃加工侧面或台阶面，适用于轮廓加工、槽类加工。（3）顺铣与逆铣：顺铣（刀具旋转方向与进给方向相同）适用于工件表面无硬皮、机床进给系统无间隙的情况，可减小刀具磨损；逆铣（方向相反）适用于工件表面有硬皮或机床进给系统间隙较大时，避免打刀。4.分析数控铣床加工时，工件表面出现振纹的可能原因及解决方法。答案：可能原因：（1）切削参数不合理（如切削速度过高、进给量过大）；（2）刀具磨损或刀具伸出过长（刚性不足）；（3）工件装夹不牢固（加工时振动）；（4）机床主轴轴承磨损或间隙过大；（5）切削液使用不当（冷却润滑不足）。解决方法：（1）调整切削参数（降低转速、减小进给量）；（2）更换刀具或缩短刀具伸出长度；（3）重新装夹工件，增加支撑；（4）检查并维修机床主轴；（5）选择合适的切削液并保证充足供应。5.简述加工中心自动换刀（ATC）的基本流程。答案：（1）主轴准停：主轴停止并定位，使刀具键槽对齐；（2）刀库定位：刀库旋转至待换刀具的位置；（3）刀具交换：机械臂（或换刀装置）从主轴取下旧刀，从刀库取出新刀；（4）主轴装刀：新刀装入主轴，旧刀放回刀库；（5）刀库回位：刀库返回初始位置，主轴恢复旋转。四、综合题（每题10分，共20分）1.如图所示（假设为一矩形工件，边长100mm×80mm，中心有一个直径Φ50mm的通孔，四周需加工4个M12的螺纹孔，深度20mm），要求：（1）制定加工工艺路线；（2）编写螺纹孔加工的数控程序（FANUC系统，使用刚性攻丝，工件坐标系原点在工件上表面中心，刀具：Φ10mm钻头、M12丝锥）。答案：（1）加工工艺路线：①粗铣工件上表面（去除余量，保证平面度）；②精铣工件上表面（Ra≤3.2μm）；③钻中心孔（Φ3mm，定位）；④钻Φ10mm底孔（深度22mm，预留2mm螺纹退刀）；⑤扩孔至Φ11.8mm（M12螺纹底孔直径为Φ10.2mm？此处应为Φ10.2mm，可能题目假设底孔Φ10mm需修正，实际M12×1.75螺纹底孔直径为10.2mm，故步骤④应为钻Φ10.2mm底孔）；⑥刚性攻丝M12×1.75螺纹（深度20mm）；⑦检查尺寸及表面质量。（2）螺纹孔加工程序（假设4个螺纹孔分布在矩形四角，坐标为（±40,±30,0））：```O0001；G90G54G40G49G80；//初始化，选择工件坐标系G54M03S500；//主轴正转，转速500r/min（攻丝转速根据丝锥参数调整）G00X40Y30；//快速定位到第一个孔位上方G43H01Z50；//刀具长度补偿（H01为丝锥长度补偿值）G84Z-20R5F875；//刚性攻丝循环（F=S×P=500×1.75=875mm/min）X-40；//第二个孔位X坐标Y-30；//第三个孔位Y坐标X40；//第四个孔位X坐标G80；//取消固定循环G00Z100；//快速抬刀M05；//主轴停M30；//程序结束```2.分析数控铣床加工过程中，刀具突然折断的可能原因，并提出预防措施。答案：可能原因：（1）切削参数不当（如切削速度过高、进给量过大、背吃刀量过大）；（2）刀具材料与工件材料不匹配（如用高速钢刀具加工淬火钢）；（3）刀具装夹不牢固或伸出过长（刚性不足）；