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1、电大数控专业数控机床形成性考核答案 1 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
2、)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
3、 (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。 P9 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。P4 1、控制介质:是人与数控机床之间联系的中间媒
4、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。P2 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
5、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、。 (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
7、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( C)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
8、,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 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
9、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?P16 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。P21 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,
10、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
11、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?P29 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
12、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?P53 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?P35 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
13、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?P42 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?P32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
14、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。P51 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