数控铣床操作工职业技能鉴定(技师)应知考核试题及参考答案

数控铣床操作工职业技能鉴定(技师)应知考核试题及参考答案一、选择题（每题有且仅有一个正确答案，每题2分，共30分）1.数控机床坐标系采用的是（）A.左手直角坐标系B.右手直角坐标系C.极坐标系D.球坐标系答案：B。解析：数控机床坐标系采用右手直角坐标系来确定各坐标轴的方向，符合空间解析几何的规则，便于编程和机床的运动控制。2.数控编程时，下面哪种指令（）是极坐标指令。A.G15B.G16C.G17D.G18答案：B。解析：G16是极坐标指令激活，用于在编程中使用极坐标方式指定刀具的位置，G15是极坐标取消。G17、G18、G19分别是选择XY、XZ、YZ平面的指令。3.可用于测量孔径的量具是（）。A.游标卡尺B.外径千分尺C.百分表D.塞规答案：D。解析：塞规是专门用于测量孔径的量具，它有通规和止规，通过判断是否能顺利通过工件的孔来确定孔径是否合格。游标卡尺也可测量孔径，但精度和专业性不如塞规；外径千分尺用于测量外径；百分表一般用于测量形状误差和位置误差等。4.FANUC系统中，G90G01X50Y60F100；此时X、Y轴的插补方式是（）。A.直线插补B.圆弧插补C.螺旋线插补D.抛物线插补答案：A。解析：G01是直线插补指令，用于指令刀具以指定的进给速度F从当前位置沿直线移动到指定的目标位置（X50Y60），所以是直线插补方式。5.在数控铣床上铣削平面轮廓曲线工件时，若发现轮廓曲线的法向误差超差，可能的原因是（）。A.刀具磨损B.进给速度过快C.切削深度过大D.以上都可能答案：D。解析：刀具磨损会使刀具的实际尺寸发生变化，导致加工轮廓与编程轮廓不一致，产生法向误差；进给速度过快，会使切削力不稳定，可能引起刀具的振动和偏移，造成法向误差；切削深度过大，同样会增加切削力，易使工件和刀具发生变形，导致法向误差超差。6.铣削加工中影响表面粗糙度的主要因素是（）。A.切削速度B.进给量C.切削深度D.刀具材料答案：B。解析：进给量对表面粗糙度的影响最为显著。进给量越大，刀具在工件表面留下的切削痕迹越明显，表面粗糙度越大。切削速度对表面粗糙度也有一定影响，但相对进给量来说较小；切削深度主要影响切削力和加工效率；刀具材料主要影响刀具的使用寿命和切削性能，对表面粗糙度的直接影响较小。7.刀具半径补偿指令中，G41表示（）。A.左补偿B.右补偿C.取消补偿D.暂停补偿答案：A。解析：G41是刀具半径左补偿指令，即刀具沿进给方向看，刀具在工件轮廓的左侧进行补偿。G42是刀具半径右补偿指令，G40是取消刀具半径补偿指令。8.切削脆性金属材料时，常发生（）。A.带状切屑B.节状切屑C.崩碎切屑D.单元切屑答案：C。解析：脆性金属材料的塑性较差，在切削过程中，切屑容易突然崩裂成不规则的碎块，形成崩碎切屑。而带状切屑一般在切削塑性好的金属材料且切削条件合适时产生；节状切屑和单元切屑也是在切削塑性材料时出现的不同切屑形态。9.数控铣床的定位精度直接影响到（）。A.被加工零件的尺寸精度B.被加工零件的形状精度C.被加工零件的表面粗糙度D.刀具的使用寿命答案：A。解析：定位精度是指数控机床运动部件在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。它直接决定了刀具在加工过程中到达各个位置的准确性，从而影响被加工零件的尺寸精度。形状精度主要与机床的几何精度、刀具的形状和切削运动的精度有关；表面粗糙度主要受切削参数和刀具刃口状况等影响；刀具的使用寿命主要与刀具材料、切削参数和工件材料等有关。10.以下哪种代码是数控铣床的程序结束代码（）。A.M02B.M03C.M05D.M06答案：A。解析：M02是程序结束指令，程序运行到M02时，机床的所有运动和操作都停止，程序结束。M03是主轴正转指令；M05是主轴停止指令；M06是换刀指令。11.用立铣刀铣削平面时，若铣刀直径小于工件宽度，则应采用（）。A.顺铣B.逆铣C.顺铣和逆铣交替D.都可以答案：A。解析：顺铣时，铣刀的切削力方向与工件的进给方向相同，刀具切入工件时的冲击力较小，能获得较好的表面质量，且刀具的耐用度较高。当立铣刀直径小于工件宽度时，采用顺铣可以减少切削振动，提高加工质量。逆铣时，刀具切入工件时的冲击力较大，容易产生振动和啃刀现象。12.数控系统中，（）指令在程序里应用，可提高工作效率和加工精度。A.子程序B.嵌套指令C.循环指令D.以上都对答案：D。解析：子程序可以将一些经常使用的加工程序段单独编写成一个子程序，在主程序中可以多次调用，减少了程序的编写工作量，提高了工作效率，同时也便于程序的修改和维护；嵌套指令可以在子程序中再调用子程序，进一步提高了程序的灵活性和可复用性；循环指令可以简化重复的加工动作的编程，例如圆周循环、钻孔循环等，减少了程序的长度，提高了编程效率，并且可以保证每次循环的加工精度一致。13.夹紧力的作用点应（）工件的加工表面。A.靠近B.远离C.无所谓D.垂直于答案：A。解析：夹紧力的作用点靠近工件的加工表面可以减少工件的变形和振动，保证加工精度。如果夹紧力作用点远离加工表面，在切削力的作用下，工件容易产生变形，影响加工质量。14.程序中指令G43H02，H02表示（）。A.刀具长度补偿值的地址B.刀具半径补偿值的地址C.刀具磨损补偿值的地址D.刀具偏置值的地址答案：A。解析：G43是刀具长度正补偿指令，H02表示调用刀具长度补偿值的地址，在该地址中存储了相应刀具的长度补偿值。刀具半径补偿用D代码来指定地址；刀具磨损补偿一般包含在刀具长度补偿和半径补偿中；刀具偏置值是一个统称，这里主要指刀具长度补偿值用H地址指定。15.为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统的要求是（）。A.无级调速B.变速范围宽C.分段无级变速D.以上都对答案：D。解析：无级调速可以使主轴在一定范围内连续变化转速，能够根据不同的加工工艺和工件材料选择最合适的切削速度；变速范围宽可以满足不同加工任务对主轴转速的要求，例如粗加工时需要较低的转速和较大的扭矩，精加工时需要较高的转速；分段无级变速结合了有级变速和无级变速的优点，既可以通过齿轮等机构实现较大的变速范围，又可以在每个分段内实现无级变速，所以以上要求都是为了使主传动系统能满足不同工艺要求并获得最佳切削速度。二、判断题（每题1分，共10分）1.数控铣床的坐标系原点一般设置在机床的某个固定位置，与工件无关。（√）解析：机床坐标系原点是机床制造商在设计机床时确定的一个固定位置，它是机床运动的基准点，与工件的安装和加工位置无关。工件坐标系是在机床坐标系的基础上，根据工件的装夹位置和加工要求而建立的。2.刀具半径补偿仅在G00和G01指令下有效。（×）解析：刀具半径补偿可以在G00、G01、G02、G03等指令下有效。在圆弧插补指令G02、G03中同样可以使用刀具半径补偿功能，以实现对圆弧轮廓的正确加工。3.切削液的主要作用是降低切削温度和减少切削力。（√）解析：切削液在切削过程中可以带走大量的切削热，降低切削区域的温度，减少刀具的磨损；同时，切削液可以起到润滑作用，减少刀具与工件之间的摩擦力，从而降低切削力。4.数控程序中的绝对坐标编程是指所有的坐标值都是相对于当前坐标系原点的位置。（√）解析：绝对坐标编程时，程序中的每个坐标值都是相对于坐标系原点的绝对位置。而相对坐标编程则是相对于前一个位置的增量值。5.粗加工时，为了提高生产效率，应选择较大的切削速度、进给量和切削深度。（×）解析：粗加工时，为了提高生产效率，一般选择较大的进给量和切削深度，但切削速度不宜过大。因为较大的切削速度会使切削温度升高，刀具磨损加剧，反而不利于提高生产效率和降低成本。6.数控机床的定位精度和重复定位精度是同一个概念。（×）解析：定位精度是指数控机床运动部件在数控装置控制下运动所能达到的位置精度；重复定位精度是指在相同的条件下，对同一位置进行多次定位时，所得到的位置的一致程度。两者是不同的概念，重复定位精度更强调定位的一致性。7.采用顺铣方式铣削时，铣刀的切削厚度从最大逐渐减小到零。（√）解析：顺铣时，刀具切入工件时的切削厚度最大，随着刀具的进给，切削厚度逐渐减小，直到切出工件时切削厚度为零。8.子程序结束指令是M99。（√）解析：在数控编程中，M99是子程序结束指令，当程序执行到M99时，子程序结束并返回到主程序中调用该子程序的下一个程序段继续执行。9.机床的几何精度对加工精度有直接影响。（√）解析：机床的几何精度是指机床在不运动或运动速度较低时的精度，如导轨的直线度、主轴的回转精度等。机床的几何精度直接影响刀具和工件的相对位置和运动精度，从而对加工精度产生直接影响。10.刀具长度补偿可以在程序中随时取消。（×）解析：刀具长度补偿的取消需要在合适的位置进行，一般要在刀具离开工件加工表面后才能取消，否则会导致刀具与工件发生碰撞，损坏刀具和工件。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述数控铣床刀具半径补偿的作用和使用方法。答：作用：简化编程：在编程时，无需考虑刀具的实际半径大小，只需按照工件的轮廓尺寸进行编程。当刀具磨损、重磨或更换新刀具时，只需修改刀具半径补偿值，而不必修改程序，提高了编程效率和程序的通用性。提高加工精度：通过刀具半径补偿，可以对刀具的实际半径进行精确补偿，使加工出的工件尺寸更加符合设计要求。同时，还可以通过调整补偿值来修正加工过程中出现的尺寸误差。实现粗、精加工：在粗加工时，可以留出一定的加工余量，通过设置较大的刀具半径补偿值进行加工。在精加工时，逐渐减小刀具半径补偿值，直到达到设计尺寸，提高加工效率和表面质量。使用方法：建立刀具半径补偿：在程序中使用G41（刀具半径左补偿）或G42（刀具半径右补偿）指令，同时指定刀具半径补偿号（如D01、D02等）。在加工前，需要将刀具的实际半径值输入到对应的补偿号中。例如：G41G01X10Y20D01F100；表示刀具沿左方向进行半径补偿，补偿号为D01。刀具半径补偿的执行：在建立刀具半径补偿后，刀具将按照编程轨迹和补偿值进行运动，自动偏离工件轮廓一个刀具半径的距离。在刀具半径补偿状态下，可以进行各种直线、圆弧插补等加工操作。取消刀具半径补偿：在加工结束或不需要刀具半径补偿时，使用G40指令取消刀具半径补偿。例如：G40G01X30Y40；表示取消刀具半径补偿，刀具回到编程轨迹上。2.数控铣床加工中产生振动的原因有哪些？如何解决？答：产生振动的原因：切削参数不合理：切削速度、进给量和切削深度选择不当，可能导致切削力过大或不稳定，从而引起振动。例如，切削速度过高可能会使刀具与工件之间的摩擦加剧，产生振动；进给量过大可能会使切削力突然增大，导致机床振动。刀具系统问题：刀具的几何形状、刀具磨损、刀具安装等因素都会影响切削过程的稳定性。刀具的前角、后角等几何参数不合适，会使切削力增大；刀具磨损严重会导致切削刃不锋利，切削力不稳定；刀具安装不牢固，会在切削过程中产生晃动。工件装夹问题：工件装夹不牢固，在切削力的作用下会发生振动。若工件的定位不准确，也会使切削力分布不均匀，导致振动。机床本身问题：机床的主轴轴承磨损、导轨精度下降、丝杆螺母间隙过大等机械问题，会影响机床的运动精度和稳定性，从而产生振动。此外，机床的控制系统不稳定，也可能导致运动指令的执行不准确，引起振动。解决方法：优化切削参数：根据工件材料、刀具材料和加工要求，合理选择切削速度、进给量和切削深度。可以通过试验的方法，找到最佳的切削参数组合，以减少切削力和振动。改善刀具系统：选择合适的刀具几何形状和刀具材料，定期检查和更换磨损的刀具。确保刀具安装牢固，刀具的悬伸长度尽量短，以提高刀具的刚性。改进工件装夹方式：采用合适的夹具和定位方法，确保工件装夹牢固。可以增加辅助支撑，提高工件的刚性，减少振动。在装夹过程中，要保证工件的定位精度。维护机床设备：定期对机床进行保养和维护，检查和更换磨损的主轴轴承、导轨等部件，调整丝杆螺母的间隙，保证机床的机械精度。同时，要检查和优化机床的控制系统，确保运动指令的准确执行。3.简述数控铣床的对刀方法及原理。答：数控铣床的对刀方法主要有以下几种：试切对刀法原理：通过刀具与工件的实际试切，获取刀具与工件在各坐标轴方向上的相对位置关系，从而确定工件坐标系的原点位置。操作步骤：在X轴方向，将刀具移动到工件的一侧，让刀具轻轻接触工件，记录此时机床坐标系下的X坐标值，然后将刀具移动到工件的另一侧，同样记录X坐标值，取这两个坐标值的平均值，再考虑刀具半径补偿值，就可以确定X轴方向的工件原点位置。Y轴方向的对刀方法与X轴类似。Z轴方向，将刀具移动到工件的上表面，让刀具轻轻接触工件表面，记录此时机床坐标系下的Z坐标值，该坐标值减去刀具长度补偿值和工件的上表面到工件原点在Z方向的距离，就得到Z轴方向的工件原点位置。对刀仪对刀法原理：对刀仪是一种专门用于刀具测量和对刀的设备，它可以精确测量刀具的长度、半径等参数。在对刀时，将刀具安装在对刀仪上，通过对刀仪的测量系统获取刀具的相关参数，并将这些参数输入到数控系统的刀具补偿寄存器中，从而实现刀具的对刀。操作步骤：首先将刀具装夹在对刀仪的刀柄上，然后启动对刀仪，按照对刀仪的操作说明进行刀具参数的测量，包括刀具的长度、半径等。测量完成后，将测量得到的参数通过手动输入或自动传输的方式输入到数控系统的相应刀具补偿号中。自动对刀法原理：利用安装在机床上的自动对刀装置，通过检测刀具与对刀装置之间的接触信号，自动确定刀具的位置，并将刀具的位置信息反馈给数控系统，实现自动对刀。操作步骤：在机床的工作台上安装好自动对刀装置，在编程时设置好自动对刀的指令和相关参数。当程序执行到自动对刀指令时，机床控制系统会控制刀具移动到对刀装置处，自动对刀装置检测到刀具的接触信号后，将刀具的位置信息发送给数控系统，数控系统根据这些信息自动计算并设置刀具的补偿值。四、编程题（30分）用FANUC系统编写一个数控铣削程序，加工如图所示的零件轮廓。零件厚度为5mm，毛坯尺寸为100×80×10mm，采用φ10的立铣刀，刀具半径补偿号为D01，零件上表面为Z=0平面，要求粗加工留0.5mm余量，精加工一次完成。主轴转速S800，进给速度F150。（此处假设零件轮廓为一个简单的矩形嵌套圆的形状，矩形左下角坐标为（10，10），右上角坐标为（90，70），圆的圆心坐标为（50，40），半径为20mm）```O0001;N10G21G90G40G80;//设置公制单位，绝对坐标编程，取消刀具半径补偿和固定循环N20M03S800;//主轴正转，转速800r/minN30G00X0Y0Z50;//快速移动到起点N40G00X10Y10Z5;//快速移动到下刀点上方N50G01Z4.5F150;//以进给速度150mm/min下刀到粗加工深度（留0.5mm余量）N60G41G01X10Y10D01;//建立刀具半径左补偿N70G01X90