2025年数控铣工中级试题答案

2025年数控铣工中级试题答案一、选择题（每题2分，共20分）1.数控铣床中，G54指令的作用是（）。A.设定工件坐标系B.调用子程序C.刀具长度补偿D.快速定位答案：A2.加工中心执行换刀指令M06时，主轴必须处于（）状态。A.正转B.停止C.反转D.任意转速答案：B3.数控铣削加工中，刀具半径补偿指令G41表示（）。A.左补偿B.右补偿C.取消补偿D.长度补偿答案：A4.下列代码中，属于模态指令的是（）。A.G04B.G01C.M03D.M05答案：B（注：G01为直线插补，属于模态指令，持续有效直至被同组指令替代）5.铝合金材料粗加工时，合理的主轴转速范围通常为（）。A.300-500r/minB.800-1200r/minC.1500-2000r/minD.2500-3000r/min答案：C（铝合金切削性能好，粗加工需较高转速以提高效率）6.数控铣床回参考点的目的是（）。A.确定机床坐标系原点B.检查刀具磨损C.预热机床D.调整进给速度答案：A7.加工轮廓时，若实际加工尺寸比编程尺寸小0.2mm，可能的原因是（）。A.刀具半径补偿值输入为R5，实际刀具半径为R5.1B.主轴转速过高C.进给速度过低D.工件装夹松动答案：A（刀具半径补偿值小于实际半径会导致加工轮廓尺寸偏小）8.下列选项中，不属于数控铣床日常维护内容的是（）。A.检查导轨润滑油量B.清理切削液箱C.更换主轴轴承D.擦拭操作面板答案：C（主轴轴承更换属于定期大修，非日常维护）9.编写圆弧插补程序时，I、J、K参数表示（）。A.圆弧起点相对于圆心的坐标增量B.圆弧终点相对于起点的坐标增量C.圆心相对于圆弧起点的坐标增量D.圆心相对于工件原点的坐标答案：C10.加工中心自动换刀时，刀具交换位置的Z轴高度应（）。A.低于工件表面B.高于机床换刀点C.与主轴端面平齐D.任意位置答案：B（需确保换刀时无干涉）二、判断题（每题1分，共10分）1.数控铣床开机后必须先回参考点，否则无法建立机床坐标系。（√）2.G00指令的移动速度由F代码指定。（×，G00为快速移动，速度由机床参数设定）3.刀具半径补偿必须在刀具接触工件前建立，加工结束后需取消。（√）4.顺铣时，刀具切入工件的切削厚度由小变大，适合加工硬皮表面。（×，逆铣适合加工硬皮表面）5.切削液的主要作用是冷却和润滑，因此粗加工时应优先选择润滑性能好的油基切削液。（×，粗加工发热量大，优先选择冷却性能好的水基切削液）6.加工中心的刀柄锥度通常为7:24，如BT40、BT50。（√）7.程序中G40指令必须与G41或G42在同一程序段取消。（×，可在后续程序段取消，但需确保无轮廓加工时取消）8.工件坐标系的原点可以设置在工件上任意位置，通常选择便于编程的基准点。（√）9.数控铣床的重复定位精度是指机床多次定位到同一点的误差范围，一般要求≤0.01mm。（√）10.加工薄壁零件时，应采用较大的切削深度和较小的进给速度，以减少变形。（×，应采用小切深、高转速、小进给）三、简答题（每题5分，共20分）1.简述刀具半径补偿的作用及使用注意事项。作用：数控铣削轮廓时，刀具中心轨迹与工件轮廓存在半径差，通过半径补偿指令（G41/G42）将刀具半径值输入系统，系统自动计算刀具中心轨迹，使编程时只需按工件轮廓编程，无需考虑刀具实际半径。注意事项：①补偿建立和取消需在直线段完成，避免在圆弧段操作；②补偿值需与实际刀具半径一致；③同一程序中若更换刀具，需重新输入新的半径补偿值；④补偿模式下，程序段长度需足够，避免过切。2.顺铣与逆铣的主要区别有哪些？①切削力方向：顺铣时刀具切削方向与工件进给方向相同，垂直分力向下，工件装夹更稳定；逆铣时垂直分力向上，易引起工件振动。②表面质量：顺铣时切削厚度由大变小，刀具不易粘屑，表面粗糙度更低；逆铣时切削厚度由小变大，初始切削时刀具易与工件硬皮摩擦，表面质量较差。③刀具寿命：顺铣时刀具磨损主要为后刀面磨损，寿命较长；逆铣时刀具易受冲击，刃口易崩损。④适用场景：顺铣适用于工件表面无硬皮、机床进给系统无间隙的情况；逆铣适用于工件表面有硬皮或机床进给间隙较大的情况。3.数控铣床加工前需要进行哪些对刀操作？简述其目的。①X/Y轴对刀：通过试切法或对刀仪确定工件原点在机床坐标系中的X、Y坐标，确保程序运行时刀具沿正确的X/Y方向加工。②Z轴对刀：使用对刀块或Z轴设定器测量刀具底面到工件上表面的距离，输入系统作为Z向工件原点，控制切削深度。③刀具长度补偿（若多把刀）：测量各刀具相对于基准刀的长度差，输入系统补偿值，确保换刀后Z轴定位准确。目的：建立工件坐标系，使程序中的坐标指令与实际工件位置对应，保证加工尺寸精度。4.加工中心换刀时应注意哪些安全事项？①换刀前确认主轴内无切屑，刀具锥面清洁，避免因杂物导致刀具装夹不牢。②换刀时Z轴必须移动至换刀点（通常为机床参数设定的安全高度），防止刀具与工件或夹具碰撞。③检查刀具号与程序中的刀号是否一致，避免错换刀具导致加工错误。④换刀后需进行刀具长度和半径的二次确认，特别是手动换刀时，防止参数输入错误。⑤换刀过程中禁止手动干预机械臂动作，避免发生卡刀或人身伤害。四、编程题（25分）零件如图所示（注：假设零件为50mm×50mm×10mm的铝合金板，中心有一个边长为30mm的正方形凸台，凸台四周倒R2mm圆角，厚度为5mm，要求编写凸台精加工程序）。编程条件：-工件坐标系G54原点设定在工件上表面中心；-刀具：φ10mm立铣刀（半径R5mm），刀具长度补偿H01，半径补偿D01；-切削参数：主轴转速S1500r/min，进给速度F200mm/min；-加工顺序：从工件上表面下刀，分层铣削至深度5mm（每层切深2mm，最后一层精切1mm）。参考程序：O0001；G90G40G49G80G21；（初始化：绝对坐标、取消补偿、取消固定循环、公制单位）G54G00X0Y0；（快速定位到工件原点正上方）M03S1500；（主轴正转，转速1500r/min）G43H01Z100.0；（调用刀具长度补偿，Z轴快速移动到安全高度）Z5.0；（接近工件上表面）M08；（打开切削液）%第一层粗加工（切深2mm）G01Z-2.0F100；（下刀至第一层深度）G41D01X15.0Y0；（建立左刀补，移动到凸台右边缘外侧）Y15.0；（沿Y轴移动至右上角）G03X0Y15.0R15.0；（铣削右上角R15mm圆弧？不，实际凸台边长30mm，圆角R2mm，修正路径）（正确路径应为：凸台外轮廓为边长30mm正方形，四角R2mm圆角，刀具中心轨迹需偏移R5mm，因此实际铣削轮廓的拐角半径为R2+R5=R7mm）修正路径：X15.0Y0；（刀具中心初始位置：工件中心X15，Y0，对应凸台右边缘X=15-5=10mm，工件边缘X=25mm）G01Y(15.0-5.0)；（Y向移动至Y=10mm，对应凸台上边Y=15mm，刀具中心Y=10mm）G02X(15.0-5.0)Y15.0R5.0；（铣削右上角R2mm圆角的刀具中心轨迹，R=2+5=7mm？需重新计算）（更简单的方式：按工件轮廓编程，系统自动补偿刀具半径）正确程序段（按工件轮廓编程）：G41D01X10.0Y0；（工件轮廓右边缘X=10mm，刀具中心X=10+5=15mm）G01Y10.0；（工件轮廓上边Y=10mm，刀具中心Y=10+5=15mm）G02X0Y10.0R2.0；（工件轮廓右上角R2mm圆弧，系统自动补偿刀具半径，刀具中心轨迹为R2+5=7mm圆弧）G01X-10.0Y10.0；（工件轮廓左边缘X=-10mm）G02X-10.0Y0R2.0；（工件轮廓左上角R2mm圆弧）G01Y-10.0；（工件轮廓下边Y=-10mm）G02X0Y-10.0R2.0；（工件轮廓右下角R2mm圆弧）G01X10.0Y-10.0；（工件轮廓右边缘X=10mm）G02X10.0Y0R2.0；（工件轮廓左下角R2mm圆弧）G01Y0；（回到起始点）G40X15.0Y0；（取消刀补，刀具中心退出）Z5.0；（抬刀）%第二层粗加工（切深4mm）G01Z-4.0F100；（重复第一层轮廓加工，路径同上）%第三层精加工（切深5mm）G01Z-5.0F80；（精切进给速度降低）（重复轮廓加工，路径同上，确保表面质量）G00Z100.0；（抬刀至安全高度）M09；（关闭切削液）M05；（主轴停止）M30；（程序结束并复位）五、综合应用题（25分）某零件需在数控铣床上加工，材料为45钢，零件结构包括：底面（已加工）、顶面（需铣平至厚度20±0.05mm）、中部一个φ30H7的通孔（深度20mm）、四周四个M8螺纹孔（深度12mm）。请分析加工工艺并编写主要加工程序。1.工艺分析：①加工顺序：先面后孔（先铣顶面保证厚度，再加工通孔和螺纹孔）；先粗后精（顶面粗铣留0.2mm余量，精铣至尺寸；通孔粗镗留0.1mm余量，精镗至φ30H7）。②装夹方式：采用平口钳装夹，底面为定位基准，夹紧力均匀避免变形。③刀具选择：-面铣刀（φ80mm）：粗铣顶面；-立铣刀（φ20mm）：精铣顶面（或继续使用面铣刀）；-钻头（φ28mm）：通孔预钻孔；-粗镗刀（φ29.9mm）：粗镗通孔；-精镗刀（φ30mm）：精镗通孔至H7；-中心钻（φ2mm）：螺纹孔打中心孔；-钻头（φ6.7mm）：螺纹底孔；-丝锥（M8）：攻螺纹。④切削参数：-45钢粗铣：v=80m/min，f=0.15mm/z，计算主轴转速S=1000v/(πD)=1000×80/(3.14×80)=318r/min（取300r/min），进给速度F=S×z×f=300×10×0.15=450mm/min（面铣刀齿数z=10）；-精铣：v=120m/min，S=1000×120/(3.14×80)=478r/min（取500r/min），F=300mm/min；-钻孔：v=20m/min，S=1000×20/(3.14×28)=227r/min（取200r/min），F=0.1mm/r×200=20mm/min；-精镗：v=60m/min，S=1000×60/(3.14×30)=637r/min（取600r/min），F=50mm/min；-攻丝：v=5m/min，S=1000×5/(3.14×8)=199r/min（取200r/min），F=S×螺距=200×1.25=250mm/min（M8螺距1.25mm）。2.主要加工程序（以顶面精铣和通孔精镗为例）：O0002；G90G40G49G80G21；G54G00X0Y0；（工件坐标系原点在底面中心，Z0为底面）M03S500；（精铣顶面转速）G43H01Z50.0；（调用面铣刀长度补偿）Z5.0；（接近工件）M08；（切削液开）G01Z-19.8F300；（顶面厚度20mm，精铣至Z=-20mm，留0.2mm余量？不，底面Z0，顶面Z=20mm，故Z轴坐标应为Z=20mm，需调整坐标系设定）（修正：工件坐标系G54原点设为顶面中心，Z0为顶面，底面Z=-20mm）重新设定：G54G00X0Y0Z50.0；M03S500；G43H01Z5.0；（接近顶面）G01Z0F300；（精铣顶面至Z0）X-40.0Y-40.0；（假设工件尺寸80mm×80mm，铣削范围覆盖