机床数控技术-第1章习题及答案(2015.9新增)

国家精品资源共享课新增习题及答案
2015.7.20
第1章 概论
1. 数控机床有些具有装夹原点，这一点是指机床上的哪一点？
有些机床还有一个重要的原点，即装夹原点（fixture origin）。

装夹原点常见于带回转（或摆动）工作台的数控机床或加工中心，一般是机床工作台上的一个固定点，比如回转中心，与机床参考点的偏移量可通过测量存入CNC系统的原点偏移寄存器（origin offset register）中，供CNC系统原点偏移计算用。

2.数控机床按工艺用途分类可以分成哪几种？
按工艺用途分，数控机床可以分为金属切削类数控机床、金属成型类数控机床、数控特种加工数控机床和其他类型的数控机床。

3.数控系统的主要功能包括哪一些？
具备的主要功能如下：
1） 多轴联动、多坐标控制。

2） 实现多种函数的插补（直线、圆弧、抛物线、螺旋线、极坐标、样条等）。

3） 多种程序输入功能（人机对话、手动数据输入、由上级计算机及其它输入设备的程序输入），以及编辑和修改功能。

4） 信息转换功能：包括EIA/ISO代码转换，公制/英制转换、坐标转换、绝对值/增量值转换等。

5） 补偿功能：刀具半径补偿、刀具长度补偿、传动间隙补偿、螺距误差补偿等。

6） 多种加工方式选择。

可以实现各种加工循环，重复加工，凹凸模加工和镜象加工等。

7） 具有故障自诊断功能。

8） 显示功能。

用CRT可以显示字符、轨迹、平面图形和动态三维图形。

9） 通讯和联网功能。

4.数控机床的伺服驱动装置是什么，具备什么样的功能？
伺服驱动装置又称为伺服系统，它接受计算机运算处理后分配来的信号。

该信号经过调解、转换、放大以后去驱动伺服电机，带动机床的执行部件运动。

数控机床的伺服驱动装置分为主轴驱动单元（主要是速度控制）、进给驱动单元（包括速度控制和位置控制）、回转工作台和刀库伺服控制装置以及它们相应的伺服电机等。

伺服系统分为直流伺服系统和交流伺服系统，而交流伺服系统正在取代直流伺服系统；以步进电机驱动的伺服系统在某些具体场合仍可采用；直线电机系统是适应高速、高精度的一种伺服机构。

5. 数控机床在加工一些什么样特点的零件中，更能显示出它的优越性？
1)小批量而又轮番生产的零件；
2)几何形状复杂的零件；
3)在加工过程中必须进行多种工序加工的零件；
4)切削余量大的零件；
5)必须严格控制公差（即公差带范围很小）的零件；
6)工艺设计会经常变化的零件；
7)加工过程中的错误会造成严重浪费的贵重零件；
8)需全部检测的零件，等等。

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曾志强2015.7.20
第7章 数控机床结构
1.数控机床结构具有哪些特点？
模块化的设计
静、动刚度高
抗振性高
热稳定性好
运动件间的摩擦特性好、传动件间的传动间隙小
自动化程度高、操作方便
2.数控机床主传动系统具有哪些方面的特点？
1)转速高、功率大；
2)变速范围宽，可实现无极调速；
3)具有较高的精度和刚度，传动平稳；
4)具有特有的刀具安装结构。

3.数控机床主传动系统有哪三种传动方式？
1)带有变速齿轮的主传动 如图（a）这是大、中型数控机床采用较多的传动变速方式。

数控机床在交流或直流电机无极变速的基础上以齿轮变速，使
之成为分段无极变速。

滑移齿轮的移位大都采用液压变
速机构或电磁离合器来自动操纵滑移齿轮块，实现齿轮
变速组传动比的自动变换。

2)通过带传动的主传动 如图（b），这种传动主要应
用在小型数控机床上，可克服齿轮传动引起的振动与噪声，
但只能适用于低扭矩特性要求的主轴。

电机本身的调速能
够满足变速要求，不用齿轮变速。

常用的传动带有同步齿
形带和多楔带。

3)由调速电机直接驱动的主传动 该方式有两种类型，一种是主轴电机输入轴通过精密联轴器直接与主轴连接，其优点是结构紧凑，传动效率高，但主轴转速的变化及转矩的输出完全受电机的限制，随着主轴电机性能的提高，这种形式越来越多地被采用；另一种类型如图（c）所示，主轴与电机转子合为一体，称为内装电机主轴。

这种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，主轴转速高，但主轴输出扭矩笑傲，电机发热对主轴的精度影响较大。

4.数控机床的回转工作台分为哪两种，分别具有什么样的功能?
分为数控回转工作台和分度工作台。

1） 数控回转工作台 数控回转工作台多用于数控镗銑床和加工中心，主要功能有两个：一是实现工作台的分度转位，在非切削时工作台能完成0°～360°范围内任意角度的分度；二是实现工作台圆周方向的进给，即在切削时与X、Y、Z三个坐标轴联动（四轴联动切削），加工复杂的空间曲面。

2）分度工作台 分度工作台的功能是按照数控指令完成工作台的自动分度回转动作，将工件转位换面，与自动换刀装置配合使用，在加工过程中实现工件一次装夹、多个面加工的工序集中式加工，提高数控机床的加工效率。

通常分度工作台的分度运动只限于某些规定的角度，不能实现0°～360°范围内任意角度的分度。

为了保证加工精度，分度工作台的定位（定心和分度）精度要求很高，要有专门的定位元件来保证。

常用的定位方式有销定位、反靠定位、齿盘定位和钢球定位等。

5.目前数控机床一般采用滚动导轨，滚动导轨具有哪些特点，有哪些种类？
滚动导轨是在导轨工作面之间安排滚动件，使两导轨面之间形成滚动摩擦，因而摩擦系数很小（0.003左右），静摩擦系数相差很小，运动轻便灵活，所需功率小，精度好，无爬行。

滚动导轨有滚动导轨块和直线滚动导轨两种形式。

滚动导轨具有承受颠覆力矩，制造精度高，可高速运行，能长时间保持高精度的优点，目前在国内外的中小型数控机床上广泛采用这种导轨。