数控车床车工高级理论知识考试题库(附含答案)

数控车床车工高级理论知识考试题库(附含答案)一、单项选择题1.闭环控制系统的位置检测装置装在（）。A.传动丝杠上B.伺服电动机轴上C.机床移动部件上D.数控装置中答案：C。闭环控制系统是直接对机床移动部件的实际位置进行检测，位置检测装置装在机床移动部件上，能实时将实际位置反馈给数控装置，与指令位置比较并进行误差修正。而传动丝杠上一般是半闭环系统检测方式；伺服电动机轴上是半闭环常用的检测位置；数控装置中不安装位置检测装置。2.数控编程时，应首先设定（）。A.机床原点B.固定参考点C.工件坐标系D.刀具补偿答案：C。在数控编程时，需要确定工件在机床坐标系中的位置，所以应首先设定工件坐标系，这样编程人员就可以按照工件的几何形状和加工要求进行编程。机床原点是机床固有的；固定参考点是机床电气原点；刀具补偿是在设定好工件坐标系进行编程后，对刀具的长度、半径等进行补偿时使用。3.数控机床的“回零”操作是指回到（）。A.对刀点B.换刀点C.机床原点D.编程原点答案：C。“回零”操作通常是指让机床坐标轴回到机床原点，机床原点是机床上的一个固定点，是机床坐标系的基准点。对刀点是刀具相对工件运动的起点；换刀点是换刀时的位置；编程原点是编程人员在工件上设定的坐标系原点。4.下列指令中属于模态指令的是（）。A.G00B.G04C.M02D.M00答案：A。模态指令是指一经指定就一直有效，直到被同组的其他指令替代为止。G00（快速定位）是模态指令。G04是暂停指令，为非模态指令；M02是程序结束指令，是非模态指令；M00是程序暂停指令，也是非模态指令。5.数控车床的刀具补偿功能，主要包括（）。A.刀具长度补偿B.刀具半径补偿C.刀具长度补偿和刀具半径补偿D.刀具磨损补偿答案：C。数控车床的刀具补偿功能主要包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。刀具长度补偿用于补偿刀具在长度方向上的差异；刀具半径补偿用于补偿刀具半径对加工轮廓的影响。刀具磨损补偿也包含在刀具补偿中，但从主要功能角度，是长度和半径补偿。6.粗加工时，切削用量的选择原则是（）。A.大切削深度、大进给量、低切削速度B.大切削深度、小进给量、高切削速度C.小切削深度、大进给量、高切削速度D.小切削深度、小进给量、低切削速度答案：A。粗加工的主要目的是尽快切除大部分余量，所以选择大切削深度以提高材料去除率；大进给量可以增加单位时间的切削量；而低切削速度可以减少刀具磨损，因为粗加工对表面质量要求不高，这种选择能在保证加工效率的同时，一定程度上保护刀具。7.车削螺纹时，车刀的径向前角应取（）。A.正值B.负值C.零值D.任意值答案：C。车削螺纹时，车刀的径向前角应取零值。如果径向前角不为零，会使螺纹牙型产生误差，影响螺纹的精度，零前角可以保证螺纹牙型的准确加工。8.用三针测量法测量梯形螺纹的中径，已知螺距P=6mm，牙型角α=30°，则量针直径d0应选（）。A.3.11mmB.3.53mmC.3.92mmD.4.33mm答案：A。对于梯形螺纹，量针直径计算公式为\(d_0=0.518P\)，已知\(P=6mm\)，则\(d_0=0.518×6=3.108mm\approx3.11mm\)。9.数控机床的核心是（）。A.伺服系统B.数控装置C.反馈装置D.机床本体答案：B。数控装置是数控机床的核心，它接收输入的加工程序，经过译码、运算和处理后，向伺服系统发出控制指令，控制机床各坐标轴的运动。伺服系统是执行数控装置指令的驱动部件；反馈装置用于将机床运动部件的实际位置和速度反馈给数控装置；机床本体是数控机床的机械部分。10.下列材料中，切削加工性能最好的是（）。A.低碳钢B.中碳钢C.高碳钢D.合金钢答案：B。中碳钢的切削加工性能最好。低碳钢硬度低，塑性大，切削时易产生积屑瘤，影响加工表面质量；高碳钢硬度高，切削力大，刀具磨损快；合金钢由于含有合金元素，其切削性能相对复杂，一般不如中碳钢好加工。中碳钢具有适中的硬度和塑性，切削力适中，表面质量容易保证。二、多项选择题1.数控车床的坐标系包括（）。A.机床坐标系B.工件坐标系C.笛卡尔坐标系D.极坐标系答案：AB。数控车床的坐标系主要有机床坐标系和工件坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，以机床原点为基准；工件坐标系是编程人员根据工件的特点和加工要求设定的坐标系。笛卡尔坐标系是一种通用的坐标表示方法，不是数控车床特有的坐标系；极坐标系在数控车床中一般不常用。2.以下属于数控车床编程指令的有（）。A.G指令B.M指令C.T指令D.F指令答案：ABCD。G指令是准备功能指令，用于指定机床的运动方式、坐标系统等；M指令是辅助功能指令，用于控制机床的辅助动作，如主轴的启停、冷却液的开关等；T指令是刀具功能指令，用于选择刀具；F指令是进给功能指令，用于指定进给速度。3.数控车床加工中，影响表面粗糙度的因素有（）。A.切削速度B.进给量C.切削深度D.刀具几何形状答案：ABCD。切削速度对表面粗糙度有影响，合适的切削速度可以减少积屑瘤的产生，提高表面质量；进给量越大，残留面积高度越大，表面粗糙度越大；切削深度在一定程度上也会影响表面粗糙度，过大的切削深度可能会引起振动，影响表面质量；刀具的几何形状，如刀具的前角、后角、刃倾角等，会影响切削力和切屑的形成，从而影响表面粗糙度。4.刀具磨损的形式主要有（）。A.前刀面磨损B.后刀面磨损C.边界磨损D.整体磨损答案：ABC。刀具磨损的形式主要有前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损。前刀面磨损主要是由于切屑与前刀面的摩擦和挤压造成的；后刀面磨损是刀具后刀面与加工表面之间的摩擦引起的；边界磨损发生在刀具的刃口与工件待加工表面和已加工表面的交界处。整体磨损不是刀具磨损的主要形式。5.数控车床的主轴调速方式有（）。A.机械调速B.变频调速C.伺服调速D.液压调速答案：ABC。数控车床的主轴调速方式有机械调速，通过齿轮变速箱等机械结构改变传动比来实现调速；变频调速，利用变频器改变电源频率来调节主轴电动机的转速；伺服调速，采用伺服电动机进行调速，调速精度高。液压调速一般不用于数控车床的主轴调速。三、判断题1.数控机床的重复定位精度比定位精度重要。（）答案：正确。重复定位精度是指在同一条件下，对同一指令位置进行多次重复定位时，实际位置的一致程度。在批量生产中，重复定位精度更为重要，因为它直接影响到零件加工的一致性和精度稳定性，而定位精度只是一次定位的准确性，相比之下重复定位精度对加工质量的影响更大。2.G90是模态指令，G91是非模态指令。（）答案：错误。G90（绝对坐标编程）和G91（相对坐标编程）都是模态指令，一旦指定，在后续程序段中一直有效，直到被同组的其他指令替代。3.刀具半径补偿指令G41表示左补偿，G42表示右补偿。（）答案：正确。在数控编程中，G41是刀具半径左补偿指令，即刀具沿前进方向左侧进行补偿；G42是刀具半径右补偿指令，即刀具沿前进方向右侧进行补偿。4.粗加工时，为了提高生产效率，应选择较大的切削深度和进给量，同时适当提高切削速度。（）答案：错误。粗加工时，为了提高生产效率，应选择较大的切削深度和进给量，但要降低切削速度，因为高切削速度会使刀具磨损加剧，而粗加工对表面质量要求不高，降低切削速度可以在保证去除余量的同时，延长刀具使用寿命。5.数控车床的刀具补偿功能可以补偿刀具的磨损，但不能补偿刀具的安装误差。（）答案：错误。数控车床的刀具补偿功能既可以补偿刀具的磨损，也可以补偿刀具的安装误差。通过刀具长度补偿和半径补偿等功能，可以对刀具由于磨损和安装不准确等原因造成的尺寸偏差进行修正。四、简答题1.简述数控编程的步骤。答：数控编程一般包括以下步骤：（1）分析零件图样：对零件的几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等技术要求进行详细分析，确定加工方案。（2）确定工艺过程：选择合适的机床、刀具、夹具，确定加工顺序、切削用量等工艺参数。（3）数值计算：根据零件的几何形状和加工路径，计算刀具中心轨迹的坐标值，如基点、节点的坐标等。（4）编写程序单：根据计算得到的坐标值和工艺要求，按照数控系统规定的指令代码和程序格式，编写加工程序。（5）程序输入：将编写好的程序通过手动输入、纸带输入、磁盘输入等方式输入到数控装置中。（6）程序校验与首件试切：通过数控系统的图形模拟功能或空运行来校验程序的正确性，然后进行首件试切，根据试切结果对程序进行修改和调整，直到零件的加工精度和表面质量符合要求。2.什么是刀具半径补偿？其作用是什么？答：刀具半径补偿是指数控装置根据零件轮廓编程轨迹和刀具半径值，自动计算出刀具中心的实际运动轨迹，并控制刀具中心沿此轨迹运动的功能。其作用主要有以下几点：（1）简化编程：编程人员可以按照零件的轮廓形状进行编程，而不必考虑刀具的半径大小，减少了编程的工作量和难度。（2）提高加工精度：在加工过程中，刀具会产生磨损，通过刀具半径补偿功能，可以方便地对刀具半径进行修正，保证零件的加工精度。（3）实现粗、精加工：可以通过改变刀具半径补偿值，实现同一程序的粗、精加工，粗加工时增大补偿值，多切除余量；精加工时减小补偿值，保证零件的尺寸精度。3.简述数控车床对刀的目的和方法。答：对刀的目的是确定工件坐标系与机床坐标系之间的位置关系，使刀具的刀位点与工件坐标系的原点重合，从而保证零件的加工精度。数控车床常用的对刀方法有以下几种：（1）试切对刀法：通过试切工件的外圆和端面，测量试切后的直径和长度尺寸，然后将测量值输入到数控系统的刀具偏置表中，完成对刀。这种方法简单易行，是最常用的对刀方法。（2）对刀仪对刀法：使用对刀仪可以精确测量刀具的长度和半径等参数，并将测量结果自动输入到数控系统中，实现快速、准确的对刀。（3）自动对刀法：一些数控车床配备了自动对刀装置，通过传感器自动检测刀具的位置和尺寸，实现自动对刀，提高了对刀效率和精度。五、计算题1.已知某数控车床的脉冲当量为0.005mm，现要将刀具从当前位置快速移动到X=50mm，Z=-30mm的位置，若当前刀具位置为X=20mm，Z=-10mm，试计算X轴和Z轴分别需要移动的脉冲数。解：X轴需要移动的距离为：\(\DeltaX=50-20=30mm\)因为脉冲当量\(\delta=0.005mm\)，所以X轴需要移动的脉冲数\(N_X=\frac{\DeltaX}{\delta}=\frac{30}{0.005}=6000\)个。Z轴需要移动的距离为：\(\DeltaZ=-30-(-10)=-20mm\)Z轴需要移动的脉冲数\(N_Z=\frac{\DeltaZ}{\delta}=\frac{-20}{0.005}=-4000\)个，负号表示移动方向。答：X轴需要移动的脉冲数为6000个，Z轴需要移动的脉冲数为4000个。2.车削一个直径为\(\phi80mm\)，长度为100mm的外圆柱面，已知切削速度\(v=120m/min\)，进给量\(f=0.2mm/r\)，切削深度\(a_p=3mm\)，试计算主轴转速\(n\)和切削时间\(t\)。解：（1）根据切削速度公式\(v=\pidn/1000\)（其中\(v\)为切削速度，\(d\)为工件直径，\(n\)为主轴转速），可得：\(n=\frac{1000v}{\pid}=\frac{1000×120}{\pi×80}\approx477.7r/min\)，一般取\(n=480r/min\)。（2）切削长度\(l=100mm\)，进给量\(f=0.2mm/r\)，主轴转速\(n=480r/min\)，根据切削时间公式\(t=\frac{l}{fn}\)，可得：\(t=\frac{100}{0.2×480}\approx1.04min\)答：主轴转速约为480r/min，切削时间约为1.04min。六、编程题要求编写一个数控车床加工程序，加工如图所示的零件（毛坯为\(\phi50×100\)的棒料），材料为45钢，刀具选用外圆车刀，采用直径编程，绝对坐标编程，试编写该零件的数控加工程序。（图略，假设零件为简单的阶梯轴，从右到左依次为\(\phi30\)长度30mm，\(\phi40\)长度40mm，\(\phi50\)长度30mm）```O0001;N10G98G21;//设定进给速度单位为mm/min，公制尺寸编程N20M03S600;//主轴正转，转速600r/minN30T0101;//选择1号刀具，调用1号刀具补偿N40G00X52Z2;//快速定位到循环起点N50G71U2R1;//外圆粗车循环，每次背吃刀量2mm，退刀量1mmN60G71P70Q120U0.5W0.1F100;//粗车循环参数，精加工余量X向0.5mm，Z向0.1mm，进给速度100mm/minN70G00X30;//精加工轮廓起点N80G01Z-30F80;//车削\(\phi30\)