2012春数控机床形成性考核册答案(作业3)

《数控机床》第三次作业

(第三、四章)

一.填空题

（1） 数控系统通常由人机界面、数字控制以及 PLC 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 、 交流伺服电机和直线电机 。 （5） 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。

（6）一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成 水平放置 。

（7）加工中心与数控铣床、数控镗床等机床的主要区别是它设置有 刀具库 ，并能 进行自动道具交换 。

（8）并联机床实际是一个空间 并联连杆结构 机构。

（9）根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床通常分为 快速走丝 和 快速走丝 两大类。

二. 选择题

（1）下列功能中，（ D ）是数控系统目前一般所不具备的。 （A）控制功能 （B）进给功能 （C）插补功能 （D） 刀具刃磨功能 （2）（ A ）是数控系统核心，它是一台数控系统控制品质的体现。 （A）数控装置 （B）可编程控制器 （C）I/O板 （D）数控软件 （3）脉冲当量的取值越小，插补精度（ A ）。

（A）越高 （B）越低 （C）与其无关 （C）不受影响

（4）车削中心是以（ A）为主体，并配置有刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头

和机械手等，以实现多工序复合加工的机床。在工件一次装夹后，它可完成回转类零件的车、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

（5）立式数控铣床的主轴轴线（B）于水平面，是数控铣床中最常见的一种布局形式，

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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

（6） D7125表示是一种（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

（7）电火花加工的局限性（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 （8）采用经济型数控系统的机床不具有的特点是（B ）。

（A）采用步进电机伺服系统 （B）必须采用闭环控制系统 （C）只配备必要的数控系统 （D）CPU可采用单片机 （9）APC代表的是（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

三.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和卧式加工中心的功能，通过回转工作台的旋转和主轴头

的旋转，能在工件一次装夹后，完成除安装面以外的所有五个面的加工。（ √ ）

（3）数控铣床采用T形床身布局的最显著优点是精度高。（ √ ） （4）立卧两用式数控铣床的主轴轴线方向可以变换。（√ ） （5）加工中心可以进行多工序的自动加工。（√ ） （6）数控车床都具有C轴控制功能。（ √ ）

（7）运动的分配与部件的布局是数控铣床总布局的中心问题。（ √ ）

四、 简答题

1.简述数控系统的主要功能。

（1）控制功能 （2）准备功能和辅助功能 （3）点位与连续移动功能

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（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、输出和通信功能 （13）自诊断功能

2.数控机床用PLC有哪些类型？各自的特点是什么？ 数控机床用PLC可分为两类： 内装型和独立型。

内装型：CNC装置带有的PLC功能。

PLC与NC之间的信号传送在CNC装置内部即可实现，PLC与MT侧通过CNC输入/输出接口实现信号的传输。

独立型：独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定控制任务的装置。 3.简述数控机床对伺服系统的要求。 （1）可逆运行 （2）速度范围宽

（3）具有足够的传动刚性和高的速度稳定性 （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？

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（1）主轴电机的特性

当主轴的转速小于额定转速时，主轴工作在恒转矩区；当主轴的转速大额定转速时，主轴工作在恒功率区。 （2）主轴的工作点

数控机床的设计阶段，必须明确主轴的输出功率和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的主轴“闷车”。 （3）过载能力

主轴电机同样具有很强的过载能力。 （4）轴端受力

主轴电机对于不同速度下作用在其轴端的悬臂力有明确的要求。 （5）保证主轴总成的动平衡 （6）惯量要匹配 5.简述数控车床的组成。

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。 6.简述数控铣床的功能特点。

各类数控系统不同，其功能也不相同，除具有各自的特点以外，常具有以下功能： （1）点位控制功能。

用于钻孔、扩孔、锪孔和镗孔

（2）连续轮廓控制功能。

通过直线和圆弧插补加工平面轮廓和空间曲面 （3）刀具半径自动补偿功能。

按工件实际轮廓和尺寸编成，加工中补偿一个刀具半径。

（4）刀具长度自动补偿功能。

可以改变切削平面的高度，弥补轴向对刀误差

（5）镜像加工功能。

只需编出对称轴一侧形状的加工程序，就可完成全部加工。

（6）固定循环功能。

调用子程序完成重复的基本动作

（7）特殊功能。

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如数控仿形加工

7.数控铣床按机床主轴的布置形式可分为哪几类？各适用于哪些加工场合？

（1）按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分为：立式、卧式和立卧两用式三种。

1）立式数控铣床

特点：主轴轴线垂直于水平面。是数控铣床中最常见的一种布局形式，应用范围最广泛，其中以三轴联动铣床居多。

应用：主要用于水平面内的型面加工，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的各种上型面加工，配置万能数控转盘后，还可以对工件侧面上的连续回转轮廓进行加工，并能在一次安装后加工箱体零件的四个表面。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的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的工件表面；若采用数控回转工作台，还能对工件实现除定位面外的五面加工。 8.判断数控铣床布局方案优劣的评价指标有哪些？数控铣床T形床身布局的优点是什么？ 数控铣床的布局应能兼顾铣床有良好的精度、刚度、抗振性和热稳定性等结构性能。

运动要求与加工功能相同的数控机床，结构的总体布局不同，结构性能是有差异的。

T形床身布局的优点：刚性好

9.简述电火花加工的原理。

基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。 10.简述加工中心的基本组成。 （1）基础部件:床身、立柱和工作台。

（2）主轴部件：主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承。

（3）数控系统：数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置、及电机。 （4）自动换刀系统（ATC）：刀库、机械手。

（5）辅助系统：润滑、冷却、排屑、防护、液压和水及监测系统。

（6）自动托盘交换系统（APC）：有两个自动交换工件的托盘，一个台工作台上加工工件，另一个用于装拆工件，当完成一个托盘上的加工任务后，便自动交换托盘。

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11.简述经济型数控车床的特点。

它一般是在普通车床的基础上进行改进设计，并采用步进电动机驱动的开环伺服系统。其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低的数控系统来实现。此类车床结构简单，价格低廉。但无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速度切削等功能。 12.简述数控线切割机床的工作原理。

利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉冲电源的负极)，对工件(接高频脉冲电源的正极)进行脉冲火花放电、切割成形。 13.数控线切割机床的工作液有什么作用？

在数控电火花线切割加工过程中，需要稳定地供给有一定绝缘性能的工作介质——工作液，以冷却电极丝和工件，排除电蚀产物等，保证火花放电持续进行。

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11.简述经济型数控车床的特点。

它一般是在普通车床的基础上进行改进设计，并采用步进电动机驱动的开环伺服系统。其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低的数控系统来实现。此类车床结构简单，价格低廉。但无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速度切削等功能。 12.简述数控线切割机床的工作原理。

利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉冲电源的负极)，对工件(接高频脉冲电源的正极)进行脉冲火花放电、切割成形。 13.数控线切割机床的工作液有什么作用？

在数控电火花线切割加工过程中，需要稳定地供给有一定绝缘性能的工作介质——工作液，以冷却电极丝和工件，排除电蚀产物等，保证火花放电持续进行。

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