全国数控大赛理论试题

全国数控大赛理论试题

一、单项选择题

（请将正确答案的字母代号填在括号中，每题1分，共30分，多选、错选不得分。） 1．选取块规时，应根据所需组合的尺寸12.345，从（ C ）数字开始选取。 A. 最前一位 B. 小数点前一位 C. 最后一位 D. 小数点后一位

2．碳素硬质合金与金属陶瓷在成分上的主要差别在于（ B ）元素的含量。 A. C B. WC C. Co D. TiC 3． 属于（ A ）。

A. 基孔制过盈配合 B. 基孔制间隙配合 C. 基孔制过渡配合 D. 基轴制过盈配合

4．数控系统中PLC控制程序实现机床的（ B ）。 A. 位置控制 B. 各执行机构的逻辑顺序控制 C. 插补控制 D. 各进给轴轨迹和速度控制 5．数控机床的位置精度主要指标有（ A ）。 A. 定位精度和重复定位精度 B. 分辨率和脉冲当量 C. 主轴回转精度 D. 几何精度

6．如图2为一阶梯轴简图，图上部的轴向尺寸Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6为设计尺寸。编程原点为左端面与中心线的交点，编程时须按图下部的工序尺寸Z1’、Z2’、Z3’、Z4’、Z5’、Z6’编程。那么工序尺寸Z3’及其公差应该为（ A ） A. Z3’=142 mm B. Z3’=142 mm C. Z3’=142 mm D. Z3’=142 mm

7． 在机械加工过程中，对零件进行热处理是保证其机械性能的重要环节，根据图3所示钢的热处理工艺曲线判断，下列叙述正确的是（ D ）。 A. ①回火、②退火、③淬火、④正火 B. ①淬火、②正火、③回火、④退火 C. ①正火、②退火、③回火、④淬火 D. ①退火、②正火、③淬火、④回火

8．刀具磨纯标准通常都按（ C ）的磨损值来制订。 A. 月牙洼深度 B. 前刀面 C. 后刀面 D. 刀尖

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9．通常，切削温度随着切削速度的提高而增高。当切削速度增高到一定程度后，切削温度将随着切削速度的进一步升高而（ B ）。 A. 开始降低 B. 继续增高

C. 保持恒定不变 D. 开始降低, 然后趋于平缓

10．为确保和测量车刀几何角度，需要假想三个辅助平面，即（ C ）作为基准。 A.已加工表面，待加工表面，切削表面 B.前刀面，主后刀面，副后刀面 C. 切削平面，基面，主剖面 D. 切削平面，轴剖面，基面 11．工件在长V型块中定位，可限制（ B ）个自由度。 A. 三 B. 四 C. 五 D. 六

12．车床数控系统中，（ B ）指令是恒线速控制指令。 A. G97 S＿； B. G96 S＿； C. G01 F； D. G98 S＿

13．（ A ）是指数控机床工作台等移动部件在确定的终点所达到的实际位置精度，即移动部件实际位置与理论位置之间的误差。

A. 定位精度 B. 重复定位精度 C. 加工精度 D. 分度精度。

14．数控机床切削精度检验（ C ），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. 又称动态精度检验，是在切削加工条件下 D. 又称静态精度检验，是在空载条件下

15．对于非圆曲线加工，一般用直线和圆弧逼近，在计算节点时，要保证非圆曲线和逼近直线或圆弧之间的法向距离小于允许的程序编制误差，允许的程序编制误差一般取零件公差的（ C ）。

A. 1/2～1/3倍 B. 1/3～1/5 C. 1/5～1/10 D. 等同值

16．（ B ）是一种旋转式测量元件，通常装在被检测轴上，随被检测轴一起转动。可将被测轴的角位移转换成增量脉冲形式或绝对式的代码形式。 A. 旋转变压器 B. 编码器 C. 圆光栅 D. 测速发电机 17．人造金刚石刀具不适合加工（ A ）材料。 A. 铁族元素 B. 铝硅合金 C. 硬质合金 D. 陶瓷

18．经济精度与表面粗糙度，是指在正常的生产条件下，零件加工后所能达到的公差等级与表面粗糙度参数值。所谓正常的生产条件是：（ D ）。

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A. 完好的设备 B. 必须的刀具和适当质量的夹具 C. 一定熟练程度操作工人和合理的工时定额 D. A、B、C均是 19．对材料为38CrMoAlA的轴需氮化处理，其工艺路线为：

锻造 →正火→粗车→调质→精车→消除内应力处理→粗磨→半精磨→精磨 其渗氮处理，可以安排在（ C ）。

A. 精车之后，消除内应力之前 B. 消除内应力处理之后，粗磨之前 C. 粗磨之后，半精磨之前 D. 精磨之后

20.切削有冲击的不连续表面时，刀具的刃倾角选择（ C ）为宜。 A. 0°～5° B. 0°～－5° C.－5°～－15° D. 5°～15° 21．数控车用径向较大的夹具，采用（ B ）与车床主轴联接。 A. 锥柄 B. 过渡盘 C. 外圆 D. 拉杆 22．国标规定标准公差用IT表示，划分为（ B ）。 A. 20个等级，表示为：IT1、IT2??IT20

B. 20个等级，表示为：IT01、IT0、IT1、IT2??IT18 C. 18个等级，表示为：IT1、IT2??IT18

D. 18个等级，表示为：IT01、IT0、IT1、IT2??IT16

23．在切削脆性材料或用较低的切削速度和较小的切削厚度切削塑性材料时，刀具一般发生（ A ）磨损。

A. 后刀面磨损 B. 前刀面磨损 C. 前、后刀面同时磨损 D. 沟槽磨损

24．用两顶尖装夹工件，是车削轴类零件时的常用装夹形式。如加工工序较多，需多次使用中心孔，且安装精度要求较高，此时工件两端应钻（ B ）中心孔。 A. A型 B. B型 C. C型 D. R型

25．螺纹加工时，为了减小切削阻力，提高切削性能，刀具前角往往较大（10o），此时，如用焊接螺纹刀，磨制出60o刀尖角，精车出的螺纹牙型角（ A ）。 A. 大于60o B. 小于60o C. 等于60o D. 都可能 26．牙型角为60o的螺纹是（ C ）。 A. G1/2 B. Tr40x5 C. NPT1/2 D. R1/2

27．直径编程状态下，数控车床在用后述程序车削外圆时,?N4 G90; N5 G01 X30；N6 Z-30 N7 X40；N8 Z-50；?，如刀尖中心高低于主轴中心，加工后两台阶的实际直径差值为（ A ）。 A. 小于10mm B. 大于10mm C. 等于10mm D. 都可能

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28．数控系统在执行“N5 T0101; N10 G00 X50 Z60;”程序时，（ A ）。 A. 在N5行换刀，N10行执行刀偏 B. 在N5行执行刀偏后再换刀 C. 在N5行换刀同时执行刀偏 D. 在N5行换刀后再执行刀偏 29．关于进给驱动装置描述不正确的是（ B ）。 A. 进给驱动装置是数控系统的执行部分

B. 进给驱动装置的功能是：接受加工信息，发出相应的脉冲 C. 进给驱动装置的性能决定了数控机床的精度

D. 进给驱动装置的性能是决定了数控机床的快速性的因素之一。

二、判断题 (将判断结果填入括号中。正确的填“√”，错误的填“×”。每小题1分，共

20分)

1．数控闭环系统比开环系统具有更了高稳定性。（ × ）

2．在切削用量中，对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是切削深度，影响最小的是进给量。（ × ）

3．对碳素钢含碳量小于0.25%为低碳钢，碳素钢含碳量在0.25%～0.6%范围内为中碳钢，含碳量在0.6%～1.4%范围内为高碳钢。（ √ ）

4．车外圆时，车刀装得低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。（ √ ） 5．数控刀具应具有较高的耐用度和刚度、良好的材料热脆性、良好的断屑性能、可调、易更换等特点。（ √ ）

6．只有当工件的六个自由度全部被限制时，才能保证加工精度。（ × ）

7．检验数控车床主轴轴线与尾座锥孔轴线等高情况时，通常只允许尾座轴线稍低。（ × ） 8．加工锥螺纹时，螺纹车刀的安装应使刀尖角的中分线垂直于工件轴线。（ √ ） 9．安装内孔加工刀具时，应尽可能使刀尖齐平或稍高于工件中心。（ √ ）

10．铝合金材料在钻削过程中，由于铝合金易产生积屑瘤，残屑易粘在刃口上造成排屑困难，故需把横刃修磨得短些。（ √ ）

11．铰削加工时，铰出的孔径可能比铰刀实际直径小，也可能比铰刀实际直径大。（ √ ） 12．使用刀具圆弧半径补偿功能时，圆头车刀的刀位点方向号一般不可设为3号。 （ × ） 13．数控车床在按F速度进行圆弧插补时，其X、Z两个轴分别按F速度运行。（ × ） 14．法后角为零的数控机夹刀片，安装后要形成正常使用的刀具后角，则刀具的前角不可能为正。（ × ）

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15．数控加工螺纹时，为了提高螺纹表面质量，最后精加工时应提高主轴转速。（ × ） 16．三相异步电动机经改装后可以作为数控机床的伺服电机（ 对 ）

采用电流失量控制方法的控制器可以控制三相异步电动机的转速和方向。优点是更精确、动态性能好、同步控制性能好。如精确分度可以达到1/20000转，堵转可用，0转速有恒定扭矩输出而电流不会增大。关键是电流失量控制器

17．硬质合金切断中碳钢，不许用切削液以免刀片破裂。（ × ） 18．调质的目的是提高材料的硬度和耐磨性。（ × ）

19．偏刀车端面，采用从中心向外进给，不会产生凹面。（ √ ） 20．螺纹精加工过程中需要进行刀尖圆弧补偿。（ × ）

三、填空题(每空1分，共10分)

1．小孔钻削加工中，为了保证加工质量，关键问题是要解决钻孔过程中的（ 排屑 和 冷却 ）。

2．自适应控制机床是一种能随着加工过程中切削条件的变化，自动地调整（ 进给速度 ）实现加工过程最优化的自动控制机床。

3．在数控机床闭环伺服系统中由速度比较调节器、速度反馈和速度检测装置所组成的反馈回路称为（ 速度环 ）。

4．请按照所给出的解释在图4中填写形位公差。

“被测要素围绕公共基准线A—B做若干次旋转，并在测量仪器与工件间同时作轴向的相对移动时，被测要素上各点间的示值差均不得大于0.1。”

5．为了降低残留面积高度，以便减小表面粗糙度值，（ 副偏角 ）对其影响最大。 6．在同一个外螺纹面上，中径上的螺纹升角（ 大于 ）大径上的螺纹升角。 7．在车床上钻孔时，钻出的孔径偏大的主要原因是钻头的（两主切削刃长度不等 ）。 8．（ 柱塞式 ）油缸是用得最广泛的一种油缸。 9．梯形螺纹精车刀的纵向前角应取（ 零值 ）。 10．轴向直廓蜗杆在垂直于轴线的截面内齿

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在本届理论竞赛试题中最大的特点就是理论联系实际。很多题目都是来自生产实际。这些题目内容本身具有很强的理论性，但是却以生产加工中所表现出来的现象提出问题，并让选手做出选择或是做出回答。 例如下面的竞赛题目：

金属切削加工时，切屑的颜色可反映切削过程中的温度，它可以帮助判断切削参数是否选择合理。当加工碳钢时，切屑的颜色呈暗褐色，这表明( )。 A. 切削速度适当 B. 切削速度偏高

C. 切削温度太高，应降低切削速度 D. 切削速度偏低 答案：A

这道题目直接来自实际加工。很多有经验的操作工凭借观察切屑的颜色就能判断当时的切削用量的选择是否合适。切削用量是一个理论问题，但是题目中并没让选手计算切削用量，而是让选手去观察。通过这种题目的考核，让选手知道平时经验的积累是多么的重要。在平时的生产加工中要学会动脑筋，做一个有心人，才能成为一名出色的技术工人。当代的很多劳动模范不就是通过平时的观察和经验积累做出重要的技术革新从而走向成功之路的吗？ 例如下面的竞赛题目：

有时按下松开机床主轴刀柄按键后，刀柄仍然不能从主轴上取下。这种现象产生的原因可能是( )

A . 拉钉稍短或拉紧弹簧压合过紧 B . 刀柄与主轴产生冷焊 C. 松刀油缸位置靠后 D. 以上原因都有可能 答案：D

这个题目在机床操作中经常会遇到。如果当这种现象产生时能够多问几个为什么，多去翻阅几本资料，那么对于机床的结构知识就一定能够掌握得非常牢固。

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上述两道试题在书本上是不能够直接找到的。只有通过理论的深入学习，再通过生产实践，才能准确回答题目。类似这样的题目在本届理论试题当中占了相当大的比例。这样的试题提出来以后职业院校中搞理论教学的教师们就会面临着新的挑战，也带来了新发展方向，那就是我们的理论教师必须具有丰富的生产加工经验，必须是“双师”型的人才，既是教师，又是技师，才能够培养好学生。劳动和社会保障部在2005年和2006年针对职业院校的教师举办了两届数控技师班，就是要使更多的教师具有技师的水平和资格。 三、侧重数控加工专业基础知识的原则

在《数控车工》、《数控铣工》、《加工中心操作工》的国家职业标准中，专业基础知识占了很大的比重。

那么根据这种要求，我们选择了与数控加工最有关系的内容进行命题，使考题更具有数控的特点。 例如下面的竞赛题目：

假如，在加工时，数控系统出现了“CHECK LUBURACATION” 的英文信息，下面应该做的事情是( )。 A. 调整液压系统的液压 B. 调整压缩空气的气压 C. 添加冷却液 D. 添加导轨润滑油 答案：D

这道题目既有专业英语的内容，又有数控机床维护的内容。表面上是英语词汇，但实际上是机床维护知识。

我们不要求每个操作工都能长篇大论地阅读外文资料，但是要求操作工能够基本了解数控系统中经常出现的外文词汇，甚至哪怕是把这些词汇当作一种符号来看待都可以，最终目的是要求每一个操作工熟悉自己所用的机床，从而更好地掌握它和维护它。 例如下面的竞赛题目：

在开环控制伺服系统中，步进电动机采用一对齿轮与丝杠相连接。步进电机的通电方式是三相六拍方式，电机转子的齿数为40个。已知脉冲当量为0.01mm，滚珠丝杠基本导程为6mm，则这对齿轮的传动比为( )。 A. 5/3

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B. 3/5 C. 2/5 D. 5/2 答案：C

这道题目是把几方面与数控机床有关的基础知识综合体现出来。它包括步进电机的知识、脉冲当量的知识、数控机床滚珠丝杠的知识和机械零件中齿轮传动比的知识。

虽然只是一道简单的选择题，但是如果仔细的琢磨其中的含义我们可以学会很多的知识。作为命题作者真希望选手能够真正地掌握本题中的知识点，而不是简单地选择一下。

例如下面的竞赛题目：

当FANUC系统或者西门子系统执行了如下程序中的N30语句后，刀具实际移动的距离是( )

A. X移动56.569 ，Y移动56.569 B. X移动80.000 ，Y移动0.000 C. X移动40.000 ，Y移动69.282 D. X移动69.282 ，Y移动40.000 答案：D

这道题目表面上是一道数控编程题目，但它还包括有简单的三角函数计算。选手首先要知道N20语句中坐标旋转的指令含义，然后要看N30语句的坐标位置，最后利用特殊角的三角函数计算移动距离。在本次大赛的理论题之中，多数题目都如同本题一样具有多重含义。命题作者就是想利用有限的篇幅，传达出更多的信息，考核出更多的知识点。

以上题目都是数控专业基础知识所要求的最基本的内容。选手们通过比赛或者通过学习这些题目后应该建立这样的一个概念，即：

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(1)竞赛题目绝大部分都是源于基础知识，这些基础知识范围很宽，但是并不很深奥。选手们如果想在竞赛前突击学习，那是绝对学不好的。即便是死记硬背地应付竞赛，那也只是临时性的。竞赛过后就会很快忘掉。所以选手特别应该注重平时的学习和知识的积累。

(2)竞赛题目绝不是直来直去地问你一个知识点，而是综合地问你多方面的知识。

四、弥补实操考试的原则

由于受场地、设备、资金所限，任何数控技能大赛都不可能把所有的知识点全部考核到。本届命题组为了使我

们的大赛内容更加丰富，考点更加全面，提出了理论考试应该弥补实操考试的原则。命题专家认为理论考试应该是实操考试的延伸，应该是实操考试的升华。一部文艺作品的宗旨是“源于生活，高于生活”。那么我们的理论竞赛试题，就应像文艺作品一样，应该是来源于生产实际，而又不同于生产实际。它应该是实操竞赛的补充，应该把实际操作中的要点、窍门、精华用适合于考试的形式体现出来。这次理论竞赛试题包括了如下内容： (1)高速加工的概念 (2)四轴、五轴的加工概念 (3)零件的测量 (4)夹具误差的计算 (5)含有第四轴指令的编程 (6)论文撰写的方法

这些内容无法在本届的实操考试中进行。那么就在理论考试中实现。可喜的是这次理论试题表现得非常成功。

它与软件考试和实操考试相互呼应，相互弥补，使本届的竞赛试题体现得更加完整和全面。

例如图-1所示：数控铣和加工中心试题中计算各工序尺寸的定位误差。

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如图-2所示在数控车工理论竞赛试题中计算锥度尺寸的方法。

这些题目都是来源于生产实际，同时在本届大赛中又无法考核到的，最关键的是这些题目在生产加工中是经常 用到的基本技术和知识点。

竞赛已经结束了，再次翻看第二届数控技能大赛的理论竞赛题目后总结出它所具有的特点是：

(1)知识全面，重点突出

试题涵盖了国家职业标准中数控操作工相应等级的大部分内容。同时又着重突出了数控操作的特点。做到多而不乱，精辟概括。 (2)联系实际，题目灵活

试题出自生产实际，不照搬书本。有些内容在书本中根本就没有。只有真正掌握实操的方法才能正确回答问题。另外试题具有很大的灵活性。例如有些试题选手可以利用宏程序编程，也可以用子程序编程。数控铣和加工中心的论文题目是有关螺纹加工的方法。选手可以就此题目论述丝锥攻丝的方法，也可以论述铣削螺纹的方法。

(3)彩色印刷，题意明确

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虽然彩色印刷成本比单色印刷成本高出许多倍，但是组委会仍然坚持采用彩色印刷。这不仅仅使理论试卷漂亮美观，体现国家级一类竞赛的风范，而更重要的是彩色图片使题目的意思表达得更加清晰准确。过去不能出的题目 (4)难易结合，各取所会

本届大赛的理论试题中有相当一部分题目是非常简单的基础题。但是也有一部分题目是比较难的。就是在比较难做的题目中也有相当简单的得分点。竞赛中选手可以根据自己掌握知识的范围和程度回答试题。命题思路是每一道题目都可以有得分的希望和得分点，但是想比较完整地做对题目还是需要有很高的理论水平。这样做既不挫伤选手的积极性，又不会让选手轻易拿分而导致不重视。 通过本届大赛，命题专家认为选手较上届大赛水平有明显的提高。他们所掌握的知识点更加准确。但是专家们也发现了很多值得选手们和从事数控教学工作的教师们认真思考的问题。选手们存在的问题如下： (1)基本知识不全面；

(2)教师选手、学生选手对新技术、新装备了解得少； (3)缺乏多轴加工的实操技术； (4)普遍计算能力薄弱；

(5)灵活运用编程指令的能力不够； (6)语言表述能力不够；

(7)职工和教师选手缺乏撰写技术论文或总结的经验； (8)考试技巧掌握不好。

这些问题由于本文的篇幅所限不能详细剖析，希望在今后的试题点评书中或是在大赛的论坛中与选手们详细地讨论。

第二届全国数控技能大赛虽然结束了，但是它的影响远远没有终止。它的影响力是深远的，在很长一段时间内它仍然将会发挥着它所具有的指导性的、引领性的作用。这种作用一直会延续到第三届大赛乃至数年。第三届数控技能大赛理论竞赛试题是什么风格现在讨论还为时过早。但可以肯定地说，专家们将在这两年的数控工艺员的考试中逐渐摸索和确立。

通过大赛的推动作用，专家们发现目前我国涌现了一批优秀的数控操作技术能手。他们具有很高的技术和理论水平。这对我国数控操作技术的提升有着非常重要的、非常积极的意义。同时通过本次理论竞赛考试也为今后职业技术院校的数控操作理论教学树立了一个方向，那就是一定要理论联系实际。理论来自实践，经过提炼后再去指导实践。作为一名数控操作工而言，一定要有扎实的理论基础，这对于今后技术水平的提高具有非常重要的作用。

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最后希望参赛选手，数控专业的学生，以及从事数控操作的教师和职工们努力学习，不断进取，为我国的现代化建设而奋斗！为我国的数控事业做出我们应有的贡献！

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