数控机床结构与装调工艺

1、选择题：1、数控机床按照控制的运动轨迹分类有点位控制，直线控制和（轮廓控制）三类。2.数控机床按开环系统对运动部件的实际位移不进行检测，因此不能进行（轮廓控制）矫正。3.数控机床的位置检测装置主要指标包括：检测元件的分辨率，测量精度和（运动速度）。4、在轮廓加工中，为了编程方便，通常数控机床应该具有刀具长度补偿和（刀具半径补偿）。5、在选择刀具的退刀路线时，刀具的切入或切出应沿零件的（轮廓切向）以保证轮廓光滑。6、数控车床一般由机械部分，电气部分和（液压部分）组成。7、数控车床中执行自动运行的前提条件是，坐标轴已回参考点，零件加工程序已经载入（必要的补偿数据已经输入）。11、卧式加工中心主轴的

2、轴线为（水平设置）。12、立式加工中心主轴的轴线为（垂直设置）。13、ATC代表（自动刀具补偿）。14、加工中心辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分，这些装置对（加工起着保障作用）。15、调整构件的质量可能改变系统的（自振频率）。16、增加阻尼可以改善机床的阻尼特性，提高（动刚度）。17、通过改善机床结构，使结构的热变形发生在（非误差敏感方向上）。18.闭环控制系统中如果（伺服刚度的匹配不恰当）则整个系统稳定性较差，可能会产生振荡，加工无法进行。19、刀库有多种形式，加工中心带用的有盘式、（链式）两种刀库。21、硬质合金可转位面铣刀已标准化，齿数分为粗齿，细齿和密齿，

3、粗铣钢件时应采用（粗齿铣刀）。22、硬质合金可转位面铣刀的齿数分为粗齿细齿和密齿，平稳条件下的铣削加工应采用（细齿铣刀）。23、硬质合金可转位面铣刀的齿数分为粗齿、细齿和密齿薄壁铸件的加工应采用（密齿铣刀）。24、用于加工凹槽，台阶面和成形面的刀具是（立铣刀）。25、开机时为了使机床达到热平衡状态需空运转（15min以上）。26、单段试切时，快速倍率开关必须打到（最低档）。27、数控机床出现的大部分故障都是通过（PLC装置）检查出来的。28、利用数控系统自诊断功能中的启动诊断，可以测出系统大部分（硬件故障）。29、按参数的表示形式来划分，数控机床的参数分为（三类）。30、数控机床主轴部件是影响

4、机床加工精度的主要部件，它的（回转 精度）影响工件的加工精度。31、通过预紧可以消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙和提高轴向刚度，通常预紧力应为最大轴向负载（1/4）。32、静压导轨的摩擦系数约为（0.05）。33、根据机械工业部标准JB316221991的规定滚珠丝副的精度分为（7）。多选题：1、数控机床是由程序存储介质及其输入输出装置、（ABCD）A、数控装置 B、伺服驱动系统 C、位置检测装置及辅助装置 D、机床的机械部件2、插补功能直接影响数控系统的（AC）A、精度 C、速度3、数控机床对伺服系统的要求，主要包括（BCD）B、稳定性 C、快速性 D、精度5、数控机床的机械故障主要包括（ABC

5、）A、机械部件 B、润滑和冷却故障 C、液压和气体防护故障6、数控机床的电气故障主要包括（AB）A、弱点故障 B、强点故障7、数控铣床加工中零件加工阶段一般划分为（ABCD）A、粗加工阶段 B、半精加工阶段C、精加工阶段 D、光整加工阶段9、MC指：（B） B、加工中心10、加工中心根据主轴结构特征分类，可分类（ABCD）A、单轴加工中心 B、双轴加工中心C、三轴加工中心 D、可换主轴箱的加工中心11、加工中心按工作台种类分类，可分为（ABC）A单工作台加工中心 B双工作台加工中心C多工作台加工中心12、加工中心基础部件必须具有（ABD）A、足够的刚度 B、较高的固有频率C D、较大的阻尼13

6、、加工中心主轴部件要具有（ABC）A、更高的回转精度 B、更高的结构刚性和抗振性 C、更高的转速14、加工中心进给机构的要求有（ACD）A、运动精度 C、运动稳定性D、快速相应能力15、数控回转工作台的主要功能有（BC）B、工作台作圆周方向进给运动 C、工作台进给分度运动16、数控机床分度工作台的主要功能有（C）A BC、回转工件到指定角度 D17、在机床结束操作时，关机顺序（A）A、先关系统后关机床18、加工中心对刀具的基本要求（ABC）A高刚度、高强度 B、高耐用度 C、高的刀具精度19、数控机床电器故障包括（CD）C、强电故障 D、弱电故障20、利用数控系统自诊断功能，在CRT上会显示（

7、AB）A 、诊断编号和内容 B、系统与主机之间接口信号的状态21、数字式位置检测装置有（ABCD）A、脉冲编码器 B、编码盘C、圆光栅 D、激光干涉仪填空题：1、数控机床开环系统对运动部件的实际位移不进行检测，因此不能 进行(运动误差) 校正。2闭环系统中机床的工作精度主要取决于（位置检测装置）精度，而不取决于传动系统的精度。3.数控机床的伺服系统包括主轴伺服驱动系统和（进给伺服驱动系 统）两部分。4、现在的数控系统多采用直线过渡，直接求出刀具中心轨迹交点的方法，成为（刀具半径补偿法）。5、对于立铣刀，端铣刀和钻头而言，刀位点指（它们底面的中心）。6、对于球头铣刀，刀位点指（球头球心）。7、对

8、于车刀和镗刀，“刀位点”指（他们的刀尖）。8、一般来说，数控机床采用滚珠丝杆，运动的间隙很小，因此采用（顺铣）。9、当机床开始接通电源，或机床在停电后再次接通数控系统的电源，或机床在急停信号或超程报警信号后恢复工作时，操作者必须进行（返回机床参考点的操作）。10、数控机床的使用寿命可分为三阶段：初始使用期，（相对稳定运行期），寿命终了期。11、数控机床的可靠性指标有（平均无故障时间、平均故障排除时间、和有效度）。12、可转位面铣刀的粗齿，细齿和密齿三种。粗齿铣刀容屑空间较大，常用于粗铣钢件，粗铣带断续表面的铸件和在平稳条件下铣削钢件时，可选用细齿铣刀。密齿铣刀的每齿进给量较小，主要用于加工（薄

9、壁铸件）。13、数控铣床立铣刀选择时，刀具半径R应小于零件（内轮廓面的最小曲率半径P）。14、在数控铣床上钻孔，钻孔深度为直径的5倍尺寸时的深孔加工容易折断钻头，应采用（固定循环程序）。多次自动进退，以利于冷却和排屑。15、加工中心中自动换刀装置的换刀过程由（选刀）和换刀两部分组成。16、加工中心中选刀方式常用有（顺序选刀方式）和任选方式两种。17、数控机床回转工作台主要两种：数控进给回转工作台和(分度回转工作台)。18、加工中心所用刀具按其结构形式可分为整体式和（镶齿式）。19.在铣削类刀具中，（平面铣刀（或者盘铣刀）适合于大面积的平面类零件的加工。20、在铣削类刀具中端铣刀（圆柱铣刀、立铣

10、刀）及适合于平面加工，也可以加工侧面。21、在铣削类刀具中，球头铣刀和成型刀具适合于 （曲面类零件） 的加工。22、浅孔钻用于在实体工件上打孔，一般工的长径比在（4：1）以内。23、孔加工的常用方法：钻孔、扩孔、绞孔、镗孔等。加工中心和数控铣床多了一种方法即（整圆铣孔）。24、用于凹槽，台阶面和成形面的刀具是（铣刀）。25、CNC系统自诊断应用主要有三种方式，即启动诊断、(在线诊断)和离线诊断。26、在数控机床与PLC的信息交换中，机床侧的开关量信号通过（I/O单元接口）输入至PLC中。27、在数控机床与PLC的信息交换中,PLC控制机床的信号通过（PLC的开关输出接口）送到机床侧。28、有些

11、故障可在屏幕上直接显示出报警原因，有些虽然屏幕上有报警信息，但并没有直接反映出报警的原因，还有些故障不产生报警信息，只是有些动作不执行，遇到后两种情况（跟踪PLC梯形图的运行）是确诊故障的很有效的方法。29、对于机床进给运动中滚珠丝杠间隙的调整为了保证反向传动精度和轴向刚度必须 （消除轴向间隙）。30、数控机床常用的刀架运动装备有：（四方转塔刀架、机械手链式刀架、转塔式刀架）。31、各类信号接地要求包括：系统信号、直流信号、(数字信号和模拟信号)。32、滚珠丝杠螺母副间隙调整方式：(垫片式、螺纹式、齿差式) 。名词解释：1、插补。答：插补是在每个插补周期内，根据CNC指令，进给速度计算出一个微

12、小直线段的数据，刀具沿着微小直线段运动，经过十个插补周期后，刀具从起点运动到终点，完成这段轮廓的加工。3、加工中心主轴回转精度的静态检测。答：静态检测是指在低速或者手动转动主轴的情况下，检验主轴部件各个定位面及工作表面的跳动量。4、加工中心主轴回旋精度的动态检测。答：动态检验则需使用一定的仪器在机床主轴额定转速下，采用非接触的检测方法检验主轴的回转精度。5、工件的装夹。答：在机床上对工件进行加工时，为了保证加工表面相对其它表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在机床上占有准确的位置并在加工过程中能承受各种力的作用而始终保持一准确位置不变，前者称力工件的定位，后者称为工件的夹紧，这一整个过程统称为

13、工件的装夹。简答题：1、数控机床的工作原理？答：数控机床加工零件时，根据所输入的数控程序，由数控装置控制机床执行机构的各种动作（包括机床运动的变速，启停，进给运动的方向，速度和位移，以及其他刀具选择交换，工件夹紧松开和冷却润滑液的开、关等动作）使刀具与弓箭及其他辅件装置严格地按照数控程序规定的顺序路径和参数进行工作，从而加工出满足给定技术的零件。2、数控机床的特点？答：（1）具有高度柔性，适于多品种，单件小批零件加工。 （2）加工精度高，多轴联动可以实现复杂轮廓的插补运动。（3）具有较高的加工生产效率。（4）减轻劳动强度，改善劳动条件。（5）有利于实现机械加工的现代化管理3.试述增量式光电脉冲

14、编码器的工作原理？答：增量式光电式脉冲编码器是在玻璃圆盘的边缘上刻有间隔相等的光缝隙；其正反两面分别装有光源和光敏元件。当玻璃圆盘旋转时，光敏元件将明暗变化的光信号转变成脉冲信号。因此，增量式光电式脉冲编码器输出的脉冲数与转动的角位移成正比，但是增量式光电式脉冲编码器不能检测出运动轴的绝对位置。4、数控机床由哪几部分组成？数控机床有哪些特点？按照加工方式可分哪几类试举例说明？答：数控机床由主机、数控装置、驱动装置，辅助装置等几部分组成。数控机床加工特点：（1）自动化程度高，可以减轻工人的劳动强度( 2 )加工精度高，加工质量稳定可靠，重复性好。（3）加工生产率高（4）对零件加工的适应性强，灵活

15、性好，能加工形状复杂的零件（5）有利于生产管理的现代化按照加工方式可分成：（1）金属切削类。数控车床、铣床、钻床、镗床、磨床、齿车加工机床和加工中心等（2）金属成型类。数控折磨机、冲床、旋压机、切管机等。（3）特种加工类。数控线切割机、电火花加工机床、激光切割机和加速成型机等。（4）其他类。数控火焰切割机床、数控极光热处理机床、三坐标测量机等。5、数控车床的特点：答：数控车床较普通车床有如下特点：（1）能完成复杂型面轴类、套类、盘类的零件加工。（2）可以提高零件加工精度稳定产品质量，由于数控机床是按照预定的程序自动加工，加工过程不需要人工干预，而且加工精度还可以利用软件来进行校正和修补，因此可

16、以获得比机床本身精度还要高的加工精度及重复精度。(3)可以提高生产率，一般一台数控车床比一台普通车床可提高效率23倍。（4）大大减轻了工人的劳动强度，特别是加工螺纹时。（5）减少了在制品，从而加速了流动资金的周转。6.机床出现什么情况下需要进行返回参考点操作？答：在机床出现在下列情况时必须进行返回参考点的操作开始工作前机床电源接通机床停电后再次接通数控系统机床在急停后或超程报警新号接解除之后恢复工作。7、加工中心的基本组成？答：（1）基础部分，由床身，立柱，横梁和工作台，底座等部件组成。（2）主轴部件，由主轴箱，株洲电动机，主轴和主轴轴承等零件组成。（3）进给机构，由进给伺服电动机，机械传动装

17、置和位移测量元件等组成。（4）数控系统（CNC）加工中心的数控部分是由CNC装置，可编程控制器，伺服驱动装置以及操作面板等组成。 （5）自动换刀系统（ATC）自动换刀装置ATC，由刀库，机械手和驱动机构等部件组成 （6）辅助装置，包括润滑，冷却，排屑防护，液压，气动和检测系统等部分 （7）自动托盘更换系统，有的加工中心为进一步缩短非切削时间，配有两个自动交换工作托盘，一个安装在工作台上进行加工，另一个则位于工作台外进行装卸工作8.CNC系统，系统PMC及机床的信号关系（1）机床侧至PLC 机床侧的信号通过I/O单元接口输入到PLC，输入的地址由PLC程序编制人员自行定义，当然要根据相关规范确定

18、。（2）PLC至机床侧 根据机床的配置以及所需要完成的控制功能，PLC将控制信号输送至机床侧，输出信号的地址也是由程序编制人员自行定义。（3）PLC至CNC PLC至CNC的信号地址和含义由系统厂商定义完成，程序编制人员能根据厂商的定义而不能够增减，删除改变。（4）CNC至PLC CNC传送至PLC的信号可由CNC直接送至PLC的寄存器中，所有CNC送至PLC的信号含义和地址均由系统厂商定义。9.简述PMC在数控机床的控制功能？答：数控机床分为“NC侧”和“MT侧”（即机床侧）两大部分，“NC侧”包括CNC系统的硬件和软件，与CNC系统连接的外围设备如显示器，MDI面板等。“MT侧”则包括机床

19、机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置、机床操作面板、继电器线路、机床强度电线路等。PMC处于NC与MT之间，对NC和MT的输入、输出信号进行处理。 10.主传动变速有哪集中方法？各有和特点，应用于何处？答：1.无级变速，数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速2.分段无级变速，为了确保数控机床主轴低速时有效大的转矩和主轴的变速范围尽可能打，有的数控机床在交流或只留电动机无极变速的基础上配以齿轮变速，使上成为分段无级 变速3、液压拨叉变速机构，在带有齿轮传动的主传动系统中，齿轮的换挡主要靠液压拨叉来完成。4、电磁离合器变速，电磁离合器用于数控机床的主传动时，能简化变

20、速机构，通过若干个安装在个传动轴上的离合器的吸合和分离的不同组合来改变离轮的传动路线，实现主轴的变速。5.内装电动机主轴变速，这种主传动是电动机直接带动主轴旋转。11.主轴端部有哪些结构各有何特点？答：主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，在设计要求上，应能保证定位准确，安装可靠，连接牢固，装卸方便，并能传递足够的转矩，主轴端部的结构形状都已标准化，如图所示为普通机床和数控机床通用的几种结构形式。图7-2（a）为车床主轴端部，卡盘靠前段的短圆锥面和凸缘端面定位，用拨销传递转矩，卡盘装有双头螺栓，卡盘装于主轴端部是，螺栓从凸缘上孔中穿过，转动快卸卡板将数个螺栓同时栓住，再拧紧螺母将卡盘固牢在主轴

21、端部，主轴为空心，前端有莫氏锥度孔，用以安装顶尖或心轴。图7-2（b）为铣，镗类机床的主轴端部，铣刀或刀杆在前端724的锥孔内定位，由于不能自锁要用拉杆从主轴后端拉紧，而且由前端的端面键位传递转矩。图7-2（c）为外圆磨床砂轮主轴的端部；图7-2（d）位内圆磨床砂轮主轴端部；图7-2（e）为钻床于普通镗杆端部，刀杆或刀具由莫氏锥孔定位，用锥孔后端第一扁孔传递转矩，第二个扁孔用以拆卸刀具，但在数控镗床上要使用图7-2（b）的形式，图为7:24的锥孔没有自锁作用，便于自动换刀时拔出刀具；图7-2（f）所示为快换钻套。12.主轴轴承的配置形式有哪几种？各有何优缺点？答：在实际应用中，数控机床主轴轴承

22、常见的配置有下列3种形式。图7-4（a）所示的配置形式能使主轴获得较大的径向和轴向刚度，可以满足机床强力切削的要求，普通应用于各类数控机床的主轴，如数控车床，数控铣床，加工中心等。这种配置的后支配也可用圆柱滚子轴承。进一步提高后支承径向刚度。图7-4（b）所示的配置没有图7-4a所示的主轴刚度大，但这种配置提高了主轴的转速，适合主轴要求在较高转速下工作的数控机床。目前，这种配置形式在立式，卧式加工中心机床上得到广泛应用。满足了这类机床转速范围大，最高转速的要求。为提高这种形式配置的主轴刚度，前支承可以用四个或更多个的轴承相组配，后支承用两个轴承相组配。图7-4C所示的配置形式能使主轴承受较重载

23、荷（尤其是承受较强的动载荷），径向和轴向刚度高，安装和调整性好，但这种配置相对限制了主轴最高转速和精度，适用于中等精度，低速与重载的数控机床主轴。为提高主轴组件刚度，数控机床还常采用三支承主轴组件。尤其是前后轴承间跨距较大的数控机床。采用辅助支承可以有效地减少主轴弯曲变形。三支承主轴结构中，一个支承为辅助支承，辅助支承可以选为中间支承，也可以选为后支承。辅助支承在径向要保留必要的游隙，避免由于主轴安装轴承处轴径和箱体安装轴承处孔的制造误差（主要是同轴度误差）造成的干涉，辅助支承采用深沟球轴承。13、主轴轴承为什么要预紧？有哪些方法可以实现预紧答：轴承预紧，就是使轴承滚道预先承受一定的载荷，不仅

24、能消除间隙而且还使滚动体与滚道之间发生一定的变形，从而使接触面积增大，轴承受力时变形减少，抵抗变形的能力增大。因此，对主轴滚动轴承进行预紧和合理选择预紧量，可以提高主轴部件的旋转精度，刚度和抗震性，机床主轴部件在装配时要对轴承进行预紧。使用一段时间以后，间隙或过盈有了变化，还得重新调整，所以要求预紧结构便于进行调整，滚动轴承间隙的调整或预紧，通常是使轴承内外圆相对轴向移动来实现的。常用的方法有以下几种：（1）轴承内圆移动（2）修磨座圈或隔套14.主轴为何需要“准停”？如何实现“准停”？答：主轴准停功能又称主轴定向功能即当主轴由停止时空之其停于固定位置，这是自动换刀所以必须的功能。 主轴准停可分

25、为机械准停与电气准停。机械准停：断面螺旋凸轮准停装置.电气准停：磁传感器主轴准停，编码器型主轴准停；数控系统制准停。15、滚珠丝杠螺母副的循环方式有哪几种？为何要预紧，预紧的方法有哪些？答：循环方式有2钟：内循环和外循环。为了保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度，必须消除滚珠丝杠螺母副轴向间隙。消除间隙的方法常采用双螺母结构，利用两个螺母的相对轴向位移，使两上滚珠螺母中的滚珠分别贴紧在螺旋滚道的两个相反的侧面上。用这种方法预紧消除轴向间隙时，应注意预紧力不宜过大，预紧力过大会使空载力矩增加，从而降低传动效率，缩短使用寿命。对于滚珠杠螺母副，为保证传动精度及刚度，除消除传动间隙外，还要求预紧，预紧

26、力计算公式为Fv=1/3Fmax Fmax为轴向最大工作载荷双螺母消隙：a)垫片调隙式 b）螺纹调隙式 c）齿差调隙式单螺母消隙：a）单螺母变位螺距预加负荷 b）单螺母螺钉预紧16.滚珠丝杆支承的方式有哪些？各有什么特点？应用什么场合？答：常见安装形式有四种：（1）固定自由（GZ方式）仅在一端装可以承受双向载荷与径向载荷的推力角接触球轴或滚针推力圆柱滚子轴承，并进行轴向预紧。另一端完全自由，不做支承，这种支承方式结构简单，淡承载能力较小，适于低转速、中精度；丝杠长度，行程不长的短轴向丝杠。（2）固定支承方式（G-J方式）丝杠一端固定，另一端支承，固定端同时承受轴向力和径向力，支承端只承受径向力

27、。而且能作微量的轴向浮动，可以减少或避免因丝杆自重而出现的弯曲，同时丝杆热变形可以自动地向一端伸长。适用与中等转速、高精度。（3）固定-固定双推方式（G-G方式），丝杠两端均固定，在西段都安装承受双向载荷与径向载荷的推力角球轴承或滚针推力圆柱滚子轴承，并进行预紧，提高丝杠支撑刚度，可以部分补偿丝杠的热变形，适用于高转速，高精度。（4）两端支承方式（J-J方式），丝杠两端均为支承式简单，但由于支承端只承受径向力，丝杆热变形后伸长，将影响加工精度，只适用于中等转速，中精度的场合。17.导轨滑块副的分类有哪些，各有什么特点答导轨副按接触面的摩擦性质可以分为滑动导轨、静压导轨和滚动导轨。1滑动导轨滑动导轨分为金属对金属的一般类型的导轨和金属对塑料导轨两类，金属对金属形式。静摩擦系数大动摩擦系数随速度变化而变化。在低速时易产生爬行现象。而相对一般导轨，塑料导轨具有塑料化学成分稳定，摩擦系数小，耐磨性好，耐磨蚀性强，吸振性好，比重小，加工成形简单，能在任何液体或无润滑条件下工作等特点，在数控机床中得到了应用，塑料轨迹有聚四氯乙烯导轨软带和环氧性耐磨导轨涂层两种，在使用中，前者用粘贴的方法，因此习惯上称为“贴塑轨迹”。后者涂层导轨采用涂刮或注入膏状塑料的方法，习惯称为“注塑导轨”，塑料导轨的缺点是耐热性差，导热率低，热膨胀系数比金属大，在外