數(shù)控車工高級理論考核試題及答案一、選擇題（每題2分，共40分）1.數(shù)控機(jī)床的核心是（）。A.伺服系統(tǒng)B.數(shù)控系統(tǒng)C.反饋系統(tǒng)D.傳動系統(tǒng)答案：B解析：數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，它指揮機(jī)床各部件執(zhí)行運(yùn)動指令，實(shí)現(xiàn)零件的加工。伺服系統(tǒng)負(fù)責(zé)將數(shù)控系統(tǒng)的指令轉(zhuǎn)化為機(jī)床運(yùn)動部件的運(yùn)動；反饋系統(tǒng)用于檢測機(jī)床運(yùn)動部件的實(shí)際位置和狀態(tài)，為數(shù)控系統(tǒng)提供修正信號；傳動系統(tǒng)則是將動力傳遞到機(jī)床的各個運(yùn)動部件。2.數(shù)控編程時，通常用F指令表示（）。A.進(jìn)給速度B.主軸轉(zhuǎn)速C.刀具號D.程序段號答案：A解析：在數(shù)控編程中，F(xiàn)指令用于指定進(jìn)給速度，即刀具相對于工件的移動速度。主軸轉(zhuǎn)速通常用S指令表示；刀具號用T指令表示；程序段號一般用N表示。3.下列指令中，用于取消刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶钍牵ǎ?。A.G40B.G41C.G42D.G43答案：A解析：G40是取消刀具半徑補(bǔ)償指令；G41是刀具半徑左補(bǔ)償指令，刀具沿進(jìn)給方向左側(cè)進(jìn)行半徑補(bǔ)償；G42是刀具半徑右補(bǔ)償指令，刀具沿進(jìn)給方向右側(cè)進(jìn)行半徑補(bǔ)償；G43是刀具長度正補(bǔ)償指令。4.車削螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)（）來確定。A.螺紋螺距B.刀具材料C.工件材料D.以上都是答案：D解析：車削螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速的確定需要綜合考慮螺紋螺距、刀具材料和工件材料等因素。螺紋螺距越大，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)越低，以保證螺紋加工的精度和質(zhì)量；不同的刀具材料和工件材料具有不同的切削性能，也會影響主軸轉(zhuǎn)速的選擇。5.數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系采用的是（）。A.右手直角笛卡爾坐標(biāo)系B.左手直角笛卡爾坐標(biāo)系C.極坐標(biāo)系D.球坐標(biāo)系答案：A解析：數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系采用右手直角笛卡爾坐標(biāo)系，規(guī)定大拇指指向X軸正方向，食指指向Y軸正方向，中指指向Z軸正方向。這種坐標(biāo)系符合國際標(biāo)準(zhǔn)，便于統(tǒng)一編程和操作。6.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)通常按照（）的磨損量來制定。A.前面B.后面C.副后面D.刀尖答案：B解析：刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)通常以刀具后面的磨損量作為衡量指標(biāo)。因?yàn)楹竺娴哪p會直接影響刀具的切削性能和加工精度，當(dāng)后面磨損到一定程度時，就需要對刀具進(jìn)行刃磨或更換。7.車削外圓時，若刀具安裝高于工件中心，則刀具的（）。A.前角增大，后角減小B.前角減小，后角增大C.前角和后角都增大D.前角和后角都減小答案：A解析：當(dāng)?shù)毒甙惭b高于工件中心時，刀具的實(shí)際工作前角增大，實(shí)際工作后角減小。這是因?yàn)榈毒甙惭b位置的改變會影響刀具與工件之間的相對位置關(guān)系，從而改變刀具的切削角度。8.數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)一般采用（）。A.開環(huán)控制系統(tǒng)B.半閉環(huán)控制系統(tǒng)C.閉環(huán)控制系統(tǒng)D.以上都有可能答案：B解析：數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)一般采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)將檢測元件安裝在伺服電機(jī)的軸端或絲杠的端部，能夠間接測量工作臺的位移，具有較高的控制精度和穩(wěn)定性，同時成本相對較低，因此在數(shù)控車床中得到廣泛應(yīng)用。開環(huán)控制系統(tǒng)沒有位置檢測裝置，控制精度較低；閉環(huán)控制系統(tǒng)將檢測元件安裝在工作臺上，能夠直接測量工作臺的實(shí)際位移，控制精度最高，但成本也較高。9.下列代碼中，屬于模態(tài)代碼的是（）。A.G00B.G01C.G02D.以上都是答案：D解析：模態(tài)代碼是指一經(jīng)指定，在后續(xù)程序段中一直有效，直到被同組的其他代碼取代為止的代碼。G00（快速定位）、G01（直線插補(bǔ)）、G02（順時針圓弧插補(bǔ)）都屬于模態(tài)代碼。10.車削細(xì)長軸時，為了減小工件的變形，應(yīng)采用（）的裝夾方式。A.一夾一頂B.兩頂尖C.三爪卡盤D.四爪卡盤答案：A解析：車削細(xì)長軸時，為了減小工件的變形，通常采用一夾一頂?shù)难b夾方式。這種裝夾方式可以在一端用卡盤夾緊，另一端用頂尖頂住，能夠有效地限制工件的軸向和徑向移動，減小工件在切削力作用下的變形。兩頂尖裝夾方式適用于精度要求較高的軸類零件，但對工件的裝夾和找正要求較高；三爪卡盤和四爪卡盤主要用于裝夾短軸和盤類零件。11.切削用量三要素中，對切削力影響最大的是（）。A.切削速度B.進(jìn)給量C.背吃刀量D.以上都一樣答案：C解析：切削用量三要素（切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量）中，背吃刀量對切削力的影響最大。當(dāng)背吃刀量增大一倍時，切削力也大致增大一倍；進(jìn)給量增大一倍時，切削力約增大70%-80%；切削速度對切削力的影響較小。12.數(shù)控車床編程時，程序段G00X20.0Z10.0；表示（）。A.刀具快速移動到X20.0Z10.0的位置B.刀具以直線插補(bǔ)方式移動到X20.0Z10.0的位置C.刀具以圓弧插補(bǔ)方式移動到X20.0Z10.0的位置D.刀具暫停在X20.0Z10.0的位置答案：A解析：G00是快速定位指令，該程序段表示刀具以快速移動的方式到達(dá)X20.0Z10.0的位置。G01用于直線插補(bǔ)，G02和G03用于圓弧插補(bǔ)，暫停指令一般用G04。13.為了保證數(shù)控機(jī)床能滿足不同的工藝要求，并能夠獲得最佳切削速度，主傳動系統(tǒng)的要求是（）。A.無級調(diào)速B.變速范圍寬C.分段無級變速D.以上都是答案：D解析：為了保證數(shù)控機(jī)床能滿足不同的工藝要求，并能夠獲得最佳切削速度，主傳動系統(tǒng)應(yīng)具備無級調(diào)速、變速范圍寬和分段無級變速等特點(diǎn)。無級調(diào)速可以使主軸在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同的加工需求；變速范圍寬能夠滿足各種材料和加工工藝的要求；分段無級變速則結(jié)合了有級變速和無級變速的優(yōu)點(diǎn)，提高了主軸的調(diào)速性能。14.車削圓錐面時，常用的方法有（）。A.寬刃刀車削法B.轉(zhuǎn)動小滑板法C.偏移尾座法D.以上都是答案：D解析：車削圓錐面時，常用的方法有寬刃刀車削法、轉(zhuǎn)動小滑板法、偏移尾座法等。寬刃刀車削法適用于加工較短的圓錐面；轉(zhuǎn)動小滑板法操作簡單，適用于加工各種角度的圓錐面；偏移尾座法適用于加工錐度較小、長度較長的圓錐面。15.刀具材料的硬度越高，耐磨性（）。A.越好B.越差C.不變D.不一定答案：A解析：刀具材料的硬度和耐磨性之間存在著密切的關(guān)系。一般來說，刀具材料的硬度越高，其耐磨性越好。因?yàn)橛捕雀叩牡毒卟牧夏軌虻挚骨邢鬟^程中的磨損，保持刀具的鋒利度和切削性能。16.數(shù)控車床的刀架的定位精度和重復(fù)定位精度將直接影響（）。A.被加工零件的精度B.伺服系統(tǒng)的性能C.數(shù)控系統(tǒng)的性能D.機(jī)床的使用壽命答案：A解析：數(shù)控車床的刀架的定位精度和重復(fù)定位精度將直接影響被加工零件的精度。刀架的定位精度是指刀架實(shí)際到達(dá)的位置與指令位置的符合程度；重復(fù)定位精度是指刀架在多次重復(fù)運(yùn)動后，到達(dá)同一位置的精度。如果刀架的定位精度和重復(fù)定位精度不高，會導(dǎo)致刀具的切削位置不準(zhǔn)確，從而影響零件的加工精度。17.在數(shù)控編程中，絕對坐標(biāo)編程時，X、Z表示（）。A.刀具移動的距離B.刀具當(dāng)前位置相對于編程原點(diǎn)的坐標(biāo)值C.刀具下一個位置相對于當(dāng)前位置的坐標(biāo)值D.以上都不對答案：B解析：在數(shù)控編程中，絕對坐標(biāo)編程是指刀具運(yùn)動位置的坐標(biāo)值是相對于編程原點(diǎn)給出的。因此，X、Z表示刀具當(dāng)前位置相對于編程原點(diǎn)的坐標(biāo)值。相對坐標(biāo)編程時，坐標(biāo)值表示刀具下一個位置相對于當(dāng)前位置的坐標(biāo)值。18.精車時，為了提高表面質(zhì)量，應(yīng)選用（）的切削速度。A.較低B.中等C.較高D.任意答案：C解析：精車時，為了提高表面質(zhì)量，應(yīng)選用較高的切削速度。在較高的切削速度下，切削力減小，切削過程平穩(wěn)，不易產(chǎn)生積屑瘤，從而可以獲得較好的表面粗糙度。較低的切削速度容易產(chǎn)生積屑瘤，影響表面質(zhì)量；中等切削速度在某些情況下可能會出現(xiàn)振動，也不利于表面質(zhì)量的提高。19.下列關(guān)于數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的說法中，錯誤的是（）。A.Z軸一般與主軸軸線平行B.X軸是水平方向且垂直于Z軸C.Y軸垂直于X軸和Z軸所確定的平面D.機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)是固定不變的，不能進(jìn)行設(shè)置答案：D解析：機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)是機(jī)床廠家在設(shè)計機(jī)床時確定的一個固定點(diǎn)，但在實(shí)際使用中，為了方便編程和加工，可以通過設(shè)置參數(shù)的方式對其進(jìn)行偏移或重新定義。Z軸一般與主軸軸線平行，X軸是水平方向且垂直于Z軸，Y軸垂直于X軸和Z軸所確定的平面，這是數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的基本規(guī)定。20.車削加工中，切削熱主要來源于（）。A.切削層金屬的彈性變形B.切削層金屬的塑性變形C.切屑與刀具前面的摩擦D.以上都是答案：D解析：車削加工中，切削熱主要來源于切削層金屬的彈性變形、塑性變形以及切屑與刀具前面的摩擦。在切削過程中，切削層金屬在刀具的作用下發(fā)生彈性變形和塑性變形，消耗大量的能量，這些能量大部分轉(zhuǎn)化為熱能；同時，切屑與刀具前面之間的摩擦也會產(chǎn)生大量的熱。二、判斷題（每題2分，共20分）1.數(shù)控機(jī)床的加工精度主要取決于數(shù)控系統(tǒng)的精度。（×）解析：數(shù)控機(jī)床的加工精度不僅取決于數(shù)控系統(tǒng)的精度，還與機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、伺服系統(tǒng)的性能、刀具的質(zhì)量和磨損情況、工件的材料和裝夾方式等因素有關(guān)。數(shù)控系統(tǒng)只是控制機(jī)床運(yùn)動的核心部件，它需要與其他部件協(xié)同工作才能保證加工精度。2.刀具半徑補(bǔ)償指令G41和G42的區(qū)別在于刀具相對于工件的位置不同。（√）解析：G41是刀具半徑左補(bǔ)償指令，刀具沿進(jìn)給方向左側(cè)進(jìn)行半徑補(bǔ)償；G42是刀具半徑右補(bǔ)償指令，刀具沿進(jìn)給方向右側(cè)進(jìn)行半徑補(bǔ)償。因此，它們的區(qū)別在于刀具相對于工件的位置不同。3.車削螺紋時，為了保證螺紋的螺距精度，主軸轉(zhuǎn)速必須恒定。（√）解析：車削螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速與刀具的進(jìn)給速度之間存在嚴(yán)格的比例關(guān)系，以保證螺紋的螺距精度。如果主軸轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，會導(dǎo)致刀具的進(jìn)給速度發(fā)生變化，從而影響螺紋的螺距精度。因此，主軸轉(zhuǎn)速必須恒定。4.數(shù)控編程時，程序段的順序號必須按順序編寫，不能跳過。（×）解析：數(shù)控編程時，程序段的順序號主要用于程序的編輯、調(diào)試和查找，不是必須按順序編寫，也可以跳過某些順序號。在實(shí)際編程中，可以根據(jù)需要靈活使用順序號。5.切削用量三要素中，對切削溫度影響最大的是切削速度。（√）解析：切削用量三要素（切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量）中，對切削溫度影響最大的是切削速度。當(dāng)切削速度增大時，切削變形和摩擦加劇，產(chǎn)生的熱量增多，切削溫度顯著升高。進(jìn)給量和背吃刀量對切削溫度的影響相對較小。6.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系分為機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系可以通過對刀來確定。（√）解析：數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系分為機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)是機(jī)床廠家在設(shè)計機(jī)床時確定的；工件坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)工件的特點(diǎn)和加工要求設(shè)定的坐標(biāo)系，通常可以通過對刀的方式來確定工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。7.刀具的前角越大，切削越輕快，因此前角越大越好。（×）解析：刀具的前角越大，切削時的切削力越小，切削越輕快，但前角過大時，刀具的刃口強(qiáng)度會降低，容易磨損和崩刃，影響刀具的使用壽命和加工質(zhì)量。因此，刀具的前角應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料和加工要求等因素合理選擇，并不是越大越好。8.車削細(xì)長軸時，為了減小工件的變形，可以采用增大主偏角的方法。（√）解析：車削細(xì)長軸時，增大主偏角可以減小徑向切削力，從而減小工件在切削力作用下的變形。因?yàn)橹髌窃龃蠛?，切削力的徑向分力減小，軸向分力增大，有利于提高工件的剛性和加工精度。9.數(shù)控車床的刀架可以自動換刀，因此在編程時不需要考慮刀具的選擇和安裝。（×）解析：雖然數(shù)控車床的刀架可以自動換刀，但在編程時仍然需要考慮刀具的選擇和安裝。不同的加工工藝和工件材料需要選擇不同類型和規(guī)格的刀具，刀具的安裝位置和角度也會影響加工精度和表面質(zhì)量。因此，在編程前需要根據(jù)加工要求合理選擇刀具，并正確安裝刀具。10.閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度比開環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)都高。（√）解析：閉環(huán)控制系統(tǒng)將檢測元件安裝在工作臺上，能夠直接測量工作臺的實(shí)際位移，并將其反饋給數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行比較和修正，因此控制精度最高。開環(huán)控制系統(tǒng)沒有位置檢測裝置，控制精度較低；半閉環(huán)控制系統(tǒng)將檢測元件安裝在伺服電機(jī)的軸端或絲杠的端部，能夠間接測量工作臺的位移，控制精度介于開環(huán)和閉環(huán)之間。三、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述數(shù)控編程的一般步驟。答：數(shù)控編程的一般步驟如下：（1）分析零件圖樣：首先要對零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、表面粗糙度、材料以及技術(shù)要求等進(jìn)行詳細(xì)的分析，確定加工方案和加工工藝。（2）確定工藝過程：根據(jù)零件的加工要求和機(jī)床的性能，選擇合適的加工方法、刀具、夾具和切削用量，確定加工順序和走刀路線。（3）數(shù)值計算：根據(jù)零件的幾何形狀和加工路線，計算出刀具的運(yùn)動軌跡和各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值。對于簡單的零件，可以通過手工計算；對于復(fù)雜的零件，則需要使用計算機(jī)輔助編程軟件進(jìn)行計算。（4）編寫程序單：根據(jù)計算得到的刀具運(yùn)動軌跡和坐標(biāo)值，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指令代碼和程序格式，編寫數(shù)控加工程序單。（5）程序校驗(yàn)和首件試切：將編寫好的程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，通過模擬加工或空運(yùn)行的方式進(jìn)行程序校驗(yàn)，檢查程序的正確性和刀具運(yùn)動軌跡的合理性。然后進(jìn)行首件試切，通過測量加工零件的尺寸和精度，對程序進(jìn)行修正和調(diào)整，直到滿足加工要求為止。2.簡述車削加工中產(chǎn)生振動的原因及解決方法。答：車削加工中產(chǎn)生振動的原因及解決方法如下：（1）原因：-工件方面：工件的剛性不足，如細(xì)長軸、薄壁件等，在切削力的作用下容易產(chǎn)生振動；工件的裝夾方式不當(dāng)，如裝夾不牢固、定位不準(zhǔn)確等，也會導(dǎo)致振動。-刀具方面：刀具的幾何參數(shù)選擇不合理，如前角、后角、主偏角等不合適，會影響切削力的大小和方向，從而引起振動；刀具的磨損嚴(yán)重，切削刃不鋒利，也會使切削力增大，導(dǎo)致振動。-機(jī)床方面：機(jī)床的主軸軸承磨損、間隙過大，會使主軸的回轉(zhuǎn)精度降低，引起振動；機(jī)床的傳動系統(tǒng)存在松動、間隙等問題，也會導(dǎo)致振動。-切削用量方面：切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量選擇不當(dāng)，會使切削力過大，從而引起振動。例如，切削速度過高或過低、進(jìn)給量過大等都可能導(dǎo)致振動。（2）解決方法：-工件方面：對于剛性不足的工件，可以采用增加輔助支撐、改變裝夾方式等方法來提高工件的剛性；合理選擇裝夾位置和夾緊力，確保工件裝夾牢固、定位準(zhǔn)確。-刀具方面：合理選擇刀具的幾何參數(shù)，根據(jù)工件材料和加工要求選擇合適的前角、后角、主偏角等；及時刃磨或更換磨損的刀具，保持切削刃的鋒利。-機(jī)床方面：定期檢查和維護(hù)機(jī)床，及時更換磨損的主軸軸承，調(diào)整軸承間隙，保證主軸的回轉(zhuǎn)精度；檢查和緊固機(jī)床的傳動系統(tǒng)，消除松動和間隙。-切削用量方面：合理選擇切削用量，根據(jù)工件材料、刀具材料和機(jī)床性能等因素，選擇合適的切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量。一般來說，可以適當(dāng)降低切削速度、減小進(jìn)給量和背吃刀量，以減小切削力，避免振動。四、編程題（每題20分，共20分）已知零件的外圓輪廓由直線和圓弧組成，其尺寸如圖所示。毛坯為直徑φ50mm的棒料，材料為45鋼。要求編寫數(shù)控加工程序，采用FANUC系統(tǒng)，使用絕對值編程，刀具為外圓車刀，主軸轉(zhuǎn)速S800r/min，進(jìn)給速度F0.2mm/r。插入零件外圓輪廓圖，但由于文本形式無法實(shí)現(xiàn)，可根據(jù)實(shí)際題目提供的圖形進(jìn)行編程)```O0001;N10G98G21G40G49;//設(shè)定進(jìn)給速度單位為mm/min，公制單位，取消刀具半徑補(bǔ)償和長度補(bǔ)償N20M03S800;//主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速