(2025年)中级数控铣工知识试卷及答案

(2025年)中级数控铣工知识试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.数控铣床执行G54指令时，系统调用的是（）。A.机床坐标系B.工件坐标系C.增量坐标系D.绝对坐标系答案：B2.加工中心执行T0101指令时，第一个“01”表示（），第二个“01”表示（）。A.刀具号；刀补号B.刀补号；刀具号C.程序号；刀具号D.刀具号；程序号答案：A3.硬质合金刀具加工钢件时，若切削速度过高，最可能出现的磨损形式是（）。A.磨粒磨损B.粘结磨损C.扩散磨损D.氧化磨损答案：C4.数控铣削加工中，粗加工阶段的主要目标是（）。A.保证尺寸精度B.提高表面质量C.去除大部分余量D.控制形位公差答案：C5.下列G代码中，属于模态代码的是（）。A.G04B.G01C.G92D.G43答案：B6.加工中心换刀时，主轴定位的主要目的是（）。A.提高换刀速度B.保证刀具安装角度C.减少主轴振动D.延长刀库寿命答案：B7.用立铣刀加工内轮廓时，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过大B.刀具半径补偿值输入过小C.进给速度过快D.切削深度过深答案：B8.数控铣床的“回零操作”是指回到（）。A.工件零点B.编程零点C.机床参考点D.对刀点答案：C9.加工铝合金零件时，优先选择的刀具材料是（）。A.高速钢B.硬质合金C.立方氮化硼D.金刚石答案：D10.程序段“G01X50Y30F150”中，F150表示（）。A.主轴转速150r/minB.进给速度150mm/minC.切削深度150mmD.刀具半径150mm答案：B11.下列关于刀具半径补偿的说法，错误的是（）。A.补偿平面必须与编程平面一致B.刀具半径补偿可在G00或G01指令中建立C.刀具半径补偿指令必须成对使用（G41/G42与G40）D.补偿值为刀具实际半径的2倍答案：D12.加工中心自动换刀时，若刀库无法旋转，可能的原因是（）。A.主轴未定向B.冷却液未关闭C.进给速度过高D.程序未运行答案：A13.用球头铣刀加工曲面时，为提高表面质量，应优先控制（）。A.切削速度B.进给速度C.步长（行距）D.切削深度答案：C14.数控铣床的“单段运行”功能主要用于（）。A.快速加工B.程序调试C.自动加工D.批量生产答案：B15.加工内螺纹时，若使用丝锥，需在程序中设置（）。A.主轴正反转B.刀具长度补偿C.刚性攻丝循环D.刀具半径补偿答案：C16.下列公差等级中，适用于普通机械零件配合的是（）。A.IT5B.IT8C.IT12D.IT16答案：B17.数控铣削中，“顺铣”与“逆铣”的主要区别在于（）。A.刀具旋转方向B.工件进给方向与刀具旋转方向的相对关系C.切削深度D.主轴转速答案：B18.加工中心的“MDI”模式是指（）。A.手动数据输入B.自动加工C.手动进给D.程序编辑答案：A19.检测零件平行度时，应使用的测量工具是（）。A.游标卡尺B.千分尺C.百分表+平板D.角度尺答案：C20.若数控系统显示“2015号报警：刀具长度补偿值过大”，可能的原因是（）。A.刀具实际长度小于补偿值B.刀具实际长度大于补偿值C.刀具半径补偿值输入错误D.程序中未调用刀补答案：A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不变的，由生产厂家设定。（）答案：√2.G90是绝对坐标编程，G91是增量坐标编程，两者不能在同一程序段中使用。（）答案：×（可在不同程序段中切换）3.加工中心换刀时，主轴必须处于停止状态。（）答案：×（需主轴定向后停止）4.刀具半径补偿仅适用于轮廓铣削，对平面铣削无意义。（）答案：√5.粗加工时，为提高效率，应选择较大的切削深度和进给速度，较小的切削速度。（）答案：√6.数控程序中的“M00”是程序暂停指令，“M01”是选择性暂停指令。（）答案：√7.用立铣刀加工底面时，刀具底刃中心无切削能力，需预留一定余量由侧刃切削。（）答案：√8.工件坐标系设定（如G54）会改变机床坐标系的原点位置。（）答案：×（仅改变程序参考点）9.检测表面粗糙度时，常用的仪器是轮廓仪或粗糙度仪。（）答案：√10.加工中心的“第四轴”通常指旋转轴，可实现四轴联动加工。（）答案：√三、简答题（每题6分，共30分）1.简述数控铣削中“粗加工”与“精加工”的工艺区别。答案：粗加工以去除大部分余量为目标，采用较大的切削深度（ap=2-5mm）、进给速度（f=100-300mm/min）和较小的切削速度（v=80-120m/min），允许较低的尺寸精度（IT12-IT10）和表面粗糙度（Ra5-10μm）；精加工以保证尺寸精度和表面质量为核心，采用较小的切削深度（ap=0.5-2mm）、进给速度（f=50-150mm/min）和较高的切削速度（v=120-200m/min），尺寸精度要求IT8-IT6，表面粗糙度Ra0.8-3.2μm。2.说明刀具半径补偿（G41/G42）的作用及使用注意事项。答案：作用：通过输入刀具实际半径值，使数控系统自动调整刀具路径，避免因刀具半径误差导致的轮廓尺寸偏差，简化编程（只需按零件轮廓编程，无需计算刀具中心轨迹）。注意事项：①补偿平面需与编程平面（G17/G18/G19）一致；②补偿应在G00或G01指令中建立/取消，且需在切入/切出轮廓前完成；③补偿值需输入刀具实际半径，磨损后需及时更新；④避免在补偿状态下使用G02/G03等圆弧指令直接转向，防止过切。3.加工中心自动换刀时，若出现“换刀失败”报警，可能的故障原因有哪些？答案：①主轴未完成定向（定位角度偏差）；②刀库与主轴之间的刀具交换位置偏移（机械零点丢失）；③刀具夹头未夹紧（刀柄拉钉松动或主轴蝶形弹簧失效）；④刀库计数错误（接近开关故障或刀号信号丢失）；⑤系统参数设置错误（如换刀时间、位置参数）；⑥刀柄与刀套不匹配（锥度脏污或拉钉规格错误）。4.简述数控铣削加工中“对刀”的目的及常用方法。答案：目的：确定工件坐标系与机床坐标系的相对位置，使程序中的坐标指令对应实际工件位置，保证加工尺寸准确。常用方法：①试切对刀法：用刀具轻触工件表面（X/Y向碰边，Z向碰端面），通过显示的机床坐标值计算工件零点偏移量；②寻边器对刀法：利用光电或机械寻边器确定工件对称中心（X/Y向），Z向可用Z轴设定器；③对刀仪对刀法：通过机内或机外对刀仪测量刀具长度/半径，直接输入系统刀补表；④自动对刀法：利用机床配置的测头系统自动检测工件表面，提供工件坐标系。5.分析加工薄壁零件时易变形的原因及预防措施。答案：变形原因：①零件刚性差，切削力（尤其是径向力）导致弹性变形；②切削热引起局部热膨胀；③夹紧力过大或作用点不合理，造成装夹变形。预防措施：①采用小切削参数（小ap、小f、高v），减少切削力和热；②使用专用夹具（如弹性夹头、真空吸盘），分散夹紧力；③分层加工（粗加工留余量，精加工前松夹再夹紧）；④采用对称加工（如对称铣削）平衡切削力；⑤使用冷却液降低切削温度；⑥优化刀具几何参数（如大前角、小主偏角）减小径向力。四、编程题（20分）如图所示（假想零件：矩形工件，长100mm、宽80mm、厚20mm，中心有一直径φ40mm的凸台，凸台高5mm，四周倒R5mm圆角；工件左上角有一φ10mm通孔，深度15mm），要求：（1）选择加工刀具（立铣刀、钻头）；（2）编写数控加工程序（FANUC系统，包含必要的工艺指令）。答案：（1）刀具选择：-T01：φ16mm立铣刀（粗铣凸台及轮廓）；-T02：φ10mm钻头（钻通孔）；-T03：φ16mm立铣刀（精铣凸台及轮廓，可与T01共用，若需区分则单独编号）。（2）加工程序（O0001）：%O0001G40G49G80G90G17；初始化M03S800；主轴正转，800r/minT01M06；换1号刀（φ16立铣刀）G54G00X-60Y-50Z100；快速定位至工件上方Z5；下刀至安全高度G01Z-2F150；粗铣凸台，深度2mm（分层加工，总高5mm）G41D01X-20Y-40；建立左补偿，刀补值8mm（φ16半径）G01X20Y-40；铣凸台左侧G02X20Y40R5；倒右上角R5G01X-20Y40；铣凸台右侧G02X-20Y-40R5；倒右下角R5G01X20Y-40；闭合轮廓G40G01X30Y-50；取消补偿Z100；抬刀M05；主轴停T02M06；换2号刀（φ10钻头）M03S600；主轴正转，600r/minG98G81X-45Y-35Z-17R5F80；钻通孔（Z-17=0-15-2，留2mm安全量）G00X-60Y-50Z100；返回M05；主轴停T03M06；换3号刀（φ16立铣刀，精铣）M03S1200；主轴正转，1200r/minG54G00X-60Y-50Z100Z5G01Z-5F100；精铣至凸台总高5mmG41D03X-20Y-40；刀补值7.98mm（预留0.02mm精加工量）G01X20Y-40G02X20Y40R5G01X-20Y40G02X-20Y-40R5G01X20Y-40G40G01X30Y-50Z100M05M30；程序结束%五、综合题（20分）某零件如图所示（假想：材料为45钢，外形尺寸120mm×80mm×30mm，上表面需加工一型腔，型腔尺寸60mm×40mm×10mm，型腔底面要求Ra1.6μm，四周侧壁与底面垂直度0.05mm，型腔四个内角R3mm）。试分析其加工工艺，包括：（1）装夹方式；（2）刀具选择；（3）加工步骤；（4）切削参数选择。答案：（1）装夹方式：采用平口虎钳装夹，工件底面与虎钳导轨面贴紧，侧面用百分表找正（平行度≤0.02mm），夹紧力均匀，避免工件变形。（2）刀具选择：-粗加工：φ12mm硬质合金立铣刀（刃长≥20mm，排屑良好），用于去除型腔大部分余量；-半精加工：φ8mm硬质合金立铣刀（小直径刀具加工内角R3mm），修正粗加工残留；-精加工：φ8mm硬质合金球头铣刀（或精修立铣刀），保证底面Ra1.6μm及侧壁垂直度。（3）加工步骤：①预加工：铣削工件上表面（留0.5mm精加工余量），保证平面度；②粗铣型腔：分层铣削（每层深度2mm），采用环形走刀，单边留1mm余量；③半精铣型腔：换φ8mm立铣刀，沿型腔轮廓铣削，单边留0.2mm余量，修正内角R3mm；④精铣底面：换精修立铣刀，采用顺铣方式，降低表面粗糙度；⑤精铣侧壁：调整刀具补偿值，沿侧壁单次铣削，保证垂直度；⑥检测：用三坐标测量机检测型腔尺寸、垂直度及表面粗糙度。（4）切削参数选择：-粗加工：v=10