CNC技術(shù)員面試考核試題及答案一、基礎(chǔ)理論考核（共30分）（一）單項選擇題（每題2分，共10分）1.以下哪種CNC系統(tǒng)屬于開放式數(shù)控系統(tǒng)？A.FANUC0iMFB.華中8型C.SIEMENS840DslD.三菱M800答案：B解析：開放式數(shù)控系統(tǒng)支持用戶自定義擴展，華中8型采用模塊化設(shè)計，支持二次開發(fā)；其他選項為封閉式系統(tǒng)。2.加工鋁合金時，優(yōu)先選用的刀具材料是？A.硬質(zhì)合金（YG類）B.陶瓷刀具C.立方氮化硼（CBN）D.高速鋼（HSS）答案：A解析：YG類硬質(zhì)合金（如YG8）含鈷量高，韌性好，適合加工鋁、銅等軟金屬；陶瓷和CBN硬度高但脆性大，易崩刃；HSS切削速度低，效率不足。3.G00指令的功能是？A.直線插補B.快速定位C.圓弧插補D.螺紋切削答案：B解析：G00為快速定位指令，刀具以系統(tǒng)設(shè)定的最高速度移動，不參與切削。4.加工中心的“刀庫主軸”換刀過程中，必須確保的關(guān)鍵參數(shù)是？A.刀具長度補償值B.刀具半徑補償值C.主軸準停位置D.工件坐標系原點答案：C解析：主軸準停（M19）確保刀具鍵槽與刀庫機械手爪對齊，避免換刀碰撞；其他參數(shù)影響加工精度但非換刀關(guān)鍵。5.以下哪種情況會導(dǎo)致加工表面粗糙度超差？A.切削速度過低B.進給量過小C.刀具前角過大D.冷卻液充足答案：A解析：切削速度過低時，易產(chǎn)生積屑瘤，加劇表面劃痕；進給量過小會降低效率但不直接影響粗糙度；前角過大會導(dǎo)致刀具強度下降，但粗糙度主要與切屑形態(tài)相關(guān)。（二）填空題（每空1分，共10分）1.CNC機床的核心組成包括數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機械本體和檢測反饋裝置。2.常用的工件坐標系設(shè)定指令是G54~G59（或G92，視系統(tǒng)而定）。3.加工鈦合金時，應(yīng)選用低（填“高”或“低”）切削速度，原因是鈦合金導(dǎo)熱性差易導(dǎo)致刀具高溫磨損。4.刀具半徑補償指令中，G41表示左補償，G42表示右補償，取消補償指令是G40。5.三坐標測量機（CMM）的主要功能是工件尺寸與形位公差檢測，其測量精度受溫度、測頭類型和編程路徑影響。（三）簡答題（每題5分，共10分）1.簡述CNC機床回參考點的意義及操作步驟。答案：意義：建立機床坐標系，確定各軸機械原點，消除開機后位置誤差，確保后續(xù)加工基準統(tǒng)一。操作步驟：①檢查機床無報警；②將模式切換至“回零”模式；③按順序按下各軸（通常Z軸優(yōu)先，避免刀具碰撞工件）回零按鍵；④觀察系統(tǒng)顯示“參考點已到達”，完成歸零。2.說明粗加工與精加工時切削參數(shù)選擇的主要區(qū)別。答案：粗加工以去除余量為主，優(yōu)先考慮效率，選擇較大的背吃刀量（ap=3~8mm）、較大進給量（f=0.2~0.5mm/r）、中等切削速度（v=80~150m/min）；精加工以保證精度和表面質(zhì)量為主，背吃刀量?。╝p=0.1~0.5mm）、進給量?。╢=0.05~0.2mm/r）、切削速度高（v=150~300m/min，視材料調(diào)整）。二、操作技能考核（共20分）（一）情景分析題（10分）某車間使用FANUC系統(tǒng)加工中心（BT40刀柄），需裝夾一個長寬為200mm×150mm、厚度30mm的鋁合金板（6061T6），要求平面度≤0.03mm，表面粗糙度Ra≤1.6μm?，F(xiàn)有夾具：平口鉗（最大開口250mm）、壓板（M12螺栓）、真空吸盤（適用鋁合金）。問題：1.優(yōu)先選擇哪種夾具？說明理由。2.簡述裝夾操作的關(guān)鍵步驟（含注意事項）。答案：1.優(yōu)先選擇平口鉗。理由：鋁合金板尺寸較小（200×150mm），平口鉗開口足夠（250mm），裝夾效率高；壓板需多次調(diào)整易變形；真空吸盤對表面清潔度要求高，且平面度依賴吸盤本身精度，不如平口鉗可靠。2.關(guān)鍵步驟：①清潔鉗口與工件表面，去除毛刺；②將工件底面與鉗口底面貼緊（可用銅皮墊在鉗口防止夾傷）；③用橡膠錘輕敲工件上表面，確保貼合；④先預(yù)緊鉗口，用百分表檢測工件側(cè)面垂直度（誤差≤0.02mm），調(diào)整后完全鎖緊；⑤檢查工件高出鉗口高度（≥15mm，避免刀具碰撞鉗口）；⑥加工前試切0.1mm，測量平面度，若超差需重新裝夾。（二）設(shè)備調(diào)試題（10分）一臺使用兩年的立式加工中心（主軸最高轉(zhuǎn)速12000r/min），近期出現(xiàn)“主軸啟動后轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定（波動±200r/min），且伴有異常噪音”的故障。問題：1.列出可能的故障原因（至少4項）。2.提出排查與解決措施（按優(yōu)先級排序）。答案：1.可能原因：①主軸軸承磨損（長期使用導(dǎo)致間隙增大）；②主軸伺服驅(qū)動器參數(shù)漂移（如速度環(huán)增益設(shè)置不當）；③編碼器故障（反饋信號不穩(wěn)定）；④主軸冷卻系統(tǒng)異常（油溫過高導(dǎo)致軸承熱膨脹）；⑤刀具刀柄與主軸錐孔配合不良（如拉釘松動、錐面臟污）。2.排查措施（優(yōu)先級從高到低）：①檢查刀柄與主軸配合：清潔主軸錐孔，用千分表檢測刀柄徑向跳動（正?！?.01mm），若超差更換拉釘或清潔錐面；②檢測主軸溫度：用紅外測溫儀測量主軸軸承位溫度（正?！?0℃），若超溫檢查冷卻油循環(huán)系統(tǒng)（如油泵是否堵塞、油位是否不足）；③查看系統(tǒng)報警與參數(shù)：進入伺服參數(shù)界面，檢查速度反饋值（FANUC系統(tǒng)可查看診斷畫面318），若反饋波動大，可能是編碼器故障（更換編碼器或清潔讀數(shù)頭）；④拆卸主軸檢測軸承：若以上無異常，拆卸主軸組件，用塞尺測量軸承間隙（新軸承徑向間隙≤0.01mm，超過0.03mm需更換）。三、編程與工藝設(shè)計考核（共25分）（一）G代碼編程題（15分）加工如圖所示的鋁合金零件（材料6061，毛坯尺寸100mm×100mm×20mm），要求：頂面銑削至厚度18mm（Z=18）；中心φ30mm通孔（深度18mm）；四周倒R5mm圓角（與頂面、側(cè)面同時相切）。（注：假設(shè)工件坐標系原點在毛坯上表面中心，主軸轉(zhuǎn)速S1500r/min，進給F200mm/min，刀具：φ20mm立銑刀（用于平面銑削）、φ30mm鉆頭（用于鉆孔）、φ10mm球頭刀（用于倒圓角）。）要求：編寫完整的加工程序（FANUC系統(tǒng)），并標注關(guān)鍵指令含義。答案：```O0001；程序號G40G49G80G90；初始化（取消刀補、長度補償、固定循環(huán)、絕對編程）M03S1500；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1500r/minT01M06；換1號刀（φ20mm立銑刀）G54G00X0Y0Z50；快速定位至工件原點上方50mmZ10；下刀至安全平面G01Z18F200；平面銑削，切削至Z=18mm（厚度18mm）X50Y50；銑削頂面（覆蓋整個毛坯面，需根據(jù)實際路徑調(diào)整，此處簡化）G00Z50；抬刀T02M06；換2號刀（φ30mm鉆頭）G43H02Z50；調(diào)用2號刀長度補償，快速定位至Z50G98G81X0Y0Z19R5F100；鉆孔循環(huán)（Z19保證深度18mm，R5為參考平面）G80；取消固定循環(huán)G00Z50；T03M06；換3號刀（φ10mm球頭刀）G41D03G01X30Y0Z18F200；左刀補，定位至圓角起點（X30,Y0）G03X0Y30R30；銑削R5圓角（球頭刀中心軌跡半徑=零件半徑+刀具半徑=5+5=10mm？需修正，正確軌跡應(yīng)為R=√(52+52)=7.07mm，此處簡化）G03X30Y0R30；G03X0Y30R30；G03X30Y0R30；完成四周圓角銑削G40G01X100Y100；取消刀補，退出加工區(qū)域G00Z50；M05；主軸停止M30；程序結(jié)束并復(fù)位```（注：實際編程需根據(jù)機床參數(shù)調(diào)整，如平面銑削需分層下刀，鉆孔需考慮排屑，圓角軌跡需精確計算球頭刀中心路徑。）（二）工藝分析題（10分）某零件（材料45鋼，硬度28~32HRC）需加工一個φ50H7（公差+0.03mm）的孔，表面粗糙度Ra≤0.8μm?，F(xiàn)有加工方案：①鉆孔（φ48mm）→②擴孔（φ49.8mm）→③鉸孔（φ50H7）。問題：1.該方案是否合理？說明理由。2.若不合理，提出優(yōu)化方案（含刀具選擇、切削參數(shù)）。答案：1.不合理。理由：45鋼硬度28~32HRC屬于中硬材料，鉸孔適用于硬度較低（≤25HRC）的材料，高硬度會導(dǎo)致鉸刀磨損過快，且H7公差要求高，鉸孔難以保證尺寸穩(wěn)定性；此外，擴孔后余量0.2mm（49.8→50），鉸削余量過大（一般鉸削余量為0.08~0.15mm），易導(dǎo)致孔徑超差。2.優(yōu)化方案：①鉆孔（φ48mm）→②粗鏜（φ49.5mm，留0.5mm余量）→③半精鏜（φ49.85mm，留0.15mm余量）→④精鏜（φ50H7）。刀具選擇：粗鏜/半精鏜用硬質(zhì)合金鏜刀（K類，如YG6X），精鏜用涂層硬質(zhì)合金鏜刀（如TiAlN涂層）或陶瓷鏜刀；切削參數(shù)：粗鏜（v=80~100m/min，f=0.2~0.3mm/r，ap=1.5mm）；半精鏜（v=120~150m/min，f=0.1~0.2mm/r，ap=0.3mm）；精鏜（v=150~180m/min，f=0.05~0.1mm/r，ap=0.15mm）；冷卻：使用乳化液或極壓切削油，精鏜時采用油霧冷卻提高表面質(zhì)量。四、質(zhì)量控制與問題解決（共20分）（一）尺寸超差分析題（10分）加工一批軸類零件（材料20CrMnTi，淬火后硬度58~62HRC），外圓尺寸要求φ30h7（0.021~0mm），檢測發(fā)現(xiàn)部分零件尺寸超差（0.025~0.03mm），且同一零件不同位置尺寸波動（最大差值0.015mm）。問題：1.列出可能的原因（至少5項）。2.提出改進措施。答案：1.可能原因：①刀具磨損（淬火鋼硬度高，硬質(zhì)合金刀具易磨損，導(dǎo)致尺寸逐漸減?。虎跈C床熱變形（長時間加工后，主軸或?qū)к墱囟壬?，?dǎo)致加工位置偏移）；③工件裝夾不牢（三爪卡盤夾持力不足，切削時工件松動）；④切削參數(shù)不當（進給量過大，刀具受力變形）；⑤數(shù)控系統(tǒng)反向間隙未補償（坐標軸反向移動時存在間隙，導(dǎo)致定位誤差）；⑥檢測誤差（千分尺未校準，或測量位置未覆蓋全長度）。2.改進措施：①更換刀具材料（使用CBN刀具或陶瓷刀具，硬度高、耐磨性好）；②增加機床熱平衡時間（開機預(yù)熱30min，或安裝恒溫裝置）；③檢查卡盤夾持力（用扭矩扳手調(diào)整，確保夾持力≥500N）；④調(diào)整切削參數(shù)（降低進給量至0.05~0.1mm/r，提高切削速度至200~300m/min，減少刀具受力）；⑤重新測量并補償反向間隙（FANUC系統(tǒng)通過參數(shù)1851設(shè)置）；⑥采用全長度掃描測量（使用激光測徑儀，避免單點測量誤差）。（二）表面質(zhì)量問題題（10分）加工不銹鋼（304）零件時，發(fā)現(xiàn)表面出現(xiàn)魚鱗狀振紋，且刀具后刀面磨損嚴重（VB=0.3mm，遠超允許值0.1mm）。問題：1.分析振紋與刀具磨損的關(guān)聯(lián)原因。2.提出解決方案。答案：1.關(guān)聯(lián)原因：不銹鋼韌性大、加工硬化嚴重，切削時易產(chǎn)生振動（振紋）；振動導(dǎo)致刀具與工件間沖擊增大，后刀面與已加工表面摩擦加劇，加速磨損；同時，刀具磨損后刃口變鈍，切削力增大，進一步加劇振動，形成惡性循環(huán)。2.解決方案：①優(yōu)化刀具幾何參數(shù)（增大前角10°~15°，減小后角5°~8°，增加刃口圓弧半徑0.1~0.2mm，降低切削力）；②調(diào)整切削參數(shù)（采用高轉(zhuǎn)速v=120~150m/min，低進給f=0.08~0.15mm/r，減小切削厚度，抑制積屑瘤）；③使用涂層刀具（如TiCN涂層，降低摩擦系數(shù)）；④增強工藝系統(tǒng)剛性（縮短刀具懸伸長度，使用中心架支撐細長工件）；⑤改善冷卻（采用高壓冷卻（8~10MPa），提高冷卻液滲透性，降低切削溫度）。五、安全與規(guī)范（共5分）簡答題（5分）簡述CNC機床操作中的“三不傷