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。

国家精品资源共享课新增习题及答案

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。