数控车工职业技能中级考核试卷一

数控车工职业技能中级考核试卷一一、选择题（每题2分，共20分）1.数控车床的坐标系采用（）判定X、Z轴的方向。A.右手直角笛卡尔坐标系B.左手直角笛卡尔坐标系C.极坐标系D.柱坐标系2.数控编程时，通常用（）指令来指定工件坐标系。A.G50B.G54C.G92D.以上均可3.车削外圆时，若刀具磨损，车出的工件直径会（）。A.变大B.变小C.不变D.不一定4.数控车床的主轴转速S的单位是（）。A.m/minB.mm/minC.r/minD.mm/r5.车削螺纹时，车刀的径向前角应取（）值才能车出正确的牙型。A.正B.负C.零D.任意6.数控程序中，G00指令表示（）。A.直线插补B.圆弧插补C.快速定位D.螺纹切削7.精车时，为了保证加工精度和表面质量，应选用（）的切削用量。A.较大B.较小C.中等D.任意8.车削细长轴时，为了减少工件的变形和振动，应采用（）的车刀。A.90°外圆车刀B.45°弯头车刀C.75°外圆车刀D.切槽刀9.数控车床的刀架转位换刀时，新刀到达指定位置后，其刀尖位置与编程位置的误差值应在（）范围内。A.0.01mmB.0.02mmC.0.03mmD.0.04mm10.车削加工中，工件材料的硬度越高，切削力（）。A.越大B.越小C.不变D.不一定二、判断题（每题2分，共20分）1.数控车床的编程原点可以与机床原点重合。（）2.G96指令表示恒线速度控制，此时S后面的数值表示切削速度。（）3.车削加工时，工件的转速越高，表面粗糙度越小。（）4.刀具半径补偿功能在轮廓加工中可简化编程。（）5.车削螺纹时，主轴转速必须保持恒定。（）6.数控车床的刀架转位换刀过程中，不会出现刀具干涉现象。（）7.精车时，应尽量选择较大的背吃刀量，以提高加工效率。（）8.车削外圆时，刀具的主偏角越大，径向力越小。（）9.数控程序中，M02指令和M30指令的功能相同。（）10.加工塑性材料时，容易产生积屑瘤。（）三、简答题（每题10分，共30分）1.简述数控车床编程的基本步骤。2.车削加工中，影响表面粗糙度的因素有哪些？3.如何保证数控车床的加工精度？四、编程题（30分）编写一个数控加工程序，完成如图所示零件的加工。毛坯为φ45×100的棒料，材料为45钢。要求：1.确定合理的加工工艺路线。2.编写完整的数控加工程序，包括刀具选择、切削用量等。3.在程序中体现必要的工艺指令，如对刀、换刀、切削液开关等。（此处应附上零件的图纸，因无法提供图纸，假设零件为一个简单的阶梯轴，一端直径φ40，长度50，另一端直径φ30，长度30，中间有一个2×45°的倒角，轴的外表面粗糙度Ra3.2）答案及解析一、选择题答案及解析1.答案：A解析：数控车床的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系判定X、Z轴的方向，伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°，则大拇指代表X轴正方向，食指代表Y轴正方向，中指代表Z轴正方向。2.答案：D解析：G50、G54、G92都可以用来指定工件坐标系，G50一般用于设定坐标系原点；G54是通过设置工件坐标系偏置值来确定工件坐标系；G92是通过程序中给定的坐标值来设定当前刀具位置为编程坐标系的原点。3.答案：A解析：车削外圆时，刀具磨损后，刀具的实际切削刃会变小，导致车出的工件直径变大。4.答案：C解析：数控车床的主轴转速S的单位是r/min，表示每分钟的转数。5.答案：C解析：车削螺纹时，车刀的径向前角应取零值才能车出正确的牙型，否则会影响螺纹的牙型精度。6.答案：C解析：G00指令表示快速定位，刀具以机床设定的快速移动速度从当前位置移动到目标位置。7.答案：B解析：精车时，为了保证加工精度和表面质量，应选用较小的切削用量，如较小的背吃刀量、进给量和较低的转速。8.答案：C解析：车削细长轴时为减少工件变形和振动，应采用75°外圆车刀，其主偏角较大，径向力较小。9.答案：B解析：数控车床的刀架转位换刀时，新刀到达指定位置后，其刀尖位置与编程位置的误差值应在0.02mm范围内，以保证加工精度。10.答案：A解析：车削加工中，工件材料的硬度越高，切削力越大，因为硬度高的材料更难切削。二、判断题答案及解析1.答案：√解析：数控车床的编程原点可以根据编程方便与机床原点重合，也可以设置在其他位置。2.答案：√解析：G96指令表示恒线速度控制，此时S后面的数值表示切削速度，可保证在不同直径处切削速度恒定。3.答案：×解析：车削加工时，工件转速过高可能会导致振动加剧，表面粗糙度不一定减小，还与刀具、进给量等因素有关。4.答案：√解析：刀具半径补偿功能在轮廓加工中可简化编程，只需按工件轮廓编程，系统自动计算刀具中心轨迹。5.答案：√解析：车削螺纹时，主轴转速必须保持恒定，以保证螺距的精度。6.答案：×解析：数控车床的刀架转位换刀过程中，如果刀具安装或刀架结构不合理，可能会出现刀具干涉现象。7.答案：×解析：精车时，应选择较小的背吃刀量，以保证加工精度和表面质量，而不是较大的背吃刀量。8.答案：√解析：车削外圆时，刀具的主偏角越大，径向力越小，轴向力越大。9.答案：×解析：M02指令表示程序结束，光标停留在程序末尾；M30指令表示程序结束并返回程序开头，功能不完全相同。10.答案：√解析：加工塑性材料时，在一定切削条件下容易产生积屑瘤，影响加工质量。三、简答题答案1.数控车床编程的基本步骤：-分析零件图纸：明确零件的形状、尺寸、精度要求等，确定加工工艺路线。-确定加工工艺：包括选择刀具、确定切削用量、装夹方式等。-建立工件坐标系：确定编程原点在工件上的位置，一般选择工件的对称中心、端面或其他便于计算的位置。-数值计算：根据零件的几何形状和加工工艺，计算各点的坐标值，如基点、节点等。-编写程序：按照数控系统规定的指令格式，使用G、M、S、T、F等指令编写加工程序，程序中要包含刀具路径、切削用量、对刀点、换刀点等信息。-程序校验与修改：通过模拟加工或在机床上试运行程序，检查程序的正确性，如有错误及时修改。2.车削加工中，影响表面粗糙度的因素有：-刀具几何形状：刀具的前角、后角、刃倾角、主偏角、副偏角等会影响切削变形和切削力，从而影响表面粗糙度。例如，增大前角可减小切削变形，降低表面粗糙度；减小副偏角可减小残留面积高度，提高表面质量。-切削用量：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，适当提高切削速度可使切削过程更平稳，减小表面粗糙度；进给量增大，残留面积高度增加，表面粗糙度变大；背吃刀量对表面粗糙度影响相对较小，但过大的背吃刀量可能导致振动，影响表面质量。-刀具磨损：刀具磨损后，切削刃变钝，切削力增大，容易产生振动，使表面粗糙度变差。同时，刀具磨损还会导致切削刃形状改变，影响加工精度和表面质量。-工件材料：工件材料的硬度、塑性、韧性等性能会影响切削加工性和表面粗糙度。例如，塑性材料在切削过程中容易产生积屑瘤，导致表面粗糙度增大；硬度高的材料切削时切削力大，也可能使表面粗糙度增加。-切削液：合理使用切削液可以降低切削温度，减小刀具与工件之间的摩擦，抑制积屑瘤的产生，从而降低表面粗糙度，提高加工表面质量。3.保证数控车床加工精度的方法有：-正确安装与调试机床：确保机床安装水平符合要求，各坐标轴的运动精度达到规定指标，定期对机床进行维护保养和精度检测，及时调整和修复机床精度。-精确对刀：采用合适的对刀方法，如试切对刀、对刀仪对刀等，准确测量刀具的长度、半径等参数，将刀具补偿值准确输入数控系统，保证刀具的实际位置与编程位置一致。-合理选择刀具：根据工件材料、加工要求选择合适的刀具材料和刀具几何形状，刀具的精度和耐用度要满足加工要求，避免因刀具问题影响加工精度。-优化加工工艺：制定合理的加工工艺路线，减少加工工序，避免多次装夹造成的误差。合理安排粗、精加工，粗加工去除大部分余量，精加工保证尺寸精度和表面质量。控制切削用量，避免切削力过大引起工件变形。-精确编程：根据零件图纸和加工工艺要求，准确编写数控程序，保证程序中的尺寸、坐标、指令等准确无误。在编程过程中，充分考虑刀具半径补偿、刀具长度补偿等因素，确保加工精度。-实时监测与调整：在加工过程中，通过机床的检测装置实时监测加工状态，如工件尺寸、形状误差等。根据监测结果及时调整刀具位置、切削参数等，保证加工精度。-控制加工环境：保持加工车间的温度、湿度稳定，避免因环境因素引起机床热变形和工件尺寸变化。对高精度零件的加工，可采用恒温车间或采取特殊的温度控制措施。四、编程题答案假设使用FANUC系统进行编程，以下是一个满足要求的数控加工程序：```O0001;T0101;//选择90°外圆车刀M03S800;//主轴正转，转速800r/minG00X50Z2;//快速定位到毛坯外G94F0.2;//每分钟进给0.2mm//粗车φ40外圆G71U2R0.5;G71P10Q20U0.5W-0.1F0.3;N10G00X0;G01Z0;X40Z-2;Z-50;N20X45;//精车φ40外圆G00X0;G01Z0;G42;//刀具半径右补偿X40Z-2;Z-50;X45;G40;//取消刀具半径补偿//车φ30外圆G00X30;Z-2;G01Z-30;//车2×45°倒角G00X34;Z-28;G01X40Z-30;G00X100Z100;//快速退刀M05;//主轴停转M30;//程序结束并返回```工艺路线分析：1.先对毛坯进行粗车，去除大部分余量，采用G71复合循环指令。2.粗车后进行精车，保证φ40外圆的尺寸精度和表面质量，使用刀具半径补偿功能。精车时，刀具路径与粗车路径基本相同，但切削用量不同。3.接着车削φ30外圆，直接使用G01指令。4.最后车削2×45°倒角，通过计算坐标点，使用G01指令完成。刀具选择：选用90°外圆车刀，粗车时可选择涂层硬质合金刀具，精车时选择更高精度的硬质合金刀具。切削用量：粗车时，背吃刀量2mm，进给量0.3m