18 道数控编程与设置练习题及答案
机械加工（NIMS 一级）认证考试练习的全部数控编程与设置练习题，附正确答案和简短解析。
开始练习测验 →1. 在数控铣床上，G00 程序段与 G01 程序段的本质区别是什么？
- A.G01 以编程进给率沿直线运动，而 G00 以机床快速移动速度运动。✓ 答案
- B.G00 会严格沿两点之间的直线运动，而 G01 不会。
- C.G00 和 G01 都需要 F 指令，仅轴地址的排列顺序不同。
- D.G01 只用于 Z 轴下刀，G00 用于所有 X、Y 方向的移动。
G01 是直线插补：控制系统协调各轴，使刀具以 F 指令给定的进给率切出一条直线；F 是模态的，但在第一个切削移动之前必须出现。G00 是定位指令，按机床最大快移速度执行，只用于空行程；在许多控制系统上各轴不一定同时到位，因此其实际路径不保证是两点之间的直线。
编号 QB-2N5KT7依据： NIMS Machining Level I Standards, CNC Milling KSAO 8.1 (word address codes) / ISO 6983 definitions of G00 and G01报告此题的问题
2. 在 G17（XY 平面）有效时，用 G03 编程的圆弧沿哪个方向运动？
- A.从 Z 正方向朝 XY 平面俯视时为顺时针。
- B.从 Z 正方向朝 XY 平面俯视时为逆时针。✓ 答案
- C.由 I、J 指令的正负号决定运动方向。
- D.从工作台下方向上看工件时为逆时针。
圆弧方向的约定由观察方向决定：从与所选平面垂直的轴的正方向朝该平面看。对 G17 而言即沿 +Z 轴俯视 XY 平面，此时 G02 为顺时针、G03 为逆时针。I、J 用于确定圆心位置，并不决定走刀方向。
编号 QB-G5M336依据： ISO 6983 / EIA RS-274 circular interpolation convention; NIMS Machining Level I Duty 2.9 (linear and circular interpolation)报告此题的问题
3. 在诸如 G02 X2.5 Y1.0 I0.75 J0.0 F8.0 的圆弧插补程序段中，I 和 J 指令表示什么？
- A.圆弧终点的 X、Y 绝对坐标。
- B.从圆弧起点到圆弧终点的增量距离。
- C.从圆弧起点到圆心的增量距离。✓ 答案
- D.从圆心到圆弧终点的增量距离。
I、J、K 是圆心矢量，从刀具开始走圆弧的那一点增量地量到圆心，I 平行于 X、J 平行于 Y、K 平行于 Z。无论当前是 G90 还是 G91，它们始终带符号且始终是增量值；因为终点坐标已给出目标位置，控制系统还需要圆心才能确定半径和圆弧走向。
编号 QB-ZMS8N6依据： ISO 6983 arc-center (I/J/K) vector convention; NIMS Machining Level I CNC Milling Programming competency报告此题的问题
4. 在数控铣床上，G41 与 D 指令一起使用时的作用是什么？
- A.把刀具偏到编程路径的右侧，是产生顺铣的指令。
- B.按 H 寄存器中的数值使刀具在 Z 向下偏移。
- C.取消当前的刀具半径补偿，使刀具回到编程路径上。
- D.按 D 寄存器中存储的数值，把刀具偏到编程路径的左侧。✓ 答案
刀具半径补偿按 D 寄存器中的数值，把刀具中心线从编程轮廓线上偏开；偏向哪一侧的判定方法是站在刀具后方、沿刀具行进方向看去：G41 为左偏，G42 为右偏。G41 本身并不等同于顺铣或逆铣——究竟是顺铣还是逆铣取决于主轴转向以及加工的是内轮廓还是外轮廓。
编号 QB-F59RV4依据： ISO 6983 / EIA RS-274 cutter radius compensation; NIMS Machining Level I CNC Milling Programming competency (G40/G41/G42)报告此题的问题
5. 某程序段为：N70 G43 H03 Z1.0 M08。其中 G43 H03 起什么作用？
- A.调用 H03 偏置寄存器中的数值，启用刀具长度补偿。✓ 答案
- B.为这把刀具选择第 3 号工件坐标系。
- C.把 D03 寄存器中的刀具半径值应用到该 Z 向移动上。
- D.取消刀具长度补偿，并在下一次换刀指令之前使主轴在 Z 向返回机床零点。
G43 启用刀具长度补偿，令控制系统把该程序段中指定的 H 寄存器数值叠加到每个 Z 指令位置上，因此无论这把刀具伸出主轴多长，Z1.0 都能使刀尖位于工件零点上方 1.0 in。车间通常把 3 号刀的偏置存入 H03，这样 H 号与刀号不符时容易发现；取消该补偿的指令是 G49。
编号 QB-YMEWF5依据： G43/H tool length compensation convention (G49 cancel); NIMS Machining Level I Setup — tool length offsets报告此题的问题
6. 某零件在刀具半径补偿有效下加工，使用 .500 in 立铣刀，D01 设为 .2500。加工完成后外轮廓宽度比图纸大 .008 in。正确的修正方法是什么？
- A.把 D01 改为 .2540。
- B.把 D01 改为 .2460，使刀具每侧靠近编程路径 .004 in。✓ 答案
- C.重新生成程序，把轮廓向内移动 .004 in。
- D.把 Z 向切深加深 .004 in 后重新走一遍轮廓。
控制系统按 D 值把刀具中心线从编程线偏开，因此 D 寄存器就是带补偿轮廓的尺寸调节手段。外轮廓宽度超差 .008 in，意味着每侧多留 .004 in；把 D 减小 .004 in，刀具在两侧都向编程轮廓靠近相应的量。这正是 NIMS 要求通过修改偏置而非改写程序来保证轮廓公差的原因。
编号 QB-E5WDQ3依据： NIMS Machining Level I CNC Milling performance standard (profile position ±.006) — sizing by cutter radius (D) offset adjustment报告此题的问题
7. 刀具半径补偿（G41 或 G42）必须在什么样的移动中指令，控制系统才能正确建立补偿？
- A.在 G02 或 G03 圆弧程序段中指令，使刀具平滑地切入轮廓。
- B.与 M06 换刀指令写在同一程序段中。
- C.在一段长度至少等于刀具半径的直线接近移动中指令。✓ 答案
- D.与最终 Z 向下刀写在同一程序段中，使补偿和切深同时开始。
控制系统需要一个直线接近程序段，把刀具中心从编程线过渡（斜升）到补偿位置，且该程序段长度至少要等于补偿量，否则无法解算几何关系。在圆弧中或在短于刀具半径的程序段中指令 G41/G42，通常会报警或把零件切伤；退出时用 G40 取消补偿同样遵守这一规则。
编号 QB-XM3KA4依据： Cutter radius compensation ramp-on/ramp-off rule (G41/G42/G40 must be commanded in a linear move); NIMS Machining Level I CNC Milling Programming报告此题的问题
8. 在数控加工中心上，G54 至 G59 寄存器中存储的是什么信息？
- A.每把刀具的长度，从主轴基准面量到刀尖。
- B.将与 G41 或 G42 配合使用的每把刀具的半径。
- C.孔加工固定循环所用的啄钻深度和暂停时间。
- D.从机床零点到各装夹位置工件零点的距离。✓ 答案
工件（夹具）偏置存放的是从机床回零位置到编程原点的 X、Y、Z 距离，因此只要调用 54–59 组中不同的 G 指令，同一个零件程序就能在多个虎钳位置上运行。刀具长度存放在 H 寄存器中，刀具半径存放在 D 寄存器中。
编号 QB-N5DRWB依据： G54–G59 work/fixture offset convention; NIMS Machining Level I Setup — establishing program zero报告此题的问题
9. 操作者用 .200 in 直径的寻边器找正零件左侧边，在触头突然偏摆的瞬间把 X 显示置零。要使主轴中心线正好位于该边线上，还需向零件方向移动多少？
- A..100 in。✓ 答案
- B..050 in。
- C..200 in。
- D.无需移动；显示值已经是边线位置。
寻边器偏摆的瞬间，其触头正好贴着工件表面同心回转，因此主轴中心线距离该边线正好是一个触头半径，即 .200 in 的一半 .100 in。设定工件偏置时必须朝正确方向计入这个半径值；漏算或重复取半，都会使工件零点偏差超过 Level I 大多数位置公差。
编号 QB-6NJWGC依据： NIMS Machining Level I Setup KSAO — establishing X/Y zero with an edge finder (compensate half the tip diameter)报告此题的问题
10. 刀具在绝对方式下位于 X2.0 Y1.0，需直线移动到 X5.0 Y3.0 点。下列哪个增量程序段能完成同样的移动？
- A.G91 X5.0 Y3.0
- B.G91 X3.0 Y2.0✓ 答案
- C.G91 X-3.0 Y-2.0
- D.G91 X7.0 Y4.0
在 G90 下所有坐标都是从工件零点量起，而在 G91 下每个字是从刀具当前位置起算的带符号距离，因此该移动为 X 向 5.0 − 2.0 = 3.0、Y 向 3.0 − 1.0 = 2.0。同一目标点在两种方式下数值完全不同；而且增量移动前后相连，任何一处出错都会使其后所有位置随之偏移。
编号 QB-W98EVC依据： ISO 6983 G90 absolute vs G91 incremental positioning; NIMS Machining Level I Duty 2.9 (Cartesian coordinate programming)报告此题的问题
11. 在程序段 G83 X1.0 Y1.0 Z-1.500 R0.100 Q0.250 F6.0 中，Q 指令表示什么？
- A.在孔底的暂停时间。
- B.成品孔的最终 Z 深度。
- C.每次啄钻的增量深度。✓ 答案
- D.快速平面在工件上方的高度。
G83 是深孔啄钻循环，Q 为钻头每次啄进的增量深度，每啄一次后退刀排屑；因此 1.500 in 深的孔用 Q0.250 需分六次钻完。Z 是最终深度，R 是快速平面，暂停要用 P 指令，所以啄钻量必须用 Q 输入。
编号 QB-DS29AC依据： ISO 6983 fixed (canned) cycle word definitions — G83 peck drilling, Q = peck increment报告此题的问题
12. 一块板用压板压紧，压板高出工件上表面，需要在压板两侧钻孔。应当使用哪个返回平面指令？为什么？
- A.G99，因为它使刀具在各孔之间返回 R 平面。
- B.G98，因为它使刀具停在每个孔底，直到循环被取消。
- C.G80，因为它在每个孔之间使刀具完全退出。
- D.G98，因为它使刀具返回初始平面，该高度可设在压板之上。✓ 答案
G99 只退到 R 平面，而 R 平面通常仅高出工件约十分之一英寸，刀具在移向下一孔时会直接撞上压板。G98 使刀具返回循环开始前建立的初始平面，只要把该 Z 高度设在最高障碍物之上，刀具在各孔位之间就能越过压板、台阶和夹具。
编号 QB-X9KR2E依据： ISO 6983 canned-cycle return plane definitions — G98 initial plane vs G99 R plane报告此题的问题
13. 首次试切时，在机床上验证新程序最安全的做法是什么？
- A.以单段方式运行，把快移和进给倍率调低，并查看剩余行程显示。✓ 答案
- B.以 100% 快移和进给运行程序，并打开机床防护门，以便操作者近距离观察刀路，发现异常时按复位。
- C.用跳段功能跳过所有 Z 向移动，把程序完整走一遍。
- D.把 Z 向工件偏置下调 .100 in，使第一刀切得更深一些。
单段方式使控制系统在每个程序段结束时停下，配合降低的倍率，任何错误移动都会缓慢爬行而不是撞机；同时剩余行程显示能在轴到位之前显示它实际要去哪里。开门运行会使联锁和防护失效；跳段只跳过带斜杠的程序段；下调 Z 偏置只会让错误切得更深，而不是更安全。
编号 QB-ESDKFD依据： NIMS Machining Level I CNC Operations — program verification and machine control functions (single block, feed/rapid override, distance-to-go)报告此题的问题
14. 程序中的 M01 是如何起作用的？
- A.它在该程序段无条件停止程序，必须按循环启动才能继续。
- B.只有当操作者打开选择停止开关时才停止程序。✓ 答案
- C.它停止主轴，但程序其余部分继续运行。
- D.它结束程序并使控制系统返回到第一个程序段。
M01 是选择停止：只有当操作者在面板上启用了选择停止功能时，控制系统才会执行它。这样编程员可以在程序中安排检验或清屑的停顿点，而不至于拖慢已验证的批量生产。M00 是无条件停止，M05 停主轴，M30 结束程序并返回程序开头。
编号 QB-U9HRHA依据： EIA RS-274 miscellaneous (M) function definitions — M00 program stop, M01 optional stop, M30 end of program and rewind报告此题的问题
15. 看以下程序段：N70 G81 G99 Z-0.500 R0.100 F5.0 / N80 X2.0 / N90 X3.0 / N100 G80。共钻出多少个孔？
- A.一个
- B.两个
- C.三个✓ 答案
- D.一个也没有，因为 G81 必须带 L 指令才会执行
固定循环是模态的：循环在被调用时的位置钻一个孔，此后每指令一个新的 X 或 Y 位置，就完整重复一次钻孔与退刀动作，直到 G80 取消循环为止。这里是 N70 当前位置的孔，再加上 X2.0 和 X3.0 处的孔，共三个。
编号 QB-BSBKX9依据： ISO 6983 fixed cycles are modal until cancelled by G80; NIMS Machining Level I KSAO 8.1 (reading a word address program)报告此题的问题
16. 用 1/4-20 丝锥以 300 RPM 执行 G84 攻丝循环，应编程多大的进给率（英寸/分钟）？
- A.F0.05
- B.F6.0
- C.F20.0
- D.F15.0✓ 答案
丝锥每转必须恰好前进一个螺距，否则会乱扣或折断，因此进给率等于螺距乘以转速。每英寸 20 牙的丝锥，其螺距为 1÷20 = .050 in，.050 × 300 = 15.0 英寸/分钟。
编号 QB-V9V3QB依据： NIMS Machining Level I Applied Mathematics — tapping feed rate = spindle RPM x thread pitch (G84)报告此题的问题
17. 某加工要求用 .500 in 直径立铣刀，切削速度 300 SFM。按车间公式 RPM =（SFM × 3.82）/ 直径，应编程多少主轴转速？
- A.2,292 RPM✓ 答案
- B.1,146 RPM
- C.573 RPM
- D.4,584 RPM
常数 3.82 就是 12 除以 π，该公式把每分钟表面英尺换算成给定刀具直径下的转速：300 × 3.82 = 1,146，再除以 .500 得 2,292 RPM。分母必须用刀具的全直径而不是半径，否则结果会差一倍——这是最常见的错误来源。
编号 QB-CSPW4B依据： NIMS Machining Level I Applied Mathematics — RPM = (SFM x 3.82) / cutter diameter报告此题的问题
18. 一个直径 4.000 in 的分度圆以工件零点（X0 Y0）为中心。其中一个孔位于自 +X 轴逆时针 30 度处。该孔的 X、Y 坐标是多少？
- A.X1.0000 Y1.7321
- B.X1.7321 Y1.0000✓ 答案
- C.X3.4641 Y2.0000
- D.X2.0000 Y2.0000
把极坐标孔位换算为直角坐标用 X = R cos(角度)、Y = R sin(角度)，其中 R 是分度圆半径 2.000 in，而不是直径 4.000 in。由此得 X = 2.000 × .8660 = 1.7321，Y = 2.000 × .5000 = 1.0000；把正弦余弦弄反或误用直径就会得到其他选项。
编号 QB-2ANRJH依据： NIMS Machining Level I Duty 2.9 / Applied Mathematics — polar-to-rectangular conversion, X = R cos(theta), Y = R sin(theta)报告此题的问题
本考试的其他主题
练习题依据 NIMS/ANSI 101-2001《机械加工技能一级职责与标准》及 NIMS 机械加工一级理论考试公布的考核内容，并结合通行的精密加工实践编写。NIMS 是美国国家金属加工技能学会的商标；本网站与 NIMS 无关联，也未获其认可。机械加工一级由多个独立证书组成，其中大多数还要求通过实操考核，本题库不涵盖实操部分。NIMS 理论考试允许携带参考资料，但本题库的答案从不依赖背诵手册表格数值、条文编号或机床额定参数——实际作业时，请以手中的图纸、所在单位的书面作业程序以及机床自带的技术文件为准。考试前请确认当前要求。 关于 NIMS 机械加工认证 →