2025年數控與編程試題庫——附詳細答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.數控系統(tǒng)的核心部件是（）。A.伺服驅動裝置B.CNC裝置C.機床本體D.檢測反饋裝置答案：B。解析：CNC裝置（計算機數字控制裝置）是數控系統(tǒng)的核心，負責處理輸入的加工程序，完成插補運算和位置控制等核心功能。2.下列哪種插補方式屬于直線插補？（）A.G00B.G01C.G02D.G03答案：B。解析：G01為直線插補指令，用于按指定進給速度加工直線輪廓；G00是快速定位指令（無插補），G02/G03為圓弧插補指令。3.FANUC系統(tǒng)中，G41表示（）。A.刀具半徑左補償B.刀具半徑右補償C.刀具長度正補償D.刀具長度負補償答案：A。解析：G41為刀具半徑左補償（沿刀具進給方向看，刀具在工件左側），G42為右補償；G43/G44為刀具長度補償指令。4.數控車床中，工件旋轉為主運動，刀具移動為進給運動，其主運動的控制指令是（）。A.S功能B.F功能C.T功能D.M功能答案：A。解析：S功能用于指定主軸轉速（r/min），控制主運動；F功能指定進給速度（mm/r或mm/min），T功能為換刀指令，M功能為輔助功能（如冷卻、主軸啟停）。5.加工中心的“換刀點”通常設置在（）。A.工件上方B.機床參考點C.刀具補償起點D.遠離工件的安全位置答案：D。解析：換刀點需避免刀具與工件、夾具碰撞，一般設置在遠離工件的安全位置（如機床Z軸上限位置）。6.下列代碼中，屬于模態(tài)代碼的是（）。A.G04B.G01C.M03D.M05答案：B。解析：模態(tài)代碼（續(xù)效代碼）在程序段中生效后，后續(xù)程序段若未重新指定則繼續(xù)有效；G01為模態(tài)代碼，G04（暫停）、M03（主軸正轉）、M05（主軸停）為非模態(tài)代碼（僅在當前段有效）。7.數控銑床加工平面輪廓時，若未正確應用刀具半徑補償，可能導致（）。A.表面粗糙度差B.尺寸超差C.機床振動D.主軸過載答案：B。解析：刀具半徑補償用于補償刀具實際半徑與編程軌跡的偏差，未正確應用會導致加工輪廓尺寸偏大或偏?。ㄈ缥囱a償時，實際加工軌跡為刀具中心軌跡，與工件輪廓存在半徑差）。8.數控系統(tǒng)中，“G90”表示（）。A.絕對坐標編程B.增量坐標編程C.工件坐標系設定D.機械坐標系設定答案：A。解析：G90為絕對坐標編程（所有坐標值基于程序原點），G91為增量坐標編程（坐標值基于前一點的相對位置）。9.加工中心編程時，“M06”指令的作用是（）。A.主軸正轉B.冷卻液開C.換刀D.程序暫停答案：C。解析：M06為換刀指令，需配合T功能（如T02M06表示更換2號刀具）。10.數控車床加工螺紋時，需使用的指令是（）。A.G32B.G71C.G73D.G90答案：A。解析：G32為螺紋切削指令（單行程），G76為螺紋復合循環(huán)指令；G71為外圓粗車循環(huán)，G73為輪廓粗車循環(huán)，G90為外圓/圓錐車削循環(huán)。二、判斷題（每題1分，共10分）1.G00指令的移動速度由F代碼指定。（）答案：×。解析：G00為快速定位，速度由機床參數設定（或系統(tǒng)默認），與F代碼無關。2.刀具半徑補償的建立與取消應在零件輪廓的切向方向完成。（）答案：√。解析：若在法向方向建立/取消補償，會導致刀具與工件過切或欠切，因此需沿切向（如直線或圓弧引入/引出）操作。3.數控系統(tǒng)的“回零操作”是指機床回到機械零點。（）答案：√。解析：回零操作（返回參考點）的目的是建立機床坐標系，機械零點是機床固有的參考點。4.加工中心的“工件坐標系”（G54-G59）可通過對刀設定，用于確定工件在機床中的位置。（）答案：√。解析：工件坐標系通過對刀將工件原點與機床坐標系關聯，G54-G59為系統(tǒng)預設的6個工件坐標系。5.數控車床編程時，X軸坐標通常以直徑值編程（如X50表示直徑50mm）。（）答案：√。解析：數控車床默認采用直徑編程（符合加工習慣，便于測量），少數情況可通過G36/G37切換為半徑編程。6.G40指令用于取消刀具半徑補償，需在零件輪廓加工完成后使用。（）答案：√。解析：刀具半徑補償的取消應在離開零件輪廓后執(zhí)行（如沿切向退刀），避免過切。7.加工中心的“剛性攻絲”需使用M29指令，確保主軸轉速與進給速度嚴格同步。（）答案：√。解析：M29（剛性攻絲模式）激活后，主軸旋轉與Z軸進給同步（進給速度F=螺距×主軸轉速S），避免亂牙。8.數控銑床的“Z軸對刀”通常使用Z軸設定器或試切法，確定工件上表面的Z坐標。（）答案：√。解析：Z軸對刀需確定工件原點（如頂面）在機床坐標系中的Z值，常用方法包括試切法（測量切深）或設定器接觸對刀。9.數控系統(tǒng)的“單段執(zhí)行”功能可用于調試程序，每按一次循環(huán)啟動鍵執(zhí)行一個程序段。（）答案：√。解析：單段執(zhí)行（單步運行）是程序調試的重要功能，便于檢查每一步動作是否正確。10.數控車床加工錐面時，需通過G90或G71指令中的錐度參數（I或K）指定錐度大小。（）答案：√。解析：G90（外圓/圓錐車削循環(huán)）中，I為切削起點與終點的X向半徑差（直徑編程時為直徑差的一半）；G71（外圓粗車循環(huán)）中，I為X向每次切削的背吃刀量（半徑值）。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述數控加工中“刀具半徑補償”的作用及使用注意事項。答案：作用：①避免因刀具實際半徑與編程軌跡（按工件輪廓編程）的偏差導致尺寸錯誤；②方便刀具磨損或更換時調整補償值（無需修改程序）；③實現粗、精加工的同一程序調用（粗加工時補償值=刀具半徑+精加工余量，精加工時補償值=刀具半徑）。注意事項：①補償的建立與取消需在非輪廓切削的直線或圓弧段完成（切向引入/引出）；②補償模式下，程序段的移動距離需大于刀具半徑（避免過切）；③連續(xù)兩段程序的夾角過?。ㄈ缧∮诘毒甙霃綄膱A心角）會導致過切，需修改程序或調整補償值；④刀具半徑補償僅在G41/G42生效時有效，需用G40取消。2.對比FANUC系統(tǒng)中G90（絕對坐標）與G91（增量坐標）的編程特點，并舉例說明。答案：G90（絕對坐標）：所有坐標值基于程序原點（工件原點），編程時直接指定各點相對于原點的絕對位置，直觀易懂，適合輪廓清晰的零件。例如，從點A（X10,Y10）移動到點B（X30,Y20），G90編程為“G01X30Y20F100”。G91（增量坐標）：坐標值基于前一點的相對位置（ΔX,ΔY），適合連續(xù)位移的加工（如多次臺階切削）。例如，從A（X10,Y10）移動到B（X30,Y20），相對于A點的增量為ΔX=20，ΔY=10，G91編程為“G01X20Y10F100”。兩者可混合使用（如G90指定絕對位置，G91指定局部增量），但需注意模態(tài)性（一旦指定，后續(xù)未重新指定則保持）。3.數控車床加工螺紋時，為何需要設置“導入量”和“導出量”？如何確定其數值？答案：原因：①導入量（δ1）：主軸從啟動到達到穩(wěn)定轉速需要時間，若直接在螺紋起點開始切削，會因轉速不穩(wěn)定導致螺距誤差；②導出量（δ2）：刀具退出時，主軸降速會導致末段螺距誤差，需預留退出距離。數值確定：通常δ1取2-5mm（螺距較大時取大值），δ2取1-3mm；具體可參考公式δ1≈(n×P)/60（n為主軸啟動時間，P為螺距），δ2≈(n×P)/60（主軸停止時間）。實際中一般取δ1=2P，δ2=P（P為螺距）。4.加工中心編程中，“M03S1000”與“M04S1000”的區(qū)別是什么？主軸正反轉切換時需注意哪些問題？答案：區(qū)別：M03為主軸正轉（順時針旋轉，從主軸端面看），M04為主軸反轉（逆時針旋轉）。注意事項：①正反轉切換前需先停止主軸（M05），避免直接切換導致主軸過載或損壞；②切換后需等待主軸達到指定轉速（通過檢測主軸轉速信號或延時）再開始切削，避免因轉速不穩(wěn)定導致加工誤差；③加工右旋螺紋時用M03，左旋螺紋用M04（需與進給方向匹配）；④高速旋轉時切換方向需考慮慣性，避免頻繁切換影響主軸壽命。四、編程題（每題15分，共30分）1.如圖1所示（假設為軸類零件，材料45鋼，毛坯直徑φ50mm，長度80mm），要求用FANUC系統(tǒng)編寫數控車床加工程序。零件尺寸：左端Φ30mm×20mm，中間Φ40mm×30mm（含R5mm圓弧過渡），右端Φ25mm×20mm，總長70mm（兩端各留5mm夾頭）。工藝要求：粗車留0.5mm精加工余量，精車轉速800r/min，進給0.1mm/r；粗車轉速600r/min，進給0.2mm/r；刀具：外圓車刀（T01），刀尖半徑0.4mm。答案：```O0001；程序號T0101；選擇1號外圓刀，調用1號刀補M03S600；主軸正轉，600r/minG00X52Z2；快速定位到粗車起點（X方向超毛坯2mm，Z向靠近工件2mm）G71U1.5R0.5；外圓粗車循環(huán)：X向每次背吃刀量1.5mm（半徑值），退刀量0.5mmG71P10Q20U0.5W0.1F0.2；粗車循環(huán)參數：精加工路線起始段N10，結束段N20；X向精加工余量0.5mm（直徑值），Z向0.1mm；進給0.2mm/rN10G00X25；精加工路線起點（右端Φ25mm）G01Z-20F0.1；車削右端Φ25mm×20mmX30；臺階面（左端Φ30mm）Z-25；過渡段（Φ30mm到Φ40mm的Z向位置）G03X40Z-40R5；R5mm圓弧過渡（從Φ30mm到Φ40mm，Z從-25到-40）G01Z-70；車削中間Φ40mm×30mm（總長70mm）X50；退刀至毛坯外N20Z2；精加工路線結束G00X100Z100；退至換刀點M05；主軸停M00；程序暫停（測量粗車尺寸）M03S800；精車轉速800r/minG00X52Z2；快速定位到精車起點G70P10Q20；精車循環(huán)，執(zhí)行N10-N20段G00X100Z100；退至安全位置T0100；取消刀補M30；程序結束并復位```解析：①粗車使用G71循環(huán)，通過U指定背吃刀量，R指定退刀量；②P/Q指定精加工路線（N10-N20），U/W為精加工余量；③精車使用G70循環(huán)，調用粗車的精加工路線，提高效率；④注意X向為直徑編程（如X25對應Φ25mm），圓弧段使用G03（逆時針圓弧，從右向左看）；⑤換刀點設置在遠離工件的位置（X100,Z100），避免碰撞。2.如圖2所示（假設為平面輪廓零件，材料鋁合金，毛坯尺寸100mm×100mm×10mm，要求加工外輪廓，深度5mm），用FANUC系統(tǒng)編寫數控銑床加工程序。輪廓尺寸：左下角(10,10)，右上角(80,80)，倒R5mm圓角（四邊均倒圓），刀具直徑Φ10mm（半徑5mm）。工藝要求：刀具半徑補償，分層銑削（每層2mm，共3層），轉速1200r/min，進給200mm/min。答案：```O0002；程序號G40G49G80G90；初始化：取消刀補、長度補償、固定循環(huán)，絕對坐標G54；選擇工件坐標系（工件左下角為原點）M03S1200；主軸正轉，1200r/minT01M06；換1號立銑刀（Φ10mm）G00Z50；快速定位到Z軸安全高度X0Y0；移動到工件原點上方Z10；下刀至Z10（接近工件）%第一層切削（Z=-2mm）G01Z-2F100；下刀至第一層深度G41D01X15Y15F200；刀具半徑左補償（D01=5mm），定位到(15,15)（輪廓起點偏移一個刀具半徑）G01Y75；銑削左側邊（Y從15到75，對應輪廓左邊X=10+5=15）G02X75Y75R5；倒右上角R5mm圓?。ㄝ喞疑辖荝5，刀具中心軌跡R5+5=10mm）G01X15；銑削上側邊（X從75到15）G02X15Y15R5；倒左上角R5mm圓弧G01Y75；重復？（修正：正確路徑應為：左側邊→上邊→右側邊→下邊）%正確輪廓路徑應為：G01X15Y15；起點（刀具中心軌跡起點）G01Y75；左側邊（對應工件輪廓X=10，Y10-Y80）G02X75Y75R5；右上角圓?。üぜ喞猂5，刀具中心軌跡R=5+5=10mm）G01X75Y15；右側邊（X80→X10，Y80→Y10）G02X15Y15R5；左下角圓弧G40G01X0Y0；取消刀補，返回原點Z10；抬刀%第二層切削（Z=-4mm）G01Z-4F100；下刀至第二層深度G41D01X15Y15F200；重復第一層路徑...（同第一層輪廓加工）G40G01X0Y0Z10%第三層切削（Z=-5mm）G01Z-5F100；下刀至最終深度G41D01X15Y15F200；重復輪廓加工...（同第一層路徑）G40G01X0Y0G00Z50；抬刀至安全高度M05；主軸停M30；程序結束```解析：①刀具半徑補償（G41）用于補償Φ10mm刀具的半徑（D01=5mm），確保加工輪廓與編程軌跡一致；②分層銑削（每層2mm）避免單次切深過大導致刀具損壞；③輪廓路徑需包含引入線（如從(0,0)到(15,15)）和引出線（取消補償時返回(0,0)）；④圓弧段編程時，刀具中心軌跡的半徑=工件輪廓半徑+刀具半徑（R5mm工件圓弧→刀具軌跡R10mm）；⑤每層切削后抬刀至Z10mm，避免與工件碰撞。五、綜合題（20分）某數控車床加工一批軸類零件時，發(fā)現加工后的外圓尺寸普遍偏大0.1-0.2mm，表面粗糙度Ra值達3.2μm（要求Ra1.6μm）。試分析可能的原因及解決措施。答案：尺寸偏大的可能原因及解決措施：1.刀具磨損：長期加工后刀具后刀面磨損（VB值超過0.3mm），導致實際切削直徑增大。解決：更換新刀或重新刃磨，調整刀具補償值（輸入磨損量）。2.刀具半徑補償未正確應用：編程時未輸入刀具半徑補償值（或補償值錯誤），導致刀具中心軌跡偏移不足。解決：檢查刀補參數（D值），確保與刀具實際半徑一致（如Φ10mm刀具，D=5mm）。3.主軸熱變形：主軸長時間運轉發(fā)熱，導致主軸軸線偏移，工件實際旋轉直徑增大。解決：空轉預熱機床（15-30min），或調整切削參數（降低轉速、減少連續(xù)加工時間）。4.進給速度過高：粗車時進給速度過快（如F>0.3mm/r），導致刀具擠壓工件，實際切深小于編程值（彈性變形），精加工時未完全消除。解決：降低粗車進給速度（如F=0.2mm/r），增加精車次數（或