數(shù)控加工中心理論考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題(每題2分，共40分)1.數(shù)控機(jī)床誕生于上個(gè)世紀(jì)（）年代。A.50B.60C.70D.80答案：A解析：1952年，美國麻省理工學(xué)院為解決加工直升機(jī)葉片輪廓用檢查樣板機(jī)械靠模加工時(shí)精度低、周期長(zhǎng)、成本高且質(zhì)量難以保證的問題，研制了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，因此數(shù)控機(jī)床誕生于50年代。2.數(shù)控加工中心是在數(shù)控鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了（）。A.自動(dòng)換刀裝置B.刀庫C.工作臺(tái)D.主軸箱答案：A解析：數(shù)控加工中心與數(shù)控鏜銑床相比，其主要區(qū)別在于數(shù)控加工中心具有自動(dòng)換刀功能，通過自動(dòng)換刀裝置可以在加工過程中自動(dòng)更換刀具，完成多種工序的加工，刀庫是自動(dòng)換刀系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。3.以下指令中，用于調(diào)用子程序的是（）。A.M98B.M99C.G04D.G28答案：A解析：M98是調(diào)用子程序的指令；M99是子程序結(jié)束并返回主程序的指令；G04是暫停指令；G28是返回參考點(diǎn)指令。4.G00指令與下列的（）指令不是同一組的。A.G01B.G02C.G03D.G90答案：D解析：G00、G01、G02、G03屬于同一組（快速定位、直線插補(bǔ)、順時(shí)針圓弧插補(bǔ)、逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)），都是用于控制刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的指令；G90是絕對(duì)編程指令，與G00不屬于同一組。5.在數(shù)控編程中，F(xiàn)指令一般用來表示（）。A.進(jìn)給速度B.主軸轉(zhuǎn)速C.刀具補(bǔ)償D.程序段號(hào)答案：A解析：F指令在數(shù)控編程中表示進(jìn)給速度，即刀具在加工過程中的移動(dòng)速度；主軸轉(zhuǎn)速通常用S指令表示；刀具補(bǔ)償用G40、G41、G42等指令；程序段號(hào)用N表示。6.刀具半徑補(bǔ)償指令中，G41表示（）。A.左刀補(bǔ)B.右刀補(bǔ)C.取消刀補(bǔ)D.長(zhǎng)度補(bǔ)償答案：A解析：G41是左刀補(bǔ)指令，即刀具沿進(jìn)給方向左側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償；G42是右刀補(bǔ)指令；G40是取消刀補(bǔ)指令；刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償用G43、G44等指令。7.下列哪種刀具適用于銑削平面（）。A.立銑刀B.球頭銑刀C.面銑刀D.鍵槽銑刀答案：C解析：面銑刀的刀刃分布在圓周和端面上，主要用于大面積平面的銑削加工；立銑刀主要用于加工側(cè)面、臺(tái)階等；球頭銑刀主要用于加工曲面；鍵槽銑刀用于加工鍵槽。8.數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)也稱為（）。A.機(jī)床原點(diǎn)B.參考點(diǎn)C.編程原點(diǎn)D.換刀點(diǎn)答案：C解析：工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)是編程人員根據(jù)加工零件的方便而設(shè)定的，也稱為編程原點(diǎn)；機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，是機(jī)床固有的基準(zhǔn)位置；參考點(diǎn)是機(jī)床制造商設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，用于機(jī)床回零操作；換刀點(diǎn)是加工過程中刀具進(jìn)行更換的位置。9.當(dāng)工件材料硬度較高時(shí)，應(yīng)選擇（）的切削速度。A.較低B.較高C.中等D.任意答案：A解析：工件材料硬度較高時(shí)，切削力較大，產(chǎn)生的切削熱也較多。如果切削速度過高，會(huì)導(dǎo)致刀具磨損加劇、壽命降低，甚至損壞刀具。因此，應(yīng)選擇較低的切削速度。10.以下哪種方法不屬于確定加工余量的方法（）。A.計(jì)算法B.經(jīng)驗(yàn)估算法C.查表法D.測(cè)量法答案：D解析：確定加工余量的方法有計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)估算法和查表法。計(jì)算法是通過精確的計(jì)算來確定加工余量；經(jīng)驗(yàn)估算法是根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來估算加工余量；查表法是根據(jù)相關(guān)手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)表格來確定加工余量。測(cè)量法一般用于測(cè)量零件的尺寸等，而不是確定加工余量。11.在數(shù)控編程中，“模態(tài)指令”的含義是（）。A.只在本程序段中有效B.一旦被執(zhí)行，直到被同組其它指令取代才失效C.必須在程序開頭使用D.只能在子程序中使用答案：B解析：模態(tài)指令是指一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定，便保持有效到后續(xù)的程序段中出現(xiàn)同組的另一模態(tài)指令才失效。而非只在本程序段有效，也不一定要在程序開頭使用，也可在主程序和子程序中使用。12.在G71外圓粗車循環(huán)指令中，P指定（）。A.精車路線的第一個(gè)程序段的順序號(hào)B.精車路線的最后一個(gè)程序段的順序號(hào)C.每次徑向吃刀量D.退刀量答案：A解析：在G71外圓粗車循環(huán)指令中，P表示精車路線的第一個(gè)程序段的順序號(hào)，Q表示精車路線的最后一個(gè)程序段的順序號(hào)，Δd表示每次徑向吃刀量，e表示退刀量。13.西門子系統(tǒng)中，絕對(duì)尺寸編程的指令是（）。A.G90B.G91C.G94D.G95答案：A解析：G90是絕對(duì)尺寸編程指令，其坐標(biāo)值基于工件坐標(biāo)系原點(diǎn)；G91是相對(duì)尺寸編程指令，坐標(biāo)值是相對(duì)于上一個(gè)位置的增量；G94是每分鐘進(jìn)給指令；G95是每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令。14.影響刀具壽命的因素中，（）影響最大。A.切削速度B.進(jìn)給量C.背吃刀量D.刀具材料答案：A解析：切削速度對(duì)刀具壽命影響最大。切削速度提高，切削溫度升高，刀具磨損加劇，壽命顯著降低。進(jìn)給量和背吃刀量的增加也會(huì)影響刀具壽命，但相對(duì)切削速度來說，影響程度較小。刀具材料是刀具本身的物理特性，它決定了刀具的基本切削性能，但在使用過程中，切削速度的變化對(duì)壽命的影響更突出。15.圓度公差屬于（）。A.形狀公差B.位置公差C.尺寸公差D.裝配公差答案：A解析：形狀公差是指單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)全量，圓度是控制圓柱面、圓錐面的正截面或球體的截面的形狀誤差，屬于形狀公差。位置公差是關(guān)聯(lián)實(shí)際要素的位置對(duì)基準(zhǔn)所允許的變動(dòng)全量；尺寸公差是指允許零件尺寸的變動(dòng)量；裝配公差是指相關(guān)零件裝配后相互位置的允許變動(dòng)量。16.在數(shù)控加工中心上，執(zhí)行程序時(shí)出現(xiàn)501號(hào)報(bào)警，一般表示（）。A.超程報(bào)警B.spindlespeederror（主軸轉(zhuǎn)速錯(cuò)誤）C.toolmagazineerror（刀庫錯(cuò)誤）D.coolantsystemerror（冷卻系統(tǒng)錯(cuò)誤）答案：A解析：不同的數(shù)控系統(tǒng)報(bào)警號(hào)含義不同，但通常501號(hào)報(bào)警多表示超程報(bào)警，即刀具運(yùn)動(dòng)超出了機(jī)床的行程范圍。主軸轉(zhuǎn)速錯(cuò)誤、刀庫錯(cuò)誤、冷卻系統(tǒng)錯(cuò)誤一般會(huì)有其他對(duì)應(yīng)的報(bào)警號(hào)。17.程序結(jié)束并返回程序開頭，應(yīng)使用（）指令。A.M30B.M02C.M99D.M05答案：A解析：M30指令是程序結(jié)束并返回程序開頭；M02是程序結(jié)束指令，但不會(huì)返回程序開頭；M99是子程序結(jié)束并返回主程序；M05是主軸停止指令。18.下列不是數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)的是（）。A.加工精度高B.生產(chǎn)效率低C.自動(dòng)化程度高D.可加工復(fù)雜形狀的零件答案：B解析：數(shù)控機(jī)床具有加工精度高、自動(dòng)化程度高、可加工復(fù)雜形狀的零件等特點(diǎn)。由于數(shù)控機(jī)床可以自動(dòng)控制刀具運(yùn)動(dòng)和加工過程，減少了人為因素的影響，并且可以實(shí)現(xiàn)多工序的連續(xù)加工，所以生產(chǎn)效率較高，而不是低。19.粗加工時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率，在保證合理的刀具耐用度的前提下，（）應(yīng)優(yōu)先選得大些。A.背吃刀量B.進(jìn)給量C.切削速度D.主軸轉(zhuǎn)速答案：A解析：在粗加工時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率，應(yīng)優(yōu)先選擇較大的背吃刀量。因?yàn)楸吵缘读繉?duì)切削力和切削功率的影響比進(jìn)給量和切削速度小，增大背吃刀量可以在一次走刀中切除較多的金屬，減少走刀次數(shù)。增大進(jìn)給量會(huì)使切削力增加，表面粗糙度變差；過高的切削速度會(huì)使刀具磨損加劇。20.正交平面參考系是由（）組成。A.基面、切削平面和正交平面B.基面、法平面和正交平面C.切削平面、法平面和正交平面D.基面、切削平面和法平面答案：A解析：正交平面參考系由基面、切削平面和正交平面組成?；媸峭ㄟ^切削刃選定點(diǎn)，平行或垂直于刀具在制造、刃磨及測(cè)量時(shí)適合于安裝或定位的一個(gè)平面；切削平面是通過切削刃選定點(diǎn)，與主切削刃相切并垂直于基面的平面；正交平面是通過切削刃選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。二、多項(xiàng)選擇題(每題3分，共15分。多選、少選、錯(cuò)選均不得分)1.數(shù)控加工中心的主要功能包括（）。A.銑削加工B.鉆孔加工C.鏜削加工D.螺紋加工答案：ABCD解析：數(shù)控加工中心集銑削、鉆孔、鏜削、螺紋加工等多種功能于一體?？梢允褂貌煌牡毒邔?duì)工件進(jìn)行銑削平面、鉆孔、鏜孔、加工螺紋等多種工序的加工。2.影響切削力的因素主要有（）。A.工件材料B.刀具幾何參數(shù)C.切削用量D.加工方法答案：ABC解析：影響切削力的因素主要包括工件材料，材料硬度、強(qiáng)度等不同，切削力不同；刀具幾何參數(shù)，如前角、后角、刃傾角等對(duì)切削力有影響；切削用量，包括背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度，它們的變化會(huì)使切削力改變。加工方法主要影響加工的質(zhì)量和效率，對(duì)切削力的影響不是主要因素。3.刀具磨損的形式主要有（）。A.前刀面磨損B.后刀面磨損C.邊界磨損D.整體磨損答案：ABC解析：刀具磨損形式主要有前刀面磨損，是切屑在刀具前刀面上滑動(dòng)產(chǎn)生的磨損；后刀面磨損，主要是刀具后刀面與工件過渡表面摩擦產(chǎn)生的磨損；邊界磨損，是在前刀面與后刀面的邊界處產(chǎn)生的磨損。不存在整體磨損這種典型磨損形式。4.以下屬于數(shù)控機(jī)床檢測(cè)裝置的有（）。A.光柵尺B.編碼器C.感應(yīng)同步器D.測(cè)速發(fā)電機(jī)答案：ABCD解析：光柵尺、編碼器、感應(yīng)同步器、測(cè)速發(fā)電機(jī)都屬于數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)裝置。光柵尺用于位置檢測(cè)，可將位移量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)；編碼器可用于檢測(cè)角度和速度；感應(yīng)同步器可將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行位置檢測(cè)；測(cè)速發(fā)電機(jī)用于測(cè)量主軸或進(jìn)給軸的轉(zhuǎn)速。5.數(shù)控編程的方法有（）。A.手工編程B.自動(dòng)編程C.圖形編程D.宏程序編程答案：ABCD解析：數(shù)控編程方法包括手工編程，適用于簡(jiǎn)單零件；自動(dòng)編程，借助計(jì)算機(jī)軟件生成程序，常用于復(fù)雜零件；圖形編程是利用圖形化界面進(jìn)行編程；宏程序編程是利用變量和程序塊進(jìn)行編程，可實(shí)現(xiàn)一些規(guī)律性的加工。三、判斷題(每題2分，共20分。正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1.數(shù)控機(jī)床的定位精度直接影響零件的加工精度。（）答案：√解析：定位精度是指數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件實(shí)際到達(dá)位置與指令位置的符合程度，它直接關(guān)系到零件加工時(shí)各部位的位置精度，因此會(huì)直接影響零件的加工精度。2.G00指令的運(yùn)動(dòng)速度是由程序中F指令設(shè)定的。（）答案：×解析：G00指令是快速定位指令，其運(yùn)動(dòng)速度是由機(jī)床系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的固定速度，與程序中的F指令無關(guān)。F指令主要用于控制G01等指令的進(jìn)給速度。3.刀具半徑補(bǔ)償量可以在加工過程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改。（）答案：√解析：在實(shí)際加工中，由于刀具磨損等原因，刀具半徑會(huì)發(fā)生變化。此時(shí)可以在加工過程中通過修改刀具半徑補(bǔ)償值來保證加工精度，實(shí)現(xiàn)刀具半徑補(bǔ)償量的動(dòng)態(tài)修改。4.加工中心的刀庫容量越大越好。（）答案：×解析：刀庫容量大可以在一次裝夾中完成更多工序的加工，但刀庫容量過大，會(huì)增加機(jī)床成本、占地面積，同時(shí)換刀時(shí)間可能會(huì)延長(zhǎng)，降低生產(chǎn)效率。因此，應(yīng)根據(jù)加工零件的實(shí)際需求合理選擇刀庫容量，并非越大越好。5.切削液的主要作用是冷卻和潤(rùn)滑。（）答案：√解析：切削液在切削加工中主要起到冷卻作用，降低切削溫度，減少刀具磨損；潤(rùn)滑作用，減小切屑與刀具、工件與刀具之間的摩擦，提高加工表面質(zhì)量。此外，還具有排屑、防銹等作用。6.編程時(shí)，不論使用絕對(duì)坐標(biāo)還是相對(duì)坐標(biāo)，都可以用圓弧插補(bǔ)指令加工圓弧。（）答案：√解析：圓弧插補(bǔ)指令（G02、G03）既可以在絕對(duì)坐標(biāo)編程（G90）下使用，也可以在相對(duì)坐標(biāo)編程（G91）下使用。只要提供正確的圓弧起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓心位置等參數(shù)，就可以用圓弧插補(bǔ)指令加工圓弧。7.程序段號(hào)的作用是方便程序的編制、調(diào)試和修改，沒有程序段號(hào)程序也能正常執(zhí)行。（）答案：√解析：程序段號(hào)主要用于標(biāo)識(shí)程序中的每個(gè)程序段，便于編程人員對(duì)程序進(jìn)行管理、調(diào)試和修改。在數(shù)控系統(tǒng)中，程序可以不使用程序段號(hào)而正常執(zhí)行。8.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系。（）答案：√解析：數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系遵循右手笛卡爾直角坐標(biāo)系的規(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。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸A、B、C的正方向則用右手螺旋法則確定。9.粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上可以重復(fù)使用。（）答案：×解析：粗基準(zhǔn)是毛坯表面，其精度低、表面粗糙度大。如果在同一尺寸方向上重復(fù)使用粗基準(zhǔn)，會(huì)產(chǎn)生較大的定位誤差，導(dǎo)致零件加工精度降低。因此，粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。10.高速鋼刀具適用于高速切削。（）答案：×解析：高速鋼刀具的耐熱性較差，在高速切削時(shí)，由于切削溫度升高，會(huì)使刀具硬度降低，磨損加劇，從而降低刀具壽命。高速鋼刀具一般適用于低速或中速切削。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述數(shù)控編程的一般步驟。答：數(shù)控編程的一般步驟如下：第一步：分析零件圖樣。首先要對(duì)零件的形狀、尺寸、精度、表面粗糙度以及材料等技術(shù)要求進(jìn)行詳細(xì)分析，確定加工工藝和加工路線。第二步：確定工藝過程。根據(jù)零件的特點(diǎn)和加工要求，選擇合適的機(jī)床、刀具、夾具，確定切削用量（背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度），安排加工順序和加工余量等。第三步：數(shù)值計(jì)算。根據(jù)零件的幾何形狀和加工路線，計(jì)算刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值，如直線的起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)，圓弧的圓心坐標(biāo)等。對(duì)于復(fù)雜形狀的零件，可能需要使用計(jì)算機(jī)輔助編程軟件進(jìn)行計(jì)算。第四步：編寫程序單。根據(jù)計(jì)算得到的坐標(biāo)值和確定的加工工藝，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的程序格式編寫數(shù)控加工程序。程序中要包含程序號(hào)、程序段號(hào)、準(zhǔn)備功能（G代碼）、輔助功能（M代碼）、尺寸字（X、Y、Z等）、進(jìn)給速度（F代碼）、主軸轉(zhuǎn)速（S代碼）等。第五步：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，通過數(shù)控系統(tǒng)的圖形模擬功能或機(jī)床的空運(yùn)行功能對(duì)程序進(jìn)行校驗(yàn)，檢查程序的正確性和刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是否符合要求。然后進(jìn)行首件試切，通過測(cè)量零件的加工精度和表面質(zhì)量，對(duì)程序進(jìn)行修正和調(diào)整，直到零件符合設(shè)計(jì)要求。2.請(qǐng)說明切削用量三要素對(duì)切削加工的影響。答：切削用量三要素是指切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量，它們對(duì)切削加工的影響如下：切削速度：切削速度提高，單位時(shí)間內(nèi)切除的金屬量增加，生產(chǎn)效率提高。但切削速度過高，會(huì)使切削溫度升高，刀具磨損加劇，刀具壽命降低；同時(shí)，加工表面質(zhì)量也會(huì)下降，可能產(chǎn)生振動(dòng)和燒傷等現(xiàn)象。在加工不同材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)材料的性能和刀具的材料合理選擇切削速度。進(jìn)給量：進(jìn)給量增大，單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除率增加，生產(chǎn)效率提高。但進(jìn)給量過大，會(huì)使切削力增大，切削振動(dòng)加劇，加工表面粗糙度增大；同時(shí)，也會(huì)影響刀具的壽命。進(jìn)給量對(duì)加工精度也有一定影響，較小的進(jìn)給量可以獲得較高的加工精度和表面質(zhì)量。背吃刀量：背吃刀量增加，金屬切除率顯著提高，減少走刀次數(shù)，生產(chǎn)效率提高。背吃刀量對(duì)切削力的影響較大，但對(duì)刀具的磨損影響相對(duì)較小。過大的背吃刀量可能會(huì)使機(jī)床剛性不足，產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度和表面質(zhì)量。一般在切削加工中，優(yōu)先選擇較大的背吃刀量，其次是進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具壽命和加工要求來選擇切削速度。五、編程題（15分）題目：在數(shù)控加工中心上加工一個(gè)邊長(zhǎng)為50mm的正方形輪廓，刀具起點(diǎn)在正方形中心上方50mm處，刀具直徑為10mm，要求使用絕對(duì)坐標(biāo)編程，編寫其加工主程序以及調(diào)用的子程序（假設(shè)銑削深度為5mm，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，進(jìn)給速度為2