数控车削实训与技能鉴定模拟试题及答案

数控车削实训与技能鉴定模拟试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.在数控车床编程中，用于设定工件坐标系的指令是（）。A.G54B.M03C.T0101D.S5002.下列G代码中，属于模态指令的是（）。A.G00B.G04C.G28D.M303.数控车削中，进行外圆粗车循环通常使用的指令是（）。A.G70B.G71C.G72D.G734.螺纹切削循环指令G92中，F地址字表示（）。A.切削速度B.主轴转速C.螺纹导程D.进给速度5.在FANUC系统中，程序段“G01X30.Z-20.F0.2；”中的F0.2表示（）。A.主轴转速为0.2r/minB.切削速度为0.2m/minC.进给速度为0.2mm/rD.快速定位速度6.数控车床的主轴停止指令是（）。A.M00B.M01C.M05D.M097.车削外圆时，若工件表面出现振纹，最可能的原因是（）。A.刀具后角过大B.主轴转速过高C.工件装夹不牢固或刀具悬伸过长D.进给速度过慢8.测量外螺纹中径最常用的量具是（）。A.游标卡尺B.外径千分尺C.螺纹千分尺D.螺纹环规9.程序段“G02X40.Z-20.R10.F0.1；”表示（）。A.逆时针圆弧插补B.顺时针圆弧插补C.直线插补D.快速定位10.在刀具几何角度中，影响排屑方向和切削力的是（）。A.前角B.后角C.刃倾角D.主偏角二、判断题（每题1分，共10分）1.G00指令用于快速定位，其移动速度由机床参数设定，程序中无法用F指定。（）2.数控车床的机床坐标系原点通常设在主轴端面与主轴轴线的交点处。（）3.使用G41指令进行刀尖圆弧半径左补偿时，刀具需在工件轮廓左侧运动。（）4.恒线速切削功能（G96）下，随着车削直径的减小，主轴转速会自动升高。（）5.M30指令表示程序结束，并返回到程序开头，同时复位机床状态。（）6.精车时，为了获得较好的表面质量，应选择较大的进给量和较高的切削速度。（）7.车削细长轴类零件时，为了减小径向切削力引起的变形，应选用较大的主偏角（如93°）。（）8.螺纹切削指令G32属于单一循环指令，而G92属于复合循环指令。（）9.数控车床的Z轴正方向是指向尾座的方向。（）10.硬质合金刀具在切削钢件时，若使用切削液，必须连续充分浇注，否则可能导致刀片热裂。（）三、填空题（每空1分，共20分）1.一个完整的加工程序由______、______和______三部分组成。2.在FANUC系统中，G50指令除了可以设定坐标系外，还可以用于______。3.车削加工中，切削三要素是指______、______和______。4.数控车床的刀架形式常见的有______和______。5.刀尖圆弧半径补偿指令中，G41表示______补偿，G42表示______补偿。6.程序暂停指令G04的格式通常为G04X__或G04P__，其中X后面跟的单位是______，P后面跟的单位是______。7.外圆车刀的主要几何角度包括前角、后角、______、______、刃倾角和副偏角。8.测量内孔尺寸时，常用的精密量具有______和______。9.在G71粗车循环中，P指定______程序段号，Q指定______程序段号。10.车削三角形螺纹时，螺纹车刀的刀尖角应等于螺纹的______角。四、简答题（每题5分，共20分）1.简述数控车床对刀的目的与主要步骤。2.说明在数控车削编程中，使用刀尖圆弧半径补偿（G41/G42）的意义及注意事项。3.分析在车削过程中，影响工件表面粗糙度的主要因素有哪些？4.简述数控车床日常维护与保养的主要内容。五、编程题（共30分）用FANUC0i系统格式编程。已知毛坯为φ45mm×100mm的45钢棒料，需加工零件如下图所示（此处为文字描述，实际应有简图）。加工要求：车端面；粗、精车外圆至φ40（0，-0.05）mm，长度50mm；车削退刀槽5mm×2mm；车削M30×2-6g普通三角螺纹，螺纹长度25mm。未注倒角C1。请编写加工程序。设定：1号刀为90°外圆粗车刀，2号刀为90°外圆精车刀，3号刀为切槽刀（刀宽4mm），4号刀为60°螺纹车刀。工件坐标系原点设于工件右端面中心。主轴最高转速限制2000r/min，精加工余量X向0.5mm，Z向0.1mm。答案与解析一、选择题1.A。G54~G59为设定工件坐标系的指令。M03是主轴正转，T0101是选刀，S500是设定主轴转速。2.A。模态指令是指该指令一经指定，在后续程序段中一直有效，直到被同组指令取代。G00（快速定位）属于01组模态指令。G04（暂停）为非模态，G28（返回参考点）为00组非模态，M30（程序结束）为非模态。3.B。G71是外圆粗车循环指令。G70是精车循环，G72是端面粗车循环，G73是固定形状粗车循环。4.C。在螺纹切削循环G92中，F地址字表示螺纹的导程（单头螺纹即为螺距）。5.C。在G01（直线插补）指令中，F表示进给速度，单位通常为mm/r（每转进给）或mm/min（每分钟进给），由系统参数设定。在车床中常用mm/r。6.C。M05为主轴停止。M00为程序暂停，M01为选择暂停，M09为切削液关。7.C。车削振动通常与工艺系统刚度不足有关，如工件悬伸过长、夹持不紧、刀具悬伸过长或刀杆刚度差等。8.C。螺纹千分尺是专门用于测量螺纹中径的量具。游标卡尺和外径千分尺测量精度不足，螺纹环规是综合检验量规。9.B。G02为顺时针圆弧插补（从垂直于圆弧平面的轴正方向向负方向看）。G03为逆时针。10.C。刃倾角λs影响切屑的流出方向、刀尖强度和切削分力的比值。二、判断题1.√。G00的移动速度由机床厂家设定的快速移动速度决定，程序中不能用F指定。2.×。数控车床的机床坐标系原点通常设在主轴旋转中心与卡盘端面的交点，或由机床制造厂确定。3.√。沿着刀具运动方向看，刀具在工件轮廓左侧为左补偿（G41），右侧为右补偿（G42）。4.√。恒线速切削（G96S__）下，线速度S恒定，根据公式n=5.√。M30指令功能是程序结束，光标返回到程序开头，为加工下一个工件做好准备。6.×。精车时，为了获得较好的表面质量，应选择较小的进给量和较高的切削速度。7.√。主偏角增大，可以减小径向切削力Fp，从而减小工件因径向力引起的弯曲变形，有利于细长轴加工。8.×。G32是单一螺纹切削指令（直进法），G92是螺纹切削循环指令（也属于单一循环，不同于G71等复合循环）。9.×。标准规定，数控车床的Z轴正方向是指向刀具远离工件的方向，即指向尾座相反的方向（通常指向右方）。10.√。硬质合金刀具在高温下突遇冷却液容易产生热应力裂纹，因此使用时必须保证冷却充分连续，否则建议采用干切削。三、填空题1.程序开始部分、程序内容、程序结束部分2.限制最高主轴转速（G50S__）3.切削速度、进给量f、背吃刀量4.转塔式刀架、直排式刀架5.左、右6.秒（s）、毫秒（ms）（注：P后为无小数点数值，单位ms；X后可为带小数点数值，单位s）7.主偏角、副后角8.内径百分表（或内径千分表）、塞规9.精加工路径开始、精加工路径结束10.牙型四、简答题1.对刀目的与步骤：目的：确定刀具刀位点（如刀尖）在机床坐标系中的位置，并将该位置关系存入刀具偏置寄存器，从而使编程时设定的工件坐标系与机床坐标系建立联系，保证刀具能按程序轨迹准确运动。主要步骤：(1)手动操作机床，使刀具接近工件右端面，轻碰端面，沿X向退刀。在刀具偏置设置界面，对应刀号的Z向偏置中输入“Z0”，测量。(2)手动车削一小段外圆，沿Z向退刀，停车测量车削后的直径值。在刀具偏置设置界面，对应刀号的X向偏置中输入“X测量值”，测量。(3)对其他刀具重复类似步骤，注意切槽刀、螺纹刀应对准各自的基准点（如左刀尖、刀尖中心）。2.刀尖圆弧半径补偿的意义及注意事项：意义：实际车刀刀尖并非理想尖点，而是有一个圆弧半径。编程时按假想刀尖点编程，在加工锥面、圆弧等非圆柱面时会产生形状误差。使用G41/G42补偿后，系统会自动计算刀尖圆弧中心轨迹，消除此误差，提高加工精度。注意事项：(1)必须在G00或G01移动指令中建立或取消补偿，不能在G02/G03指令段中建立/取消。(2)建立补偿后，刀具移动轨迹必须保证是连续的轮廓切削，不能有连续两段非切削移动（如快速定位）。(3)程序结束前必须用G40取消补偿。(4)需在刀具几何偏置中正确输入刀尖圆弧半径R值和假想刀尖方位号T。3.影响工件表面粗糙度的主要因素：(1)几何因素：主要是刀具切削部分的主偏角、副偏角、刀尖圆弧半径以及进给量f。残留面积高度是理论粗糙度的主要组成部分，减小f或增大刀尖圆弧半径可减小残留面积。(2)物理因素（实际切削过程）：积屑瘤与鳞刺：在中低速切削塑性材料时易产生，使表面粗糙度恶化。采用合适的切削速度、使用切削液、增大前角可抑制。振动：工艺系统（机床、工件、刀具、夹具）的振动会在工件表面形成振纹。提高系统刚度、合理选择切削参数、采用减振装置可改善。刀具磨损：刀具磨损后，刀口钝化，挤压摩擦加剧，使表面粗糙度值增大。切削条件：适当提高切削速度、减少进给量、使用有效的切削液通常有利于降低表面粗糙度。4.数控车床日常维护与保养主要内容：(1)清洁：每日工作结束后，清理机床内外的切屑、冷却液，擦拭导轨、刀塔、尾座等外露部件。(2)润滑：检查自动润滑系统是否正常工作，按说明书要求定期添加或更换导轨、丝杠等处的润滑油/脂。(3)防锈：对加工后的机床滑动面（如导轨）涂抹防锈油，尤其是长期不使用时。(4)检查：检查液压、气压系统压力是否正常；检查冷却液液位并及时添加或更换；检查各运动部件有无异常噪音。(5)电气系统：保持电控柜通风散热良好，定期清理过滤网。(6)开机预热：机床长期停用后，应先低速空运行一段时间，使润滑油均匀分布，达到热平衡后再进行加工。五、编程题（参考程序）```O0001;（程序号）G99G21G40;（每转进给，公制，取消刀补）T0101;（换1号粗车刀）M03S800;（主轴正转，800r/min）G00X46.0Z2.0;（快速定位至循环起点）G71U1.5R0.5;（粗车循环，背吃刀量1.5mm，退刀量0.5mm）G71P10Q20U0.5W0.1F0.25;（精加工余量X0.5mm，Z0.1mm，粗车进给0.25mm/r）N10G00X0.0;G01Z0.0F0.1;X38.0;X40.0Z-1.0;（车C1倒角）Z-50.0;X45.0;N20G00X46.0;G00X100.0Z100.0;（退至安全点）T0202;（换2号精车刀）M03S1200;（精车主轴转速）G00X46.0Z2.0;G70P10Q20;（精加工循环）G00X100.0Z100.0;T0303;（换3号切槽刀，刀宽4mm）M03S500;G00X42.0Z-50.0;（定位至槽附近）G01X36.0F0.08;（切至槽底，假设槽底径φ36）G04X0.5;（槽底暂停0.5秒）G01X42.0F0.3;（退刀）G00X100.0Z100.0;T0404;（换4号螺纹刀）M03S600;G00X32.0Z3.0;（螺纹循环起点）G92X29.2Z-28.0F2.0;（螺纹切削循环，第一刀切至φ29.2）X28.6;（第二刀）X28.2;（第三刀）X28.04;（第四刀，精修，