高级数控车工技能考试试题及答案

高级数控车工技能考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.数控车床执行G54指令时，其功能是（）。A.设定工件坐标系原点B.快速定位到绝对坐标原点C.调用1号刀具补偿值D.启动主轴正转2.加工铝合金零件时，优先选用的刀具材料是（）。A.硬质合金（YT类）B.高速钢（W18Cr4V）C.立方氮化硼（CBN）D.金刚石（PCD）3.数控车床上，FANUC系统中G71指令的含义是（）。A.外圆粗车循环B.端面粗车循环C.螺纹切削循环D.复合固定循环4.加工精度要求IT7级的外圆表面，通常最后一道工序是（）。A.粗车B.半精车C.精车D.研磨5.当数控车床出现“401伺服报警”时，最可能的故障原因是（）。A.伺服放大器无输出B.刀具磨损严重C.切削参数设置过大D.工件装夹不牢6.以下G代码中，属于模态代码的是（）。A.G04（暂停）B.G01（直线插补）C.G28（返回参考点）D.G92（螺纹切削）7.测量外圆直径时，若使用千分尺测得读数为25.345mm，其分度值为（）。A.0.01mmB.0.001mmC.0.02mmD.0.1mm8.车削细长轴时，为减少弯曲变形，应优先采用（）。A.大主偏角（κr=90°）车刀B.小主偏角（κr=45°）车刀C.负前角车刀D.无刃倾角车刀9.数控车床的“刀具半径补偿”功能中，G41表示（）。A.左补偿（沿刀具进给方向看，刀具在工件左侧）B.右补偿（沿刀具进给方向看，刀具在工件右侧）C.取消补偿D.半径补偿值输入10.加工螺距为2mm的三角螺纹时，螺纹牙深计算公式为（）（P为螺距）。A.0.5413PB.0.6495PC.0.75PD.1.0825P二、多项选择题（每题3分，共15分，错选、漏选均不得分）1.影响数控车削加工表面粗糙度的主要因素包括（）。A.切削速度B.进给量C.刀具前角D.工件材料2.数控车床常用的对刀方法有（）。A.试切对刀法B.机外对刀仪对刀C.自动对刀D.目测对刀3.以下属于形位公差的项目有（）。A.平行度B.圆度C.表面粗糙度D.同轴度4.加工淬硬钢（HRC55~60）时，可选用的刀具材料有（）。A.陶瓷刀具B.立方氮化硼（CBN）刀具C.硬质合金（YT类）刀具D.金刚石（PCD）刀具5.数控车床出现“超程报警”的可能原因是（）。A.手动移动时超出机床软限位B.程序中坐标值超过机床硬限位C.伺服电机编码器故障D.刀具长度补偿值输入错误三、填空题（每题2分，共20分）1.数控车床的基本组成包括输入/输出装置、数控装置、伺服系统、______和辅助装置。2.标准公差等级符号为______，共分为20个等级，其中精度最高的是______。3.车削加工中，切削用量三要素是切削速度、进给量和______。4.FANUC系统中，G04X5.0表示______。5.常用的螺纹加工指令有G32（单行程螺纹切削）、______（螺纹切削循环）和G76（复合螺纹切削循环）。6.加工中心常用的刀柄型号为______（如BT40），其中“40”表示______。7.测量内孔直径时，常用的精密量具有内径千分尺、______和内测千分表。8.数控车床的反向间隙补偿是为了消除______和滚珠丝杠螺母副之间的间隙对加工精度的影响。9.车削钛合金时，由于材料导热性差、化学活性高，应选用______（填“低”或“高”）切削速度，并使用______（填“水溶性”或“油性”）切削液。10.宏程序中，1=2+3表示______。四、简答题（共30分）1.（封闭型，5分）简述刀尖半径补偿的作用及使用步骤。2.（封闭型，5分）说明数控车床加工中“刀具磨损补偿”与“刀具半径补偿”的区别。3.（开放型，10分）加工薄壁套筒类零件时，易出现哪些加工问题？请提出至少3项解决措施。4.（开放型，10分）某数控车床加工外圆时，尺寸公差超差（实际尺寸比编程值小0.05mm），试分析可能的原因及排查方法。五、应用题（共35分）1.（计算类，10分）已知工件材料为45钢（σb=600MPa），外圆直径D=80mm，选用硬质合金车刀（K类），推荐切削速度Vc=120m/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=2mm。（1）计算主轴转速n（保留整数）；（2）计算每分钟进给量F（单位：mm/min）。2.（分析类，10分）某FANUC系统数控车床执行以下程序时，出现“刀具碰撞工件”事故，程序如下：N10G90G94G40G21；N20T0101（外圆车刀，刀尖半径0.4mm）；N30M03S800；N40G00X100Z50；N50G00X90Z2；N60G01Z50F0.2；N70G00X100Z50；N80M30；请指出程序中存在的3处错误，并说明正确修改方法。3.（综合类，15分）根据图1（假想零件图，文字描述如下）编写数控车削加工程序（FANUC系统），并制定加工工艺。零件信息：材料：45钢，毛坯尺寸Φ65mm×120mm；加工内容：外圆Φ50mm（长40mm）、Φ40mm（长30mm）、Φ30mm（长20mm），右端倒角C1，左端端面（Z=0），表面粗糙度Ra1.6μm；精度要求：Φ50mm（0.02，0.05），Φ40mm（0.01，0.03），Φ30mm（0.005，0.02）；设备：CJK6136数控车床（FANUC0iTC系统）；刀具：T01（90°外圆车刀，刀尖半径0.4mm），T02（切断刀，刀宽4mm）。参考答案一、单项选择题1.A2.D3.A4.C5.A6.B7.A8.A9.A10.B二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABD4.AB5.AB三、填空题1.机床本体2.IT；IT013.背吃刀量（或切削深度）4.暂停5秒（或X轴暂停5秒）5.G926.BT（或7:24锥度）；刀柄锥度大端直径（或刀柄规格）7.内径百分表（或气动量仪）8.齿轮副（或传动间隙）9.低；水溶性（或油性，需根据具体工况，但钛合金常用水溶性）10.变量1等于变量2加变量3四、简答题1.作用：补偿刀尖圆弧半径对加工轮廓的影响，避免过切或欠切，提高轮廓精度。使用步骤：①在刀具参数中输入刀尖半径值和刀尖方位号；②在程序中用G41（左补偿）或G42（右补偿）激活补偿；③加工结束后用G40取消补偿；④补偿指令应在切入工件前激活，切出后取消。2.区别：①刀具磨损补偿用于修正因刀具磨损导致的尺寸偏差（如外圆车小后，通过磨损补偿值增大刀具径向补偿量）；②刀具半径补偿用于修正刀尖圆弧对轮廓的影响（如加工圆弧或斜线时，通过半径补偿调整刀具路径）；③磨损补偿值为一维（X或Z向）偏移量，半径补偿需结合刀尖方位号实现二维路径修正。3.易出现的问题：①装夹变形（薄壁易受夹紧力挤压导致椭圆）；②切削振动（刚性差，易振刀）；③热变形（切削热导致尺寸不稳定）；④尺寸超差（刚性不足，切削力引起让刀）。解决措施：①采用专用软爪或弹性夹头，增大接触面积，减小夹紧力；②使用小切削用量（低进给、小背吃刀量），降低切削力；③采用轴向夹紧（如端面压紧）代替径向夹紧；④分粗、精加工，粗加工留0.5~1mm余量，精加工时提高转速、减小进给；⑤使用充分切削液冷却，减少热变形。4.可能原因及排查方法：①刀具磨损：检查刀具刃口是否钝化（更换新刀后测试）；②刀具补偿值错误：核对刀具偏置表中X向磨损补偿值是否输入正确（如应为+0.05mm但输入为0）；③丝杠反向间隙未补偿：手动正反方向移动X轴，测量实际位移与指令值的差值（调整反向间隙补偿参数）；④伺服系统故障：检查伺服电机电流、编码器信号（用诊断功能查看是否有报警）；⑤切削参数不当：切削速度过高导致刀具快速磨损（降低转速后测试）；⑥程序错误：检查程序中X坐标值是否漏加半径补偿（如编程为X50，实际应为X50+2×0.05）。五、应用题1.（1）主轴转速n=1000Vc/(πD)=1000×120/(3.14×80)≈478r/min（保留整数为478r/min）；（2）每分钟进给量F=f×n=0.2×478≈95.6mm/min（取96mm/min）。2.程序错误及修改：①未激活刀具半径补偿（G40状态下加工轮廓，导致实际路径与编程路径偏差）：应在N50后添加G41（或G42）D01（如N55G41G01X90Z2D01）；②G00快速移动到X90Z2后直接G01切削，未设置合理的切入路径（易碰撞）：应增加斜向切入或圆弧切入（如N50G00X92Z2；N55G01X90Z0F0.2）；③未指定工件坐标系（默认G54，但需确认对刀是否正确）：建议在程序开头添加G54（如N15G54）。3.加工工艺及程序：加工工艺：①装夹：三爪卡盘夹持毛坯Φ65mm外圆，伸出长度≥95mm（总加工长度40+30+20+1+5=96mm）；②对刀：试切法对刀，设定G54工件坐标系（Z向零点为左端面，X向零点为Φ65mm外圆试切点）；③加工顺序：粗车外圆→精车外圆→切断（保留总长115mm，后续工序处理）；④切削参数：粗车Vc=100m/min，f=0.3mm/r，ap=2mm；精车Vc=150m/min，f=0.1mm/r，ap=0.2mm。加工程序（FANUC0iTC系统）：```O0001；N10G90G94G40G21；（初始化）N20G54；（工件坐标系）N30T0101；（90°外圆车刀，刀尖半径0.4mm，D01=0.4）N40M03S600；（粗车转速n=1000×100/(3.14×65)≈490r/min，取600r/min）N50G00X67Z2；（快速定位到循环起点）N60G71U2R1；（粗车循环：背吃刀量2mm，退刀量1mm）N70G71P80Q130U0.5W0.1F0.3；（粗车参数：X向留0.5mm精车余量，Z向留0.1mm）N80G00X32；（精车起始点X向）N90G01Z0F0.1；（车左端面）N100X30Z1；（倒角C1）N110Z20；（车Φ30mm外圆）N120X40Z21；（倒角C1）N130Z51；（车Φ40mm外圆至Z51）N140G70P80Q130；（精车循环，S=150m/min→n=1000×150/(3.14×