數(shù)控銑理論知識相關(guān)試題（附答案）一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.數(shù)控銑床坐標(biāo)系中，通常規(guī)定（）為刀具相對于工件的運動方向。A.工件靜止，刀具移動B.刀具靜止，工件移動C.工件和刀具同時移動D.以上均不正確2.FANUC系統(tǒng)中，G41指令表示（）。A.刀具半徑左補(bǔ)償B.刀具半徑右補(bǔ)償C.刀具長度正補(bǔ)償D.刀具長度負(fù)補(bǔ)償3.數(shù)控銑床加工時，若程序中未指定刀具補(bǔ)償值，且刀具實際半徑小于編程半徑，會導(dǎo)致加工零件的（）。A.輪廓尺寸偏大B.輪廓尺寸偏小C.表面粗糙度變差D.無影響4.下列指令中，屬于模態(tài)指令的是（）。A.G04（暫停）B.G01（直線插補(bǔ)）C.M03（主軸正轉(zhuǎn)）D.M05（主軸停轉(zhuǎn)）5.數(shù)控銑床的定位精度主要反映（）。A.機(jī)床各坐標(biāo)軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下的運動精度B.工件裝夾后的位置誤差C.刀具磨損對加工精度的影響D.切削力引起的機(jī)床變形6.加工中心與普通數(shù)控銑床的主要區(qū)別是（）。A.具有刀庫和自動換刀裝置B.主軸轉(zhuǎn)速更高C.進(jìn)給速度更快D.控制系統(tǒng)更先進(jìn)7.用G90指令編程時，X、Y、Z坐標(biāo)值表示（）。A.相對于前一點的增量坐標(biāo)B.相對于工件坐標(biāo)系原點的絕對坐標(biāo)C.相對于機(jī)床坐標(biāo)系原點的絕對坐標(biāo)D.相對于刀具當(dāng)前位置的相對坐標(biāo)8.數(shù)控銑床加工平面輪廓時，若刀具半徑補(bǔ)償指令應(yīng)用錯誤（如G41誤寫為G42），會導(dǎo)致（）。A.刀具與工件發(fā)生碰撞B.加工輪廓向相反方向偏移C.程序無法執(zhí)行D.切削力顯著增大9.下列切削參數(shù)中，對刀具壽命影響最大的是（）。A.背吃刀量（ap）B.進(jìn)給速度（F）C.主軸轉(zhuǎn)速（S）D.切削寬度（ae）10.數(shù)控銑床回參考點的目的是（）。A.建立工件坐標(biāo)系B.建立機(jī)床坐標(biāo)系C.檢查機(jī)床是否正常D.確定刀具初始位置二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.數(shù)控銑床的機(jī)床坐標(biāo)系原點由機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)定，不可修改。（）2.G00指令的移動速度由F代碼指定。（）3.刀具半徑補(bǔ)償僅在G01或G02、G03指令下有效，G00指令下無效。（）4.加工中心的換刀點必須設(shè)置在工件上方，以避免碰撞。（）5.數(shù)控銑床的進(jìn)給速度F可以是每分鐘進(jìn)給量（mm/min）或每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r），由G94/G95指令切換。（）6.工件坐標(biāo)系（G54-G59）的原點可以通過對刀操作設(shè)置，與機(jī)床坐標(biāo)系無關(guān)。（）7.加工內(nèi)輪廓時，刀具半徑補(bǔ)償應(yīng)使用G42（右補(bǔ)償），加工外輪廓時使用G41（左補(bǔ)償）。（）8.數(shù)控程序中的M00（程序暫停）和M01（選擇暫停）功能相同，均需手動恢復(fù)運行。（）9.切削用量三要素中，背吃刀量（ap）增大時，切削力顯著增加，但對刀具壽命影響較小。（）10.數(shù)控銑床的主軸準(zhǔn)停功能主要用于自動換刀時的刀具定位。（）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述數(shù)控銑床的基本組成部分及其作用。2.刀具半徑補(bǔ)償?shù)淖饔檬鞘裁矗渴褂脮r需注意哪些問題？3.數(shù)控銑床加工前為什么需要進(jìn)行對刀操作？常用的對刀方法有哪些？4.說明G90（絕對編程）與G91（增量編程）的區(qū)別，并舉例說明各自的應(yīng)用場景。5.加工如圖1所示的矩形外輪廓（材料為45鋼，厚度10mm），請簡述其數(shù)控銑削加工的工藝要點（包括裝夾方式、刀具選擇、切削參數(shù)、加工順序）。四、計算題（每題10分，共20分）1.如圖2所示，在工件坐標(biāo)系中，需加工一段逆時針圓?。◤狞cA到點B），已知A點坐標(biāo)（20,30），B點坐標(biāo)（50,30），圓弧半徑R=15mm。試寫出FANUC系統(tǒng)下該段圓弧的加工程序段（要求使用絕對編程，給出圓心坐標(biāo)計算過程）。2.某數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速S=1200r/min，刀具直徑D=10mm，加工時采用每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r。求：（1）切削速度vc（π取3.14）；（2）進(jìn)給速度F（mm/min）。五、綜合分析題（20分）圖3為某零件的二維結(jié)構(gòu)圖（材料為鋁合金，厚度8mm），需在數(shù)控銑床上加工外輪廓（陰影部分）。已知機(jī)床為FANUC系統(tǒng)，刀具為φ8mm立銑刀（半徑r=4mm），試完成以下任務(wù)：（1）確定工件坐標(biāo)系原點（G54）的位置，并說明理由；（2）編寫外輪廓粗加工與精加工的刀具路徑（要求包含起刀點、切入/切出方式、補(bǔ)償指令）；（3）分析加工過程中可能出現(xiàn)的誤差來源，并提出改進(jìn)措施。答案一、單項選擇題1.A2.A3.B4.B5.A6.A7.B8.B9.C10.B二、判斷題1.√2.×（G00速度由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定）3.√4.×（換刀點需避開工件和夾具）5.√6.×（工件坐標(biāo)系基于機(jī)床坐標(biāo)系設(shè)定）7.×（內(nèi)/外輪廓的補(bǔ)償方向需結(jié)合刀具移動方向判斷）8.×（M01需按下“選擇停止”按鈕才生效）9.√10.√三、簡答題1.數(shù)控銑床基本組成：（1）主機(jī)：包括床身、立柱、主軸箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件，支撐和傳動各運動部件；（2）數(shù)控系統(tǒng)：控制機(jī)床動作的核心，處理輸入程序并輸出指令；（3）驅(qū)動裝置：包括主軸驅(qū)動和進(jìn)給驅(qū)動，將數(shù)控系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)化為機(jī)械運動；（4）輔助裝置：如冷卻、潤滑、排屑、液壓/氣動系統(tǒng)，保障機(jī)床正常運行；（5）檢測裝置：反饋位置、速度等信息，實現(xiàn)閉環(huán)/半閉環(huán)控制。2.刀具半徑補(bǔ)償作用：（1）簡化編程：無需按刀具實際半徑計算輪廓坐標(biāo)，直接按零件輪廓編程；（2）補(bǔ)償?shù)毒吣p：通過修改補(bǔ)償值抵消刀具半徑變化對尺寸的影響；（3）調(diào)整加工余量：粗精加工可通過不同補(bǔ)償值控制切削余量。注意問題：（1）補(bǔ)償平面需與加工平面一致（如XY平面使用G17）；（2）補(bǔ)償指令需在切入輪廓前建立，切出后取消；（3）避免在補(bǔ)償狀態(tài)下使用G00或非插補(bǔ)指令；（4）內(nèi)輪廓加工時，刀具半徑需小于輪廓最小凹圓弧半徑。3.對刀目的：確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的位置關(guān)系，使程序中的坐標(biāo)指令對應(yīng)實際工件位置，保證加工尺寸準(zhǔn)確。常用對刀方法：（1）試切對刀法：通過試切工件表面，測量刀具與工件的相對位置；（2）尋邊器對刀法：利用機(jī)械式或電子尋邊器接觸工件側(cè)面，確定坐標(biāo)原點；（3）Z向?qū)Φ秲x：通過接觸工件上表面或?qū)Φ秹K，設(shè)定Z軸零點；（4）自動對刀：通過機(jī)床配置的對刀儀自動測量刀具位置，更新補(bǔ)償值。4.區(qū)別：G90（絕對編程）：所有坐標(biāo)值均相對于工件坐標(biāo)系原點；G91（增量編程）：坐標(biāo)值相對于前一點的位移量。應(yīng)用場景：G90適用于加工起點與終點明確、輪廓簡單的零件（如矩形、圓形），編程直觀；G91適用于連續(xù)多段加工（如多邊形、復(fù)雜曲線），減少坐標(biāo)計算量，尤其在重復(fù)加工相同形狀時更高效。5.工藝要點：（1）裝夾方式：采用平口虎鉗裝夾，工件底面與鉗口底面貼緊，用百分表找正側(cè)面，確保平行度；（2）刀具選擇：φ12mm立銑刀（硬質(zhì)合金），粗加工用較大直徑提高效率，精加工用相同刀具保證一致性；（3）切削參數(shù)：粗加工：ap=3mm（背吃刀量），F(xiàn)=200mm/min，S=800r/min；精加工：ap=0.5mm，F(xiàn)=150mm/min，S=1200r/min；（4）加工順序：先粗加工（留0.5mm余量）→清角（若有）→精加工（一次走刀完成輪廓），避免熱變形影響精度。四、計算題1.圓心坐標(biāo)計算：已知A（20,30）、B（50,30），圓弧半徑R=15mm，逆時針方向。AB兩點在Y=30的水平線上，距離AB=50-20=30mm，為圓弧弦長。設(shè)圓心坐標(biāo)為（Xc,Yc），因圓弧為逆時針且AB為水平線段，圓心應(yīng)在AB線段上方（Yc>30）。弦長L=30mm，半徑R=15mm，弦心距d=√(R2-(L/2)2)=√(152-152)=0，說明AB為直徑，圓心為AB中點（(20+50)/2,30）=（35,30）。但半徑R=15mm，AB長度30mm=2R，符合直徑條件。因此，圓弧程序段（絕對編程）：G02X50Y30I15J0F100；（I=35-20=15，J=30-30=0）2.（1）切削速度vc=πDN/1000=3.14×10×1200/1000=37.68m/min；（2）進(jìn)給速度F=f×n=0.1×1200=120mm/min。五、綜合分析題（1）工件坐標(biāo)系原點：選擇零件左下角頂點（A點）為G54原點，理由：便于編程時直接使用圖紙標(biāo)注尺寸，且裝夾后通過尋邊器可快速對刀定位。（2）刀具路徑：-起刀點：安全高度（如Z=50mm），遠(yuǎn)離工件；-粗加工：從起刀點下刀至Z=3mm（留1mm余量），沿外輪廓偏移5mm（刀具半徑4mm+余量1mm）進(jìn)行環(huán)切，最后抬刀至安全高度；-精加工：下刀至Z=8mm（全深度），使用G41刀具半徑補(bǔ)償（左補(bǔ)償，沿輪廓逆時針方向），從A點切入（直線切入段長度≥刀具半徑），沿輪廓加工至A點，切出時直線退出（避免法向直接退出），取消補(bǔ)償（G40）。