數(shù)控機(jī)加工技術(shù)等級(jí)考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.在FANUC0i系統(tǒng)中，G43H01指令的作用是A.取消刀具長度補(bǔ)償B.啟用1號(hào)刀具長度正向補(bǔ)償C.啟用1號(hào)刀具半徑補(bǔ)償D.啟用1號(hào)刀具長度負(fù)向補(bǔ)償答案：B解析：G43為刀具長度正向補(bǔ)償，H地址后跟刀具補(bǔ)償號(hào)，H01即調(diào)用1號(hào)刀補(bǔ)寄存器中的長度值。2.加工中心執(zhí)行G76精鏜循環(huán)時(shí)，退刀方向由參數(shù)A.Q指定B.R指定C.P指定D.I指定答案：A解析：G76退刀偏移量由Q指定，單位為μm，正值向主軸方向退刀，負(fù)值背離主軸方向退刀。3.下列材料中，最適合采用陶瓷刀片進(jìn)行高速干式切削的是A.45鋼調(diào)質(zhì)B.鋁合金6061C.灰口鑄鐵HT250D.鈦合金TC4答案：C解析：陶瓷刀片耐高溫但韌性低，灰口鑄鐵切屑短、切削力小，與陶瓷特性匹配，可實(shí)現(xiàn)高速干切。4.在臥加B軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)中，若B軸定位精度突然超差0.08°，最優(yōu)先檢查A.伺服電機(jī)編碼器B.液壓夾緊壓力C.蝸輪副嚙合間隙D.光柵尺讀數(shù)頭答案：C解析：B軸多為蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，間隙累積造成角度漂移，優(yōu)先檢查蝸輪副磨損與調(diào)整墊片。5.使用φ20mm立銑刀側(cè)銑45鋼，推薦每齒進(jìn)給fz為0.08mm/z，主軸轉(zhuǎn)速n=2000r/min，刀齒數(shù)z=4，則進(jìn)給速度F為A.320mm/minB.480mm/minC.640mm/minD.800mm/min答案：C解析：F=fz·z·n=0.08×4×2000=640mm/min。6.在數(shù)控車床上加工M30×1.5外螺紋，刀尖圓弧半徑0.2mm，采用G92循環(huán)，則徑向切深第1刀最佳取A.0.35mmB.0.45mmC.0.55mmD.0.65mm答案：B解析：1.5mm螺距螺紋總深0.975mm，分5刀遞減，首刀取0.45mm可兼顧效率與刀具負(fù)載。7.下列關(guān)于高速切削HSM的描述，錯(cuò)誤的是A.切削溫度隨速度升高而持續(xù)線性增加B.主軸預(yù)緊力需比普通加工提高20%～30%C.刀具平衡等級(jí)需達(dá)G2.5以上D.程序段過渡盡量采用G64連續(xù)路徑模式答案：A解析：高速區(qū)因材料軟化與切屑帶走熱量，溫度梯度趨于平緩，并非線性增加。8.在西門子828D系統(tǒng)中，欲將當(dāng)前工件坐標(biāo)系沿Z軸正向偏移2mm，應(yīng)輸入A.$P_UIFR[1]=CTRANS(Z,2)B.$P_UIFR[1]=CROT(Z,2)C.$P_UIFR[1]=CSCALE(Z,2)D.$P_UIFR[1]=CMIRROR(Z)答案：A解析：CTRANS為框架平移指令，沿Z正向偏移2mm正確寫法為CTRANS(Z,2)。9.加工中心換刀時(shí)，主軸定向角度偏差超過±0.5°會(huì)導(dǎo)致A.刀庫定位銷折斷B.刀柄鍵槽撞擊主軸端面C.刀具長度超差D.伺服電機(jī)過載報(bào)警答案：B解析：主軸定向不準(zhǔn)，刀柄鍵與主軸鍵槽錯(cuò)位，換刀時(shí)發(fā)生撞擊。10.在臥式加工中心上，采用T形槽夾具批量加工鋁合金殼體，若需保證兩銷一面定位，最常用的銷類型是A.圓柱銷+削邊銷B.圓錐銷+圓柱銷C.兩個(gè)圓錐銷D.兩個(gè)削邊銷答案：A解析：一面兩銷定位中，圓柱銷限制2自由度，削邊銷限制1自由度，避免過定位。11.使用激光對(duì)刀儀測量刀具長度時(shí)，環(huán)境溫度每升高5℃，鋼材刀柄熱伸長量約為A.5μmB.10μmC.15μmD.20μm答案：B解析：鋼線膨脹≈12×10??/℃，100mm刀柄升溫5℃伸長ΔL=12×10??×100×5=0.006mm≈6μm，取最接近值10μm。12.在數(shù)控車削中，若使用G96恒線速加工，當(dāng)X坐標(biāo)減小50%時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速A.降低50%B.升高100%C.降低25%D.不變答案：B解析：v=πDn/1000，線速恒定，D減半則n需加倍。13.下列關(guān)于冷卻液參數(shù)對(duì)刀具壽命影響的排序，正確的是A.流量>壓力>過濾精度>溫度B.溫度>流量>壓力>過濾精度C.壓力>溫度>流量>過濾精度D.過濾精度>壓力>溫度>流量答案：A解析：流量決定熱交換總量，優(yōu)先于壓力；過濾精度影響微刃磨損，但次于熱因素。14.在FANUC系統(tǒng)中，欲通過宏變量#100實(shí)現(xiàn)刀具壽命累計(jì)，每加工一件#100自增1，正確的宏語句為A.#100=#100+1B.#100=#[100]+1C.#100=#100++D.#100=1+#100答案：A解析：FANUC宏變量自增標(biāo)準(zhǔn)寫法為#100=#100+1。15.當(dāng)加工中心出現(xiàn)“SP1241EXCESSVELOCITY”報(bào)警時(shí)，最可能的原因是A.伺服電機(jī)編碼器零漂B.程序中給定了超過軸最大速度的F值C.主軸過熱D.刀具破損答案：B解析：EXCESSVELOCITY為超速報(bào)警，系統(tǒng)檢測到程序速度超過參數(shù)No.1422設(shè)定上限。二、判斷題（每題1分，共10分）16.在數(shù)控銑削中，順銑時(shí)工件進(jìn)給方向與刀具旋轉(zhuǎn)方向相同。答案：√解析：順銑定義即刀具切入厚度從零到最大，工件進(jìn)給與刀齒運(yùn)動(dòng)方向相同。17.陶瓷刀片適合加工鎳基高溫合金。答案：×解析：陶瓷韌性差，高溫合金切削力大，易崩刃，宜選涂層硬質(zhì)合金或CBN。18.使用G41刀補(bǔ)時(shí)，刀具中心軌跡始終位于工件輪廓左側(cè)。答案：√解析：G41為左刀補(bǔ)，沿進(jìn)給方向看，刀具中心在輪廓左側(cè)。19.在數(shù)控車床上，G50S3000指令表示限制主軸最高轉(zhuǎn)速為3000r/min。答案：√解析：G50在FANUC車床系統(tǒng)中可設(shè)定主軸最高轉(zhuǎn)速限制。20.高速切削時(shí)，刀具懸伸量每增加10%，徑向跳動(dòng)量增加約15%。答案：√解析：懸伸量與跳動(dòng)呈非線性放大，實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)約1.5倍關(guān)系。21.加工中心滾珠絲杠預(yù)緊力越大，反向間隙一定越小。答案：×解析：預(yù)緊力過大導(dǎo)致發(fā)熱增大，熱伸長反而可能增大間隙，需合理區(qū)間。22.在西門子系統(tǒng)中，G450為圓弧過渡，G451為交點(diǎn)過渡。答案：√解析：G450/G451控制刀補(bǔ)拐角行為，450為圓弧，451為交點(diǎn)。23.使用液壓刀柄時(shí)，油腔壓力需達(dá)到80MPa才能可靠夾緊。答案：√解析：液壓刀柄標(biāo)準(zhǔn)加壓范圍60–100MPa，80MPa為常用中間值。24.在數(shù)控程序中，M00與M01功能完全相同。答案：×解析：M01需配合“可選停止”開關(guān)才生效，M00無條件停止。25.當(dāng)機(jī)床幾何精度檢測時(shí)，使用激光干涉儀比使用步距規(guī)精度更高。答案：√解析：激光干涉儀分辨率可達(dá)0.001μm，遠(yuǎn)高于步距規(guī)。三、填空題（每空2分，共20分）26.在FANUC系統(tǒng)中，用于設(shè)定工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移的G代碼為______，其地址字為______。答案：G54–G59，EXT27.高速切削時(shí)，為避免主軸軸承過熱，常采用______潤滑方式，其油氣壓力一般設(shè)定為______bar。答案：油氣潤滑，3–528.在數(shù)控車削中，加工梯形螺紋時(shí)，刀尖角應(yīng)比牙型角小______度，以減小______。答案：1–2，牙側(cè)干涉29.加工中心刀具錐柄常用標(biāo)準(zhǔn)有BT、______和HSK，其中HSK的錐度為______。答案：SK（或JT），1:1030.使用激光對(duì)刀儀測量刀具半徑時(shí)，激光束直徑應(yīng)小于刀具刃徑的______，重復(fù)測量誤差需控制在______μm以內(nèi)。答案：1/3，±231.在數(shù)控銑削中，若刀具直徑為D，行距為ae，則殘留高度h近似公式為______，當(dāng)ae=D/2時(shí)，h≈______。答案：h=ae2/(8R)，D/3232.數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)No.1020用于設(shè)定______，其默認(rèn)值為______。答案：各軸名稱（軸名），88（X軸）33.在臥式加工中心B軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)中，若采用圓光柵全閉環(huán)，其分辨率通?？蛇_(dá)______角秒，對(duì)應(yīng)線性誤差在φ200mm圓周上約為______μm。答案：±1，±334.車削細(xì)長軸時(shí)，為減小徑向力，主偏角κr應(yīng)選______度，刀具材料宜采用______涂層。答案：90–95，TiAlN35.在G76精鏜循環(huán)中，退刀距離Q的單位為______，若Q200表示退刀______mm。答案：μm，0.2四、簡答題（每題8分，共40分）36.簡述數(shù)控加工中心“暖機(jī)”程序的必要性及典型步驟。答案：必要性：機(jī)床冷態(tài)時(shí)，主軸軸承、絲杠螺母副處于間隙最大狀態(tài)，熱平衡后間隙減小，暖機(jī)可讓幾何精度提前達(dá)到穩(wěn)態(tài)，避免首件尺寸漂移。典型步驟：1.主軸以30%最高轉(zhuǎn)速運(yùn)行10min；2.三軸快移全程往復(fù)5次，速度為50%rapid；3.主軸階梯升速至80%最高轉(zhuǎn)速，每檔停留3min；4.執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)試切圓程序，檢測圓度≤3μm后結(jié)束。37.說明刀具長度補(bǔ)償與工件坐標(biāo)系Z向偏移的本質(zhì)區(qū)別，并舉例何時(shí)需同時(shí)修改兩者。答案：長度補(bǔ)償解決的是“刀具裝夾后刃尖到主軸端面”差異，屬于刀具幾何量；工件坐標(biāo)系Z偏移解決的是“主軸端面到工件零點(diǎn)”差異，屬于工藝基準(zhǔn)量。舉例：加工中心更換不同長度刀具加工同一工件，僅需改刀長補(bǔ)償；若同一批刀具因工裝重新安裝導(dǎo)致工件零點(diǎn)下沉0.5mm，則需在G54Z中補(bǔ)償-0.5mm，而刀長不變。38.列舉影響數(shù)控車削表面粗糙度的5項(xiàng)工藝因素，并給出改善措施。答案：1.刀尖圓弧半徑過小→改大半徑R0.4–0.8mm；2.進(jìn)給量過大→按Ra≤fz2/(8R)公式降低f；3.積屑瘤→提高切削速度至100m/min以上，采用TiAlN涂層；4.振動(dòng)→降低懸伸、使用阻尼鏜桿、調(diào)整主軸平衡；5.材料組織不均→精車前增加正火處理，均勻硬度。39.描述臥加B軸回零失敗常見故障樹，并給出排查順序。答案：故障樹：1.回零超程→限位開關(guān)被鐵屑?jí)核溃?.伺服未準(zhǔn)備→放大器報(bào)警如SV0431；3.圓光柵信號(hào)弱→讀數(shù)頭污染；4.蝸輪卡滯→潤滑不足導(dǎo)致研傷；5.PLC邏輯錯(cuò)→B軸夾緊未松開信號(hào)丟失。排查順序：先清屑→查報(bào)警→清潔光柵→手動(dòng)松夾→檢查潤滑壓力→最后查PLC。40.說明在高速銑削淬硬鋼HRC55時(shí)，選擇CBN刀片與涂層硬質(zhì)合金刀片的權(quán)衡要點(diǎn)。答案：CBN優(yōu)點(diǎn)：耐熱1200℃，可200m/min高速，壽命提高3–5倍；缺點(diǎn)：價(jià)格貴、易崩刃、對(duì)機(jī)床剛性要求高。涂層硬質(zhì)合金優(yōu)點(diǎn)：抗沖擊、價(jià)格低、適用范圍廣；缺點(diǎn)：速度受限80m/min，壽命短。權(quán)衡：批量大于100件、機(jī)床剛性≥50kN/mm、主軸功率≥15kW時(shí)選CBN；小批量、剛性不足、斷續(xù)切削選涂層合金。五、綜合編程題（共50分）41.零件如圖（文字描述）：矩形腔體，外形100×80×25mm，腔深15mm，腔角R5mm，底面有4×φ8??·?2?mm通孔，孔距60×40mm，腔中心與外形中心重合。材料為45鋼調(diào)質(zhì)HRC28。毛坯為平板，四邊已精銑。需在加工中心完成腔、孔、倒角C1。刀具：T1φ16mm硬質(zhì)合金立銑刀4刃；T2φ8mm高速鋼鉆頭；T3φ10mm倒角刀90°。機(jī)床FANUC0iMF，主軸最高8000r/min，最大進(jìn)給5000mm/min。要求：1.編寫完整加工程序，含刀長補(bǔ)償、刀具壽命計(jì)數(shù)；2.計(jì)算每道工序切削參數(shù)并填入工藝卡；3.給出腔底平面度檢測方案；4.若加工后孔徑超差+0.03mm，分析可能原因并給出糾正措施。答案：1.加工程序（節(jié)選，單位mm）%O1234G90G40G21G17G94T1M6G54G0X0Y0S2400M3G43Z200H1100=0Z5G1Z-15F400G41D1X-35Y-25F480G3X-30Y-30R5G1X30G3X35Y-25R5G1Y25G3X30Y30R5G1X-30G3X-35Y25R5G1Y-25G3X-30Y-30R5G40G1X0Y0Z5100=#100+1IF[#100GE50]GOTO100G0Z200T2M6G54G0X-30Y-20S1200M3G43Z200H2Z5G83Z-30R2Q3F120X30Y20X-30G80Z200T3M6G54G0X-30Y-20S2000M3G43Z200H3Z5G82Z-8R2P500F200……N100M30%2.工藝卡工序1腔粗銑：ap=7.5mm，ae=8mm，n=2400r/min，F(xiàn)=480mm/min，fz=0.015mm/z，壽命50件。工序2腔精銑：ap=15mm，ae=0.3mm，n=3200r/min，F(xiàn)=800mm/min，fz=0.02mm/z，壽命80件。工序3鉆孔：n=1200r/min，F(xiàn)=120mm/min，vc=30m/min，壽命200孔。工序4倒角：n=2000r/min，F(xiàn)=200mm/min，一次成型。3.平面度檢測：將工件置于三級(jí)平板，用三個(gè)可調(diào)千斤頂支撐腔底三點(diǎn)，使三點(diǎn)與平板等高；使用0.01mm精度杠桿表，在腔底采9點(diǎn)網(wǎng)格，最大最小讀數(shù)差≤0.02mm為合格。4.孔徑超差+0.03mm原因：鉆頭刃磨后實(shí)際直徑偏大0.02–0.03mm；主軸徑向跳動(dòng)導(dǎo)致擴(kuò)孔；進(jìn)給量過小擠壓。糾正：更換新鉆或重新測量刃徑；檢查主軸錐孔跳動(dòng)≤0.01mm；將F從120提至150mm/min，減少擠壓。六、計(jì)算與繪圖題（共30分）42.已知斜面加工路徑如圖（文字描述）：起點(diǎn)A(0,0)，終點(diǎn)B(60,20)，斜面與X軸夾角θ=18.43°，刀具φ20mm球刀，刀心編程。要求：1.推導(dǎo)刀心軌跡方程；2.若行距ae=2mm，求Y向步距ΔY；3.編寫宏程序?qū)崿F(xiàn)Z向分層，每層ap=1mm，總深10mm，采用G1順銑；4.計(jì)算加工時(shí)間，主軸轉(zhuǎn)速n=3000r/min，F(xiàn)=1200mm/min。答案：1.刀心