数控机床作业

1、数控机床习题(第一章)一、填空题（1）数控机床一般由控制介质、伺服系统、数控系统、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。（5）控制介质是将零件加工信息传送到数控装置中去的信息载体，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。（6） 开环 控制数控机床的精度不高，但结构简单，易于调

2、整，工作可靠， 价格低廉；闭环控制数控机床的精度很高，但结构复杂，调试难度大，价格也较贵。二、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（ D ）（A）传动丝杠上 （B）伺服电动机轴上（C）数控装置上 （D）机

3、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（B ）（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（6）数控机床中，所有的控制信号都是从（ B ）发出的。（A）控制介质 （B）数控系统 （C）伺服系统 （D）机床本体三、 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

4、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。（）（6）用数显技术改造后的机床就是数控机床。（ × ）（7）点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。（ × ）（8）数控机床适用于单品种，大批量的生产。（ ）四、简答题1、简述数控机床的发展趋势。 高速度与高精度化 多功能化 智能化 高的可靠性2、简述数控机床各基本组成部分的作用。数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各类辅助装置组成。 控制介质：信息载体（磁盘、磁带等）控制介质是将零件加工信息传

5、送到数控装置中去的信息载体，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。数控系统：控制核心（主要由输入装置、 监视器、主控制系统、可编程控制器、各种输入输出接口组成）数控机床中，所有的控制信号都是从数控系统发出的。 伺服系统：电传动联系环节（主要有伺服电机、伺服驱动控制器组成）伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。 反馈装置：反馈环节（常用的反馈装置有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅和磁尺等）机床本体：结构实体辅助装置：ATC、APC等3、简要说明数控机床的主要工作过程。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。用规定的程序代码和

6、格式编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。程序的输入或输出将输入到数控单元的加工程序进行试运行、道具路径模拟等。通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件的加工。4、数控机床有哪些类型？按工艺用途分类金属切削类数控机床金属成型类数控机床数控特种加工机床其它类型的数控机床按功能水平分类高级型数控机床、普通型数控机床和经济型数控机床按伺服控制的方式进行分类开环控制的数控机床：特点：只有控制信息的前向通道，没有检测装置，不具有反馈环节。应用：一般在经济型数控机床和旧设备的简易数控改造中采用。 开环 控制数控机床的精度不高，但结构简单，易于调整，工作可靠

7、， 价格低廉；闭环控制的数控机床：特点：具有反馈环节，全闭环控制的数控机床的反馈装置安装在数控机床终端移动部件上。应用：主要是高精密的数控机床、加工中心等；半闭环控制的数控机床：特点：反馈装置安装在伺服电动机或丝杠端部。应用：大部分数控机床中采用。闭环控制数控机床的精度很高，但结构复杂，调试难度大，价格也较贵。混合控制数控系统：常用形式：开环补偿型和半闭环补偿型。数控机床第二次作业(第二章)一、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，

8、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润滑措施。（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）检测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

9、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（FMC） 。二、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(

10、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( A )。 (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三、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

11、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。（ × ）四、 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？高的静、动刚度及良好的抗振性能 良好的热稳定性 较高的灵敏度 高效化装置、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。带有变速

12、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。 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。 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。

13、但两个电机不能同时工作，也是一种浪费。 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。 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？滚珠丝杠螺母副的特点：摩擦损失小，传动效率高。灵敏度高，传动平稳，不易产生低速爬行现象，随动精度和定位精度高。磨损小，寿命长，精度保持性好

14、。给予适当预紧，可消除丝杠与螺母的螺纹间隙，进而反向可消除空程死区，从而提高反向传动精度和轴向刚度。运动具有可逆性，即能将旋转运动转换为直线运动，或将直线运动转换为旋转运动，因此不能自锁，丝杠立式使用时，应增加制动装置。制造工艺复杂，成本高。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。常用的双螺母丝杠消除间隙方法有：（1）双螺母垫片调隙式（2）双螺母齿差调隙式（3）双螺母螺纹调隙式

15、4、自动排屑装置有哪几种类型？各适合于什么场合？：（1）平板链式排屑装置；将屑通过链带提升实现液屑分离，这种装置能排除各种形状的切屑，适应性强，各类机床都能采用。（2）刮板式排屑装置；将屑通过链带提升，用带有刮板链板。这种装置常用于传送各种材料的短小切屑，排泄能力较强。（3）螺旋式排屑装置。用螺旋槽水平或小角度排屑。只适合沿水平或小角度的直线运动排屑。5、数控机床的工作台有哪些形式？各自的特点是什么？（1）工作台 应用:直线进给运动 （2）回转工作台应用：圆周进给运动。有回转工作台和分度工作台两种。（3）摆动工作台应用：摆动进给运动。四轴、五轴联动的加工中心的A轴、B轴的摆动仅给运动可以由摆动

16、工作台实现。（4）直接驱动的回转工作台组成：是伺服驱动电动机与回转工作台的集成。优点：减少传动环节、简化机床的结构等。6、数控机床的主传动方式由哪些？各有何特点？（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

17、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。7、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。加工中心的自动换刀装置及刀库类型 （1）转塔式换刀装置垂直转塔式；水平转塔式（2）刀库式换刀装置无机械手换刀方式；机械手换刀方式；机械手和刀具运送器。（3）成套更换方式换刀装

18、置更换转塔头；更换主轴箱；更换刀库。8、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。类型：（一）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。（二）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

19、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。9、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。数控机床习题解答第一部分 数控技术概论 一、单项选择题 1、世界上第一台数控机床是( C )年研制出来的A)1942 B)1948 C)1952 D)1958

20、2、下列关于数控机床组成的描述不正确的是( D )A)数控机床通常是由控制装置、数控系统、机床本体组成B)数控机床通常是由控制装置、数控装置、伺服系统、测量反馈装置、辅助控制装置和机床组成C)数控机床通常是由控制装置、数控系统、伺服系统、机床组成D)数控机床通常是由键盘、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床组成 3、闭环控制系统的反馈装置是装在( C )A)传动丝杠上 B)电机轴上 C)机床工作台上 D)装在减速器上 4、利用计算机辅助设计与制造技术，进行产品的设计和制造，可以提高产品质量，缩短产品研制周期。它又称为( C ) A)CD/CM B) CAD/COM C)CAD/CAM D)C

21、AD/CM 5、数控装置将所得到的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以( D )形式向伺服系统发出执行命令A)输入信号 B)位移信号 C)反馈信号 D)脉冲信号 6、开环伺服系统的主要特征是系统内( B )位置检测反馈装置 A)有 B)没有 C) 某一部分有 D)可能有 7、CNC系统中的PLC是( A )。 A)可编程序逻辑控制器 B)显示器 C)多微处理器 D)环形分配器 8、对于配有设计完善的位置伺服系统的数控机床，其定位精度和加工精度主要取决于( C )。A)机床机械结构的精度 B)驱动装置的精度 C)位置检测元器件的精度 D)计算机的运算速度 9、按照机床运动的控制轨迹分类，加工中

22、心属于( A ) A) 轮廓控制 B)直线控制 C)点位控制 D)远程控制 10、数控机床中把脉冲信号转换成机床移动部件运动的组成部分称为( C ) A)控制介质B)数控装置C)伺服系统D)机床本体 11、数控机床的联运轴数是指机床数控装置的( B )同时达到空间某一点的坐标数目A)主轴B)坐标轴C)工件D)电机 12、只要数控机床的伺服系统是开环的，一定没有( B )装置A)检测B)反馈C)I/O通道D)控制 二、填空题 1、NC机床的含义是数控机床，CNC机床的含义是( 计算机控制数控机床 )， FMS的含义是( 柔性制造系统 )， ( CIMS )的含义是计算机集成制造系统。 2、在数控

23、编程时，使用( 刀具补偿 )指令后，就可以按工件的轮廓尺寸进行编程，而不需按照刀具的中心线运动轨迹来编程。 3、圆弧插补时，通常把与时钟走向一致的圆弧叫( 顺圆 )，反之称为( 逆圆 )。 4、对步进电机施加一个电脉冲信号，步进电机就回转一个固定的角度，这个角度叫做( 步距角 )，电机的总角位移和输入脉冲的（ 数量）成正比，而电机的转速则正比于输入脉冲的( 频率 )。 5、伺服系统包括( 驱动装置 )和( 执行机构 )两大部分。6、数控机床每次接通上电后在运行前首先应做的是( 回参考点 )。 7、进给执行部件在低速进给时出现时快时慢，甚至停顿的现象，称为( 爬行 )。 8、由计算计直接进行多机

24、床控制的系统称为( 直接控制系统(或DNC) )。 9、轮廓控制数控机床，不仅可以完成点位及点位直线控制数控机床的加工功能，而且能够对( 两个及两个以上 )坐标轴进行插补，因而具有各种轮廓切削加工功能。 三、简答题 1、数控机床的工作原理是什么？答：数控机床加工零件，首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化，用规定的代码和程序格式编写加工程序；然后将所编程序指令输入到机床的数控装置中；再后数控装置将程序 (代码)进行译码、运算后，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动部件，控制所需要的辅助运动；最后加工出合格零件。2、数控机床的发展趋势是什么？答： 高速、高效、高精度、

25、高可靠性 模块化、智能化、柔性化、集成化 开放性 新一代数控加工工艺与装备 3、根据数控机床的性能特点决定了数控机床的应用范围。请说说最适合、比较适合和不适合数控加工的零件。答：(1) 最适合于数控加工的零件 批量小而又多次生产的零件几何形状复杂的零件 加工过程中必须进行多种加工的零件 必须严格控制公差的零件 工艺设计会变化的零件 需全部检验的零件 (2) 比较适合数控加工的零件 价格昂贵，毛坯获得困难，不允许报废的零件 切削余量大的零件 在通用机床上加工生产率低，劳动强度大，质量难控制的零件 用于改型比较、供性能或功能测试的零件 多品种、多规格、单件小批量生产的零件 (3) 不适合于数控加工

26、的零件 利用毛坯作为粗基准定位进行加工的零件 定位完全需人工找正的零件 必须用特定的工艺装备，依据样板、样件加工的零件 第二部分 数控加工编程基础 一、选择题 1、数控系统之所以能进行复杂的轮廓加工，是因为它具有( C )。A)位置检测功能 B)PLC功能 C)插补功能 D)自动控制 2、数控编程人员在数控编程和加工时使用的坐标系是( C )。A)右手直角笛卡尔坐标系 B)机床坐标系 C)工件坐标系 D)直角坐标系 3、在编制加工中心的程序时应正确选择( D )的位置，要避免刀具交换时与工件或夹具产生干涉。A)对刀点 B)工件原点 C)参考点 D)换刀点 4、( A )是指机床上一个固定不变的

27、极限点。A)机床原点B)工件原点C)换刀点D)对刀点 5、数控机床的旋转轴之一B轴是绕( B )直线轴旋转的轴。 A)X轴B)Y轴C)Z轴D)W轴 6、机床坐标系判定方法采用右手直角的笛卡尔坐标系。增大工件和刀具距离的方向是(B )。 A)负方向B)正方向C)任意方向D)条件不足不确定 7、下列哪项工作不属于数控编程的范畴(D )。 A)数值计算 B)键入程序、制作介质C)确定进给速度和走刀路线D)对刀、设定刀具参数 二、填空题 1、插补方法按输出驱动信号方式不同，可以分为( 脉冲增量插补 )和( 数据采样插补 )。 2、确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的( 引入长度 )和( 超越长度 )。 3

28、、标准中规定( 平行于机床主轴刀具的 )运动方向为Z坐标方向，+Z为刀具远离工件的方向。 4、标准中统一规定：+X表示( 刀具相对于工件的 )正向运动的指令。 5、编程时可将重复出现的程序编成( 子程序 )，使用时可以由( 主程序 )多次重复调用。 三、判断题 四、问答题 1、什么是刀具的半径补偿和刀具长度补偿？ 答： (1)因为刀具总有一定的刀具半径或刀尖的圆弧半径，所以在零件轮廓加工过程中刀位点运动轨迹并不是零件的实际轮廓，它们之间相差一个刀具半径，为了使刀位点的运动轨迹与实际轮廓重合，就必须偏移一个刀具半径，这种偏移称为刀具半径补偿。(2)刀具长度补偿，是为了使刀具顶端到达编程位置而进行

29、的刀具位置补偿。 一、填空题 1、 目前发展迅速的加工中心、柔性制造系统等都是在 ( 数控铣床) 的基础上产生、发展起来的。 2、 数控铣床主要用于加工平面和曲面轮廓的零件，还可以加工 ( 复杂型面) 的零件，如凸轮、样板、模具、螺旋槽等。同时也可以对零件进行钻、扩、铰、锪和镗孔加工。 3、 数控铣削机床的加工对象与数控机床的结构配置有很大关系。 ( 立式结构的) 铣床一般适应用于加工盘、套、板类零件，一次装夹后，可对上表面进行铣、钻、扩、镗、锪、攻螺纹等工序以及侧面的轮廓加工；( 卧式结构的) 铣床一般都带有回转工作台，一次装平后可完成除安装面和顶面以外的其余四个面的各种工序加工，

30、适宜于箱体类零件加工；( 万能式) 数控铣床，主轴可以旋转90°或工作台带着工件旋转90°，一次装夹后可以完成对工件五个表面的加工；( 龙门式铣床) 适用于大型零件的加工。 三、 选择填空 1、下列叙述中，除( B ) 外，均适于在数控铣床上进行加工。A) 轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的零件 B) 大批量生产的简单零件 C) 精度要求高的零件D) 小批量多品种的零件 四、问答题 思 考 与 练 习 题1、比较数控机床与普通机床加工的过程，有什么区别？ 答：（1）自动化程度高，具有很高的生产效率； （2）对加工对象的适应性强； （3）加工精度高，质量稳定； （4）易于建立与

31、计算机间的通信联络，容易实现群控。 3、说说NC与CNC的区别。 答：1)、CNC即计算机数控系统（Computerized Numerical Control）的缩写，它是在硬件数控（NC）系统的基础上发展起来的，由一台计算机完成早期NC机床数控装置的所有功能，并用存贮器实现了零件加工程序的存贮。 2）、新一代的CNC系统，大都是采用软件来实现数控系统的绝大部分功能。要增加或更新系统功能时，则只需要更换控制软件即可，因此CNC系统较之NC系统具有更好的通用性和灵活性。4、什么是插补？试由直线的逐点比较工作节拍说明其插补过程。 答：插补是在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定的算法

32、进行数据点的密化工作，以确定一些中间点。从而为轨迹控制的每一步提供逼近目标。逐点比较法是以四个象限区域判别为特征，每走一步都要将加工点的瞬时坐标与相应给定的图形上的点相比较，判别一下偏差，然后决定下一步的走向。如果加工点走到图形外面去了，那么下一步就要向图形里面走；如果加工点已在图形里面，则下一步就要向图形外面走，以缩小偏差，这样就能得到一个接近给定图形的轨迹，其最大偏差不超过一个脉冲当量（一个进给脉冲驱动下工作台所走过的距离）。7、数控加工机床按加工控制路线应分为哪几类？其控制过程有何不同？ 答：1）点位控制机床：只控制刀具从一点向另一点移动，而不管其中间行走轨迹的控制方式。在从点到点的移动

33、过程中，只作快速空程的定位运动，因此不能用于加工过程的控制。 2）直线控制机床：可控制刀具相对于工作台以适当的进给速度，沿着平行于某一坐标轴方向或与坐标轴成45°的斜线方向作直线轨迹的加工。 3）轮廓控制机床：，可控制刀具相对于工件作连续轨迹的运动，能加工任意斜率的直线，任意大小的圆弧，配以自动编程计算，可加工任意形状的曲线和曲面。8、数控加工机床按使用的进给伺服系统不同应分为哪几类？哪类的控制质量高，为什么？ 答：数控加工机床按使用的进给伺服系统不同应分为：开环伺服系统型、闭环伺服系统型和半闭环伺服系统型。 闭环伺服系统型控制质量高，因为其测量元件（直线感应同步器、长光栅等）装在工

34、作台上，可直接测出工作台的实际位置，且该系统将所有部分都包含在控制环之内，可消除机械系统引起的误差。23.刀具半径补偿的作用是什么？使用刀具半径补偿有哪几步，在什么移动指令下才能建立和取消刀具半径补偿功能？作用：利用刀具半径补偿功能可以按照零件的轨迹进行编程，可以省去计算刀具中心轨迹的坐标值的过程，加工时，只需要预先将刀具半径值输入NC系统中，便会自动计算出刀具的中心轨迹刀具半径补偿过程分：建立，执行，撤消在G00和G01移动指令下建立和撤消刀补24.进给伺服系统由哪几部分组成?各部分功能是什么? 进给伺服系统主要由以下几个部分组成：伺服驱动电路、伺服驱动装置（电机）、位置检测装置、机械传动机

35、构以及执行部件。进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号，由伺服驱动电路作一定的转换和放大后，经伺服驱动装置和机械传动机构，驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给。28. 为什么数控系统的联动轴数越多，则控制越复杂？联动轴数要求的插补计算越多、指令输出也越多、位置控制要求的动作越复杂等。29. 开环、闭环和半闭环系统，它们在结构形式、精度、成本和影响系统稳定因素方面，各有何特点？结构形式精度成本开环系统简单低低半闭环系统较复杂较高较高闭环系统复杂高高30. 被加工零件如图所示，本工序为精加工，铣刀直径为16 mm，进给速度100mm/min，主轴转速为400r/min，不考虑Z轴

36、运动，编程单位为mm，试编制该零件的加工程序。要求：(1) 从A点开始进入切削，刀具绕零件顺时针方向加工，加工完成后刀具回到起刀点；(2) 采用绝对坐标编程，指出零件上各段所对应的程序段号；(3) 程序中有相应的M指令、S指令和刀补指令。 G92 X-15 Y-15；N01 G90 G17 G00 G41 X0 Y0 M03 S400 D01 M08；N02 G01 X60 Y130 F100；N03 X120；N04 G02 X150 Y100 I0 J-30；N05 G01 Y50；N06 G03 X100 Y0 I50 J0；N07 G01 X0；N08 G00 G40 X-15 Y-1

37、5 M05 M09；N09 M02；名词解释：数字控制:（Numerical Control NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行编程控制的自动化方法。数控机床:（Numerical Control Machine Tools）是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。进给轴：数控机床的一个进给自由度。加工中心(MC)：带有自动换刀装置的数控机床。CNC：计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为控制核心的数字控制系统。DNC：直接数字控制系统是用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进

38、行零件加工或装配的系统。FMC：柔性制造单元是由加工中心与自动交换工件的装置所组成，同时数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能。FMS：柔性制造系统由加工、物流、信息流组成的系统CIMS：计算机集成制造系统是生产设备的集成、以信息为特征的技术集成和功能集成。脉冲当量：单位脉冲下，进给伺服系统驱动元件所给的最小位移。并行处理：是指软件系统在同一时刻或同一时间间隔内完成两个或两个以上任务处理的方法。插补：是根据给定进给速度和给定轮廓线形的要求，在轮廓的已知点之间，确定一些中间点的方法。伺服系统：由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。开环进

39、给伺服系统：不需要对实际位移和速度进行测量，不需要将所测得的实际位移和速度反馈到系统的输入端与输入的指令位置和速度进行比较的系统。闭环进给伺服系统：将检测元件装在执行部件上，直接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统半闭环进给伺服系统：将检测元件安装在进给伺服系统传动链中的某一个环节上，间接测量执行部件的实际位移来进行反馈的进给系统 切削用量 定义 ：是指切削速度、进给量和切削深度三者的总称，这三者又称切削用量三要素。 切削速度v： 在切削加工中，刀刃上选定点相对于工件的主运动速度。 v = dn / 1000 ( m / min ) 式中 d - 完成主运动的刀具或工件的最大直径（mm）

40、 n - 主运动的转速（r / min） 进给量f：工件或刀具的主运动每转或每双行程时，工件和刀具在进给运动中的相对位移量。 vf = n * f （mm / min） 切削深度ap：等于工件已加工表面与待加工表面间的垂直距。 对于外圆车削 ap = （dw - dm) / 2 (mm) 对于钻孔 ap = dm / 2 (mm) 式中 dw - 工件加工前直径(mm)； dm - 工件加工后直径(mm)。答：（1）粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本，通常选择较大的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度；（2）半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经

41、济性和加工成本，通常选择较小的背吃刀量和进给量，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。答：1）两维半坐标加工是指任意两轴联动插补，第三轴作单独的周期性进刀的“两维半”联动加工方法；三坐标加工是指三坐标联动插补进行加工。2）对于曲率变化不大表面加工则用两维半坐标；对于曲率变化大及精度要求高的粗、精加工中常用三坐标加工数控机床作业1、 举例说明什么是简单的成形运动？什么是复杂的成形运动？其本质区别是什么？答：表面成形运动：为了获得所需要的工件表面形状刀具和工件之间形成发生线的运动，即成形运动。（1）简单的成形运动 一个独立的成形运动是由单独的旋转运动或直线运动构成的，即

42、简单的成形运动。 例：用尖头车刀车削外圆柱面 （2）复合的成形运动 一个独立的成形运动，是由两个或两个以上的单元运动，且按照某种确定的运动关系组合而成，并相互依存，即复合的成形运动。例: 螺纹加工的旋转运动和直线运动要保证确定的运动关系。本质区别：组成成形运动的各运动之间是否保证严格的运动关系。2、 传动原理图与传动系统图有何区别？答：传动原理图：就是通过简明的符号将机床的传动原理和传动路线表示出来的图形。传动系统图是用简单规定的符号（代表各种传动元件），表示机床全部运动关系的示意图。3、 发生线的形成和切削刃有何关系？它有哪些形成方法？答：任何表面可看成一条线（直线或曲线）沿另一条线（直线或

43、曲线）运动形成，这两条线称为该表面的发生线。切削刃的形状与发生线的关系1）一点切削 2）线接触 切削刃与发生线的形状完全吻合 3）相 切 切削刃与发生线的形状不吻合，切削刃与工件之间作滚动发生线的形成方法1）轨迹法 需要一个独立的成形运动。2）成形法 成形刀具，不需要专门的成形运动，由刀具形状保证。3）相切法 采用旋转刀具，需要两个独立的成形运动（一个为刀具的旋转运动，一个是刀具中心按一定规律运动）。4）展成法 需要一个复合的成形运动，即展成运动。4、 举例说明什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？其本质区别是什么？答：（1）外联系传动链：联系运动源和执行机构之间的传动链，它只决定加工的快慢

44、，不影响工件表面的成形。（2）内联系传动链：联系两个有关的执行件，并保持确定运动关系的传动链。如螺纹加工。5、 说明CA6140机床的用途和外形结构？答：适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面（内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面），车削端面及各种米制、英制、模数制、径节制螺纹，还可钻孔、扩孔、绞孔及滚花等。6、 主运动传动系统正反转各有多少级变速？答：正转有24级变速；反转有12级变速。7、 开合螺母、超越离合器、安全离合器的作用分别是什么？答：开合螺母作用：接通或断开从丝杠传来的运动，开合螺母合上，丝杠带动溜板箱及刀架进给。超越离合器的作用：刀架快速移动时，光杆继续转动但不带动

45、刀架，避免刀架在光杆与快速电机同时传动下而损坏机床，实现刀架快慢速交替传动，自动转换。安全离合器的作用：当进给力过大或刀架由于过载运动受阻时，安全离合器脱开，使刀架自动停止进给，起过载安全保护作用。8、 数控机床对主传动系统有哪些要求？答：转速高，功率大；主轴变速迅速可靠，变速范围宽；主轴组件耐磨性高，刚性好；刀具能快速自动装卸。9、 数控机床的主轴变速方式有哪几种？答：变速齿轮；同步带传动；调速电机。10、 数控机床对主轴单元的基本要求有哪些？主轴为什么需要“准停”？如何实现准停？答：较高的回转精度、刚度、抗振性和耐磨性。原因: 加工中心的切削扭矩是由主轴端面键来传递的，刀具装入主轴锥孔时，

46、刀柄上的键槽必须对准主轴前端面的凸键，因此加工中心的主轴部件均设有准停装置。作用: 使主轴每次都准确地停止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。工作原理：在带轮的端面上装有厚垫片，其上装有一个体积很小的永久磁铁，在主轴箱对应于准停得位置上装有磁传感器，当机床需要停车换刀时，数控系统发出主轴停转指令，主轴电机立即降速，当主轴以最低转速慢转很少几转，永久磁铁对准磁传感器时，磁传感器发出主轴准停信号，该信号经放大后，由定向电路控制主轴电机准确停止在固定周向位置上。11、 何谓电

47、主轴？电主轴一般应用在哪些场合？答：将适用于告诉运转的主轴电机的定子转子直接装入主轴单元内部，通过交流变频控制系统，使主轴获得所需的工作转速与扭矩。主要用于轴承行业的告诉内圆磨削，有高速切削加工要求、表面质量高的场合及小孔的加工。12、 数控机床对进给系统机械传动部分要求是什么？如何实现这些要求？答：高的传动精度与定位精度；无间隙传动；稳定性好，寿命长；宽的进给调速范围；响应速度快，灵敏度高；使用维护方便。首先要保证机械零部件的加工精度，其次采用合理的预紧消除传动间隙，在进给运动反向运动时由数控装置发出脉冲指令进行自动补偿。13、 滚珠丝杠副的工作原理是什么？滚珠丝杠副滚珠循环方式有哪几种？各

48、自特点是什么？答：在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，当把它们套装在一起时形成螺旋滚道，滚道内填满滚珠，当丝杠相对于螺母作旋转运动时，两者间发生轴向位移，滚珠沿着滚道滚动，减少摩擦阻力，滚珠在滚道滚过数圈后通过回程引导装置，逐个滚回到丝杠和螺母之间，构成一个闭合的回路管道。循环方式：内循环，特点，径向尺寸紧凑，刚性好，返回滚道较短，摩擦损失小，但反向器加工困难。外循环，结构尺寸小但制造复杂，结构工艺性良好，但径向尺寸较大。14、 常用滚珠丝杠副轴向间隙调整方式有哪几种？各自有何特点？答：垫片调隙式：构造简单、可靠性好、刚度高以及装卸方便。但厚度不能随意调整。螺纹调隙式：结构简单紧凑、工作可靠、调整

49、方便等优点，但预紧量不很准确，调整精度较差，其保持性也不如垫片调隙式。齿差调隙式：调整预紧量精确、方便、可靠，但结构尺寸较大，多用于高精度的传动15、 分度工作台和数控回转工作台各有何特点？试述分度工作台的功用。答：分度工作台的功用是按照数控系统的指令，在需要分度时工作台连同工件回转规定的角度，以改变工件相对于主轴的位置，使工件一次安装可以加工多个表面。分度工作台的特点是只能够完成分度运动，不能实现圆周进给，且只能完成一定的回转度数；数控回转工作台可以实现分度运动，也可以实现圆周进给运动，可以进行任意角度的回转和分度。16、 简述数控机床常用的滚动导轨和贴塑导轨的特点和结构？答：滚动导轨是在导

50、轨工作面间放入滚动体，使导轨面间形成滚动摩擦，摩擦系数很小，驱动力小，功率小，低速运动平稳，位移精度和定位精度高，滚动体和导轨硬度高，耐磨，精度保持性好，缺点是抗震性差，结构复杂，制造困难，成本高。贴塑导轨是用粘贴的方法在金属导轨表面上贴上一层塑料金属软带，摩擦特性好，低速无爬行，运动平稳，减震性好，工艺性好，刚度比滚动导轨好，成本低。17、 自动换到系统的刀库是如何分类的？盘式刀库和链式刀库各有何特点？答：根据刀库的容量和取刀方式，刀库分为鼓盘形刀库：结构简单，应用较多，但刀具环形排列，空间利用率低，受刀盘尺寸限制，刀库容量较小；链轮式刀库：结构紧凑，灵活性好，刀库容量较大，选刀和取刀动作简

51、单，刀库容量较大；格子箱刀库。18、 在自动换刀系统中，任意换刀有哪几种？刀具记忆式的任意换刀方式是如何选刀的？（1）顺序选刀 将刀具按加工工序的顺序依次放入刀库的每一个刀座内，用刀时也按此顺序依次选刀。（2）任意选刀 是预先把刀库中每把刀具（或刀座）编码，使用时按照编码选刀。刀具记忆选刀方式：将刀具号和存刀位置或刀座号（地址）对应地记忆在计算机的存储器或PLC的存储器内，不论刀具存放在哪个地址，都可记忆该刀具的踪迹，即可任意选刀和还刀。从而简化了刀柄、刀座的结构。19、 简述数控镗铣床的用途和分类。用途：可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T型槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、

52、螺旋形表面）及各种曲面。还可对回转体表面、内孔进行加工和切断。分类：数控镗铣床、数控仿形铣床、数控工具铣床、数控钻床、龙门镗铣床20、 说明XKA5040数控铣床的传动过程。答：主运动：主电动机Ø140/ Ø285 主轴，获得18级转速，转速范围30 1500r/min。进给运动：工作台纵向、横向和垂直运动。纵向、横向进给运动由FB-15型直流伺服电动机驱动，经过圆柱斜齿轮副带动滚珠丝杠转动，垂直方向进给运动由FB-25型带制动器的直流伺服电动机驱动，经过圆锥齿轮副带动滚珠丝杠转动，进给系统传动齿轮间隙的消除，采用双片斜齿轮间隙消除机构，调整螺母，即能靠弹簧自动消除间隙。2

53、1、 为何设置自动平衡装置？答：由于滚珠丝杠无自锁功能，一般情况下，垂直放置的滚珠丝杠会因部件的重力作用而自动下落，所以必须有阻尼或锁紧机构，在传动机构中设置有自动平衡装置，一方面可以防止工作台因自重而下落，另一方面可以平衡工作台做升降运动时的驱动力。22、 说明XKA5040数控铣床升降台自动平衡装置的工作过程。答：滚珠丝杠旋转时，通过锥齿轮和轴带动单向超越离合器的行星轮转动。当工作台上升时，行星轮的转动使滚子与超越离合器的外环脱开，外环不随行星轮转动，此时自锁器不起作用。当工作台下降时，行星轮的转动使滚子楔在行星轮与外环之间，使外环随轴一起转动，外环与固定的摩擦片形成相对运动，在弹簧作用下

54、摩擦力起到阻碍作用，使上下运动的力量平衡。23、 试述FVA-800加工中心主轴电机特性。答：主轴电动机通过同步带轮将运动传递给主轴，使主轴在508000r/min范围内实现无级变速，主轴的计算转速1000r/min,501000r/min为恒扭矩输出73N.M，超载30min输出扭矩88N.M，10008000r/min为恒功率区域，7.5KW，超载30min时功率为9KW。24、 试述FVA-800加工中心换刀动作顺序。答：刀套向下翻转90°机械手旋转90°刀具松开机械手拔刀交换刀具位置机械手插刀刀具夹紧机械手旋转180°复位机械手反转90°刀套向上翻转90°25、 旋转变压器、感应同步器、脉冲编码器、绝对式编码器、光栅、磁尺等检测仪器的作用？答：旋