2025年数控技术试题及答案

2025年数控技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列哪项不属于数控系统的基本组成部分？A.输入/输出装置B.伺服驱动装置C.机床本体D.可编程逻辑控制器（PLC）答案：C2.逐点比较法插补直线时，若偏差函数F=0，下一步应向（）方向进给。A.X正B.Y正C.垂直于直线的最近轴D.沿直线方向的任意轴答案：A3.半闭环伺服系统的位置检测元件通常安装在（）。A.机床工作台B.伺服电机轴端C.滚珠丝杠末端D.刀具主轴答案：B4.数控编程中，G41指令表示（）。A.左刀补B.右刀补C.刀具长度补偿D.刀具半径补偿取消答案：A5.下列G代码中，属于模态指令的是（）。A.G04B.G01C.G92D.G28答案：B6.数控机床坐标系中，Z轴的正方向规定为（）。A.刀具远离工件的方向B.工件远离刀具的方向C.主轴旋转的顺时针方向D.工作台移动的正方向答案：A7.加工中心自动换刀（ATC）过程中，主轴准停的主要目的是（）。A.提高换刀速度B.保证刀具安装精度C.减少主轴振动D.延长刀具寿命答案：B8.数控宏程序中，1=2+3SIN[4]属于（）运算。A.算术B.逻辑C.三角函数D.条件判断答案：C9.数控机床反向间隙补偿的主要作用是（）。A.消除伺服电机死区B.补偿机械传动链的间隙误差C.提高主轴转速稳定性D.优化切削参数答案：B10.下列哪项不是影响数控加工表面粗糙度的主要因素？A.切削速度B.进给量C.刀具材料D.机床定位精度答案：D11.数控车床加工螺纹时，必须保证（）与主轴转速严格同步。A.X轴进给B.Z轴进给C.主轴转向D.冷却系统答案：B12.数控系统中，DNC功能的主要作用是（）。A.直接数字控制B.分布式数字控制C.数据网络通信D.动态误差补偿答案：A13.加工中心的刀柄锥度通常采用（）。A.7:24B.1:10C.MorseD.BT答案：A14.下列哪项属于数控机床几何精度检测项目？A.定位精度B.重复定位精度C.主轴轴向窜动D.切削振动答案：C15.数控编程时，G90指令表示（）。A.绝对坐标编程B.增量坐标编程C.固定循环D.坐标系设定答案：A二、填空题（每空1分，共15分）1.数控系统的核心部件是（），其主要功能是完成轨迹规划和逻辑控制。答案：数控装置（CNC装置）2.插补算法中，（）法适用于复杂曲线加工，其误差可通过步长控制。答案：数字积分（DDA）3.伺服系统按控制方式可分为开环、半闭环和（）三种类型。答案：闭环4.数控编程中，M03表示（），M05表示主轴停止。答案：主轴正转5.机床原点是机床坐标系的（），由机床生产厂家设定。答案：基准点6.刀具半径补偿的执行过程分为（）、补偿进行和补偿撤销三个阶段。答案：补偿建立7.宏程序中，100为（）变量，断电后数据会丢失。答案：局部8.数控机床的定位精度主要受（）误差和伺服系统动态特性影响。答案：机械传动9.加工中心换刀时，主轴需先（），再执行刀具交换动作。答案：准停（定向）10.数控车床的复合循环指令G71适用于（）的粗加工。答案：外圆/内孔11.数控系统的PLC主要用于（）控制，如冷却液开关、润滑系统等。答案：辅助功能（M、S、T）12.滚珠丝杠副的预紧是为了消除（），提高传动刚度。答案：轴向间隙13.数控铣削中，顺铣与逆铣的主要区别在于（）与进给方向的相对关系。答案：刀具旋转方向14.检测数控机床重复定位精度时，通常采用（）测量多次定位的坐标值。答案：激光干涉仪15.数控加工程序的结构由程序号、程序内容和（）三部分组成。答案：程序结束符三、简答题（每题5分，共40分）1.简述数控加工工艺路线设计的主要步骤。答案：①分析零件图纸，确定加工内容；②选择定位基准和装夹方式；③划分加工阶段（粗加工、半精加工、精加工）；④确定各表面加工方法和顺序；⑤选择刀具、切削参数；⑥确定工序集中与分散原则；⑦编写工艺文件。2.半闭环伺服系统与闭环伺服系统的结构差异及各自优缺点。答案：半闭环系统检测元件安装在伺服电机或丝杠端部，不直接测量工作台位移；闭环系统检测元件安装在工作台上，直接测量位移。半闭环成本低、调试简单，但无法补偿机械传动链误差；闭环精度高，但成本高、易受干扰。3.G00与G01指令的主要区别是什么？使用G00时需注意哪些问题？答案：G00为快速定位指令，刀具以系统设定的快速进给速度移动，无切削；G01为直线插补指令，刀具按指定进给速度切削。注意：G00路径可能非直线（取决于系统参数），需避免刀具与工件/夹具碰撞；接近工件时应降低速度。4.刀具半径补偿的作用是什么？使用时需注意哪些事项？答案：作用：简化编程（按零件轮廓编程，系统自动计算刀具中心轨迹）；补偿刀具磨损或更换后的尺寸变化。注意事项：补偿平面需正确选择（G17/G18/G19）；补偿建立/撤销应在非切削段完成；刀具半径值需准确输入系统；避免过切（如内轮廓加工时刀具半径小于拐角半径）。5.宏程序与普通程序的主要区别是什么？举例说明宏程序的应用场景。答案：区别：宏程序可使用变量、算术/逻辑运算、循环/分支语句，具有灵活性；普通程序为固定指令序列。应用场景：加工形状相似但尺寸不同的系列零件（如不同直径的台阶轴）；复杂曲线/曲面加工（如椭圆、抛物线）；需要参数化编程的场合（如孔系加工中用变量控制坐标）。6.简述数控机床定位精度与重复定位精度的定义及检测方法。答案：定位精度：机床各坐标轴在数控系统控制下，从某一点移动到目标点的实际位置与理论位置的接近程度（通常用最大偏差表示）。重复定位精度：同一位置多次定位的一致性（通常用标准差或最大偏差的一半表示）。检测方法：使用激光干涉仪，在坐标轴全行程内选取多个目标点，测量实际位置与理论位置的偏差。7.进给伺服系统由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？答案：组成：伺服驱动单元、伺服电机、位置检测装置、机械传动装置（如滚珠丝杠、导轨）。功能：驱动单元将数控装置的指令转换为电机驱动信号；伺服电机提供动力；位置检测装置反馈实际位移；机械传动装置将电机旋转运动转换为直线运动，传递动力。8.数控铣床与加工中心的主要区别是什么？加工中心的主要优势体现在哪些方面？答案：区别：加工中心配备自动换刀装置（ATC）和刀库，可自动更换刀具；数控铣床一般需手动换刀。优势：一次装夹完成多工序加工（如铣削、钻孔、镗孔、攻丝），减少装夹次数，提高加工精度和效率；适用于复杂零件的多工序加工。四、计算题（每题6分，共24分）1.某数控车床加工外圆，工件毛坯直径Φ60mm，加工后直径Φ50mm，长度100mm，主轴转速n=800r/min，进给量f=0.2mm/r，试计算切削速度vc和加工时间t（忽略切入切出时间）。答案：切削速度vc=πdn/1000=π×50×800/1000≈125.66m/min加工时间t=L/(f×n)=100/(0.2×800)=0.625min=37.5s2.采用逐点比较法插补第一象限直线OA，起点O(0,0)，终点A(4,3)，试列出插补过程（计算偏差F，确定进给方向，更新坐标）。答案：总步数N=4+3=7步初始F0=0第1步：F=0，进给X+，新坐标(1,0)，F1=F0-Y=0-3=-3第2步：F=-3<0，进给Y+，新坐标(1,1)，F2=F1+X=-3+4=1第3步：F=1>0，进给X+，新坐标(2,1)，F3=F2-Y=1-3=-2第4步：F=-2<0，进给Y+，新坐标(2,2)，F4=F3+X=-2+4=2第5步：F=2>0，进给X+，新坐标(3,2)，F5=F4-Y=2-3=-1第6步：F=-1<0，进给Y+，新坐标(3,3)，F6=F5+X=-1+4=3第7步：F=3>0，进给X+，新坐标(4,3)，到达终点3.某数控机床X轴反向间隙检测结果如下：正向定位坐标100.000mm，反向定位坐标99.985mm，求反向间隙值，并说明如何通过系统参数补偿。答案：反向间隙=100.000-99.985=0.015mm补偿方法：在数控系统参数中找到“反向间隙补偿”参数（如FANUC的1851号参数），输入0.015mm，系统将在反向移动时自动补偿该间隙。4.数控铣削加工一内轮廓，零件轮廓半径R=20mm，刀具半径r=8mm，编程时按轮廓编程，实际加工后测量轮廓半径为19.95mm，试计算需调整的刀具半径补偿值Δr，并说明调整方向。答案：理想刀具中心轨迹半径=R+r=20+8=28mm实际加工后零件半径=19.95mm，说明刀具中心轨迹半径偏小，实际刀具中心轨迹半径=19.95+8=27.95mm需增大刀具中心轨迹半径，调整量Δr=28-27.95=0.05mm因此，应将刀具半径补偿值从8mm调整为8+0.05=8.05mm（增大补偿值）。五、综合分析题（11分）如图所示（假想零件图：长方体工件，长100mm，宽80mm，厚20mm；顶面需加工一凹型腔，型腔轮廓为边长50mm的正方形，圆角半径R5mm，深度5mm；材料为45钢，毛坯已粗加工至尺寸），要求：（1）制定数控铣削加工工艺（包括装夹方式、刀具选择、切削参数、加工顺序）；（2）编写型腔精加工的数控加工程序（采用FANUC系统，使用刀具半径补偿，设工件上表面为Z=0，工件原点在左上角）。答案：（1）工艺制定：装夹方式：平口虎钳装夹，工件底面与钳口贴合，用百分表找正侧面。刀具选择：Φ10mm立铣刀（R5mm圆角可一次加工），硬质合金涂层。切削参数：主轴转速n=1200r/min（vc=πdn/1000≈37.7m/min），进给量f=0.1mm/z（每齿进给），fz=0.1×2=0.2mm/r（2齿），切削深度ap=5mm（一次精加工）。加工顺序：①粗加工（留0.5mm余量，可用G73/G83循环）；②精加工（调用刀具半径补偿，沿型腔轮廓铣削）。（2）加工程序（O0001）：G90G54G40G49G80G94；初始化M03S1200；主轴正转G00Z100.0；快速定位X0Y0；工件原点（左上角）Z5.0；下刀至安全高度G01Z-5