(2025年)数控车高级技师理论试卷及答案

(2025年)数控车高级技师理论试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.数控车床加工中，G76指令主要用于（）A.外圆粗车循环B.螺纹复合循环C.端面粗车循环D.切槽循环答案：B2.加工钛合金材料时，优先选用的刀具材料是（）A.硬质合金（YT类）B.立方氮化硼（CBN）C.陶瓷刀具D.聚晶金刚石（PCD）答案：B（钛合金化学活性高，CBN热稳定性好，不易与钛合金发生化学反应）3.某零件外圆加工后尺寸超差，误差呈规律性递增，最可能的原因是（）A.刀具磨损B.伺服系统反向间隙C.滚珠丝杠螺距误差D.主轴径向跳动答案：C（螺距累积误差会导致尺寸随行程增加而规律性变化）4.FANUC0i-TF系统中，参数1851用于设置（）A.各轴反向间隙补偿量B.快速移动速度C.参考点偏移量D.切削进给倍率上限答案：A5.全闭环数控车床的位置检测元件通常安装在（）A.伺服电机轴端B.滚珠丝杠端部C.床身导轨侧面D.刀架移动部件上答案：D（全闭环直接检测机床执行部件的位置）6.采用G54~G59设定工件坐标系时，参考点与工件原点的关系是（）A.参考点是机床固定点，工件原点是编程零点B.参考点与工件原点必须重合C.工件原点是参考点的偏移量D.参考点由工件原点确定答案：A7.编写宏程序时，100属于（）A.局部变量B.公共变量C.系统变量D.空变量答案：B（FANUC系统中100~199为公共变量）8.车削M30×2的普通螺纹时，若螺距误差超差，重点检查（）A.主轴编码器信号B.刀具刀尖角C.切削速度D.冷却方式答案：A（主轴编码器是螺纹加工的同步基准）9.已知切削速度v=100m/min，工件直径d=50mm，主轴转速n应设定为（）A.637r/minB.500r/minC.450r/minD.318r/min答案：A（n=1000v/πd=1000×100/(3.14×50)≈637）10.反向间隙补偿后，加工外圆时出现“鼓形”误差，可能原因是（）A.补偿量过大B.补偿量过小C.刀具主偏角过小D.工件装夹过紧答案：A（补偿过量会导致反向时过切，形成中间大、两端小的鼓形）11.加工中心与数控车床的本质区别是（）A.控制系统不同B.具备多轴联动功能C.可自动换刀D.能加工复杂曲面答案：C（数控车床一般为单刀架，加工中心通过刀库实现自动换刀）12.检测数控车床定位精度时，通常使用（）A.三坐标测量机B.激光干涉仪C.千分表D.水平仪答案：B（激光干涉仪精度高，适用于直线运动精度检测）13.车削薄壁套筒时，若采用三爪卡盘径向夹紧，最易产生（）A.圆度误差B.圆柱度误差C.尺寸误差D.表面粗糙度超差答案：A（径向夹紧力导致薄壁变形，松开后回弹形成椭圆）14.数控系统出现“401号报警（伺服准备未就绪）”，可能原因是（）A.刀具破损B.伺服放大器故障C.程序语法错误D.冷却液不足答案：B（伺服准备未就绪通常与驱动系统或电机有关）15.加工表面出现振纹，且振纹频率与主轴转速一致，可能原因是（）A.切削用量过大B.主轴轴承磨损C.刀具悬伸过长D.进给系统间隙答案：B（主轴轴承磨损会导致主轴周期性振动，频率与转速同步）二、多项选择题（每题3分，共30分。至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.影响数控车削表面粗糙度的主要因素有（）A.切削速度B.进给量C.刀具主偏角D.工件材料答案：ABCD（四者均直接影响切屑形成与表面残留面积）2.数控车床主轴准停功能的作用包括（）A.保证换刀精度B.实现端面钻孔C.防止螺纹乱扣D.提高径向切削刚度答案：AC（准停用于换刀时刀具定位和螺纹加工起始点控制）3.硬质合金刀具的磨损形式主要有（）A.前刀面磨损B.后刀面磨损C.边界磨损D.扩散磨损答案：ABC（扩散磨损是高温下的化学磨损，属于磨损机理而非形式）4.宏程序相对于普通程序的优势包括（）A.可实现变量运算B.适合加工重复结构C.简化复杂曲面编程D.无需考虑刀具补偿答案：ABC（宏程序需正常使用刀具补偿）5.反向间隙产生的原因有（）A.滚珠丝杠与螺母的配合间隙B.轴承游隙C.导轨副间隙D.刀具磨损答案：ABC（刀具磨损影响尺寸而非反向间隙）6.滚珠丝杠副的维护要点包括（）A.定期润滑B.检查预紧力C.防止灰尘进入D.调整导轨间隙答案：ABC（导轨间隙与丝杠维护无关）7.车削中心区别于普通数控车床的功能有（）A.动力刀塔B.C轴定位C.Y轴联动D.自动上下料答案：ABC（自动上下料属于辅助功能，非本质区别）8.数控系统抗干扰措施包括（）A.屏蔽电缆接地B.电源加装滤波器C.减少程序段数量D.缩短电缆长度答案：ABD（程序段数量不影响抗干扰）9.加工中出现过切报警，可能原因是（）A.刀具半径补偿方向错误B.程序中指令值超出机床行程C.切削深度过大D.工件装夹不牢答案：AB（过切报警通常与路径错误或超程有关）10.影响加工精度的系统误差包括（）A.刀具磨损B.机床热变形C.工件材料硬度不均D.导轨直线度误差答案：BD（系统误差是可重复、规律性的，刀具磨损和材料不均属随机误差）三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.G50指令既可设定工件坐标系，也可限制主轴最高转速。（）答案：√（FANUC系统中G50X__Z__设定坐标系，G50S__限制最高转速）2.刀尖半径补偿仅在G41/G42指令段生效，后续程序无需保持补偿状态。（）答案：×（刀尖补偿需在整个加工过程中保持，否则会出现过切或欠切）3.宏程序中500为系统变量，用于存储刀具补偿值。（）答案：√（FANUC系统500~599存储刀具几何补偿量）4.滚珠丝杠预紧的目的是消除间隙，提高刚度，但会增加摩擦阻力。（）答案：√（预紧通过施加轴向力消除间隙，同时增加摩擦）5.反向间隙补偿应在机床冷态下进行，热态补偿值需调整。（）答案：√（温度变化会导致丝杠膨胀，间隙值改变）6.加工铝合金时，应选用低浓度乳化液作为切削液，以减少粘刀。（）答案：×（铝合金宜用高浓度乳化液或专用切削油，降低表面粗糙度）7.数控系统参数备份应在机床断电后进行，避免数据丢失。（）答案：×（参数备份需在通电状态下操作，断电后部分参数可能丢失）8.车削中心的动力刀塔可实现铣削、钻孔，但无法进行攻丝。（）答案：×（带动力刀塔的车削中心可通过动力刀具和C轴联动实现攻丝）9.加工误差按性质分为尺寸误差、形状误差和位置误差。（）答案：×（误差性质分系统误差和随机误差，尺寸、形状、位置是误差类型）10.车削螺纹时，主轴转速越高，螺距精度越稳定。（）答案：×（转速过高会导致主轴编码器信号滞后，影响螺距精度）四、简答题（每题5分，共40分）1.简述刀尖半径补偿的作用及使用条件。答案：作用：消除刀尖圆弧半径对加工轮廓的影响，保证实际加工轨迹与编程轨迹一致；避免过切或欠切。使用条件：①刀具需输入正确的刀尖半径值和刀尖方位号；②补偿指令（G41/G42）应在刀具接近工件的直线段开始，在离开工件的直线段取消（G40）；③补偿平面需与加工平面一致（车削为XZ平面）。2.车削中心动力刀塔的功能及对加工的影响。答案：功能：①安装动力刀具（如铣刀、钻头），实现车削+铣削/钻削复合加工；②通过C轴分度（或联动）完成径向/端面的孔、槽、齿形加工；③部分刀塔支持Y轴联动，实现偏心孔加工。影响：减少装夹次数，提高加工效率；扩展机床加工范围，适合复杂零件一次成型；需考虑动力刀具的刚性和转速匹配，避免振动。3.反向间隙产生的原因及补偿方法。答案：原因：①滚珠丝杠与螺母的配合间隙；②丝杠支撑轴承的轴向游隙；③联轴器连接间隙；④导轨副的配合间隙。补偿方法：①机械调整：通过预紧螺母调整丝杠副预紧力，减小间隙；②数控补偿：在系统参数中输入反向间隙值（如FANUC的1851），系统自动在反向移动时补偿该差值；③动态补偿：部分高端系统可实时检测间隙并调整，适应热变形等动态变化。4.数控车床加工薄壁零件时的变形控制措施。答案：①装夹方式：采用轴向夹紧（如端面压紧）代替径向夹紧，或使用弹性胀套、专用软爪减少接触应力；②刀具选择：选用主偏角大（90°~93°）、前角大的刀具，减小切削力；③切削参数：降低切削深度（ap=0.1~0.3mm）、提高切削速度（v=150~300m/min）、减小进给量（f=0.05~0.15mm/r），减少切削热和变形；④冷却策略：使用大流量冷却液（如乳化液）降低工件温度；⑤工艺路线：粗精分开，粗加工留0.3~0.5mm余量，精加工前松夹重新定位。5.宏程序在复杂曲面加工中的应用优势及编程要点。答案：优势：①通过变量运算实现参数化编程，减少程序段数量；②可根据曲面方程（如椭圆、抛物线）自动计算节点坐标，避免手工计算误差；③支持条件判断（IF）、循环（WHILE）等结构，适应规律性变化的曲面加工。编程要点：①明确曲面数学模型（如X=acosθ，Z=bsinθ）；②定义变量（1=θ，2=X，3=Z）；③设置循环范围（θ从0到2π，步长0.5°~1°）；④注意刀具半径补偿的引入与取消，避免过切；⑤添加安全检查（如Z≥工件端面），防止撞刀。6.滚珠丝杠副的维护要点及预紧的目的。答案：维护要点：①定期清洁丝杠表面，防止铁屑、灰尘进入螺母滚道；②按说明书要求加注润滑脂（如锂基脂）或润滑油（ISOVG68~100），润滑周期一般为1000~2000小时；③检查螺母与丝杠的连接螺栓是否松动；④监测丝杠温度（正常≤50℃），异常升温可能是润滑不足或预紧过紧。预紧目的：消除丝杠与螺母的间隙，提高传动刚度；减少反向时的空程误差，提升定位精度；抑制丝杠的轴向振动，改善加工表面质量。7.数控系统参数丢失的常见原因及预防措施。答案：常见原因：①电池电量不足（系统参数由锂电池保存，电压低于2.7V时数据易丢失）；②外部干扰（如强电磁脉冲导致RAM数据错乱）；③误操作（如误删除参数或格式化存储区）；④主板故障（存储芯片损坏）。预防措施：①定期检查电池电压（每半年一次），低于3V时更换（需在机床通电状态下更换，避免参数丢失）；②重要参数定期备份（通过DNC接口或CF卡存储）；③安装电源滤波器和稳压器，减少电网干扰；④设置参数写保护（如FANUC的参数3292设为1），禁止非授权修改。8.加工精度与加工表面质量的区别与联系。答案：区别：加工精度指零件实际几何参数（尺寸、形状、位置）与理想值的符合程度，用误差大小衡量；表面质量指表面微观几何形状（粗糙度、波度）和表层物理力学性能（硬化、残余应力），用Ra、Rz等参数衡量。联系：①两者均受机床精度、刀具、切削参数、工艺系统刚度影响；②高精度加工通常伴随较好的表面质量（如精密车削尺寸误差≤0.01mm，Ra≤0.8μm）；③表面质量差（如粗糙度大）可能导致配合精度下降，间接影响尺寸精度。五、综合分析题（每题10分，共20分）1.如图（假想）所示零件，材料为40Cr，需加工外圆φ50h7（公差0/-0.025）、锥度1:10（大端φ60，小端φ50，长度100mm）及M24×2-6g螺纹（有效长度30mm）。已知机床为FANUC0i-TF系统，试分析：（1）编程时需考虑的关键指令；（2）刀具选择及切削参数；（3）保证锥度精度的工艺措施。答案：（1）关键指令：①G50设定工件坐标系（如G50X100Z100）；②G71外圆粗车循环（粗加工外圆和锥度）；③G70精车循环（精加工外圆、锥度）；④G76螺纹复合循环（加工M24×2螺纹）；⑤G41/G42刀尖半径补偿（补偿外圆车刀的R0.4~R0.8刀尖）；⑥M03S__主轴正转，M08冷却液开。（2）刀具选择：①粗车刀：硬质合金（YT15）93°外圆车刀（R0.8），用于外圆和锥度粗加工；②精车刀：硬质合金（YN10）93°外圆车刀（R0.4），保证表面粗糙度；③螺纹刀：60°硬质合金螺纹刀（刀尖角误差≤0.5°），刀尖半径≤0.1mm；④切槽刀（若需断屑）：宽度4mm高速钢切槽刀（非必须）。切削参数：粗车：v=80~100m/min，f=0.2~0.3mm/r，ap=1.5~2mm；精车：v=120~150m/min，f=0.08~0.12mm/r，ap=0.2~0.3mm；螺纹加工：v=50~70m/min（主轴转速n≤1000×50/(3.14×24)≈663r/min），进给量f=2mm/r（与螺距一致）。（3）锥度精度保证措施：①检查机床锥度误差：用标准锥度塞规或三坐标测量机检测机床现有锥度加工能力，若超差需调整丝杠螺距补偿（参数1825）；②编程时确保锥度起点/终点坐标正确（如小端Z0，X50；大端Z-100，X60，计算斜率1:10）；③精车时采用恒线速控制（G96S150），保证切削速度均匀；④加工前预热机床30min，减少热变形导致的锥度误差；⑤首件加工后测量锥度，若小端尺寸偏大（如X50.03），调整刀具磨损补偿（输入ΔX=-0.03）；⑥使用激光干涉仪检测Z轴定位精度，若存在螺距累积误差，通过参数1828~1837进行分段补偿。2.某数控车床加工外圆时，出现“工件右端直径比左端小0.08mm”的锥度误差，试分析可能原因及解决措施。答案：可能原因及解决措施：（1）机床几何误差：①导轨直线度超差（Z轴导轨在垂直平面内的直线度误差）。解决：用水平仪或激光干涉仪检测导轨，调整垫铁或刮研修