车工(数控车床)中级习题库及参考答案

车工(数控车床)中级习题库及参考答案一、选择题1.数控车床的默认加工平面是（）。A.XY平面B.XZ平面C.YZ平面D.以上都不对答案：B。数控车床主要用于加工回转体零件，其坐标系中X轴为径向，Z轴为轴向，默认加工平面是XZ平面。2.以下指令中，（）是螺纹切削单一循环指令。A.G90B.G92C.G94D.G96答案：B。G90是外圆、内孔车削固定循环指令；G92是螺纹切削单一循环指令；G94是端面车削固定循环指令；G96是恒线速度控制指令。3.刀具几何角度中，影响切屑流向的角度是（）。A.前角B.后角C.主偏角D.刃倾角答案：D。刃倾角的正负决定了切屑的流向，正刃倾角使切屑流向待加工表面，负刃倾角使切屑流向已加工表面。4.数控车床中，转速功能字S可指定（）。A.mm/minB.r/minC.mm/rD.m/min答案：B。在数控车床中，S指令用于指定主轴转速，单位是r/min（转/分钟）。5.切削用量三要素是指（）。A.切削速度、进给量、背吃刀量B.切削速度、进给量、切削厚度C.切削速度、进给量、切削宽度D.切削厚度、进给量、背吃刀量答案：A。切削速度、进给量和背吃刀量是影响切削加工的三个重要参数，称为切削用量三要素。6.用G50设置工件坐标系时，该指令是（）。A.模态指令B.非模态指令C.增量值指令D.以上都不对答案：B。G50指令用于设定工件坐标系，它是非模态指令，只在本程序段有效。7.刀具半径补偿指令中，G41表示（）。A.刀具半径左补偿B.刀具半径右补偿C.取消刀具半径补偿D.以上都不对答案：A。G41是刀具半径左补偿指令，沿着刀具前进方向观察，刀具在零件轮廓的左侧。8.数控机床的核心是（）。A.伺服系统B.数控系统C.反馈系统D.传动系统答案：B。数控系统是数控机床的核心，它控制机床的各种运动和动作，实现零件的加工。9.车削细长轴时，为了减少工件的变形和振动，应采用较大的（）的车刀进行切削。A.主偏角B.副偏角C.前角D.后角答案：A。车削细长轴时，采用较大的主偏角可以减少径向切削力，从而减少工件的变形和振动。10.编程时使用刀具补偿具有如下优点，指出下列说法哪一句是错误的（）。A.计算方便B.编制程序简单C.便于修正尺寸D.便于测量答案：D。刀具补偿可以使编程时计算方便、编制程序简单，并且便于修正尺寸，但对测量并没有直接的帮助。11.数控车床的F功能常用（）单位。A.m/minB.mm/min或mm/rC.m/rD.r/min答案：B。在数控车床中，F功能用于指定进给速度，单位可以是mm/min（每分钟进给毫米数）或mm/r（每转进给毫米数）。12.机械零件的真实大小是以图样上的（）为依据。A.比例B.公差范围C.标注尺寸D.图样大小答案：C。机械零件的真实大小是以图样上的标注尺寸为依据，与比例、图样大小无关，公差范围是对尺寸精度的要求。13.车削加工时，为了减小表面粗糙度值，可采用（）。A.较大的进给量B.较大的切削深度C.较高的切削速度D.较小的刀具半径答案：C。较高的切削速度可以使切屑变形减小，从而减小表面粗糙度值。较大的进给量和切削深度会增大表面粗糙度，较小的刀具半径在一定程度上也会影响表面粗糙度，但不如切削速度的影响明显。14.刀具磨损过程的三个阶段中，作为切削加工应用的是（）阶段。A.初期磨损B.正常磨损C.急剧磨损D.以上都可以答案：B。初期磨损阶段刀具磨损较快；正常磨损阶段磨损速度相对稳定，是切削加工应用的阶段；急剧磨损阶段刀具磨损迅速，不能用于正常加工。15.数控机床的标准坐标系是以（）来确定的。A.绝对坐标系B.相对坐标系C.工件坐标系D.右手笛卡尔直角坐标系答案：D。数控机床的标准坐标系是以右手笛卡尔直角坐标系来确定的，规定了X、Y、Z三个坐标轴的正方向和旋转轴的方向。16.当数控车床X轴朝上时，主轴与X轴的关系是（）。A.平行B.垂直C.相交D.以上都不对答案：B。在数控车床的坐标系中，主轴一般沿Z轴方向，当X轴朝上时，主轴与X轴垂直。17.下列代码中，用于程序结束并返回程序开头的是（）。A.M02B.M03C.M30D.M05答案：C。M02是程序结束；M03是主轴正转；M30是程序结束并返回程序开头；M05是主轴停转。18.车螺纹时，产生螺纹表面粗糙度值大的原因之一是（）。A.车刀前角太大B.车床丝杠的轴向窜动C.背吃刀量太小D.切削速度太低答案：B。车床丝杠的轴向窜动会使螺纹表面产生波纹，导致表面粗糙度值大。车刀前角太大一般会影响切削力和刀具寿命等；背吃刀量太小对表面粗糙度影响较小；切削速度太低会使切削变形增大，但不是产生表面粗糙度值大的主要原因。19.数控车床在执行G90指令时，刀具的运动轨迹是（）。A.矩形B.梯形C.三角形D.圆形答案：A。G90是外圆、内孔车削固定循环指令，刀具的运动轨迹是矩形。20.工件材料的强度和硬度较高时，为了保证刀具有足够的强度，应选用（）的车刀。A.较大前角B.较小前角C.较大后角D.较小后角答案：B。工件材料的强度和硬度较高时，选用较小前角的车刀可以保证刀具有足够的强度，减小刀具磨损。二、判断题1.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。（√）解释：刀具补偿功能是数控车床的重要功能之一，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。2.G00指令的速度是由编程时指定的速度决定的。（×）解释：G00指令是快速点定位指令，其速度是由机床参数设定的，而不是编程时指定的。3.切削液的作用主要是冷却和润滑。（√）解释：切削液可以降低切削温度，起到冷却作用，同时可以减小刀具与工件、切屑之间的摩擦，起到润滑作用。4.编程时，绝对编程和增量编程不能在同一程序中混合使用。（×）解释：在数控编程中，绝对编程和增量编程可以在同一程序中混合使用，以满足不同的加工需求。5.车削加工中，刀具的主偏角增大，切削宽度增大，切削厚度减小。（√）解释：主偏角增大时，切削刃与工件的接触长度增加，切削宽度增大，而切削厚度则相应减小。6.数控机床的原点就是编程原点。（×）解释：数控机床的原点是机床坐标系的原点，是机床制造厂家设定的；编程原点是编程人员根据零件加工要求设定的，两者不一定相同。7.刀具磨损到一定程度后需要进行刃磨或更换新刀，这个磨损量称为刀具的磨钝标准。（√）解释：为了保证加工质量和刀具寿命，当刀具磨损到一定程度时，需要进行刃磨或更换，这个磨损量就是刀具的磨钝标准。8.车削细长轴时，为了提高其加工精度，应采用大的进给量和小的背吃刀量。（×）解释：车削细长轴时，为了减小工件的变形，应采用小的进给量和小的背吃刀量，以减小切削力。9.数控编程时，应首先设定工件坐标系。（√）解释：工件坐标系是编程的基础，在编程前需要根据零件的装夹和加工要求设定工件坐标系，以便确定零件上各点的坐标。10.车削螺纹时，螺距是由进给速度决定的。（×）解释：车削螺纹时，螺距是由车床的丝杠螺距和传动比决定的，而不是进给速度。进给速度会影响螺纹的加工效率和表面质量。11.刀具的后角越大，刀具的锋利程度越好，刀具寿命也越长。（×）解释：刀具的后角越大，刀具的锋利程度越好，但刀具的强度会降低，刀具寿命不一定越长。后角应根据加工材料和加工要求合理选择。12.数控机床的进给速度可以通过操作面板上的倍率开关进行调整。（√）解释：数控机床的操作面板上一般设有进给速度倍率开关，可以在一定范围内调整进给速度，以适应不同的加工需求。13.编程中，F指令只能指定每分钟进给量。（×）解释：在数控车床中，F指令可以指定每分钟进给量（mm/min），也可以指定每转进给量（mm/r），具体取决于编程时的设定。14.车削加工中，工件的转速越高，切削速度就越高。（√）解释：切削速度与工件的转速和工件的直径有关，在工件直径一定的情况下，工件的转速越高，切削速度就越高。15.刀具半径补偿指令G40必须与G41或G42成对使用。（√）解释：G41是刀具半径左补偿，G42是刀具半径右补偿，G40是取消刀具半径补偿，G40必须与G41或G42成对使用，以正确实现刀具半径补偿功能。16.数控机床的精度主要取决于伺服系统的精度。（√）解释：伺服系统是数控机床的重要组成部分，它控制机床的运动精度，因此数控机床的精度主要取决于伺服系统的精度。17.车削内孔时，刀具的切削刃应高于工件的旋转中心。（×）解释：车削内孔时，刀具的切削刃应低于工件的旋转中心，以防止刀具扎入工件。18.编程时，圆弧插补指令中I、J、K是圆心相对于圆弧起点的坐标增量。（√）解释：在圆弧插补指令中，I、J、K分别表示圆心在X、Y、Z轴方向上相对于圆弧起点的坐标增量，用于确定圆弧的圆心位置。19.数控机床的主轴转速越高，加工精度越高。（×）解释：主轴转速应根据工件材料、刀具材料和加工要求合理选择，过高的主轴转速可能会导致振动和噪声增大，反而影响加工精度。20.车削加工中，切削液的选择应根据工件材料和加工要求来确定。（√）解释：不同的工件材料和加工要求对切削液的性能要求不同，因此应根据具体情况选择合适的切削液，以提高加工质量和刀具寿命。三、简答题1.简述数控车床的编程步骤。答：（1）分析零件图纸，确定加工工艺过程：明确零件的形状、尺寸、精度要求等，确定加工方法、加工顺序、刀具选择、切削用量等加工工艺参数。（2）数值计算：根据零件的几何形状和加工路线，计算出刀具运动轨迹的坐标值。对于简单的零件，可直接根据图纸计算；对于复杂的零件，可能需要使用计算机辅助编程软件进行计算。（3）编写加工程序：根据计算出的坐标值和选定的数控系统指令代码，按照一定的格式编写加工程序。程序应包括机床的启动、停止、刀具的运动、切削参数的设定等指令。（4）程序校验和试切削：将编写好的程序输入到数控系统中，通过机床的空运行或在仿真软件中进行模拟加工，检查程序的正确性和合理性。如果发现问题，及时修改程序。经过校验无误后，进行试切削，根据试切削的结果进一步调整程序和加工参数。2.刀具半径补偿的作用是什么？使用刀具半径补偿有哪几步？答：刀具半径补偿的作用是：在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按零件轮廓编程，通过刀具半径补偿指令，数控系统自动计算刀具中心的运动轨迹，使刀具偏移零件轮廓一个刀具半径值，从而加工出符合要求的零件轮廓。使用刀具半径补偿的步骤如下：（1）在程序开始时，使用G41（刀具半径左补偿）或G42（刀具半径右补偿）指令建立刀具半径补偿，同时指定刀具半径补偿号。（2）在加工过程中，刀具按照补偿后的轨迹运动，进行零件轮廓的加工。（3）在程序结束前，使用G40指令取消刀具半径补偿，使刀具回到理论轮廓轨迹上。3.车削加工时，选择切削用量的原则是什么？答：（1）粗车时，应优先选择较大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具材料和工件材料选择合适的切削速度。这样可以在保证刀具寿命的前提下，提高加工效率。（2）精车时，应选择较小的背吃刀量和进给量，以保证加工精度和表面质量。切削速度则应根据刀具材料和工件材料合理选择，一般较高的切削速度可以减小表面粗糙度值。（3）在选择切削用量时，还应考虑刀具的寿命、机床的功率和刚性等因素。如果刀具寿命过低，应适当降低切削用量；如果机床功率不足或刚性较差，也应降低切削用量，以避免机床过载和振动。4.简述车削细长轴时防止工件变形的措施。答：（1）采用中心架或跟刀架：中心架固定在床身上，用于支承细长轴的中间部位；跟刀架固定在刀架上，随着刀具的移动而移动，实时支承细长轴。它们可以有效地减小工件的弯曲变形。（2）采用反向进给：即刀具从主轴箱向尾座方向进给，使工件在轴向受到拉伸力，而不是压缩力，从而减小工件的弯曲变形。（3）合理选择刀具几何角度：如采用较大的主偏角，减小径向切削力；采用较大的前角，减小切削力；选择合理的刃倾角，使切屑流向待加工表面，避免切屑划伤已加工表面。（4）减小切削用量：适当减小背吃刀量和进给量，以减小切削力，降低工件的变形程度。（5）对工件进行预拉伸：在车削前，对细长轴进行适当的预拉伸，使其产生一定的预紧力，在车削过程中可以抵消一部分切削力引起的变形。（6）改善工件的材料性能：对工件进行适当的热处理，如正火、调质等，改善其材料的力学性能，提高其刚性和抗变形能力。5.说明G00与G01指令的主要区别。答：（1）运动速度：G00指令是快速点定位指令，刀具以机床设定的快速速度运动，其速度不能由编程指定；G01指令是直线插补指令，刀具以编程指定的进给速度作直线运动。（2）运动轨迹：G00指令的运动轨迹一般是折线，刀具从当前点以最快的速度移动到目标点，不一定是直线；G01指令的运动轨迹是直线，刀具按照指定的方向和速度沿直线移动到目标点。（3）应用场景：G00指令主要用于刀具的快速定位，如刀具的起刀点、换刀点等位置的快速移动，以节省非切削时间；G01指令主要用于零件轮廓的直线加工，如车削外圆、端面、倒角等。6.简述数控车床的对刀步骤。答：（1）X向对刀：-手动车削工件外圆，保持X轴方向不动，沿Z轴方向退刀。-测量车削后的外圆直径，记录测量值。-在数控系统的刀具参数设置界面中，输入测量的外圆直径值，系统自动计算出刀具在X方向的偏置值。（2）Z向对刀：-手动车削工件端面，保持Z轴方向不动，沿X轴方向退刀。-将工件坐标系的Z轴零点设置在工件端面上（根据编程要求确定）。-在数控系统的刀具参数设置界面中，输入Z轴的偏置值（一般为0或根据具体情况确定），系统自动计算出刀具在Z方向的偏置值。（3）刀具长度补偿对刀（如果有）：对于多把刀具，需要分别对每把刀具进行长度补偿对刀。方法与上述类似，通过测量刀具在Z方向的长度差异，输入到数控系统的刀具长度补偿参数中。（4）对刀验证：对刀完成后，可以通过试切削或空运行来验证对刀的准确性。如果加工出的零件尺寸与编程尺寸不符，需要重新对刀进行调整。7.简述车削螺纹的编程要点。答：（1）确定螺纹的基本参数：包括螺纹的直径、螺距、牙型角、螺纹长度等。这些参数是编程的基础，应根据零件图纸的要求准确确定。（2）选择合适的螺纹切削指令：如G92是螺纹切削单一循环指令，适用于简单的螺纹加工；G76是螺纹切削复合循环指令，适用于多次循环切削螺纹，可提高加工效率和螺纹质量。（3）确定刀具的起始位置：刀具的起始位置应根据螺纹的加工要求和机床的结构确定，一般应保证刀具在切入螺纹时不会发生碰撞。（4）设置合理的切削参数：包括切削速度、进给量等。切削速度应根据螺纹的材料、螺距和刀具材料等因素合理选择，过低的速度会影响加工效率，过高的速度可能会导致螺纹表面质量下降；进给量应与螺距相匹配，一般为螺距值。（5）考虑螺纹的引入和引出长度：为了保证螺纹的起始和终止部分的质量，需要在螺纹的两端设置一定的引入和引出长度，使刀具在切入和切出螺纹时能够平稳过渡。（6）注意刀具的补偿：如果使用的刀具存在磨损或更换了刀具，需要考虑刀具的半径补偿和长度补偿，以保证螺纹的加工精度。8.数控车床的坐标系是如何规定的？答：数控车床的坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。规定如下：（1）Z轴：与车床主轴轴线重合，正方向是远离卡盘指向尾座的方向。（2）X轴：垂直于Z轴，平行于横向滑座的移动方向，正方向是刀具远离主轴轴线的方向。（3）Y轴：根据右手笛卡尔直角坐标系确定，在数控车床中一般不使用Y轴，因为车床主要加工回转体零件，其加工运动主要在XZ平面内进行。（4）旋转轴：绕X、Y、Z轴旋转的轴分别称为A、B、C轴，其正方向根据右手螺旋法则确定。在数控车床中，有时会有绕Z轴旋转的C轴，用于实现一些特殊的加工功能，如车削螺纹时的分度等。9.简述数控编程中绝对编程和增量编程的特点。答：绝对编程的特点：（1）编程简单直观：所有的坐标值都是以工件坐标系的原点为基准计算的，编程人员可以直接根据零件图纸上的尺寸进行编程，容易理解和检查程序的正确性。（2）程序的通用性好：绝对编程的程序不受刀具当前位置的影响，无论刀具在什么位置，都可以按照坐标值进行准确的定位和加工，因此程序的通用性较好，适用于复杂零件的加工。（3）数据处理量大：对于一些连续的加工动作，每个点的坐标都需要重新计算和编程，数据处理量较大。增量编程的特点：（1）编程灵活：增量编程是以刀具当前位置为基准，计算下一个点相对于当前点的坐标增量。在一些情况下，如加工一些有规律的形状或进行局部修改时，增量编程更加灵活方便。（2）数据处理量小：只需要计算相邻两点之间的坐标增量，数据处理量相对较小，程序的长度可能会较短。（3）程序的可读性较差：由于坐标值是相对的，对于不熟悉编程的人来说，理解程序的含义可能会比较困难，而且在检查程序时也需要更加仔细。10.简述影响车削加工表面粗糙度的因素及改善措施。答：影响车削加工表面粗糙度的因素有：（1）刀具因素：刀具的几何形状、刀具材料、刀具磨损等都会影响表面粗糙度。如刀具的刃口钝圆半径越小、刀具的前角越大、刀具磨损越小，表面粗糙度值越小。（2）切削用量因素：切削速度、进给量和背吃刀量对表面粗糙度有显著影响。一般来说，较高的切削速度可以减小表面粗糙度值；进给量和背吃刀量增大，表面粗糙度值会增大。（3）工件材料因素：工件材料的硬度、韧性、金相组织等会影响表面粗糙度。硬度适中、韧性较好、金相组织均匀的材料，加工后的表面粗糙度值较小。（4）切削液因素：合理使用切削液可以减小刀具与工件之间的摩擦，降低切削温度，减少切屑与刀具的粘结，从而减小表面粗糙度值。改善措施：（1）选择合适的刀具：根据工件材料和加工要求，选择刀具几何形状合理、刀具材料耐磨性好的刀具，并及时刃磨或更换刀具，保持刀具的锋利。（2）优化切削用量：根据工件材料和刀具材料，合理选择切削速度、进给量和背吃刀量。在保证加工效率的前提下，尽量提高切削速度，减小进给量和背吃刀量。（3）改善工件材料性能：对工件进行适当的热处理，如正火、调质等，改善其材料的力学性能和金相组织，提高其可加工性。（4）合理使用切削液：根据加工材料和加工要求，选择合适的切削液，并正确使用切削液，如选择合适的浓度、流量和浇注方式等。四、编程题1.如图所示零件，毛坯为直径50mm的棒料，材料为45钢，试编写其数控车削加工程序。要求：粗车外圆留0.5mm精加工余量，精车至图纸尺寸，切槽宽5mm，深3mm，车削M24×2的螺纹。[此处应插入零件图，因无法实际插入，仅做说明，零件图应包含外圆尺寸（如φ40、φ30等）、长度尺寸（如50、30等）、槽的位置和尺寸、螺纹的位置等信息]答：以下是基于FANUC系统的加工程序：```O0001;程序名T0101;选择1号外圆车刀，调用1号刀具补偿M03S800;主轴正转，转速800r/minG00X52.Z2.;快速定位到起刀点G71U1.R0.5;粗车循环，每次背吃刀量1mm，退刀量0.5mmG71P10Q20U0.5W0.1F0.3;定义粗车循环参数，X向留0.5mm精加工余量，Z向留0.1mm精加工余量，进给量0.3mm/rN10G00X0;精车轮廓起始段G01Z0F0.15;X20.;Z-20.;X30.;Z-30.;X40.;Z-50.;N20G01X52.;精车轮廓结束段G00X52.Z2.;快速退刀M05;主轴停转M00;程序暂停，测量工件尺寸T0101;重新调用1号刀具补偿M03S1200;主轴正转，转速1200r/minG70P10Q20;精车循环G00X52.Z-25.;快速定位到切槽位置T0202;选择2号切槽刀，调用2号刀具补偿G01X26.F0.1;切槽至直径26mmX52.;退刀G00Z-30.;快速定位到另一切槽位置G01X26.F0.1;切槽X52.;退刀G00X26.Z-5.;快速定位到螺纹起始点T0303;选择3号螺纹车刀，调用3号刀具补偿G92X23.5Z-22.F2.;螺纹车削循环，第一次切削，直径23.5mm，螺距2mmX23.2;第二次切削X23.0;第三次切削X22.8;第四次切削X22.75;最后一次切削G00X52.Z2.;快速退刀M0