数控机床机械系统运行测试卷试题及答案2套.doc

班级 学号 姓名
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密 封 线 内 不 得 答 题

20 —20 学年度第 学期期末考试试卷 （A卷）
系别：机械工程学院 课程名称 数控机床机械系统运行
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
总分
得分

注意事项 1、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出线
2、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔

一、 填空题（每空格１分，共10分）
1、数控机床采用带传动方式主要有　　　　　　　　　　和多楔带传动。
　　　　　　　２、气动系统点检的主要内容是对　　　　　　和润滑油的管理。
　　　　　　　３、滚动轴承前支承的精度一般比后支承的精度　　　　　　，也可以用相　　　　同的精度等级。
　　　　　　　４、数控回转工作台既可实现圆周进给，又可进行　　　　　　。
　　　　　　　５、加工中心刀库的形式主要有盘式、　　　　和格子盒式刀库。
　　　　　　　６、为提高进给系统的抗振性，应使机械构件具有较高的　　　　　　和合
　　　　　　　　　适的阻尼。
　　　　　　　７、为保证滚珠丝杠副传动精度和轴向刚度，必须消除滚珠丝杠副的　　　。 　
　　　８、刀具的选刀方式主要有　　　　　　和任意选刀两种。
　　　　　　　９、塑料滑动导轨材料主要有　　　　　　　　　　　和环氧耐磨涂层。
　　　　　　　１０、　　　　　　　　　　是指导轨在长期使用中保持导向精度的能力。

　　　　　　　二、选择（每小题１分，共10分）
　　　　　　　１、以下哪一项不适合在数控铣床上加工（　　）。
　　　　　　　Ａ模具　　　　　Ｂ轴套　　　　　Ｃ成型表面　　　　　Ｄ沟槽
　　　　　　　２、以下哪一项不能用于滚动轴承的预紧（　　）。
　　　　　　　Ａ移动轴承内圈　　　Ｂ修磨座圈　　　Ｃ修磨隔套　　　Ｄ调整滚动体
　　　　　　　３、液压系统油温最大不允许超过（　　）。
　　　　　　　Ａ５０℃　　　　　Ｂ５５℃　　　　　Ｃ６０℃　　　　　Ｄ６５℃
　　　　　　　４、（　　）润滑方式既实现主轴润滑，又不污染周围空气。
　　　　　　　Ａ喷注　　　　　Ｂ油雾　　　　　Ｃ油气　　　　　Ｄ锂基油
　　　　５、滚珠丝杠副理想接触角为（　　）。
　　　　　　　Ａ４０°　　　　　Ｂ４５°　　　　　Ｃ５０°　　　　　Ｄ５５°
　　　　　　　６、定位销式分度工作台的定位分度主要靠（　　）来实现。
　　　　　　　Ａ多齿盘　　　Ｂ液压系统　　　Ｃ定位销及定位孔　　　Ｄ中心定位销

７、要求导轨有较大的刚度及承载力时，应采用（　　）导轨。
Ａ矩型　　　　　Ｂ山型　　　　　Ｃ圆型　　　　　Ｄ落尾型
８、通用系统刀柄锥度为（　　）。
Ａ１：１０　　　Ｂ７：２４　　　Ｃ７：２１　　　Ｄ６：２４
９、以下哪一项用于车削中心刀架（　　）。
Ａ四方刀架　Ｂ云角回转刀架　Ｃ盘形自动回转刀架　Ｄ动力转塔刀架
１０、焊接床身一般采用（　　）肋条。
Ａ米字型　　　　Ｂ井字型　　　　　Ｃ口字型　　　　　Ｄ三角型

三、判断题（每小题１分，共10分）
１、数控机床的进给传动系统中广泛采用挠性联轴器（　　）。
２、数控机床的几何精度综合反映机床关键机械零部件及组装后的几何形状误差（　　）。
３、滚珠丝杠副具有传动效率高、运动平稳、磨损小等特点（　　）。
４、数控机床主轴部件的回转精度影响工件的加工精度（　　）。
５、双螺母消除滚珠丝杠副间隙，其中以螺纹调隙式精度最高（　　）。
６、当前数控机床多采用机械机构控制主轴的准停（　　）。
７、根据数控车床布局，斜床身倾斜度应以４５°为宜（　　）。
８、柔性调整法是指调整之后齿侧间隙不可自动补偿的调整方法（　　）。
９、鼠牙盘分度工作台具有重复定位精度高，定位刚度好和结构复杂等特点（　　）。
１０、单臂双爪式机械手不需较复杂的液压系统，结构简单、工作可靠（　　）。

四、名词解释（每小题２分，共１０分）
１、脉冲当量

２、刚度

３、导向精度

班级 学号 姓名
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密 封 线 内 不 得 答 题

４、抗振性

５、定位精度

五、 简答题（每小题6分，共３０分）
１、简述导轨的安装步骤

２、简述加工中心的加工特点

３、简述主轴内切屑清除装置的作用

４、为确保刀套在链式刀库中准确的停在换刀位置上，需采取哪些措施？

５、简述主轴系统性能的检查项目和内容

六、综合分析题（每小题15分，共30分）
班级 学号 姓名
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密 封 线 内 不 得 答 题
1、如图所示为立式加工中心的主轴箱展开图，根据结构图完成以下问题：
1）简述主轴装卸刀动作原理。（4分）
2）主轴轴承采用什么配置形式？（2分）适用于什么场合？（2分）
3）主轴采用什么轴承？（2分）前后轴承分别如何布置安装？（2分）
该前后安装轴承分别承受什么载荷？（2分）
4）该结构采用何种形式拉紧刀柄拉钉？（1分）

2、如图所示为JCS-018立式加工中心的工作台进给传动系统图，根据结构图完成以下问题：
1）简述进给传动原理。（2分）
2）左支承采用什么轴承？（2分）如何安装？（2分）主要承受什么载荷？（2分）
3）右支承采用什么轴承？（2分）主要承受什么载荷？（2分）
4）脉冲编码器安装在什么部位？（1分）
5）滚珠丝杠代号若为NCH4005—3×2/J左—1000×1200表示什么意义？（2分）

《数控机床机械系统运行》A参考答案

一、填空题
１、 同步齿形带 ２、冷凝水 ３、高一级 ４、分度运动 ５、链式
６、固有频率 ７、轴向间隙 ８、顺序选刀 ９、聚四氟乙烯导轨软带 １０、精度保持性
一、 选择题
１－５：ＢＤＣＣＢ　　６－１０：ＣＡＢＤＡ
二、 判断题
１、√２、√３、√４、√５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９、Ｘ　１０、√
四、名词解释
１、脉冲当量是指数控系统每发出一个脉冲信号，机床机械运动机构就产生一个相应的位移量。
２、刚度是指支承件在恒定载荷和交变载荷作用下抵抗变形的能力。
３、导向精度是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线性和它与有关基面之间相互位置的准确性。
４、抗振性是指支承件抵抗受迫振动和自激振动的能力。
５、定位精度是指数控机床工作台等移动部件所达到的实际位置的精度。
五、问答题
１、答：①将导轨基准面紧靠机床装配表面的侧基面，对准螺孔，将导轨轻轻的用螺栓予以固定。②上紧导轨侧面的顶紧装置，使导轨基准侧面紧紧贴靠在床身的侧面。③用力矩扳手拧紧导轨的安装螺钉，并从中间开始按交叉顺序向两端拧紧。
2、答：①全封闭防护，加工精度高。②能自动进行刀具交换，加工生产率高。③工序集中，加工连续进行。④能自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能。⑤减轻操作者劳动强度。⑥功能强大，趋向复合加工，对加工对象的适应性强。⑦经济效益高，有利于生产管理的现代化。
3、答：作用是如果主轴锥孔中落入了切屑、灰尘或其他污物，在拉紧刀杆时，锥孔表面和刀杆的锥柄就会被划伤，甚至会使刀杆发生偏斜，破坏了刀杆的正确定位，影响零件的加工精度，甚至会使零件超差报废。为了保持主轴锥孔的清洁，常采用压缩空气吹屑。
4、答：①定位盘准停方式，由液压缸推动定位销，插入定位盘的定位槽内，以实现刀套的准停，或采用定位块进行刀套定位。②链式刀库要选用节距精度较高的套筒滚子链和链轮。而且在把套筒装在链条上时，要用专用夹具来定位，以保证刀套节距一致。③传动时要消除传动间隙，主要为反向间隙的消除。
5、答：①用手动方式选择高、中、低三个主轴转速，连续运行5次正、反转的启动和停止动作，实验主轴动作的灵活性和可靠性。②用数据输入方式，主轴从最低一级转速开始运动，逐级提高到允许的最高转速，实测各级转速数，允许误差为设定值的正负10%，同时观察机床的振动，主轴在长时间高速运转后允许温升15°C。③主轴准停装置连续操作5次，实验动作的可靠性和灵活性。

六、综合分析题
1、答：
①松刀时，液压油进入液压缸右腔推动活塞左移，同时压缩碟形弹簧，钢球随拉杆左移至主轴孔径教小处并松开拉钉，刀柄通过换刀机构取出。
夹紧刀具时，活塞右腔无油压，由碟形弹簧使活塞移到最右端，同时使拉杆向右移动，并带动钢球收拢，卡紧在拉钉的环槽中，拉钉向右拉紧，使刀柄外锥面与主轴锥孔内锥面紧密配合，实现刀具夹紧。
②前支承采用三列角接触球轴承，后支承采用双列角接触球轴承的配置形式，适用于高速、轻载和精密的数控机床主轴。
③全部采用角接触球轴承，前支承前两个轴承大口向左，后一个大口向右，主要承受轴向载荷和径向载荷。后支承两个轴承采用大口相背安装，承受轴向载荷和部分径向载荷。
④采用钢球结构形式拉紧刀柄拉钉。
2、答：
①由伺服电动机通过联轴节驱动滚珠丝杠转动，并由丝杠带动螺母移动，螺母移动带动工作台实现正反向往复直线运动。
②左支承采用两个D46306型为一组的角接触球轴承；大口向外，背靠背安装；主要承受径向和双向轴向载荷。
③右支承采用一个D60305型向心球轴承；仅承受径向载荷。
④脉冲编码器安装在电动机轴端。
⑤NCH4005—3×2/J左—1000×1200表示内循环齿差调隙式的双螺母滚珠丝杠副，名义直径为40 mm，螺距为5 mm，一个螺母工作滚珠3圈，双列，J级精度，左旋，丝杠螺纹长度为1000 mm，丝杠总长度1200mm。

20 —20 学年度第 学期补考 考试试卷 （B卷）
班级 学号 姓名
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密 封 线 内 不 得 答 题
系别：机械工程学院 课程名称 数控机床机械系统运行
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
总分
得分

注意事项 1、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出线
2、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔

一、 填空题（每空1分，共15分）
1、数控机床伺服系统包括 和执行装置两大部分。
2、在选购数控机床时首先要明确被加工对象，即确定
3、机械变速机构常采用 变速机构。
4、数控机床组成中， 是数控机床的控制核心。
5、滚珠丝杠的理想接触角等于 度。
6、刀架动作分为刀架抬起、 、刀架压紧和刀架锁紧复位。
7、分度工作台只能完成分度工作，不能实现 。
8、 润滑方式不污染周围空气。
9、开环控制数控机床的特点是 ，数控机床发出的信号单方向传递，指令发出后不再反馈回来。
10、数控机床的进给系统中广泛采用 联轴器。
11、数控铣床可以加工平面、 、 及各种曲面。
12、加工中心的刀库形式很多，常用的有 、格子盒式刀库和 。
13、数控车床主要用于 的加工。

二、 选择题（每小题2分，共10分）
1、 1、数控机床的环境温度应低于（ ）
A、25°C B、30°C C、35°C D、40°C
2、（ ）数控铣床的主轴方向可以变换。
A、立卧两用 B、卧式 C、立式 D、龙门式
3、（ ）形肋条广泛用于箱形截面的床身上。
A、口字 B、三角 C、纵横 D、蜂窝
4、（ ）能自动补偿消除间隙，且导向精度较高。
A、矩形 B、燕尾形 C、三角形 D、圆柱形

5、工件在三爪自定心卡盘中装夹时，若工件直径≦30mm,其悬伸长度不应大于工件直径的（ ）
A、2倍 B、3倍 C、4倍 D、5倍

三、判断题（每小题1分，共10分）
1、全闭环系统控制精度较高，但系统稳定性较差。（ ）
2、当载荷较大或存在较大冲击时，数控机床主轴材料选用合金钢。（ ）
3、数控机床电源电压允许的波动范围为正负5%。（ ）
4、数控车床主要用于加工板类零件。（ ）
5、目前数控机床使用的导轨主要有静压导轨、滑动导轨和滚动导轨。（ ）
6、滚珠丝杠采用一端装推力轴承的安装支承方式对丝杠的热变形较敏感。（ ）
7、单臂双爪式机械手不需较复杂的液压系统，且没有漏油现象。（ ）
8、加工中心和数控铣床在结构上完全一样，没有任何区别。（ ）
9、一般主轴的后支承轴承应比前支承轴承精度高一级。（ ）
10、适合数控铣削的主要加工对象有平面类、曲面类和变斜角类零件。（ ）

四、名词解释（每小题2.5分，共10分）
1、脉冲当量

2、定位精度：

3、控制轴数

4、导向精度

五、问答题（每小题6分，共30分）
班级 学号 姓名
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密 封 线 内 不 得 答 题
1、数控机床主传动系统具有哪些特点？

2、用于加工中心上的主轴准停装置的作用是什么？

3、 数控机床为提高床身与立柱的接触强度，应采取哪些措施？

4、静压导轨有哪些优点？

5、为确保刀套在链式刀库中准确的停在换刀位置上，需采取哪些措施？

六、综合分析题（2小题共25分）
1、如图所示为TND360数控车床的主轴箱展开图，根据结构图完成以下问题：
1）主轴轴承采用什么配置形式？（2分）适用于什么场合？（2分）
2）主轴采用什么轴承？（2分）前后轴承分别如何布置安装？（2分）该安装分别承受什么载荷？（2分）
3）在图上用箭头标出脉冲编码器，并注明。（1分）
4）该脉冲编码器的作用是什么？（2分）

班级 学号 姓名
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密 封 线 内 不 得 答 题

2、如图所示为JCS-018立式加工中心的工作台进给传动系统图，根据结构图完成以下问题：
1）左支承采用什么轴承？（2分）如何安装？（2分）主要承受什么载荷？（2分）
2）右支承采用什么轴承？（2分）主要承受什么载荷？（2分）
3）滚珠丝杠代号若为NCH4005—3×2/J左—1000×1200表示什么意义？（2分）

《数控机床机械系统运行》B参考答案
一、 填空题
1、驱动装置 2、典型零件 3、滑移齿轮 4、数控系统 5、45度
6、刀架转位 7、分度运动 8、油气 9、不带测量反馈装置 10、挠性
11、沟槽、成型表面（或孔、螺旋槽）12、鼓（盘）式刀库、链式刀库13、回转体零件
二、选择题
1、B 2、A 3、C 4、C 5、B
三、判断题
1、√ 2、√ 3、X 4、X 5、√ 6、X 7、√ 8、X 9、X 10、√
四、名词解释
1、脉冲当量是指数控系统每发出一个脉冲信号，机床机械运动机构就产生一个相应的位移量。
2、定位精度是指数控机床等移动部件所达到的实际位置的精度。
3、控制轴数是指机床数控装置能够控制的坐标轴数目。
4、导向精度是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线性和它与有关基面之间相互位置的准确性。
五、问答题
1、答： ①较高的主轴转速和较宽的调速范围并实现无级调速。②较高的精度和较大刚度。③良好的抗振性和热稳定性。④为实现刀具的快速或自动装卸，数控机床主轴具有特有的刀具安装结构。
2、答： 主轴准停装置的作用是使主轴每次准确的停在固定的周向位置上，以保证换刀时主轴上的端面键能对准刀夹上的键槽，同时使每次装刀时刀夹与主轴的相对位置不变，提高刀具的重复安装精度，从而提高孔加工时孔径的一致性。
3、答：①采用预紧力。螺栓联结时，应使结合面保持在不小于2MPa的预紧压力。②提高有效接触面平面度，减小接触面的粗糙度值，以提高结合强度。③增加局部强度。在紧固螺栓位置处，加大加厚凹凸缘或增添加强肋。
4、答： ①导轨工作表面处于纯液体摩擦，不产生磨损，精度保持性好，②摩擦因数极低，使驱动功率大大降低，机械效率高。③运动不受速度和负载的限制，低速无爬行，承载能力大，刚度好。④油液有吸振作用，抗振性好，导轨摩擦发热也小。
5、答：①定位盘准停方式，由液压缸推动定位销，插入定位盘的定位槽内，以实现刀套的准停，或采用定位块进行刀套定位。②链式刀库要选用节距精度较高的套筒滚子链和链轮。而且在把套筒装在链条上时，要用专用夹具来定位，以保证刀套节距一致。③传动时要消除传动间隙，主要为反向间隙的消除。

六、综合分析题
1、答：
①采用前后支承形式，前端为三个滚动轴承，后端为两个滚动轴承。该配置适用于高速、轻载和精密的数控车床主轴。
②主轴采用角接触球轴承；前支承三个一组，前面两个大口朝外（右），后一个大口朝里（左），主要承受径向和轴向载荷；后支承两个一组，小口相对，主要承受径向载荷。
③图示
④作用是发出检测脉冲信号，使主轴的旋转运动与进给运动相协调，以满足加工各种螺纹的需求，并保证车削螺纹多次走刀时不乱扣和车多头螺纹时的分度准确。

2、答：
①左支承采用两个D46306型为一组的角接触球轴承；大口向外，背靠背安装；主要承受径向和双向轴向载荷。
②右支承采用一个D60305型向心球轴承；仅承受径向载荷。
③⑤NCH4005—3×2/J左—1000×1200表示内循环齿差调隙式的双螺母滚珠丝杠副，名义直径为40 mm，螺距为5 mm，一个螺母工作滚珠3圈，双列，J级精度，左旋，丝杠螺纹长度为1000 mm，丝杠总长度1200mm。

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