习题册(数控机床系统结构)答案

1、第一章第一节 数控机床的产生和发展第二节 数控机床的特点和应用范围一、填空题1、第一代 数控机床 产生于 1952 年 美国 国麻省理工学院研究出一套试验性的数字数控系统，并把它安装在 立式铣床 上。2、我国是 1958 年开始研究数控技术的。3、机械加工的目标是 高速、高效。高精度 。4、在数控机床上加工工件，工件的加工精度主要取决于 机床精度 、 插补精度 、 编程 伺服精度。5、 最早的数控机床伺服系统执行机构采用 液压转矩放大器 。 二、选择题1、第一代数控机床产生于（ B ）年。 A、1951 B、1952 C、19542、第三代数控机床产生于（ C ）年，研制出了小规模集成电路。

2、A、1951 B、1952 C、19603、经济型数控机床一般都采用（ A ）数控系统。A、开环 B、闭环 C、半闭环4、（ C ）数控机床产生于1960年，研制出了 小规模集成电路。A、第一代 B、第二代 C、第三代 D、第四代三、判断题1、第三代数控机床产生于1960年，研制出了小规模集成电路。 （1 ）2、点位控制系统控制刀具或机床工作台，从一点准确地移动到另一点，也控制点与点之间运动的轨迹。 （ 2 ）3、第四代数控机床的标志是小型计算机。 （ 1 ）四、简答题1、简述数控机床发展的六个时代及标志。1952电子管时代；1956晶体管时代；1960小规模集成电路；1970由计算机作控制单

3、元的数控系统；1974以微处理器为核心的数控系统；1990柔性制造单元2、数控机床的特点是什么？适应性强；能实现复杂的运动；加工精度高；生产效率高；能减轻劳动强度，改善劳动环境，有利于科学的生产管理3、简述数控机床的应用范围。1）多品种小批量生产的零件。 2）形状结构比较复杂的零件。 3）需要频繁改型的零件。 4）价格昂贵，不允许报废的关键零件。 5）需要最短周期制作的急需零件。 6）批量较大精度要求很高的零件。第二节 数控机床的分类一、填空题1、按控制方式划分，数控机床可分为 开环 、 半闭环 和 闭环 三类。其中 开环 中没有检测反馈装置，控制精度较低。2、按数控系统的功能水平分数控机床分

4、为 高 、 中 、 低 三类。3、按工艺用途分为 金属切削数控机床 、 金属成形数控机床 、 特种加工及其他类型数控机床 三类。二、选择题1、（ B ）是指数控系统不仅控制刀具或机床工作台从一个点准确地移动到另一个点，而且保证在两点之间的运动轨迹是一条直线的控制系统。 A、点位控制系统 B、点位直线控制系统 C、轮廓控制系统2、经济型数控机床一般都采用（ A ）数控系统。A、开环 B、闭环 C、半闭环3、（ A ）是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置。 A、全闭环控制系统 B、半闭环控制系统 C、开环控制系统 三、判断题1、开环控制系统的数控机床加工精度高。（ 2 ）2、全闭环的控制

5、系统的数控机床工作稳定好。（ 2 ）四、名词解释1、轮廓控制系统数控系统能够对两个及两个以上的坐标轴同时进行严格连续控制的系统2、点位控制系统数控系统只控制刀具或工作台从一点准确的移动到另一点，而两点之间运动的轨迹不需要严格控制3、点位直线控制系统数控系统不仅要控制刀具或工作台从一点准确的移动到另一点，而且还要保证两点之间的轨迹是一条直线五、简答题1、按控制方式分数控机床有哪种？简述各自特点。2、说明开环、半闭环、全闭环控制系统的区别？第二章 数控机床典型装置第一节 数控机床主传动系统一、填空题1、主传动系统变速方式中， 一级带传动变速方式 适用于低转矩特性要求的主轴。2、数控铣床主轴轴承配置

6、的主要形式中， 前后支撑采用多个高精度向心推力球轴承 适用于高速轻载和精密数控机床， 前后支撑采用单列和双列圆锥滚子轴承 适用于中等精度、低速、重载数控机床。3、在采用调速电动机的主传动无级变速系统中，主轴的正、反启动-停止制动是 直接控制电动机 来实现的。齿轮有级变速则采用 液压拨叉 或电磁离合器实现。4、高速主轴单元的类型主要有 电主轴 和气动主轴。气动主轴目前的研究主要是应用于 精密加工 。5、高速主轴主要采用的润滑冷却方式有 油气润滑 、 喷注润滑 。6、目前，高速主轴支承用的高速轴承有 接触式 和非接触式轴承两大类。用于支承高速主轴的非接触轴承有 空气轴承 ，液体动、静压轴承和 磁悬

7、浮轴承 。二、判断题1、前后支承采用单列和双列圆锥滚子轴承适用于中等精度、低速、重载数控机床。 （ 1）2、生产中，数控机床不需要在整个变速范围内均为恒功率（ 1 ）3、调速电动机直接驱动方式结构紧凑，占用空间大，转换频率高。 （ 1 ） 三、选择题1、（A ）的主轴轴承配置普遍应用于各种数控机床，其综合刚度高，可满足强力切削的要求。A、前、后支承采用不同轴承 B、前支承采用多个高精度向心推力球轴承 C、前、后支承采用单列和双列圆锥滚子轴承2、高速电主轴的轴承的定位元件与主轴不宜采用（A）连接A、螺纹 B、键 C、可拆的阶梯过盈四、解释：内装式电主轴把电动机转子与主轴组成一体，即将无壳电动机的

8、空心转子用压配合的形式直接装在机床主轴上，带有冷却套的定子则安装在主轴单元的壳体中，形成内装式电动机五、简答题1、数控机床主传动系统有哪几种变速方式？说出适用场合二级以上齿轮变速系统：大中型机床较长采用；一级带传动变速方式：适用于低转矩特性要求的主轴；调速电动机直接驱动：同于变速范围不大的高速主轴2、主轴的支承形式有哪几种？说出适用场合？前后支撑采用不同轴承：综合刚度高，可满足强力切削要求；前后支撑多个高精度向心推力球轴承：承载能力较小，适用于高速轻载和精密数控机床；前后支撑采用单列和双列圆锥滚子轴承：中等精度，低速、重载数控机床第二节 数控机床的伺服进给系统一、填空题1、滚珠丝杠螺母副是 回

9、转运动 与 直线运动 相互转换的新型传动装置。2、数控机床进给伺服系统由 伺服驱动电路 、 伺服驱动装置 、 机械传动机构 和 执行机构 组成。3、减小或消除传动齿轮间隙的方法有 刚性调整法 、 柔性调整法 。4、高速主轴单元的类型主要有 电主轴 和气动主轴。气动主轴目前的研究主要是应用于 精密加工 。5、直线电动机可以分为 直流直线电动机 、 步进直线电动机 和 交流直线电动机 三大类。二、判断题1、并联机床采用工件固定而由6驱动杆带动电主轴相对于工件作进给运动。 （ ）2、伺服系统必须保证机床的定位精度和加工精度。 （1 ）3、滚珠循环中，内循环靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道。 （ 1

10、）4、直线电动机是指可以直接产生直线运动的电动机，不能作为进给驱动系统。 （ ）5、滚珠丝杠螺母副的预紧力越大越好。 （ 2 ） 三、选择题1、（ A ）的特点是径向尺寸紧凑，刚性好，因其返回滚道较短，摩擦损失小。缺点是反向器加工困难。 A、内循环 B、外循环 C、螺旋槽式2、滚珠丝杠的传动间隙是轴向间隙，常用的消除间隙方法是（ A ）。A、垫片调隙 B、双螺母 C、齿差调隙3、高速机床用直线电机一般采用（ A ）结构。A、短初级 B短次级四、名词解释1、外循环滚珠在在循环过程结束后，通过螺母外表面上的螺旋槽或插管返回丝杠间进入新循环2、内循环滚珠从螺旋滚道进入反向器，借助反向器迫使滚珠越过丝

11、杠牙顶进入相邻滚道，实现循环3、滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相互转换的一种新型传动装置五、简答题1、减小或消除齿轮传动间隙有哪几种方法？各有什么特点？刚性调整法：结构比较简单，且有良好的传动间隙；柔性调整法：结构复杂，轴向尺寸大，传动刚度低，传动平稳性差2、消除滚珠丝杠螺母副传动间隙有哪几种方法？各有什么特点？垫片式：结构简单，刚性好，装卸方便、可靠，调整精度不高，仅适用于一般精度的数控机床；齿差调整式：结构复杂，尺寸较大，调整方便，预紧可靠，不会松动，适用于高精度传动；螺纹调隙式：结构简单，调整方便，但调整精度差第三、四节 数控机床的导轨与排屑装置一、填空题1、导向精度是指机床的动导轨

12、沿支承导轨运动的 直线度 或 圆度 。2、数控机床常用的自动排屑装置有 平面链式排屑装置 、 刮板式排屑装置 、 螺旋式排屑装置 和 磁性排屑装置 四种。3、排屑装置的作用是将切屑从 加工区域 排除数控机床之外。4、数控机床导轨按摩擦性质的不同可分为 滑动导轨 、 滚动导轨 和 静压导轨 。5、排屑装置的安装位置一般尽可能靠近 刀具切削区域 。二、判断题1、数控机床导轨的精度保持性是指导轨能否长期保持原始精度。 （1 ）2、数控车床导轨镶条用于调整滑板与床身导轨的间隙。 （ 1 ）3、塑料涂层导轨主要用在大型和重型机床上。 （1 ）4、滚珠导轨适用于导轨尺寸受限制的机床上（ 2 ）5、静压导轨

13、分为开式和闭式两种。 （ 1 ） 三、选择题1、（ A ）导轨适用于运动的工作部件质量不大和切削力不大的数控机床。 A、滚珠 B、滚柱 C、滚针2、（ B ）导轨是将具有一定压力的油液，经节流器输送到导轨面上的油腔中，形成承载油膜，将相互接触的导轨表面隔开，实现液体摩擦。 A、滑动 B、静压 C、滚动 四、简答题1、导轨按接触面的摩擦性质有哪几种？滑动导轨；静压导轨；滚动导轨2、常用的排屑装置有哪几种？平面链式；刮板式；螺旋式；磁性排屑器第五节 数控机床位置检测装置第六节 数控系统一、填空题1、脉冲编码器分为 光电式 、 接触式 和 电磁感应式 三种。2、位移检测系统能够测量的最小位移量称为

14、分辨率 。3、旋转变压器分为 有刷式 和 无刷式 。4、感应同步器按结构可分为直线感应同步器和 圆形 感应同步器。5、在数控机床上常用的位置检测装置有 脉冲编码器 、 光栅位置检测装置 、 磁栅位置检测装置 、 旋转变压器 、 感应同步器 和 激光干涉检测仪 。二、判断题1、双频激光干涉仪是利用光的干涉原理和多普勒效应来进行位置检测的。（1 ）2、直线感应同步器由定尺和滑尺两部分组成。 （ 1 ）3、增量测量方式的缺点是一旦计数有误，此后结果全错。 （1 ）4、磁栅检测装置有磁性标尺、实磁磁头和磁尺三部分组成（ 2 ）5、计算机数控系统由硬件和软件共同完成数控任务。 （ 1 ） 三、选择题1、

15、数控机床的核心是（B ）。 A、伺服系统 B、数控装置 C、反馈系统 D、传动系统2、（ A ）是一种常用的角位移传感器 A、脉冲编码器 B、长光栅 C、直线感应同步器四、名词解释1、脉冲编码器2、数控机床五、简答题1、常用的位置检测装置有哪几种？2、数控系统有哪几部分组成的？输入/输出装置，数控装置，驱动控制装置，机床本体第三章 数控车床第一至四节一、填空1、数控车床的刀架分为 排式刀架 刀架和 回转式刀架 刀架两大类。2、 伺服单元、驱动装置和检测装置 的作用是保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令。3、数控卧式车床主轴箱布置在车床的 左端 ，用于传动力并支承主轴部件；尾座布置在车床的 右端

16、，用于支承工件或安装刀具。4、床身和导轨的布局形式有 水平床身配置水平滑板 、 倾斜床身配置倾斜滑板 、 水平床身配置倾斜滑板 、 直立床身配置直立滑板 。5、按数控系统的不同控制方式，数控车床分 开环 、 半闭环 、 闭环 。二、判断题1、斜床身配置斜滑板用于大型数控车床或小型精密数控车床。22、输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互的装置。13、数控车床换刀时，需要刀架作回转分度运动，刀架回转的角度取决于装刀数目。14、四方刀架适用于盘类零件加工。25、车削中心的功能全面，加工质量和速度不高，但价格也较贵。26、螺旋升降式四方刀架的换刀过程为：刀架抬起转位。 （ 2 ）三、选择题1、（

17、 C ）易于安装机械手，实现单机自动化。A、水平床身配置水平滑板B、倾斜床身配置倾斜滑板C、水平床身配置倾斜滑板2、大型或小型精密数控车床多采用（ A ）。A、水平床身配置水平滑板 B、倾斜床身配置倾斜滑板 C、水平床身配置倾斜滑板 3、主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。AA、立式数控车床 B、卧式数控车床 4、（ A ）通常只使用于工序较少，精度要求不太高的机床A、转塔头式换刀装置 B、带刀库的自动换刀装置 5、数控车床的六角回转刀架适用于加工（ B ）。 A、轴类零件 B、盘类零件 C、板类零件四、简答题1、数控车床一般由哪几部分组成的？操作面板，输入输出设备，CNC

18、装置，伺服单元、驱动装置和测量装置，PLC、机床I/O电路和装置，机床主机2、按数控系统的功能水平数控车床分哪几类？经济型数控车床，标准型数控机床，车削中心，FMC车床五、工作原理题1、简述四方刀架的换刀过程。2、简述六角刀架的换刀过程。第五节 MJ-50数控车床一、填空1、MJ50数控车床Z轴进给传动中，电动机轴与同步带轮的连接方式是 锥环无键连接 。2、在数控车床的回转刀架装置中，采用了 平板共轭分度凸轮机构 ，该机构将液压马达的连续回转运动转换成刀盘的 分度运动 。3、MJ50数控车床采用卧式回转刀架。该回转刀架的夹紧与松开、刀盘的转位均由 液压系统 驱动、 PLC顺序 控制来实现。二、

19、判断题1、 MJ-50数控车床回转刀架的自身重力使其下滑，依靠滚珠丝杠和螺母自锁阻止其下滑。22、数控车床导轨镶条用于调整滑板与床身导轨的间隙。1 三、看图回答问题1、简述卧式回转刀架的换刀过程。2、看图回答问题1）滚珠丝杠的支承形式2）电动机轴与同步带轮的连接方式 锥环无键连接 3、看图回答问题1）滚珠丝杠的支承形式2）电动机轴与同步带轮的连接方式第四章 数控铣床第一至四节一、填空题1、按主轴的布局形式,数控铣床分 立式数控车床 、 卧式数控车床 和 立卧两用式数控车床 三大类。2、数控铣床由 控制介质 、 输入装置 、 数控装置 、 驱动装置和检测装置 辅助控制装置 、和机床本体组成。3、

20、数控铣床主轴装卸刀过程 刀夹松开 、 清除切屑和赃物 、 加紧刀夹 。4、主轴准停装置分 机械准停控制 和 电气准停装置 。 电气 准停装置是利用磁力传感器检测定向。5、高速数控机床，立式数控铣床采用 固定门式 立柱的布局形式；卧式数控铣床采用 内外双框架 布局形式。二、选择题1、（ A ）数控铣床主轴和工作台垂直，主要用于加工水平面内的形面。 A、立式 B、卧式 C、立卧两用2、一般来说，机床控制的（ B ）越多，机床的功能、加工范围及可选择的加工对象也越多。 A、刀具 B、坐标轴 3、（ A ）是数控机床的中枢。 A、数控装置 B、检测装置 C、驱动装置 D、输入装置4、（ C ）数控铣床

21、适合加工复杂的箱体类零件。 A、立式 B、卧式 C、立卧两用5、（ B ）立式数控铣床一般都采用工作台移动、升降及主轴转动方式。 A、中型 B、小型 C、大型三、判断题1、输入装置的作用是将控制介质上的数控代码传递并存入数控系统内。12、卧式铣床适合加工箱体类零件及在一次安装中改变工位的零件。13、立式铣床多为三坐标联动机床，即可以同时控制两个坐标轴运动。14、数控铣床主轴前端有7:24的锥孔，用于装夹工件2。5、机械准停装置比较准确可靠，但结构较复杂。16、现代的数控机床一般都采用机械主轴准停装置，利用磁力传感器检测定向。2 四、简答题1、数控铣床是有哪几部分组成的控制介质，输入装置，数控装

22、置，驱动和检测装置，辅助控制装置，机床本体2、数控铣床按主轴的布局形式分哪几类？立式，卧式，立卧两用式3、数控铣床主要加工哪些类型的零件？4、简述数控铣床主轴装卸刀过程。第五至八节一、填空题1、数控铣床的 电控系统 是整台机床的控制核心。2、数控铣床的润滑按其工作方法一般分为 分散润滑 和集中润滑两种。3、数控回转工作台的主要功能：一是实现工作台的 回转 运动；二是实现工作台 分度 运动。二、判断题1、分度工作台按其定位机构的不同分为定位销式和盘式两类。12、润滑系统按照润滑介质不同，分为油润滑和脂润滑两种.13、主轴传动中，齿轮和主轴轴承等零件由于转速较高、负载较大，温升剧烈，一般采用润滑脂

23、强制循环的方式。24、 XKA5750数控立式铣床工作台纵向传动机构的支承形式是两点支承15、定位销式分度工作台只能完成360任意分度运动，不能实现圆周进给。2三、简答题1、数控铣床回转工作台和分度工作台的功能是什么？回转工作台：一是能实现工作台的进给分度运动，二是能实现工作台圆周方向的进给运动；分度工作台：只能实现工作台的分度运动2、定位销式分度工作台工作过程分哪几步完成？送开锁紧装置并拔出定位销，工作台回转分度，工作台下降并锁紧3、切削液和润滑的作用有哪些？减小摩擦，减小磨损，降低温度，防止锈蚀，形成密封4、数控铣床的升降台自动平衡机构的作用一方面防止升降台因载重下落，另外还可平衡上升下降

24、时的驱动力第五章 加工中心第一至四节一、填空题1、加工中心和数控铣床有很多相似之处，但主要区别在于 增加刀库和自动换刀装置 ，是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床2、加工中心主要由基础部件、主轴组件 控制系统 、 伺服系统 、 自动换刀装置 自动托盘更换系统、辅助系等。3、自动换刀装置由 刀库 、 机械手 和驱动机构等部件组成。4、加工中心按加工范围可分为 车削 、 钻削 、 镗铣加工中心 、磨削加工中心和电火花加工中心等。5、虚轴机床的基本结构是 一个动平台 、 一个静平台 和6根长度可变的连杆。二、选择题1、（ B ）最适合箱体类工件的加工。A、立式加工中心 B、卧

25、式加工中心 C、龙门加工中心 D、复合加工中心2、在万能加工中心上，零件经过一次装夹后能完成（ C ）面的加工。 A、3 B、4 C、53、（ A ）的结构简单、占地面积小、价格低。A、立式加工中心 B、卧式加工中心 C、龙门加工中心 D、复合加工中心三、判断题1、无机械手的加工中心的换刀是通过主轴箱来实现的。 （1 ） 2、小型立式加工中心一般采用转塔刀库形式。 （1 ） 3、联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标轴。 （1 ） 4、刀库是存放加工过程所使用的部分刀具的装置。 （2 ） 5、加工中心和数控铣床有很多相似之处，但主要区别在于增加刀库和自动换刀装置，是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。 （ 1）四、简答题1、加工中心有哪些特点？工序高度集中，加工精度高，生产效率高，适应性强，经济效益好，劳动强度低、工作条件好，有利于生产管理的科学化2、加工中心按布局方式分哪几类？立式，卧式，龙门式，万能加工中心，虚轴加工中心第五至六节1、加工