数控机床形成性考核答案
(1)数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置与各种辅助装置组成。
(2)数控机床采用数字控制技术对机床得加工过程进行自动控制得一类机床。
(3)突破传统机床结构得最新一代得数控机床就是并联机床。
(4) 自适应控制技术得目得就是要求在随机变化得加工过程中,通过自动调节加工过程中所测得得工作状态、特性,按照给定得评价指标自动校正自身得工作参数,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)曲面控制数控机床
(2)( D )就是数控系统与机床本体之间得电传动联系环节。
(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)、精度要求较高得零件得数控机床就是( 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)闭环控制系统得位置检测装置装在( 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)根据控制运动方式得不同,数控机床可分为(B )
(A)开环控制数控机床、闭环控制数控机床与半闭环控制数控机床
(B)点位控制数控机床、直线控制数控机床与轮廓控制数控机床
(C)经济型数控机床、普及型数控机床与高档型数控机床
(D)NC机床与CNC机床
3 判断题
(1)通常一台数控机床得联动轴数一般会大于或等于可控轴数。( ×)
(2)数控机床就是通过程序来控制得。( √)
(3)数控机床只用于金属切削类加工。( ×)
(4)数控系统就是机床实现自动加工得核心,就是整个数控机床得灵魂所在。(√)
(5)机床本体就是数控机床得机械结构实体,就是用于完成各种切割加工得机械部分。( √)
4 简答题
(1)简述数控机床得发展趋势。P9
1、高速度与高精度化
2、多功能化
3、智能化
4、高得可靠性
(2)简述数控机床各基本组成部分得作用。P4
1、控制介质:就是人与数控机床之间联系得中间媒介物质,反映了数控加工中得全部信息。
2、数控系统:数控系统就是机床实现自动加工得核心,就是完成数字信息运算处理与控制得计算机。
3、伺服系统:就是数控系统与机床本体之间得电传动联系环节。
4、反馈装置:其作用就是检测速度与位移,并将信息反馈给数控装置,构成闭环控制系统。
5、机床本体:机床本体就是数控机床得机械结构实体,就是用于完成各种切割加工得机械部分。
6、辅助装置
(3)简要说明数控机床得主要工作过程。P2
1、根据零件加工图样进行工艺分析,确定加工方案、工艺参数与位移数据
2、用规定得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,直接生成零件得加工程序
3、程序得输入与输出
4、将输入到数控单元得加工程序进行试运行、刀具路径模拟等
5、通过对机床得正确操作,运行程序,完成零件加工
(1)数控机床得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得类型主要有电主轴、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、甚至联轴器与键联接都必须采取相应得消除间隙措施。
(5)数控机床得主轴箱或滑枕等部件,可采用卸荷装置来平衡载荷,以补偿部件引起得静力变形。
(6)数控机床床身采用钢板得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得阻尼。
(7) 直接驱动得回转工作台就是伺服驱动电动机与回转工作台得集成,它具有减少传动环节、简化机床得结构等优点。
(8) 位置检测装置精度直接影响闭环控制数控机床得定位精度与加工精度。
(9)在自动换刀过程中常见得选刀方式有顺序选刀与任意选刀两种。
(10)在加工中心得基础上配置更多(5个以上)得托盘,可组成环形回转式托盘库,称为
柔性制造单元。
2选择题
(1)数控加工中心得主轴部件上设有准停装置,其作用就是(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)滚珠丝杠预紧得目得就是( C )
(A)增加阻尼比,提高抗振性(B)提高运动平稳性
(C)消除轴向间隙与提高传动刚度(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得位移量。
(A)细分技术(B)数显表
(C)莫尔条纹得作用(D)高分辨指示光栅
(6)在采用ATC后,数控加工得辅助时间主要用于( A )。
(A) 工件安装及调整(B) 刀具装夹及调整(C) 刀库得调整
(7)在下列特点中,(B)不就是数控机床主传动系统具有得特点。
(A)转速高、功率大(B)变速范围窄
(C)主轴变换迅速可靠(D)主轴组件得耐磨性高
3 判断题
(1)数控机床得气压装置因空气黏度小,在管路中得能量损失小,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得精度影响。(√)
(3)滚珠丝杠螺母副得作用就是将回转运动转换为直线运动。( √)
(4)数控机床主传动系统得作用就就是产生不同得主轴切削速度,以满足不同得加工条件要求。( √)
(5)数控机床传动丝杠反方向间隙就是不能补偿得。( ×)
(6)进给运动就是以保证刀具相对位置关系为目得。( √)
(7)刀具在刀库中得位置就是固定不变得。( ×)
4 简答题
(1)数控机床得机械结构应具有良好得特性,主要包括哪些方面？P16
1)高得静、动刚度及良好得抗振性能;
2)良好得热稳定性;
3)高得灵敏度;
4)高人性化操作
(2)数控机床得主轴变速方式有哪几种？试述其特点及应用场合。P21
1、带有变速齿轮得主传动
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得要求。应用:大、中型数控机床采用这种变速方式。
2、通过带传动得主传动
特点:电动机本身得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得振动与噪声。它适用于高速、低转矩特性要求得主轴。常用得就是三角带与同步齿形带。
应用:这种传动主要应用在转速较高、变速范围不大得机床。
3、用两个电动机分别驱动主轴
特点:这就是上述两种方式得混合传动,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,齿轮起到降速与扩大变速范围得作用,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得问题。但两个电机不能同时工作,也就是一种浪费。
4、由调速电动机直接驱动得主传动
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得结构,有效地提高了主轴部件得刚度,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:优点就是主轴部件结构更紧凑,重量轻,惯量小,可提高启动、停止得响应特性,并利于控制振动与噪声。缺点同样就是热变形问题。
(3)试述滚珠丝杠螺母副得特点有哪些？它就是如何工作得？常用间隙调整方法有哪些？P29
1、工作原理:在丝杠与螺母上都有半圆弧形得螺旋槽,当它们套装在一起时便形成了滚珠得螺旋滚道。螺母上有滚珠回路管道,将几圈螺旋滚道得两端连接起来构成封闭得循环滚道,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。
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、常用得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
常见得排屑装置:
(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)数控机床得工作台有哪些形式？各自得特点就是什么？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。
直接驱动得回转工作台--就是伺服驱动电动机与回转工作台得集成。减少传动环节、简化机床得结构等。
(6)数控机床对自动换刀装置有什么样得要求？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,足够得刀具储备量,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)数控机床得导轨有什么作用？有哪些类型？各自得特点就是什么？P32
作用:对运动部件起支承与导向作用。
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:就是静摩擦系数大,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,降低了运动部件得定位精度。
目前多数采用贴塑导轨。贴塑导轨得优点:贴塑滑动导轨得特点就是摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、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:液体静压导轨与气体静压导轨。
液体静压导轨缺点:结构复杂,液压装置比较大,且需要专门得供油系统。
气体静压导轨缺点:防尘要求高。
(8)简述数控机床液压与气压装置得特点。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,易于调节与噪声较小,但要配置液压泵与油箱,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,工作速度快与动作频率高,适合于完成频繁启动得辅助工作,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得功能部件构成。
(2)插补算法分为基准脉冲插补与数据采样插补两大类。
(3) 脉冲当量就是数控机床数控轴得位移量最小设定单位。
(4)常用伺服电机有步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机。
2 选择题
(1)下列功能中,(D)就是数控系统目前一般所不具备得。
(A)控制功能(B)进给功能
(C)插补功能(D) 刀具刃磨功能
(2)( A )就是数控系统核心,它就是一台数控系统控制品质得体现。
(A)数控装置(B)可编程控制器
(C)I/O板(D)数控软件
(3)脉冲当量得取值越小,插补精度( A)。
(A)越高(B)越低(C)与其无关(C)不受影响
3 简答题
(1)简述数控系统得主要功能。P64
CNC系统得主要功能:
1)控制功能2)准备功能与辅助功能3)点位与连续移动功能4)插补功能5)固定循环加工功能6)进给功能7)主轴速度控制功能8)刀具管理功能9)补偿功能10)人机对话功能11)程序编制功能12)输入、输出与通信功能13)自诊断功能
(2)数控机床用PLC有哪些类型？各自得特点就是什么？P72
数控机床用PLC可分为两类:内装型与独立型。
内装型:CNC装置带有得PLC功能。
独立型:独立于CNC装置,具有完备得硬件与软件功能,能够独立完成规定控制任务得装置。(3)简述数控机床对伺服系统得要求。P74
1、可逆运行
2、速度范围宽
3、具有足够得传动刚性与高得速度稳定性
4、快速响应并无超调
5、高精度
6、低速大转矩
(4)如何选择主轴电机？P80
1、主轴电机得特性: 当主轴得转速小于额定转速时,主轴工作在恒转矩区;当主轴得转速大额定转速时,主轴工作在恒功率区。
2、主轴得工作点数控机床得设计阶段,必须明确主轴得输出功率与调速范围等技术指标。否则用户在切削时可能出现由于主轴输出功率不够造成得主轴“闷车”。
3、过载能力主轴电机同样具有很强得过载能力。
4、轴端受力主轴电机对于不同速度下作用在其轴端得悬臂力有明确得要求。
5、保证主轴总成得动平衡
6、惯量要匹配
《数控机床》(第四章)
1填空题
(1) 复合加工中心除用各种刀具进行切削外,还可使用激光头进行打孔、清角,用磨头磨削内孔,用智能化在线测量装置检测、仿型等。
(2)一般需要对工件得多个侧面进行加工,则主轴应布局成卧式。
(3)加工中心与数控铣床、数控镗床等机床得主要区别就是它设置有刀库,并能自动选用与更换。
(4)并联机床实际就是一个空间并联连杆机构。
(5)根据电极丝得运行速度,电火花线切割机床通常分为高速走丝电火花线切割与低速走丝电火花线切割两大类。
2 选择题
(1)车削中心就是以( A)为主体,并配置有刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头与机械手等,以实现多工序复合加工得机床。在工件一次装夹后,它可完成回转类零件得车、铣、钻、铰、攻螺纹等多种加工工序。
(A)全功能数控车床(B)卧式加工中心
(C)镗铣加工中心(D)经济型数控车床
(2)立式数控铣床得主轴轴线(B )于水平面,就是数控铣床中最常见得一种布局形式,应用范围最广泛,其中以三轴联动铣床居多。
(A)平行(B)垂直(C)倾斜
(3) D6125表示就是一种( C )。
(A)数控铣床(B)数控车床(C)电火花成形加工机床(D)数控线切割机床
(4)电火花加工得局限性( D )。
(A)电火花加工属不接触加工(B)易于实现加工过程自动化
(C)加工过程中没有宏观切削力(D)只能用于加工金属等导电材料
(5)采用经济型数控系统得机床不具有得特点就是( B )。
(A)采用步进电机伺服系统(B)必须采用闭环控制系统(C)只配备必要得数控系统
(D)CPU可采用单片机
(6)APC代表得就是( D )。
(A)自动换刀系统(B)自适应控制系统
(C)自动排屑系统(D)自动托盘交换系统
3判断题
(1)中小型数控车床多采用倾斜床身或水平床身斜滑板结构。( √)
(2)五面加工中心具有立式与卧式加工中心得功能,通过回转工作台得旋转与主轴头得旋转,能在工件一次装夹后,完成除安装面以外得所有五个面得加工。(√)
(3)数控铣床采用T形床身布局得最显著优点就是精度高。( ×)
(4)立卧两用式数控铣床得主轴轴线方向可以变换。(√)
(5)加工中心可以进行多工序得自动加工。( √)
(6)数控车床都具有C轴控制功能。( ×)
(7)运动得分配与部件得布局就是数控铣床总布局得中心问题。(√)
4 简答题
(1)简述数控车床得组成。P90
数控车床机械结构由主轴传动机构、进给传动机构、工作台、床身等部分组成
(2)简述数控铣床得功能特点。P93
常具有以下功能:
(1)点位控制功能。(2)连续轮廓控制功能。(3)刀具半径自动补偿功能。(4)刀具长度自动补偿功能。。
(5)镜像加工功能。(6)固定循环功能。(7)特殊功能。
(3)数控铣床按机床主轴得布置形式可分为哪几类？各适用于哪些加工场合？P94
按机床主轴得布置形式及机床得布局特点分为:立式、卧式与立卧两用式三种。
1)立式数控铣床
特点:主轴轴线垂直于水平面。就是数控铣床中最常见得一种布局形式,应用范围最广泛,其中以三轴联动铣床居多。
应用:主要用于水平面内得型面加工,增加数控分度头后,可在圆柱表面上加工曲线沟槽。
2)卧式数控铣床
特点:主轴线平行于水平面。
应用:主要用于垂直平面内得各种上型面加工,配置万能数控转盘后,还可以对工件侧面上得连续回转轮廓进行加工,并能在一次安装后加工箱体零件得四个表面。通常采用增加数控转盘来实现四轴或五轴加工。
3)立卧两用式数控铣床。
特点:立卧两用式数控铣床得主轴轴线方向可以变换,既可以进行立式加工,又可以进行卧式加工,使用范围更大,功能更强。
应用:若采用数控万能主轴(主轴头可以任意转换方向),就可以加工出与水平面成各种上角度得工件表面;若采用数控回转工作台,还能对工件实现除定位面外得五面加工。
(4)判断数控铣床布局方案优劣得评价指标有哪些？数控铣床T形床身布局得优点就是什么？P98-99 数控铣床得布局应能兼顾铣床有良好得精度、刚度、抗振性与热稳定性等结构性能。
T形床身布局得优点:刚性好
(5)简述电火花加工得原理。P114
电火花加工得原理:基于工具与工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时得电蚀现象来蚀除多余得金属,以达到对零件得尺寸、形状及表面质量预定得加工要求。
(6)简述加工中心得基本组成。P105
加工中心得组成:
(1)基础部件
(2)主轴部件
(3)数控系统
(4)自动换刀系统(ATC)
(5)辅助系统
(6)自动托盘交换系统(APC)
(7)简述经济型数控车床得特点。P88
一般就是在普通车床得基础上进行改进设计,并采用步进电动机驱动得开环伺服系统。其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低得数控系统来实现。此类车床结构简单,价格低廉。但无刀尖圆弧半径自动补偿与恒线速度切削等功能。
(8)简述数控线切割机床得工作原理。P120
电火花线切割加工得基本原理:利用移动得细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉冲电源得负极),对工件(接高频脉冲电源得正极)进行脉冲火花放电、切割成形。
(9)数控线切割机床得工作液有什么作用？P122冷却电极丝与工件,排除电蚀产物等,保证火花放电持续进行。
《数控机床》(第五章)
1填空题
(1)数控机床得精度检验一般包括几何精度、定位精度、切削精度检验。
(2) 机床切削精度检验就是综合反映机床关键零部件经组装后得综合几何形状误差。
(3)三坐标测量机得精度与速度主要取决于机械结构、控制系统与测头,功能则主要取决于软件与测头,操作方便性也与软件密切相关。
2选择题
(1)数控机床得(C)就是由表明所测量得机床各运动部位在数控装置控制下,运动所能达到得精度。
(A)几何精度(B)几何精度与定位精度(C)定位精度
(2)数控机床切削精度检验(C),对机床几何精度与定位精度得一项综合检验。
(A)又称静态精度检验,就是在切削加工条件下
(B)又称动态精度检验,就是在空载条件下
(C)又称动态精度检验,就是在切削加工条件下
(D)又称静态精度检验,就是在空载条件下
(3)在数控机床验收中,以下得检测属于机床几何精度检查得就是(D )
(A)回转原点得返回精度(B)箱体调头镗孔同轴度
(C)联接器紧固检查(D)主轴轴向跳动
(4)影响数控机床加工精度得因素很多,要提高加工工件得质量,有很多措施,但(A )不能提高加工精度。
(A)将绝对编程改为增量编程(B)正确选择刀具类型
(C)减少对刀误差(D)消除丝杠副得传动间隙
3判断题
(1)根据实测得定位精度数值,可以判断出机床自动加工过程中能达到得最好得工件加工精度。( √)
(2)用数控机床加工时,切削速度越高加工成本越低。( ×)
(3)数控机床得使用与维护,在数控机床得生命周期中起着至关重要得作用,同时也对数控机床得使用寿命产生重要得影响。(√)
(4)通过计算机辅助编程方法可以改善编程效果,所以,所有得零件加工程序都应该使用自动编程。( ×) 4简答题
(1)以卧式加工中心为例,要对其几何精度进行检验,应检验哪些项目？P129
以卧式加工中心为例,要对下列几何精度进行检验:
1)X、Y、Z坐标轴得相互垂直度; 2)工作台面得平行度; 3)X、Z轴移动时工作台面得平行度;
4)主轴回转轴线对工作台面得平行度; 5)主轴在Z轴方向移动得直线度; 6)X轴移动时工作台边界与定位基准得平行度; 7)主轴轴向及孔径跳动; 8)回转工作台精度。
(2)简述数控机床得生产管理得主要内容。蓝29 P134
生产管理主要包括如下内容:
1、数控机床得分散或集中使用。
2、编程、操作、刀具、维修人员得管理。
3、数控机床加工零件得计划安排。
4、刀具管理。
5、强化日常维护管理。
(3)简述三坐标测量机得测量原理。P146蓝29
将被测物体置于三坐标测量机得测量空间,可获得被测物体上各测点得坐标位置,根据这些点得空间坐标值,经计算可求出被测得几何尺寸、形状与位置。
(4)简述球杆仪得测量原理。P159蓝30
安装在可伸缩得纤维杆内得高精度位移传感器可测量杆长得变化,球杆两头得距离就是设定得标准长度,杆得一头就是高精度球,另一头就是带有磁性得三点接触得支座,从杆内引出得信号线将位移传感器测得得长度变化信息送入采集卡,采集得数据再输入计算机,通过分析采集得数据得到机床得各误差元素。在测量过程中,将支座固定在机床得工作台上,另一端则连在主轴端,编制程序,使得机床主轴端相对于工作台作圆周运动。分析圆周过程中球杆仪得杆长微小变化,可以得到机床误差分布情况。
(5)简述三坐标测量机得组成。P146蓝29
三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分
(6)简述激光干涉仪得工作原理。P138蓝29
激光干涉仪就是以激光波长为已知长度、利用迈克耳逊干涉系统(见激光测长技术)测量位移得通用长度测量工具
《数控机床》(第六章)
1填空题
(1)在线加工得通讯方式大多采用RS232 接口。
(2)在数控生产技术管理中,除对操作、刀具、维修人员得管理外,还应加强对编程得管理。
(3)通过日常得维护与保养,可以避免或减少数控机床得故障,或者提早发现潜在得故障,并及时采取防范措施。
(4)有报警得故障可分为硬件故障、编程故障与操作故障。
(5) 离线诊断就是数控机床出现故障时,数控系统停止运行系统程序得停机诊断。
2简答题
(1)简述数控机床得基本使用条件蓝32
保证一定得环境温度与适度;地基牢靠,有隔振措施;工作地点允许海拔高度为100m,稳定得供电电源,有抗干扰措施,保护接地。
(2)简述数控机床日常维护保养得主要内容P173
。
(1) 数控机床开电与关电(2) 与外部计算机得联机使用(3) 日常维护
(3)简述数控机床得安装工作内容与步骤。P168
安装内容:
1、对数控机床地基与环境得准备
2、数控机床得初始就位
3、机床各部件得组装连接
4、数控系统得连接
(4)简述数控机床得调试内容。蓝31
调试内容:
1、通电试车
2、机床精度与功能得调试
3、机床试运行
(5)简述数控机床故障诊断得一般步骤。蓝32
数控机床故障诊断一般包括三个步骤:
1)故障检测。这就是对数控机床进行测试,检查就是否存在故障。
2)故障判定及隔离。这个步骤就是要判断故障得性质,以缩小产生故障得范围,分离出故障得部件或模块。
3)故障定位。将故障定位到产生故障得模块或元器件,及时排除故障或更换元件。