《数控机床》开卷测试试卷2(参考答案)

《数控机床》课程考试卷（开卷测试2）

参考标准答案

一、简答题（35分）

1．简述数控机床各项精度指标的含义。

1）定位精度和重复定位精度

定位精度是指实际位置与数控指令位置的一致程度。

重复定位精度是指在同一台数控机床上，应用相同程序、相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。

2）分度精度是指分度工作台在分度时，指令要求回转的角度值和实际回转的角度值的差值。

3）分辨率与脉冲当量

分辨率是指两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。

脉冲当量是指数控装置每发出一个脉冲信号，反映到数控机床各运动部件的位移量或角位移量。

4）加工精度分为普通级、精密级、超精密级。

2．直齿圆柱齿轮常用的传动间隙的调整结构有哪几种？说明每种结构的及特点。

直齿圆柱齿轮常用的传动间隙的调整结构包括偏心套调整、轴向垫片调整、双齿轮错齿调整。

偏心套和轴向垫片调整间隙的两种方法，其特点是结构比较简单、传动刚度好、能传递较大的动力，但齿轮磨损后齿侧间隙不能自动补偿。

双齿轮错齿调整间隙的方法，结构较复杂，传动刚度低，不宜传递大扭矩，对齿轮的齿厚和齿距要求较低，可始终保持齿侧无间隙啮合，尤其适用于检测装置。

3. 在数控镗铣床上加工的三类零件各有何特点？以草图形式举出两种类型的加工实例。

1）平面类零件特点是各个加工单元面是平面，或可以展开成为平面。例如凸轮类零件（要求学生绘草图）。

2）变斜角类零件多为飞机零件，如飞机的整体梁、框、缘条与肋等。

3）曲面零件的特点是加工面不能展开为平面，加工面与铣刀始终为点接触。例如图1-34所示的零件（要求学生绘草图）。

4.在数控车床上是如何实现切削螺纹功能的?

主轴箱内安装有脉冲编码器，主轴的运动通过同步齿形带以1∶1的速比传到脉冲编码器。当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步关系。在加工螺纹时实现主轴转一转，刀架沿Z轴移动一个导程的运动关系。

5. XKA5750数控镗铣床的升降台为什么要设置自动平衡装置？

如教材图4-18所示，轴Ⅸ右端为自动平衡装置，由于滚珠丝杠无自锁功能，滚珠丝杠轴Ⅷ垂直放置，通常会因部件的重力作用而自动下落，因此除驱动工作台升降运动的电动机带有制动器外，还在传动机构中设置有自动平衡装置。该自动平衡装置一方面可以防止工作台因自重而下落，另一方面还可以平衡工作台做升降运动时的驱动力。平衡装置主要由单向超越离合器及自锁器组成。

6. 简述加工中心的组成。

1）基础部件包括床身、立柱和工作台等。

2）主轴部件包括主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等

3）数控系统包括数控装置、可编程序控制器、伺服驱动装置及电动机等。

4）自动换刀系统包括刀库、机械手等部件。

5）辅助系统包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等。

6）自动托盘交换系统一个在工作台上加工，另一个位于工作台外装卸工件。

7. 数控车床的切削精度测检测包括哪几项？

1）圆度

2）精车端面的平面度

3）螺距精度

4）在各轴的转换点处的车削轮廓与理论轮廓的偏差

5）基准半径的轮廓变化、直径的尺寸、圆度误差

二、根据给定的视图，分析后回答问题（40分）

1．结合图2-7说明该主轴轴承的配置形式是如何适应高速主轴要求的。

前支承采用三个超精密级角接触球轴承组合，允许的极限转速高；后支承可以采用图2-7(b)所示的双列短圆柱滚子轴承，该轴承没有施加预紧，当主轴运转发热膨胀时，可以向后移动，而不影响主轴前端的精度。后支承还可以采用图2-7(a)所示的两个角接触球轴承组合。该主轴轴承的类型和配置形式适用于高速、轻载主轴。

2.主轴为什么需要准停？结合图2-10说明主轴准停装置的工作原理。

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，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。

如图2-10所示的电气准停装置，由数控系统发出主轴停转的指令，经磁传感器、放大器、定向电路等控制主轴实现准停。

3. 参考图3-9分析中、小型数控车床多采用水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配

置斜滑板布局形式的原因。

1）水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板的布局形式排屑容易，热铁屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器；

2）操作方便，易于安装机械手，可以实现单机自动化；

3）该布局机床占地面积小，外形简洁、美观，容易实现封闭式防护。

因此，水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板的布局形式被中、小型数控车床所普遍采用。

4. 结合图2-33说明滚动直线导轨副的四种安装形式；结合图2-34说明单导轨定位和

双导轨定位的安装形式及特点。

滚动直线导轨副有水平正装、水平反装、侧装滑块移动和侧装导轨移动四种安装形式。

单导轨定位安装形式：基准侧导轨和滑块的侧面均要定位，而另一侧（非基准侧）导轨和滑块的侧面是开放的。单导轨定位易于安装，容易保证平行度。

双导轨定位安装形式：非基准侧导轨的侧面也需要定位的组合安装形式。双导轨定位适合于振动和冲击较大，精度要求较高的场合。5. 车削中心区别于数控车床的特征是什么？依据教材图3-34所示的C轴功能与伺服控制，若加工图示件1和件2的局部，说明X轴、Z轴、C轴的进给插补关系。

件1加工左端面及缺口件2加工轴上各凸轮部分

车削中心的主要特征是主轴可以分度（称为C轴）和做圆周进给；在回转刀架上除了安装车削刀具外，同时可以安装钻削和铣削等自驱动刀具。

件1：加工左端螺旋面Z轴、C轴联动插补；加工缺口C轴定位，Z轴进给。

件2：加工轴上各凸轮部分X轴、C轴联动插补，Z轴进给轴向定位。

6.参考图3-22说明MJ-50数控车床回转刀架的换刀过程。

MJ-50数控车床自动回转刀架的夹紧与松开、刀盘的转位均由液压系统驱动、PLC顺序控制来实现。用于安装刀具的刀盘与刀架主轴固定连接，当刀架主轴带动刀盘旋转时，刀盘上的鼠牙盘和固定在刀架上的鼠牙盘是脱开的，当刀盘旋转到指定刀位后，刀盘定位加紧。刀盘的定位加紧是靠动、静鼠牙盘的啮合来完成的。

三、带有变速齿轮的主传动系统传动链分析题（12分）

根据图5-23所示，按高档、中档、低档列出MH-630卧式加工中心由电机到主轴的传动路线。

电动机到主轴的高速挡传动路线为：主轴电动机→齿轮Z1→齿轮Z2→齿轮Z3→内齿轮Z6→齿轮Z7→齿轮Z10；

电动机到主轴的中速挡传动路线为：主轴电动机→齿轮Z1→齿轮Z2→齿轮Z3→齿轮Z4→齿轮Z5→齿轮Z7→齿轮Z10；

件1

件2