资源描述
数控机床习题(第一章)
1填空题
(1)数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各种辅助装置组成。
(2)数控机床采用 数字控制 技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
(3)突破传统机床结构的最新一代的数控机床是 并联 机床。
(4) 自适应控制 技术的目的是要求在随机变化的加工过程中,通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性,按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数,以达到或接近最佳工作状态。
2选择题
(1)一般数控钻、镗床属于( c )
(A)直线控制数控机床 (B)轮廓控制数控机床
(C)点位控制数控机床 (D)曲面控制数控机床
(2)( d )是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。
(A)控制介质 (B)数控装置
(C)输出装置 (D)伺服系统
(3)适合于加工形状特别复杂(曲面叶轮)、精度要求较高的零件的数控机床是( a )
(A)加工中心 (B)数控铣床
(C)数控车床 (D)数控线切割机床
(4)闭环控制系统的位置检测装置装在( b )
(A)传动丝杠上 (B)伺服电动机轴上
(C)数控装置上 (D)机床移动部件上
(5)根据控制运动方式的不同,数控机床可分为( a )
(A)开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床
(B)点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床
(C)经济型数控机床、普及型数控机床和高档型数控机床
(D)NC机床和CNC机床
3 判断题
(1)通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。( × )
(2)数控机床是通过程序来控制的。( × )
(3)数控机床只用于金属切削类加工。( × )
(4)数控系统是机床实现自动加工的核心,是整个数控机床的灵魂所在。(√)
(5)机床本体是数控机床的机械结构实体,是用于完成各种切割加工的机械部分。( √ )
4 简答题
(1)简述数控机床的发展趋势。
1、高速度与高精度化
2、多功能化
3、智能化
4、高的可靠性
(2)简述数控机床各基本组成部分的作用。
1、控制介质:是人与数控机床之间联系的中间媒介物质,反映了数控加工中的全部信息。
2、数控系统:数控系统是机床实现自动加工的核心,是完成数字信息运算处理和控制的计算机。
3、伺服系统:是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。
4、反馈装置:其作用是检测速度和位移,并将信息反馈给数控装置,构成闭环控制系统。
5、机床本体:机床本体是数控机床的机械结构实体,是用于完成各种切割加工的机械部分。
6、辅助装置
(3)简要说明数控机床的主要工作过程。
1、根据零件加工图样进行工艺分析,确定加工方案、工艺参数和位移数据
2、用规定的程序代码格式编写零件加工程序单,或用自动编程软件进行工作,直接生成零件的加工程序
3、程序的输入和输出
4、将输入到数控单元的加工程序进行试运行、刀具路径模拟等
5、通过对机床的正确操作,运行程序,完成零件加工
《数控机床》 (第二章)
1填空题
(1)数控机床的机械部分一般由主传动系统、进给传动系统 、基础支承件、辅助装置组成。
(2)数控机床高速主轴单元的类型主要有 电主轴 、气动主轴、水动主轴等。
(3)滚珠丝杠螺母副运动具有可逆性,不能自锁,立式使用时应增加 制动 装置。
(4)为防止系统快速响应特性变差,在传动系统各个环节,包括滚珠丝杠、轴承、齿轮、蜗轮蜗杆、甚至联轴器和键联接都必须采取相应的 消除间隙 措施。
(5)数控机床的主轴箱或滑枕等部件,可采用 卸荷 装置来平衡载荷,以补偿部件引起的静力变形。
(6)数控机床床身采用钢板的 焊接 结构既可以增加静刚度,减小结构质量.又可以增加构件本身的阻尼。
(7) 直接驱动的回转工作台 是伺服驱动电动机与回转工作台的集成,它具有减少传动环节、简化机床的结构等优点。
(8) 位置控制 装置精度直接影响闭环控制数控机床的定位精度和加工精度。
(9)在自动换刀过程中常见的选刀方式有 顺序选刀 和任意选刀两种。
(10)在加工中心的基础上配置更多 (5个以上)的托盘,可组成环形回转式托盘库,称为
柔性制造单元 。
2选择题
(1)数控加工中心的主轴部件上设有准停装置,其作用是(c)
(A)提高加工精度
(B)提高机床精度
(C)保证自动换刀,提高刀具重复定位精度 ,满足一些特殊工艺要
(2)滚珠丝杠预紧的目的是( c )
(A)增加阻尼比,提高抗振性 (B)提高运动平稳性
(C)消除轴向间隙和提高传动刚度 (D)加大摩擦力,使系统能自锁
(3)数控机床进给系统采用齿轮传动副时,为了提高传动精度应该有消隙( a)措施。
(A)齿轮轴向间隙 (B)齿顶间隙
(C)齿侧间隙 (D)齿根间隙
(4)静压导轨与滚动导轨相比,其抗振性(a )。
(A) 前者优于后者 (B) 后者优于前者 (C) 两者一样
(5)光栅利用(c),使得它能测得比栅距还小的位移量。
(A)细分技术 (B)数显表
(C)莫尔条纹的作用 (D)高分辨指示光栅
(6)在采用ATC后,数控加工的辅助时间主要用于( b )。
(A) 工件安装及调整 (B) 刀具装夹及调整 (C) 刀库的调整
(7)在下列特点中,(b)不是数控机床主传动系统具有的特点。
(A)转速高、功率大 (B)变速范围窄
(C)主轴变换迅速可靠 (D)主轴组件的耐磨性高
3 判断题
(1)数控机床的气压装置因空气黏度小,在管路中的能量损失小,适于远程传输及控制使用。( √ )
(2)数控铣床立柱采用热对称结构可以减少热变形对加工件的精度影响。(√ )
(3)滚珠丝杠螺母副的作用是将回转运动转换为直线运动。( √ )
(4)数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切削速度,以满足不同的加工条件要求。( √ )
(5)数控机床传动丝杠反方向间隙是不能补偿的。( × )
(6)进给运动是以保证刀具相对位置关系为目的。( × )
(7)刀具在刀库中的位置是固定不变的。( × )
4 简答题
(1)数控机床的机械结构应具有良好的特性,主要包括哪些方面?
1)高的静、动刚度及良好的抗振性能;
2)良好的热稳定性;
3)高的灵敏度;
4)高人性化操作
(2)数控机床的主轴变速方式有哪几种?试述其特点及应用场合。
1. 带有变速齿轮的主传动
特点:通过少数几对齿轮降速,扩大输出扭矩,以满足主轴低速时对输出扭矩特性的要求。应用:大、中型数控机床采用这种变速方式。
2. 通过带传动的主传动
特点:电动机本身的调速就能够满足要求,不用齿轮变速,可以避免齿轮传动引起的振动与噪声。它适用于高速、低转矩特性要求的主轴。常用的是三角带和同步齿形带。
应用:这种传动主要应用在转速较高、变速范围不大的机床。
3. 用两个电动机分别驱动主轴
特点:这是上述两种方式的混合传动,具有上述两种性能。高速时电动机通过皮带轮直接驱动主轴旋转,低速时,另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转,齿轮起到降速和扩大变速范围的作用,这样就使恒功率区增大,扩大了变速范围。克服了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的问题。但两个电机不能同时工作,也是一种浪费。
4. 由调速电动机直接驱动的主传动
特点:调速电机与主轴用联轴器同轴联接,这种方式大大简化了主传动系统的结构,有效地提高了主轴部件的刚度,但主轴输出扭矩小,电机发热对主轴精度影响较大。
5. 内装式电主轴: 即主轴与电机转子合二为一。
特点:优点是主轴部件结构更紧凑,重量轻,惯量小,可提高启动、停止的响应特性,并利于控制振动和噪声。缺点同样是热变形问题。
(3)试述滚珠丝杠螺母副的特点有哪些?它是如何工作的?常用间隙调整方法有哪些?
1、工作原理:在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽,当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道。螺母上有滚珠回路管道,将几圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道,并在滚道内装满滚珠。当丝杠旋转时,滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动。因而迫使螺母(或丝杠)轴向移动。
2、特点:传动效率高、摩擦损失小;通过预紧可消除间隙,提高传动刚度;但制造成本高,不能自锁。
3、常用的双螺母丝杠消除间隙方法有:(1)垫片调隙式;(2)齿差调隙式;(3)螺纹调隙式。
(4)自动排屑装置有哪几种类型?各适合于什么场合?
常见的排屑装置:
(1)平板链式排屑装置;
(2)刮板式排屑装置;
(3)螺旋式排屑装置。
(5)数控机床的工作台有哪些形式?各自的特点是什么?
矩形工作台--直线进给运动。
回转工作台--圆周进给运动。
摆动工作台--摆动进给运动。
直接驱动的回转工作台--是伺服驱动电动机与回转工作台的集成。减少传动环节、简化机床的结构等。
(6)数控机床对自动换刀装置有什么样的要求?自动换刀装置有哪些种类?
要求:换刀时间短,刀具重复定位精度高,足够的刀具储备量,占地面积小,安全可靠等。
种类:加工中心有转塔式、刀库式、成套更换等方式;数控车床采用回转刀盘,部分采用刀库形式。
(7)数控机床的导轨有什么作用?有哪些类型?各自的特点是什么?
作用:对运动部件起支承和导向作用。
1、滑动导轨
优点:具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等。
缺点:是静摩擦系数大,且动摩擦系数随速度变化而变化,摩擦损失大,低速时易出现爬行现象,降低了运动部件的定位精度。
目前多数采用贴塑导轨。贴塑导轨的优点:贴塑滑动导轨的特点是摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、减振性好、工艺性好。
2、滚动导轨
优点:(1)灵敏度高,运动平稳,低速移动时不易出现爬行现象;(2)定位精度高;(3)摩擦阻力小,移动轻便,磨损小,精度保持性好,寿命长。
缺点:抗振性较差,对防护要求较高,结构复杂,制造比较困难,成本较高。
三种结构形式:1)滚珠导轨;(2)滚柱导轨;(3)滚针导轨。
3、静压导轨
优点:不产生磨损,机械效率高,精度保持性好,摩擦因数小,低速不易产生爬行,抗震性好。
分类:液体静压导轨和气体静压导轨。
液体静压导轨缺点:结构复杂,液压装置比较大,且需要专门的供油系统。
气体静压导轨缺点:防尘要求高。
(8)简述数控机床液压和气压装置的特点。
1、液压传动装置 机构输出力大,机械结构更紧凑、动作平稳可靠,易于调节和噪声较小,但要配置液压泵和油箱,当油液渗漏时污染环境。
2、气压装置 装置结构简单,工作介质不污染环境,工作速度快和动作频率高,适合于完成频繁启动的辅助工作,过载时比较安全,不易发生过载损坏机件等事故。
《数控机床》(第三、四章)
1填空题
(1) 数控系统通常由人机界面、数字控制以及逻辑 控制这三个相互依存的功能部件构成。
(2)插补算法分为 基准脉冲 插补和数据采样插补两大类。
(3) 脉冲当量 是数控机床数控轴的位移量最小设定单位。
(4)常用伺服电机有步进电机、 直流伺服电机 、 交流伺服电机 。
(5) 复合 加工中心除用各种刀具进行切削外,还可使用激光头进行打孔、清角,用磨头磨削内孔,用智能化在线测量装置检测、仿型等。
(6)一般需要对工件的多个侧面进行加工,则主轴应布局成 卧式 。
(7)加工中心与数控铣床、数控镗床等机床的主要区别是它设置有 刀库 ,并能 自动选用和更换 。
(8)并联机床实际是一个空间 连杆 机构。
(9)根据电极丝的运行速度,电火花线切割机床通常分为高速走丝电火花线切割 和低速走丝电火花线切割两大类。
2 选择题
(1)下列功能中,(d)是数控系统目前一般所不具备的。
(A)控制功能 (B)进给功能
(C)插补功能 (D) 刀具刃磨功能
(2)( a )是数控系统核心,它是一台数控系统控制品质的体现。
(A)数控装置 (B)可编程控制器
(C)I/O板 (D)数控软件
(3)脉冲当量的取值越小,插补精度( a )。
(A)越高 (B)越低 (C)与其无关 (C)不受影响
(4)车削中心是以( a)为主体,并配置有刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等,以实现多工序复合加工的机床。在工件一次装夹后,它可完成回转类零件的车、铣、钻、铰、攻螺纹等多种加工工序。
(A)全功能数控车床 (B)卧式加工中心
(C)镗铣加工中心 (D)经济型数控车床
(5)立式数控铣床的主轴轴线(b )于水平面,是数控铣床中最常见的一种布局形式,应用范围最广泛,其中以三轴联动铣床居多。
(A)平行 (B)垂直 (C)倾斜
(6) D6125表示是一种( c )。
(A)数控铣床 (B)数控车床 (C)电火花成形加工机床 (D)数控线切割机床
(7)电火花加工的局限性( d )。
(A)电火花加工属不接触加工 (B)易于实现加工过程自动化
(C)加工过程中没有宏观切削力 (D)只能用于加工金属等导电材料
(8)采用经济型数控系统的机床不具有的特点是( b )。
(A)采用步进电机伺服系统 (B)必须采用闭环控制系统
(C)只配备必要的数控系统 (D)CPU可采用单片机
(9)APC代表的是( d )。
(A)自动换刀系统 (B)自适应控制系统
(C)自动排屑系统 (D)自动托盘交换系统
3判断题
(1)中小型数控车床多采用倾斜床身或水平床身斜滑板结构。( √ )
(2)五面加工中心具有立式和卧式加工中心的功能,通过回转工作台的旋转和主轴头的旋转,能在工件一次装夹后,完成除安装面以外的所有五个面的加工。(√ )
(3)数控铣床采用T形床身布局的最显著优点是精度高。( × )
(4)立卧两用式数控铣床的主轴轴线方向可以变换。(√ )
(5)加工中心可以进行多工序的自动加工。( √)
(6)数控车床都具有C轴控制功能。( × )
(7)运动的分配与部件的布局是数控铣床总布局的中心问题。(√ )
4 简答题
(1)简述数控系统的主要功能。
CNC系统的主要功能:
1)控制功能
2)准备功能和辅助功能
3)点位与连续移动功能
4)插补功能
5)固定循环加工功能
6)进给功能
7)主轴速度控制功能
8)刀具管理功能
9)补偿功能
10)人机对话功能
11)程序编制功能
12)输入、输出和通信功能
13)自诊断功能
(2)数控机床用PLC有哪些类型?各自的特点是什么?
数控机床用PLC可分为两类:内装型和独立型。
内装型:CNC装置带有的PLC功能。
独立型:独立于CNC装置,具有完备的硬件和软件功能,能够独立完成规定控制任务的装置。
(3)简述数控机床对伺服系统的要求。
1、可逆运行
2、速度范围宽
3、具有足够的传动刚性和高的速度稳定性
4、快速响应并无超调
5、高精度
6、低速大转矩
(4)如何选择主轴电机?
1、主轴电机的特性
当主轴的转速小于额定转速时,主轴工作在恒转矩区;当主轴的转速大额定转速时,主轴工作在恒功率区。
2、主轴的工作点
数控机床的设计阶段,必须明确主轴的输出功率和调速范围等技术指标。否则用户在切削时可能出现由于主轴输出功率不够造成的主轴“闷车”。
3、过载能力
主轴电机同样具有很强的过载能力。
4、轴端受力
主轴电机对于不同速度下作用在其轴端的悬臂力有明确的要求。
5、保证主轴总成的动平衡
6、惯量要匹配
(5)简述数控车床的组成。
数控车床机械结构由主轴传动机构、进给传动机构、工作台、床身等部分组成
(6)简述数控铣床的功能特点。
常具有以下功能:
(1)点位控制功能。
(2)连续轮廓控制功能。
(3)刀具半径自动补偿功能。
(4)刀具长度自动补偿功能。。
(5)镜像加工功能。
(6)固定循环功能。
(7)特殊功能。
(7)数控铣床按机床主轴的布置形式可分为哪几类?各适用于哪些加工场合?
按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分为:立式、卧式和立卧两用式三种。
1)立式数控铣床
特点:主轴轴线垂直于水平面。是数控铣床中最常见的一种布局形式,应用范围最广泛,其中以三轴联动铣床居多。
应用:主要用于水平面内的型面加工,增加数控分度头后,可在圆柱表面上加工曲线沟槽。
2)卧式数控铣床
特点:主轴线平行于水平面。
应用:主要用于垂直平面内的各种上型面加工,配置万能数控转盘后,还可以对工件侧面上的连续回转轮廓进行加工,并能在一次安装后加工箱体零件的四个表面。通常采用增加数控转盘来实现四轴或五轴加工。
3)立卧两用式数控铣床。
特点:立卧两用式数控铣床的主轴轴线方向可以变换,既可以进行立式加工,又可以进行卧式加工,使用范围更大,功能更强。
应用:若采用数控万能主轴(主轴头可以任意转换方向),就可以加工出与水平面成各种上角度的工件表面;若采用数控回转工作台,还能对工件实现除定位面外的五面加工。
(8)判断数控铣床布局方案优劣的评价指标有哪些?数控铣床T形床身布局的优点是什么?
数控铣床的布局应能兼顾铣床有良好的精度、刚度、抗振性和热稳定性等结构性能。
T形床身布局的优点:刚性好
(9)简述电火花加工的原理。
电火花加工的原理:基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象来蚀除多余的金属,以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。
(10)简述加工中心的基本组成。
加工中心的组成:
(1)基础部件
(2)主轴部件
(3)数控系统
(4)自动换刀系统(ATC)
(5)辅助系统
(6)自动托盘交换系统(APC)
(11)简述经济型数控车床的特点。
一般是在普通车床的基础上进行改进设计,并采用步进电动机驱动的开环伺服系统。其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低的数控系统来实现。此类车床结构简单,价格低廉。但无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速度切削等功能。
(12)简述数控线切割机床的工作原理。
电火花线切割加工的基本原理:利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉冲电源的负极),对工件(接高频脉冲电源的正极)进行脉冲火花放电、切割成形。
(13)数控线切割机床的工作液有什么作用?
冷却电极丝和工件,排除电蚀产物等,保证火花放电持续进行。
《数控机床》(第五、六章)
1填空题
(1)数控机床的精度检验一般包括 几何精度、定位精度、 切削精度 检验。
(2) 机床切削精度 检验是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。
(3)三坐标测量机的精度与速度主要取决于 机械结构 、 控制系统 和 削头 ,功能则主要取决于软件和 测件 ,操作方便性也与软件密切相关。
(4)在线加工的通讯方式大多采用 RS232 接口。
(5)在数控生产技术管理中,除对操作、刀具、维修人员的管理外,还应加强对 编程 的管理。
(6)通过 维护和保养 ,可以避免或减少数控机床的故障,或者提早发现潜在的故障,并及时采取防范措施。
(7)有报警的故障可分为硬件故障、编程故障和 操作故障 。
(8) 离线 诊断是数控机床出现故障时,数控系统停止运行系统程序的停机诊断。
2选择题
(1)机床切削精度检查实质上是对机床的(c )在切削加工条件下的一项综合检查。
(A)几何精度 (B)几何精度和定位精度 (C)定位精度
(2)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
(3)在数控机床验收中,以下的检测属于机床几何精度检查的是(d )
(A)回转原点的返回精度 (B)箱体调头镗孔同轴度
(C)联接器紧固检查 (D)主轴轴向跳动
(4)影响数控机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)将绝对编程改为增量编程 (B)正确选择刀具类型
(C)减少对刀误差 (D)消除丝杠副的传动间隙
3判断题
(1)根据实测的定位精度数值,可以判断出机床自动加工过程中能达到的最好的工件加工精度。( √ )
(2)用数控机床加工时,切削速度越高加工成本越低。( × )
(3)数控机床的使用和维护,在数控机床的生命周期中起着至关重要的作用,同时也对数控机床的使用寿命产生重要的影响。(√ )
(4)通过计算机辅助编程方法可以改善编程效果,所以,所有的零件加工程序都应该使用自动编程。( × )
4简答题
(1)以卧式加工中心为例,要对其几何精度进行检验,应检验哪些项目?
以卧式加工中心为例,要对下列几何精度进行检验:
1)X、Y、Z坐标轴的相互垂直度;
2)工作台面的平行度;
3)X、Z轴移动时工作台面的平行度;
4)主轴回转轴线对工作台面的平行度;
5)主轴在Z轴方向移动的直线度;
6)X轴移动时工作台边界与定位基准的平行度;
7)主轴轴向及孔径跳动;
8)回转工作台精度。
(2)简述数控机床的生产管理的主要内容。
生产管理主要包括如下内容:
1. 数控机床的分散或集中使用。
2. 编程、操作、刀具、维修人员的管理。
3. 数控机床加工零件的计划安排。
4. 刀具管理。
5. 强化日常维护管理。
(3)简述三坐标测量机的测量原理。
将被测物体置于三坐标测量机的测量空间,可获得被测物体上各测点的坐标位置,根据这些点的空间坐标值,经计算可求出被测的几何尺寸、形状和位置。
(4)简述球杆仪的测量原理。
安装在可伸缩的纤维杆内的高精度位移传感器可测量杆长的变化,球杆两头的距离是设定的标准长度,杆的一头是高精度球,另一头是带有磁性的三点接触的支座,从杆内引出的信号线将位移传感器测得的长度变化信息送入采集卡,采集的数据再输入计算机,通过分析采集的数据得到机床的各误差元素。在测量过程中,将支座固定在机床的工作台上,另一端则连在主轴端,编制程序,使得机床主轴端相对于工作台作圆周运动。分析圆周过程中球杆仪的杆长微小变化,可以得到机床误差分布情况。
(5)简述三坐标测量机的组成。
三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分
(6)简述激光干涉仪的工作原理。
激光干涉仪是以激光波长为已知长度、利用迈克耳逊干涉系统(见激光测长技术)测量位移的通用长度测量工具
(7)简述数控机床的基本使用条件。
保证一定的环境温度和适度;地基牢靠,有隔振措施;工作地点允许海拔高度为100m,稳定的供电电源,有抗干扰措施,保护接地。
(8)简述数控机床日常维护保养的主要内容。
(1) 数控机床开电与关电
(2) 与外部计算机的联机使用
(3) 日常维护
(9)简述数控机床的安装工作内容和步骤。
安装内容:
1. 对数控机床地基和环境的准备
2. 数控机床的初始就位
3. 机床各部件的组装连接
4. 数控系统的连接
(10)简述数控机床的调试内容。
调试内容:
1. 通电试车
2. 机床精度和功能的调试
3. 机床试运行
(11)简述数控机床故障诊断的一般步骤。
数控机床故障诊断一般包括三个步骤:
1)故障检测。这是对数控机床进行测试,检查是否存在故障。
2)故障判定及隔离。这个步骤是要判断故障的性质,以缩小产生故障的范围,分离出故障的部件或模块。
3)故障定位。将故障定位到产生故障的模块或元器件,及时排除故障或更换元件。
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