浙江省高校首届数控技能大赛
                            数控车理论知识竞赛试题
                                  参考答案
注意事项
1.    请在试卷的标封处填写您的工作单位、姓名和准考证号
2.    请仔细阅读题目，按要求答题；保持卷面整洁，不要在标封区内填写无关内容

题 号    一    二    三    四    总分    审核人
分 数                       

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一、判断题（第1～20题。将判断结果填入括号中。正确的填“√”，错误的填“×”。每题1.0分。满分20分）
1. 35号钢表示含碳量为0.35%的低合金结构钢。（×）
2. 适当减小副偏角和增大刀尖圆弧半径都能提高刀具强度，改善散热条件，使刀具耐用度增高。（√）
3. 每一脉冲信号使机床移动部件的位移量叫作脉冲当量。（√）
4. 一般情况下，在使用砂轮等旋转类设备时，操作者不能带手套。（√）
5. 在数控车床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。（√）
6. 正火的目的是改善钢的组织，提高其韧性，改善切削加工性能。（×）
7. 圆度、对称度同属于位置公差。（×）
8. 在金属切削过程中，加工脆性材料时不易产生积屑瘤。（√）
9. 外圆车刀装得低于工件中心时，因切削力方向的变化，会使刀尖强度降低，容易造成崩刀现象。（√）
10. 切断加工时，工件的切断处在车刀不会撞到卡盘的前提下，应尽量靠近卡盘。（√）
11. 数控机床的性能在很大程度上取决伺服驱动系统的性能。（√）
12. 用三爪卡盘定位时，限制的自由度数为五。（×）
13. 插补运算的任务就是在已知加工轨迹曲线的起点和终点间进行“数据点的密化”。（√）
14. YG类硬质合金中含钴量愈多，耐热性越好，适合精加工。（×）
15. 在FANUC等数控系统中，使用刀具半径补偿功能时，允许连续出现两条在非加工平面内的非移动指令。（×）
16. 数控车床一般使用标准的机夹可转位刀具。（√）
17. 液压传动中，动力元件是液压泵，执行元件是液压缸，控制元件是油箱。（×）
18. 恒线速控制的原理是当工件的直径越大，进给速度越慢。（×）
19. 步进电动机在半闭环数控系统中获得广泛应用。（×）
20. CIMS是指计算机集成制造系统，CAPP是计算机辅助工艺设计。（√）
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二、选择题（第21～60 题。选择正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。每题1.0分。满分40分）：
21～25.请选择正确FANUC数控车系统中的数控加工G指令和M指令：
  ⑴ 暂停指令-----------------------------------------------------------------------------（ D ）
  A、G00          B、G01          C、G02          D、G04
  ⑵ 刀具长度偏置取消指令-----------------------------------------------------------（ A ）
  A、G49          B、G50          C、G54          D、G59
  ⑶ 主轴停转指令-----------------------------------------------------------------------（ C ）
  A、M03          B、M04          C、M05        D、M06
  ⑷ 冷却液开指令-----------------------------------------------------------------------（ C ）
  A、M05          B、M06          C、M08        D、M09
⑸恒线速控制---------------------------------------------------------------------------（ B ）。
    （A）G0　S＿ ；    （B）G96　S＿；      （C）G01　F；    （D）G98　S＿。
26. 以下不属于数控技术发展方向的是----------------------------------------------（  B ）
  A、高速化          B、通用化          C、智能化            D、高精度化
27. FMS指的是-----------------------------------------------------------------------------（ D ）
  A、数控机床                      B、计算机数控系统
  C、柔性加工单元                  D、柔性制造系统
28.在FANUC数控系统中准备功能一般由G和几位数字组成--------------------（ B ）
  A、1位          B、2位          C、3位        D、4位
29. 在FANUC数控车系统中，G70指---------------------------------------------------（ D ）
  A、外径、内径粗加工循环指令  B、端面粗加工循环指令
  C、闭合车削循环指令          D、精加工循环指令
30. 在切削基面内测量的车刀角度有（ B ）。
（A）前角；      （B）主偏角；      （C）楔角；    （D）刃倾角。
31. 车削加工时的切削力可分解为主切削力Fz、切深抗力Fy和进给抗力Fx，其中消耗功率最大的力是（ C ）。
（A）进给抗力Fx；  （B）切深抗力Fy；  （C）主切削力Fz；  （D）不确定。
32. 切断刀主切削刃太宽，切削时容易产生（ D ）。
（A）弯曲；    （B）扭转；      （C）刀痕；    （D）振动。
34. 车削用量的选择原则是：粗车时，一般（ C ），最后确定一个合适的切削速度v。
（A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f；
（B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；
（C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；
（D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。
35. 工件在短外圆与中心孔定位，可限制（ B ）个自由度。
（A）三；  （B）四；  （C）五；  （D）六。
36. 标准麻花钻螺旋角β一般为（ B ）。
（A）118°±2°；    （B）25°～32°；  （C）15°～22°；  （D）120°±2°。
37. 机械效率值永远是（ B ）。
（A）大于1；    （B）小于1；      （C）等于1；        （D）负数。
38. 布氏硬度用（ D ）表示
（A）HRA    （B）HRB；    （C）HRC；  （D）HBS。
39. 数控机床切削精度检验（ D ），对机床几何精度和定位精度的一项综合检验。
（A）又称静态精度检验，是在切削加工条件下；
（B）又称动态精度检验，是在空载条件下；
（C）又称静态精度检验，是在空载条件下；
（D）又称动态精度检验，是在切削加工条件下。
40. 将钢加热到临界温度以下所需的温度，保温一定时间，然后冷却下来的的热处理叫（ B ）。
（A）退火  （B）回火    （C）正火    （D）调质
41.夹具的制造误差通常应是工件在该工序中允许误差的（ D ）。
（A）1～3倍；    （B）等同值；    （C）1/10～1/100；    （D）1/3～1/5。
42. 切削塑性金属材料时，切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大，容易产生（ A ）。
（A）带状切屑；    （B）节状切屑；    （C）崩碎切屑；      （D）粒状切屑。
43. 脉冲当量是数控机床数控轴的位移量最小设定单位，脉冲当量的取值越小，插补精度（ B ）。
（A）越低；      （B）越高；    （C）与其无关；    （D）不受影响。
44. 在机械加工中，以下哪一项不是获得尺寸精度的方法（ D ）。
（A）试切法；  （B）定尺寸刀具法；  （C）调整法；  （D）轨迹法。
45. 砂轮的硬度取决于（ B ）。
（A）磨粒的硬度；    （B）结合剂的粘接强度；  （C）磨粒粒度；    （D）磨粒率。
46. 工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为（ C ）。
（A）完全定位    （B）欠定位    （C）过定位    （D）不完全定位
47. 精基准尽可能选用( B )作为定位基准，以避免引起的定位误。
（A）工艺基准；    （B）设计基准；          （C）装配基准；    （D）工序基准。
48. 夹紧力的作用点应尽量靠近（ D ）。
（A）机床；    （B）工作台；  （C）力源机构；      （D）加工表面。
49. 机械零件的真实大小是以图样上的（ D ）为依据。
（A）比例；    （B）公差范围；  （C）技术要求；  （D）尺寸数值。
50. 采用基孔制，用于相对运动的各种间隙配合时轴的基本偏差应在（ A ）之间选择。
（A）h～n；  （B）a～g；  （C）s～u；  （D）a～u。
51. 按数控系统的控制方式分类，数控机床分为：开环控制数控机床、（ C ）、闭环控制数控机床。
（A）点位控制数控机床；        （B）点位直线控制数控机床；
（C）半闭环控制数控机床；      （D）轮廓控制数控机床。
52. 数控车床能进行螺纹加工，其主轴上一定安装了（ B ）。
（A）测速发电机； （B）脉冲编码器；  （C）温度控制器；    （D）光电管。
53. 梯形螺纹测量一般是用三针测量法测量螺纹的（ D ）。
（A）大径；          （B）小径；        （C）底径；      （D）中径。
54． 调质一般安排在（ B ）之后。
（A）毛坯制造；    （B）粗加工；      （C）精加工；        （D）都不是。
55． 影响数控车床加工精度的因素很多，要提高加工工件的质量，有很多措施，但（ A ）不能提高加工精度。
（A）将绝对编程改变为增量编程；    （B）正确选择车刀类型；
（C）控制刀尖中心高误差；          （D）减小刀尖圆弧半径对加工的影响。
56．尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链的环，尺寸链的环按性质分为封闭环和（ C ）两类。
（A）增环；  （B）减环；    （C）组成环；    （D）开环。
57. 为了保障人身安全，在正常情况下，电气设备的安全电压规定为（ B ）。
（A）220V；        （B）36V；      （C）24V；        （D）12V。
58. 允许间隙或过盈的变动量称为（ C ）。
（A）最大间隙；      （B）最大过盈；  （C）配合公差；      （D）变动误差。
59．数控编程时，应首先设定（ D ）。
（A）机床原点；    （B）固定参考点；  （C）机床坐标系；  （D）工件坐标系。
60. 切削时刀具在高温高压条件下产生磨损，不是磨损主要原因的是（ D ）。
（A）磨粒磨损；      （B）粘结磨损；      （C）扩散磨损；      （D）初期磨损。

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三、简答题(第61～65 题，每小题4分，满分20分)
61. 什么叫刀具主偏角？它怎样选用？
答：主切削平面与刀具的进给方向之间的夹角称为主偏角。
减小主偏角，可改善切削刃的散热性能，在工艺系统刚度允许的情况下，应采用较小的主偏角。主偏角过小，会导致切削时径向力过大，容易引起工件的振动和弯曲。
主偏角通常在45°～90°之间选取。
62. 机床坐标系和工件（作）坐标系的区别是什么？
答：机床坐标系是机床上固有的坐标系，机床坐标系的方位是参考机床上的一些基准确定的。机床上有一些固定的基准线，如主轴中心线，固定的基准面，如工作台面、主轴端面、工作台侧面、导轨面等，不同的机床有不同的坐标系。
工件（作）坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，是程序的参考坐标系，工件（作）坐标系的位置以机床坐标系为参考点，一般在一个机床中可以设定6个工作坐标系。
63. 数控机床对检测装置有何要求？检测装置分为哪几类？
答：数控机床对检测装置的主要要求是：
（1）寿命长，可靠性高，抗干扰能力强；
（2）满足精度和速度要求；
（3）使用维护方便，适合机床运行环境；
（4）成本低，便于与电子计算机联接。
检测装置分类：
（1）按检测信号的类型分：分为数字式与模拟式两大类。
（2）按检测方式分：分为直接测量与间接测量。
64. 在车床上用花盘，适合加工哪些类型的零件？工件怎样安装？应注意哪些问题？
答：在车床上用花盘适合加工：大而平、形状不规则的工件。
用花盘安装工件时，常用两种方法：
⑴平面紧靠花盘，可保证孔的轴线与安装面之间的垂直度；
⑵用弯板安装工件，可保证孔的轴线与安装面的平行度。
应注意的问题：
用花盘安装工件之前，首先要用百分表检查盘面是否平整，是否与主轴轴线垂直，若盘面不平或不垂直，必须先精车花盘，方可安装工件，否则所车出的工件会有位置误差。
用花盘安装工件时，由于工件重心的偏置，所以应装上平衡铁予以平衡，以减少加工时的振动。
65. 有一套筒如图所示，内孔端面C的设计基准是B面，为便于加工时测量，采用以A面为基准，测量尺寸A2来间接保证设计尺寸。请计算尺寸A2及其公差。

   








零件图                  工艺尺寸链图

解：显然，本题是在已知封闭环的情况下，求某一组成环的尺寸。
由图中可知，尺寸A1为减环，A2为增环。
由尺寸链计算公式可知：
    A2=AΣ+A1=(30+10)mm=40 mm；
    ESA2=ES AΣ+EIAl=[0+(-0.1)]mm=-0.1 mm；
    EIA2=EI AΣ+ESAl=(-0.2+0)mm=-0.2 mm
  由此求得工序测量尺寸为：
   

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四、编程题(满分20分)
66．用数控车床加工如图所示零件，材料为45号钢调质处理，ø50外圆已经加工到尺寸。毛坯留出外圆和内孔的加工余量均为0.4mm(X向)和O.1mm(Z向)。钻头直径为8mm，螺纹加工用G92指令。X向加工4个90°均布孔，使用直径8mm的键槽铣刀加工。工件程序原点如图示。按要求完成零件的加工程序编制。
（1）    加工程序使用固定循环指令；
（2）    对所选用的刀具规格、切削用量等作简要工艺说明；
（3）    加工程序单要字迹工整。
说明：X向4个90°均布ø8孔可以不进行加工，但将扣去2分。










解：根据题意刀具规格、切削用量选择见下表:

刀具数据表
加工内容    刀具号    刀具名称    主轴速度    进给速度
中心孔    T01    中心钻头    250(r／min)    0.02(mm／r)
粗车外圆    T02    90°偏刀    400(r／min)    0.25(mm／r)
钻孔    T03    ø8钻头    250(r／min)    0.2(mm／r)
精车外圆    T04    90°偏刀    500(r／min)    0.1(mm／r)
车外环槽    T05    切断刀    250(r／min)    O.05(mm／r)
加工螺纹    T06    螺纹车刀    500(r／min)   
粗镗内孔    T07    内孔粗镗刀    350(r／min)    0.2(mm／r)
端面    T08    45°偏刀    400(r／min)    O.1(mm／r)
铣削径向孔    T09    键槽铣刀    700(r／min)    0.5(mm／r)
精镗内孔    T10    内孔精镗刀    300(r／min)    0.1(mm／r)


加工程序如下：(采用FANUC系统)
00001；                                        程序名
M41；
G50 S1500：
N1；                                          工序I：端面车削
G0G40G99S400T0808M04F0.1；
X62.0 Z0；
G96 S120；
G01 X0；
G0 G97 S500 Z50.0；
G28 U0 W0 TO M05；
N2；                                          工序Ⅱ：打中心孔
G0G40G97G99S800M04T0101F0.02；
X0 Z2.0；
G74R0.2；                                      打中心孔时，每次退刀量为0.2mm
G74Z-5.0 Q2000                                中心孔深5mrn，每次钻削深度2mm
G28 U0 W0 T0 M05；
N3；                                          工序Ⅲ：钻孔(钻头直径为8mm)
G0G40G97G99S250M04T0303F0.2；
X0 Z2.0；
G74R1.0；                                      钻孔时每次退刀量为1mm
G74Z-20.0Q3000；                              孔深20mm，每次钻孔深度3mm
G28 U0 W0 TO M05；
N4；                                          工序Ⅳ：外圆粗加工
G0G40G97G99S400M04T0202F0.25
X64.0 Z2.0；
G71 U2.0 R0.5；
G71 P10 Q11 U0.4 W0.1；
N10 G0 G42 X16.0；
G01 Z0； X36.0；
X40.0 Z-16.O；
Z-40.0；
X60.0Z-50-0；
Z-60.0；
N11 G01 G40 X64.0 ；
G28 U0 W0 T0 M05；
N5；                                          工序V：内径粗加工
G0G40G97G99S350T0707M04 F0.2；
Z16.0 Z2.0；                                    刀具定位至内径粗加工循环点
G71 U1.5 R0.5；                                粗车每次切深1.5mrn，退刀量0.5mm
G7l P12 Q13 U-0.4 W0.1；
N12 G00 G41 X28.0；                            刀尖R补偿方向为左
G01 Z0；
G02 X20.0Z-4.0 R4.0；   
G01 Z-20.0； X18.0；
N13 G01 G40 X16.0；
G28 U0 W0 T0 M05；
N6；                                          工序Ⅵ：外径精加工
G00G40G97G99S500M04T0404F0.1；
X64.0 Z2.0；
G96 S150；
G70 P10 Q11；
G00 G97 X100.0 S500；
G28 U0 W0 T0 M50；
N7；                                          工序Ⅶ：内径精加工
G00G40G97G99S300M04T1010 F0.1；
X16.0 Z2.0： G96 S120；
G70 P10Q11；
G00 G97 Z50.0 S300；
G28 U0 W0 T0 M05；
N8；                                          工序Ⅷ：加工外环槽工
G00G40G97S250T0505M04F0.05；
X42.0Z-20.0；
G01 X36.0；
G0l X42.0 F0.2；
G28 U0 W0 T0 M05；
N9；                                          工序Ⅸ：加工锥螺纹
G0G40G97G99S500T0606M04；
X42.026.0；                                    刀具定位至螺纹加工循环点
G92X39.7 Z-18.0R-3.0F1.5；
X39.1；
X38.7；
X38.6；
X38.55；
G28 U0 W0 T0 M05；
N10；                                        工序X：铣削径向孔
M54；
G28 H-30.0；
G50 C0；                                      设定c轴坐标系
G0G40G97G98S700M04T0909；
Z-30.0；
X42.0；
M98 P40010；                                  调用00010子程序4次
G28U0W0H0T0M05；                          X轴、Z轴、C轴自动回归原点
M55；                                        C轴离合器脱开
M30；                                        程序结束


O0010；                                      子程序
G01X30.0 F5；
G01X42.0 F20；
G00H90.0；
M99；                                        子程序调用结束


说明：以上答案仅供参考，尤其是编程题，如选择不同系统、不同的工艺参数不同的……都会造成程序的不同。为此建议在批卷前统一评分标准，如出现难以判定的情况可在数控机床或模拟软件上进行仿真。