数控车床理论考试试题及答案

数控车床理论考试试题及答案一、选择题（每题2分，共40分）1.数控车床的F功能常用（）单位。A.m/minB.mm/min或mm/rC.r/min答案：B解析：在数控车床中，F功能表示进给速度。当采用每转进给时，单位是mm/r；当采用每分钟进给时，单位是mm/min。而m/min一般用于描述刀具的切削速度（V），r/min是主轴转速（n）的常用单位。2.数控车床的X轴是（）。A.水平方向且平行于工件装夹方向B.水平方向且垂直于工件装夹方向C.垂直方向答案：B解析：根据数控车床的坐标轴定义，X轴是水平方向且垂直于工件装夹方向的坐标轴，Z轴是水平方向且平行于工件装夹方向的坐标轴，Y轴在数控车床中一般不常用。3.下列G指令中（）是模态指令。A.G00B.G04C.G28答案：A解析：模态指令是指一经在一个程序段中指定，便保持有效到以后的程序段中出现同组的另一代码才失效的指令。G00是快速定位指令，属于模态指令；G04是暂停指令，是非模态指令，只在本程序段有效；G28是返回参考点指令，也是非模态指令。4.数控车床的换刀指令是（）。A.M03B.M06C.M30答案：B解析：M03是主轴正转指令；M06是换刀指令，用于控制数控车床刀架进行刀具的更换；M30是程序结束并返回程序开头指令。5.车削外圆时，若车刀安装高于工件中心，则实际工作前角（）。A.增大B.减小C.不变答案：A解析：当车刀安装高于工件中心时，刀具的切削平面发生变化，使得实际工作前角增大，实际工作后角减小。6.粗加工时，切削用量的选择原则是（）。A.大的切削深度、大的进给量、适当的切削速度B.小的切削深度、大的进给量、高的切削速度C.大的切削深度、小的进给量、低的切削速度答案：A解析：粗加工的主要目的是在较短的时间内切除大量的余量，所以应选择大的切削深度和大的进给量来提高加工效率，同时选择适当的切削速度以保证刀具的耐用度。7.数控编程时，应首先设定（）。A.机床原点B.固定参考点C.工件坐标系答案：C解析：在数控编程中，首先要确定工件坐标系，因为程序中的坐标值都是相对于工件坐标系而言的。机床原点是机床固有的点，固定参考点是机床制造商设置的一个固定位置，它们主要用于机床的初始化和定位。8.用圆弧插补（G02、G03）指令编程时，需要指定（）。A.圆弧起点坐标B.圆弧终点坐标C.圆弧圆心坐标答案：B、C解析：在使用G02（顺时针圆弧插补）和G03（逆时针圆弧插补）指令编程时，必须指定圆弧的终点坐标和圆弧圆心相对于圆弧起点的增量坐标（在绝对编程中也可以指定圆心的绝对坐标）。圆弧起点坐标通常是上一个程序段的终点坐标。9.下列代码中，用于冷却液开的是（）。A.M08B.M09C.M05答案：A解析：M08是冷却液开指令；M09是冷却液关指令；M05是主轴停止指令。10.数控车床的主轴转速n（r/min）与切削速度v（m/min）的关系表达式是（）。A.\(v=\frac{\pidn}{1000}\)B.\(n=\frac{\pidv}{1000}\)C.\(v=\frac{1000}{\pidn}\)答案：A解析：根据切削速度的计算公式，切削速度\(v\)（m/min）与主轴转速\(n\)（r/min）和工件直径\(d\)（mm）的关系为\(v=\frac{\pidn}{1000}\)。11.车削加工时，切削热大部分是由（）传散出去。A.切屑B.工件C.刀具答案：A解析：在车削加工中，切屑带走的热量最多，约占总热量的50%-80%，工件传散的热量约占10%-40%，刀具传散的热量约占3%-9%。12.刀具磨钝标准通常按照（）的磨损值来制定。A.前面B.后面C.副后面答案：B解析：刀具磨钝标准一般是根据后刀面的磨损值来制定的，因为后刀面的磨损对加工精度和表面质量影响较大。13.下列指令中，（）指令是螺纹切削指令。A.G01B.G32C.G90答案：B解析：G01是直线插补指令；G32是等螺距螺纹切削指令；G90是外圆、内圆车削循环指令。14.工件材料的强度和硬度较高时，为了保证刀具一定的耐用度，应选用（）。A.较大的切削深度B.较大的进给量C.较低的切削速度答案：C解析：当工件材料的强度和硬度较高时，切削力较大，刀具磨损较快。为了保证刀具的耐用度，应选择较低的切削速度，同时可以适当减小切削深度和进给量。15.数控系统中，（）指令在加工过程中是模态的。A.G27、G28B.G01、G02、G03C.G40、G41、G42答案：B解析：G01（直线插补）、G02（顺时针圆弧插补）、G03（逆时针圆弧插补）是模态指令，一旦指定，在后续程序段中持续有效，直到被同组的其他指令取代。G27（返回参考点检查）、G28（返回参考点）是非模态指令；G40（取消刀具半径补偿）、G41（左刀补）、G42（右刀补）虽然也是模态指令，但它们属于刀具半径补偿组指令。16.车削圆锥面时，若圆锥半角为\(\alpha/2\)，则小滑板应转动的角度为（）。A.\(\alpha\)B.\(\alpha/2\)C.\(2\alpha\)答案：B解析：在车削圆锥面时，小滑板应转动的角度等于圆锥半角\(\alpha/2\)，这样才能使刀具沿着圆锥母线进行切削。17.下列数控系统中，（）是国产数控系统。A.FANUCB.SIEMENSC.华中数控答案：C解析：FANUC是日本的数控系统品牌，SIEMENS是德国的数控系统品牌，华中数控是国产的数控系统品牌。18.编程时使用刀具半径补偿指令，可按（）编程。A.刀具中心轨迹B.工件轮廓C.刀具实际半径答案：B解析：使用刀具半径补偿指令后，编程人员可以按照工件轮廓进行编程，数控系统会自动根据刀具半径补偿值计算出刀具中心的轨迹。19.车削加工时，为了减小工件表面粗糙度值，应尽量选用（）。A.大的切削深度B.大的进给量C.小的进给量答案：C解析：减小进给量可以使残留面积减小，从而减小工件表面粗糙度值。大的切削深度主要影响加工效率和切削力，对表面粗糙度影响相对较小；大的进给量会使残留面积增大，导致表面粗糙度值增大。20.数控车床加工螺纹时，为了保证螺纹牙型准确，在主轴上应安装（）。A.光电编码器B.接近开关C.行程开关答案：A解析：在数控车床加工螺纹时，为了保证螺纹牙型准确，需要主轴的旋转与刀具的进给保持严格的同步关系，光电编码器可以精确地检测主轴的转速和转角，为螺纹加工提供准确的同步信号。接近开关和行程开关主要用于位置检测和限位控制，不能满足螺纹加工的同步要求。二、判断题（每题1分，共20分）1.数控车床的机床坐标系和工件坐标系是重合的。（×）解析：机床坐标系是机床固有的坐标系，而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，两者一般不重合。2.G00指令的运动轨迹是直线。（×）解析：G00指令是快速定位指令，其运动轨迹不一定是直线，它是各坐标轴以最快速度独立运动到目标点，其合成轨迹可能是折线。3.刀具的前角越大，切削越轻快，所以前角越大越好。（×）解析：刀具前角增大，切削力减小，切削轻快，但前角过大，会使刀具的强度和散热能力下降，导致刀具磨损加剧，耐用度降低，所以前角应根据具体加工情况合理选择。4.数控编程中，绝对坐标编程和增量坐标编程不能在同一程序中混合使用。（×）解析：在数控编程中，绝对坐标编程和增量坐标编程可以在同一程序中混合使用，以方便编程和加工。5.粗加工时，为了提高生产效率，应选择较大的切削速度。（×）解析：粗加工时，为了提高生产效率，应选择大的切削深度和大的进给量，而切削速度不宜过高，否则会导致刀具磨损过快，影响刀具耐用度。6.车削外圆时，若刀具磨损，工件直径会变小。（×）解析：车削外圆时，若刀具后刀面磨损，刀具切削刃的位置会发生变化，使得工件直径会变大。7.数控系统中，M代码主要用于控制机床的辅助功能。（√）解析：M代码是辅助功能代码，主要用于控制机床的辅助动作，如主轴的启停、冷却液的开关、换刀等。8.用G92指令可以加工圆柱螺纹和圆锥螺纹。（√）解析：G92是螺纹切削循环指令，可以通过不同的编程方式加工圆柱螺纹和圆锥螺纹。9.刀具半径补偿功能只在G01和G00指令下有效。（×）解析：刀具半径补偿功能在G00、G01、G02、G03等插补指令下都有效，只要在这些指令执行过程中可以实现刀具半径的补偿。10.车削细长轴时，为了减小工件的变形，应采用大的主偏角。（√）解析：车削细长轴时，采用大的主偏角可以减小径向切削力，从而减小工件的变形。11.数控机床的重复定位精度比定位精度高。（√）解析：重复定位精度是指在同一条件下，同一台数控机床，重复运行同一程序代码，所得到的位置精度的一致程度，一般情况下，重复定位精度比定位精度高。12.编程时，X坐标的尺寸可以用直径值表示，也可以用半径值表示。（√）解析：在数控编程中，X坐标的尺寸可以用直径值表示（在直径编程方式下），也可以用半径值表示（在半径编程方式下）。13.切削液的主要作用是冷却和润滑。（√）解析：切削液在切削加工中主要有冷却和润滑两大作用，同时还具有清洗和防锈等作用。14.数控车床的刀具补偿功能包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。（√）解析：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长度的差异，刀具半径补偿用于补偿刀具半径对加工轮廓的影响。15.车削加工中，工件的旋转运动是进给运动。（×）解析：在车削加工中，工件的旋转运动是主运动，刀具的移动是进给运动。16.程序段G00X100Z50F100是错误的，因为G00指令不能指定进给速度F。（√）解析：G00是快速定位指令，其各坐标轴以最快速度独立运动到目标点，不需要指定进给速度F，所以该程序段是错误的。17.当工件材料硬度较高时，应选择较小的前角和较大的后角。（√）解析：当工件材料硬度较高时，切削力较大，为了提高刀具的强度，应选择较小的前角；为了减少刀具后刀面与工件的摩擦，应选择较大的后角。18.数控车床的自动换刀装置只能进行刀架上刀具的更换。（×）解析：数控车床的自动换刀装置不仅可以进行刀架上刀具的更换，还可以实现刀库与刀架之间的刀具交换等功能。19.用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，必须限制主轴的最高转速。（√）解析：在恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，随着工件直径的变化，主轴转速会相应变化，为了防止主轴转速过高，必须限制主轴的最高转速。20.圆弧插补指令G02、G03中的I、J、K是圆弧圆心相对于圆弧起点的增量坐标。（√）解析：在圆弧插补指令G02、G03中，I、J、K分别是圆弧圆心在X、Y、Z轴上相对于圆弧起点的增量坐标。三、简答题（每题10分，共20分）1.简述数控车床的编程步骤。答：数控车床的编程步骤一般如下：（1）分析零件图样：对零件的形状、尺寸、精度、材料及技术要求等进行详细分析，确定加工工艺和加工路线。（2）确定工艺过程：根据零件的加工要求，选择合适的机床、刀具、夹具和切削用量，确定加工顺序和加工方法。（3）数值计算：根据零件的几何尺寸和加工路线，计算出各编程点的坐标值，包括直线和圆弧的起点、终点、圆心坐标等。（4）编写加工程序：根据计算出的坐标值和确定的工艺参数，按照数控系统规定的编程格式编写加工程序。程序中应包含程序号、程序段号、准备功能（G代码）、辅助功能（M代码）、坐标值、进给速度、主轴转速等信息。（5）程序校验和试切：将编写好的程序输入到数控系统中，进行程序校验，检查程序的语法错误和逻辑错误。然后进行试切加工，通过试切检验零件的加工精度和表面质量，如有问题，对程序进行修改和调整。（6）首件加工和质量检验：试切合格后，进行首件加工，加工完成后对零件进行全面的质量检验，确保零件符合设计要求。（7）批量生产：首件检验合格后，可进行批量生产，在生产过程中，要定期对零件进行抽检，确保产品质量的稳定性。2.简述刀具磨损的形式和原因。答：刀具磨损的形式主要有以下三种：（1）前刀面磨损：前刀面磨损也称为月牙洼磨损，主要发生在切削速度较高、切削厚度较大的情况下。在切削过程中，切屑与前刀面发生强烈的摩擦和挤压，使前刀面出现月牙洼状的磨损。其原因是切屑与前刀面之间的高温、高压和强烈的摩擦，导致刀具材料的粘结、扩散和氧化等磨损机理起作用。（2）后刀面磨损：后刀面磨损是最常见的磨损形式，主要发生在切削厚度较小的情况下。由于后刀面与加工表面之间存在摩擦和挤压，刀具后刀面会逐渐磨损。其原因主要是刀具与工件表面之间的摩擦、工件材料中的硬质点对后刀面的刻划以及切削力和切削热的作用。（3）边界磨损：边界磨损发生在刀具的主切削刃与副切削刃的交界处，呈沟状磨损。其原因是在切削过程中，切削宽度的边界处切削力集中、温度梯度大，同时工件材料中的硬质点和加工硬化层也容易在边界处对刀具造成磨损。刀具磨损的原因主要包括以下几个方面：（1）机械磨损：刀具与工件和切屑之间的摩擦，以及工件材料中的硬质点对刀具的刻划，会导致刀具表面材料的剥落和磨损。（2）热磨损：切削过程中产生的大量热量使刀具温度升高，高温会使刀具材料的硬度降低，加剧刀具的磨损。同时，高温还会引起刀具材料的相变和氧化，降低刀具的强度和耐磨性。（3）化学磨损：在高温、高压的切削条件下，刀具材料与工件材料和周围介质发生化学反应，如扩散、溶解、氧化等，导致刀具材料的流失和磨损。（4）疲劳磨损：在切削过程中，刀具承受着周期性的切削力和热应力，会使刀具表面产生疲劳裂纹，随着裂纹的扩展和连接，最终导致刀具材料的剥落和磨损。四、编程题（每题10分，共20分）1.已知毛坯为\(\phi50\times100\)的棒料，材料为45钢，要加工一个外圆为\(\phi40\)，长度为80的轴，试编写数控车削加工程序（采用绝对坐标编程，FANUC系统）。答：以下是该轴的数控车削加工程序：```O0001;N10G99G21;//每转进给，公制