第三届全国数控技能大赛理论试题分析

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1、第三届全国数控技能大赛 理论试题分析谭积明理论竞赛部分 第三届理论试题涉及的内容 1、机械制图 2、工程材料及金属热处理知识 3、机电控制知识 4、计算机基础知识 5、专业英语基础 6、数控设备常识及维护保养方法 7、金属切削刀具知识 8、典型零件加工工艺 9、公差与测量及零件测量方法 10、基本机床操作理论竞赛部分第三届理论竞赛题型 一、基础知识题 (配分约40分) 1、单项选择题 （每题1分，约15题） 2、判断题 （每题0.5分，约10题 ） 3、填空题 （每题1分，约10题） 4、简答题 （每题4分，约3题）理论竞赛部分ABCD图-1工件图1、单项选择题 （每题1分，约15题） 例：1

2、如图-1所示，已知零件的两个视图 ，正确的第三视图应该选择（ D ）。（机械制图知识 ）理论竞赛部分例： 图标 是用 于说明刀片的适用范围。某刀片标注的字母 符号和颜色为 ， 那么它最适合加工 的材料是（ D ）。A. H59 B.HT150 C. TC4 D. 1Gr11MoV理论竞赛部分例：高速钢刀具切削温度超过 550600时，刀具材料会发生金相变 化，使刀具迅速磨损，这种现象称为（B ）。扩散 B. 相变 C. 氧化 D. 粘接 （金属切削刀具知 识）理论竞赛部分例：数控机床在做圆弧插补加工圆时经常出 现不圆度超差，有时在换向点也出现明显的 接缝误差，如图-3所示，使用下列工具中的(

3、A )可快速确定误差原因。（数控设备常识）理论竞赛部分理论竞赛部分例：目前高速主轴主要采用以下 3 种 特殊 轴承（ A ） 陶瓷轴承、磁力轴承、空气轴承 B. 滚针轴承、陶瓷轴承、真空轴承 C. 静压轴承、空气轴承、陶瓷轴承 D. 真空轴承、滚珠轴承、磁力轴承（数控设备常 识）理论竞赛部分2、判断题 （每题0.5分，约10题） 例：（ ）镗削不锈钢、耐热钢材料，采用 极压切削油能减少切削热的影响，提高刀具 寿命，使切削表面粗糙值减少。（ ）梯形螺纹测量一般是用三针测量法 测量螺纹的小径。理论竞赛部分例：（ ）机床有硬限位和软限位，但 机床软限位在第一次手动返回参考点前是 无效的。（ ） 使用

4、电主轴的机床在空运转 时主轴上必须有刀。 理论竞赛部分3、填空题 （每题1分，约10题 ） 例：请根据英文写一数控指令语句： In XY-plane，tool current position is point A (20,0). Moving the cutting tool in clockwise arc interpolation to point B (40,0). This arc is more than half circle and radius is 20.( G02 X40 Y0 R-20 ).理论竞赛部分例：下面是根据图-5所编制的一段钻孔循环的程序O0001 N10

5、G90 G00 G54 X0 Y0 Z100 N20 G00 G43 Z20.0 H01 N30 S1000 M03 N50 G90 G83 X0 Y0 Z-30.0 R3.0 Q5.0 F300.N60 G90 G00 G80 Z100 M05N70 M30 请根据FANUC的指令格式，把N50语句中钻孔循环 的数值改为增量坐标输入的形式 （ G91 G83 X0 Y0 Z-33.0 R-17.0 Q5.0 F300 ）理论竞赛部分例：数控系统的报警大体可以分为操作报 警，程序错误报警，驱动报警及系统错误 报警，某个数控车床在启动后显示“没有Z 轴反馈”这属于（ 驱动错误报警 ）。理论竞赛部

6、分连连看： 请把图中的液压元件的名称与符号正确地 连接起来。 理论竞赛部分4、简答题 （每题4分，约2题） （本题4分）去应力退火和回火都可以消除 内应力，请简述两者在生产中的区别。 答： （1）去应力退火安排在毛坯生产之 后或零件机械加工之后，是去除由于各种 冷热加工所产生的内应力，材料的组织和 性能不发生变化。（2分）（2）回火是紧随淬火之后的热处理工 艺，用于消除淬火内应力。获得所需的稳 定回火组织和性能。（2分）理论竞赛部分（本题4分）难加工材料的切削性能差主要反映 在哪些方面？说出4种生产中常见的难加工材料 及牌号。 答： （1）刀具的寿命明显降低；（0.5） （2）已加工表面的质量

7、差，表面粗糙度值增大 ；（0.5） （3）切屑形成和排出较困难；（0.5） （4）切削力和单位切削功率大（0.5）高锰钢（0.5）、淬火钢（0.5）、高强度钢（ 0.5）、不锈钢（0.5）、 高温合金钢、钛合金、纯金属（纯铜、紫铜）理论竞赛部分二、综合技能题 (配分约60分)共12题，有必做题和选做题，依据 不同的组别和题的要求做题。 例：【学生、教师、职工必做题】 【学生必做题。教师、职工不做】 理论竞赛部分【学生、教师、职工必做题】（本题3分 ）如 图-11所示，工件以外圆定位，V形块角度为90 。现在小圆柱上铣平面，求工序尺寸H的定位 误差（要求有计算过程）。 解：定位基准位移误差为：理

8、论竞赛部分【学生、教师、职工必做题 】（本题2分）如图-10所示 ，有一台五轴数控铣床，在 保证工作台面垂直于主轴轴 线的前提下，用杠杆千分表 、支架和磁力表座一套组件 找正，请问：要想精确地使 主轴轴线与工作台旋转中心 线重合，应该如何做？ 理论竞赛部分答：应该把磁力表座吸附在工作台面 上，架起杠杆千分表，把杠杆千分表 的表头压在主轴锥孔的内表面上，然 后旋转工作台。如果杠杆千分表的指 针处处为零，则此时主轴轴线与工作 台旋转中心线重合。理论竞赛部分【学生、教师、职工必做题】（本题3分 ）现有 一个零件，其部分轴向尺寸要求如图-12所示， （径向尺寸略）。加工过程的工序如图-13。请 问修改

9、哪几个工序尺寸，才能保证孔的位置尺寸 。请画出尺寸链图，并写出计算过程。 理论竞赛部分F上=（0.1+0）（-0.3 ） =0.4 F上=（0.1+0）（-0.1 ） =0.2 F下=（-0.10.2）0 = -0.3 F下=（-0.10.1）0 = -0.2理论竞赛部分【学生、教师、职工必做题】（本题共5分）在 立式加工中心上批量生产圆弧板零件，如图-20 所示。加工中心主轴转速为606000转/分。圆弧 板上的直槽宽为1mm，槽深为5mm。每条直槽 均指向圆弧板的圆心，槽间的夹角为5。零件材 料是LY12。零件尺寸以及它在NC旋转工作台上 的安装位置如图-21所示。假设NC旋转工作台的 旋

10、转中心以及它的工作台面就是工件坐标系的原 点（0，0，0）。按照图-20所示的坐标方向，圆 弧板的圆心点坐标在（0，-100，-100）处。根 据上述条件做下面两件事：理论竞赛部分理论竞赛部分理论竞赛部分（1） 请回答如果要高效率、高质量地加工圆弧 板上面的每个直槽，使用何种刀具？（0.5分） 答：使用1mm宽的锯片铣刀（2）请编制加工所有直槽的程序。（4.5分） 设：锯片铣刀直径是60；刀心从R270切到 R155；#1是旋转的初始角-45；#2是A轴初始角 0；#3是A轴增量的步长5；% O1000; N0010 G90 G00 G54 X-75 Y200 Z100 A0; N0020 G

11、43 Z50 H01; N0030 S2000 M03; N0040 G01 Z-100 F3000; N0050 #1= -40; N0060 #2 = 0; N0070 #3 = 5; N0080 WHILE #1 LT 45 DO1; N0090 #2 = #2 + #3; N0100 #4 = 141.42 * COS #1 ; N0110 #5 = 141.12 * SIN #1 ; N0120 #6 = 270 - #4; N0130 G90 G01 Y#6 Z#5 A#2; N0140 G91 G01 Y-115 F500; N0150 X-10 F3000; N0160 Y+1

12、15; N0170 X+10; N0180 #1 = #1 + #3; N0190 END 1; N0200 G90 G00 Z100 M05; N0210 M30; %理论竞赛部分一名卧式加工中心操作工，要在两个月内 完成3000件如图-22所示零件的机加工。卧 式加工中心主要参数是：工作行程 X500Y500Z580、主轴转速20-10000rpm 、进给速度0-30M/min、40主轴锥孔、40 个刀位的刀库、带400400可交换NC工作 台。零件毛坯是已加工的mm150mm的 LY12CZ铝棒料。根据以上条件做如下事情 ：理论竞赛部分理论竞赛部分（1）【学生必做题。教师、职工不做】（本

13、题2分） 简述夹具的设计原则。 1）保证加工质量要充分分析工序中工件的技术要求要对其精度进行验 算和误差分析。保证技术要求的关键是正确选择定位方 法、定位元件、夹紧方案和夹紧结构，正确选择夹压方 式。要有足够的刚度，但不能过分加大夹具的总体尺寸 。夹紧力要符合“三要素” 2）提高劳动生产率，降低加工成本。 3）操作方便，安全，尽可能降低劳动强度。 4）正确处理排屑和注意冷却润滑液的收集 5）注意夹具结构工艺性理论竞赛部分（2）【学生、教师、职工必做题】（本题6分） 为加工此批零件设计夹具，并画出夹具草图。 参考答案： 1、斜面、轮廓槽、孔加工工装草图： V型槽定轴线（1分），圆柱销（或定位挡板

14、）定 长度，压板从两端压紧工艺夹头，一个压板同时 压紧两件，在Y轴行程上装夹4件以上 2、去除工艺夹头工装草图： 双圆柱销以零件槽、孔和斜面定位，压板从两端 压紧工件部分一个压板同时压紧两件、在Y轴行 程上装夹4件以上理论竞赛部分参考夹具草图： 夹具1理论竞赛部分夹具2理论竞赛部分（3）【学生、教师、职工必做题】(本小 题4分)请画出三种工件以外圆柱面定位的 草图。选择针对本图纸零件相对理想的定 位方式，并且为保证尺寸 进行定位误 差分析。理论竞赛部分答：（1）V形块定位、三爪自动定心夹盘、弹簧夹头 （2）加工主要部分的定位方式选择V型槽加定位外圆 和圆柱销（或挡板） 去除工艺夹头的定位方式选择“一面、一孔、一槽”定 位。实际上是“一面两孔”定位的演变。 （3）误差分析 定位误差与下面因素有关： 1）零件的外圆直径尺寸误差（1分） 2）V形块的角度（1分）