(2025年)國開期末考試243《數(shù)控機床》機考試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.數(shù)控系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)刀具半徑補償?shù)墓δ艽a是（）。A.G40B.G41C.G54D.G90答案：B2.以下哪種插補方式屬于直線插補的改進型，可實現(xiàn)更平滑的輪廓加工？（）A.逐點比較法B.數(shù)字積分法C.樣條插補D.最小偏差法答案：C3.閉環(huán)伺服系統(tǒng)與半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的主要區(qū)別在于（）。A.反饋元件的位置B.驅(qū)動電機的類型C.控制精度的高低D.系統(tǒng)響應速度答案：A4.數(shù)控車床中，G71指令的功能是（）。A.外圓粗車循環(huán)B.端面粗車循環(huán)C.螺紋切削循環(huán)D.精車循環(huán)答案：A5.以下哪種檢測元件常用于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置反饋？（）A.光柵尺B.感應同步器C.旋轉(zhuǎn)變壓器D.激光干涉儀答案：C6.數(shù)控銑床中，G02指令表示（）。A.快速定位B.直線插補C.順時針圓弧插補D.逆時針圓弧插補答案：C7.數(shù)控機床的“回參考點”操作主要目的是（）。A.清除系統(tǒng)報警B.建立機床坐標系C.校驗刀具長度D.優(yōu)化加工路徑答案：B8.加工中心的自動換刀裝置（ATC）中，最常用的刀具交換方式是（）。A.機械手換刀B.主軸直接換刀C.轉(zhuǎn)塔頭換刀D.刀庫轉(zhuǎn)位換刀答案：A9.以下哪種誤差屬于數(shù)控機床的幾何誤差？（）A.伺服系統(tǒng)滯后誤差B.滾珠絲杠熱變形誤差C.導軌直線度誤差D.刀具磨損誤差答案：C10.數(shù)控系統(tǒng)中，M03指令的含義是（）。A.主軸正轉(zhuǎn)B.主軸反轉(zhuǎn)C.冷卻液開D.程序暫停答案：A二、判斷題（每題2分，共20分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.數(shù)控機床上的G00指令是快速定位指令，其移動速度由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，與程序中的F值無關(guān)。（）答案：√2.刀具半徑補償僅適用于輪廓加工，對平面銑削或鉆孔加工無意義。（）答案：×（刀具半徑補償也可用于平面銑削的側(cè)面加工）3.半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置反饋信號來自工作臺的實際位移。（）答案：×（半閉環(huán)反饋來自電機或絲杠端）4.數(shù)控車床的X軸通常與主軸軸線平行，Z軸與主軸軸線垂直。（）答案：×（X軸與主軸軸線垂直，Z軸平行）5.G94指令是端面切削循環(huán)，適用于加工垂直于Z軸的端面。（）答案：√6.加工中心的刀庫容量越大，加工效率一定越高。（）答案：×（需結(jié)合實際加工需求，過大刀庫可能增加換刀時間）7.數(shù)控機床的重復定位精度是指在相同條件下，多次定位到同一點的位置一致性。（）答案：√8.數(shù)控系統(tǒng)的PLC主要用于處理開關(guān)量信號，如冷卻液控制、主軸啟停等。（）答案：√9.圓弧插補時，I、J、K參數(shù)表示圓弧起點相對于圓心的坐標增量。（）答案：×（I、J、K表示圓心相對于起點的坐標增量）10.數(shù)控機床的熱變形誤差可通過溫度補償功能或優(yōu)化冷卻系統(tǒng)減小。（）答案：√三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述數(shù)控車床與普通車床的主要區(qū)別。答案：（1）控制方式：數(shù)控車床通過數(shù)控系統(tǒng)程序控制，普通車床依賴人工操作；（2）加工精度：數(shù)控車床通過伺服系統(tǒng)和反饋控制實現(xiàn)高精度（通?！?.01mm），普通車床受操作者技能影響大；（3）柔性化：數(shù)控車床通過修改程序可快速適應不同零件加工，普通車床需重新調(diào)整工裝；（4）自動化：數(shù)控車床可實現(xiàn)自動換刀、自動進給，普通車床依賴手動操作；（5）復雜零件加工能力：數(shù)控車床可加工復雜曲面（如圓弧、螺紋），普通車床僅能加工簡單輪廓。2.說明G90與G94指令的功能及應用場景。答案：G90（外圓/內(nèi)孔切削循環(huán)）：用于加工圓柱面或圓錐面的單次循環(huán)，通過設(shè)定起始點、終點和切削深度，自動完成多次進給，適用于軸向長度較長的外圓或內(nèi)孔粗加工；G94（端面切削循環(huán)）：用于加工垂直于Z軸的端面或錐面，通過設(shè)定端面的起始點、終點和切削深度，自動完成多次徑向進給，適用于端面余量較大的粗加工。兩者均通過減少編程指令數(shù)量，簡化粗加工階段的程序編寫。3.伺服系統(tǒng)的組成及各部分作用是什么？答案：伺服系統(tǒng)由驅(qū)動裝置、執(zhí)行元件、檢測反饋裝置和伺服控制器組成：（1）驅(qū)動裝置：將數(shù)控系統(tǒng)的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動執(zhí)行元件的電能（如放大電壓、電流）；（2）執(zhí)行元件：將電能轉(zhuǎn)換為機械能（如伺服電機輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速）；（3）檢測反饋裝置：實時檢測執(zhí)行元件或工作臺的位置、速度（如編碼器、光柵尺），反饋給伺服控制器；（4）伺服控制器：接收數(shù)控系統(tǒng)指令，結(jié)合反饋信號計算誤差，調(diào)整驅(qū)動裝置輸出，實現(xiàn)位置、速度的精確控制。4.刀具補償?shù)囊饬x及主要類型有哪些？答案：意義：通過補償功能修正刀具實際尺寸與編程尺寸的差異，避免因刀具磨損、更換或安裝誤差導致的加工尺寸偏差，提高程序通用性（同一程序可適配不同尺寸刀具）。類型：（1）刀具半徑補償（G40/G41/G42）：用于銑削或車削輪廓加工時，補償?shù)毒甙霃綄庸ぢ窂降挠绊懀唬?）刀具長度補償（G43/G44/G49）：用于銑削加工中，補償?shù)毒唛L度差異對Z軸切削深度的影響；（3）刀尖圓弧半徑補償（G40/G41/G42在車削中的應用）：針對車刀刀尖圓弧導致的輪廓誤差進行補償，避免過切或欠切。5.簡述數(shù)控機床日常維護的主要內(nèi)容。答案：（1）機械部分：定期檢查導軌、絲杠的潤滑狀態(tài)（補充潤滑油），清理導軌防護裝置內(nèi)的切屑；檢查主軸軸承間隙，調(diào)整皮帶張力；（2）電氣部分：檢查數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動器的散熱風扇是否正常，清理灰塵；測試急停按鈕、限位開關(guān)的可靠性；（3）液壓/氣動系統(tǒng)：檢查液壓油位、油壓，更換老化密封件；清理氣動系統(tǒng)過濾器，確保氣壓穩(wěn)定（通常0.4-0.6MPa）；（4）刀庫與換刀裝置：檢查刀具夾緊力，清潔刀套和機械手的接觸面；測試換刀動作的流暢性，調(diào)整定位精度；（5）數(shù)控系統(tǒng)：定期備份參數(shù)和程序，防止數(shù)據(jù)丟失；檢查電池電量（用于保持RAM數(shù)據(jù)），及時更換；（6）切削液系統(tǒng)：清理水箱內(nèi)的切屑和雜質(zhì)，定期更換切削液，防止變質(zhì)影響加工質(zhì)量和設(shè)備壽命。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某數(shù)控銑床需加工如圖1所示的零件（外輪廓尺寸：長80mm，寬60mm，四個圓角R5mm，材料為45鋼，刀具為φ10mm立銑刀，要求精加工）。請完成以下任務：（1）編寫外輪廓精加工的數(shù)控加工程序（采用G54工件坐標系，工件上表面為Z0，起刀點為（-100,-100,50），要求包含刀具半徑補償、進退刀路徑）；（2）說明選擇刀具半徑補償左/右補償?shù)囊罁?jù)。答案：（1）加工程序（FANUC系統(tǒng)）：O0001；G90G54G40G49G80；（初始化）M03S1200；（主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1200r/min）G00X-100Y-100Z50；（快速定位至起刀點）G00X-50Y-40Z5；（快速接近工件上方5mm）G01Z-5F100；（下刀至切削深度）G41D01X-40Y-30F200；（左補償，建立刀補，進入輪廓起點）G01Y30；（加工左側(cè)邊）G02X-30Y40R10；（加工左上角R5mm圓弧，實際編程R=5+刀具半徑5=10mm）G01X30；（加工上側(cè)邊）G02X40Y30R10；（加工右上角R5mm圓?。〨01Y-30；（加工右側(cè)邊）G02X30Y-40R10；（加工右下角R5mm圓弧）G01X-30；（加工下側(cè)邊）G02X-40Y-30R10；（加工左下角R5mm圓弧）G40G01X-50Y-40；（取消刀補，返回退刀點）G00Z50；（抬刀）M05；（主軸停）M30；（程序結(jié)束）（2）刀具半徑補償方向選擇依據(jù)：沿刀具前進方向看（從Z軸正方向向負方向看），刀具位于工件輪廓左側(cè)時用G41（左補償），右側(cè)時用G42（右補償）。本題中，加工外輪廓時，刀具沿逆時針方向運動，刀具位于輪廓左側(cè)，故選擇G41左補償。2.某數(shù)控車床加工外圓時出現(xiàn)尺寸不穩(wěn)定（同一批零件直徑偏差±0.05mm），試分析可能的故障原因及排查方法。答案：可能原因及排查方法：（1）伺服系統(tǒng)問題：-伺服電機或驅(qū)動器故障（如編碼器信號干擾），導致進給速度不穩(wěn)定；排查：用示波器檢測編碼器反饋信號是否正常，更換伺服驅(qū)動器測試。（2）機械傳動誤差：-滾珠絲杠與螺母間隙過大（反向間隙），導致反向運動時位置偏差；排查：通過激光干涉儀檢測反向間隙，調(diào)整絲杠預緊力或補償系統(tǒng)參數(shù)（如反向間隙補償）。-導軌潤滑不良或磨損，導致運動阻力變化；排查：檢查導軌潤滑油量，清理導軌面鐵屑，觀察運動時是否有卡頓。（3）刀具問題：-刀具磨損或刀片松動，導致切削力變化引起尺寸波動；排查：檢查刀片磨損量（如后刀面磨損量超過0.3mm需更換），緊固刀夾。-刀尖圓弧半徑與補償值不匹配（如未正確輸入刀尖半徑補償參數(shù)）；排查：測量實際刀尖半徑，修改刀補參數(shù)（T代碼中的R值）。（4）工件裝夾問題：-卡盤夾緊力不足，加工時工件松動；排查：檢查卡