数控机床（大专）习题集 - 图文

2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —1—

2431 数控机床复习 2013.6

一、单项选择题（15道题，每小题3分，共45分） ★（步进电机）主要用于经济型数控机床的进给驱动。

★（进给轴）是直接驱动刀架或工作台移动形成零件轮廓的轴。

★（控制介质）是将零件加工信息传送到数控装置中去的信息载体，反映了数控加工中的全部信息。 ★（气压装置）工作速度快和工作频率高，对环境要求适应性好，装置结构简单，工作介质不污染环境。 ★（数控系统）是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。 ★（伺服系统）是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。

★（液压装置）装置机构输出力大，机械结构更紧凑、动作平稳可靠，易于调节和噪声较小，但当工作介质液渗漏时会污染环境。

★（由调速电动机直接驱动）的主传动方式大大简化了主传动系统的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴精度影响较大。

★（增加滚珠数目）能够提高滚珠导轨的承载能力。 ★ATC是（自动换刀系统），采用ATC后数控加工的辅助时间主要用于工件的安装和调整。 ★CNC机床是指（计算机数控）机床。

★CNC系统中的PLC.是指（可编程控制器）。

★按运动轨迹分类数控钻床属于（点位控制）数控机床，可自动进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等加工。 ★-般并联机床要实现6自由度加工，通常是一种（6）杆并联机构。 ★-般数控钻、镗床属于（点位控制数控机床）。

★采用开环进给伺服系统的机床上，通常不安装（位置检测元件）。

★车削中心是以（全功能数控车床）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。 ★从承载能力的角度来看，淡臻谰醚蔓《滚针中（滚柱）承载能力最大。

★导轨的精度直接影响机床的精度，静压导轨与滚动导轨相比，其抗振性（前者优于后者）。 ★电火花加工的局限性（只能用于加工金属等导电材料）。

★根据控制运动方式的不同，数控机床可分为（点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床）。 ★光栅利用（莫尔条纹的作用），使得它能测得比栅距还小的位移量。 ★滚动导轨与滑动导轨相比，（抗振性高）不是滚动导轨的优点。 ★滚珠丝杆副的摩擦系数比普通滑动丝杆副的摩擦系数（小）。 ★滚珠丝杠螺母副消除间隙的主要目的是（提高反向传动精度）。 ★滚珠丝杠预紧的目的是（消除轴向间隙和提高传动刚度）。 ★滑动导轨与滚动导轨相比的优点是（抗振性高）。 ★回转刀架换刀装置常用于数控（车床）。

★机床切削精度检查实质上是对机床的（几何精度和定位精度）在切削加工条件下的一项综合检查。

★机床在切削热、摩擦热等内外热源的影响下，各个部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对位置关系遭到破坏，从而影响工件的加工精度。下列（数控铣床主轴箱采用卸荷装置平衡载荷）措施对减少热变形无效。 ★加工中心的突出特征是设置有（刀库）。这是它与数控铣床、数控镗床等机床的主要区别。 ★加工中心的突出特征是设置有（自动换刀装置）。这是它与数控铣床、数控镗床等机床的主要区别。 ★加工中心和数控铣床的最大区别是具有刀库和（自动换刀装置）。

★加工中心与数控铣床、数控镗床的主要区别是设置有（刀库能够自动更换刀具）。 ★加工中心最突出的特征是是设置有（刀库）。

★静压导轨与滚动导轨相比，其抗振性（前者优于后者）。

★立式数控铣床的主轴轴线（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。

★目前在高精度数控机床中常使用（光栅尺）作为位置检测装置。 ★普通数控铣床加装（自动排屑装置）愿就成为数控加工中心 ★适合于加工形状特别复杂（例如：曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（加工中心）。 ★数控车床能进行螺纹加工，其主轴上安装了（脉冲编码器 ）。 ★数控车床一般有2根数控轴，通常是（X、Z）轴。

★数控车床主轴有轴向窜动时，对车削（螺纹螺距）精度影响较大。

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★数控电火花加工机床可以加工（导电材料）。

★数控机床安装测量与反馈装置的作用是为了（提高机床的定位精度）。

★数控机床的控制可分为两大部分：一部分是（坐标轴运动的位置）控制，另一部分是数控机床加工蔡程的顺序控制。 ★数控机床的特点有加工精度高、（对加工对象的适应性强）、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高等。 ★数控机床的研制最早是从（美国）开始的。

★数控机床的优点是（加工精度高，生产效率高，工人劳动强度低，可加工复杂型面，减少工装费用）。 ★数控机床基本组成：控制介质、（数控系统）、伺服系统、机床本体、辅助装置。

★数控机床解决了在普通机床加工中存在的一系列缺点和不足，为（单件、小批量生产）的精密复杂零件提供了自动化加工手段。

★数控机床进给系统采甩落辘转动潮对，为了提高传动精度应该有消蘸（齿侧间隙）措施。 ★数控机床精度检验中，（定位精度）的检验是表明所测量的机床各运动部位在数控装置控制下，运动所能达到的精度。 ★数控机床精度检验中，（几何精度）是综合机床关键零件部件经组装后的综合几何形状误差。 ★数控机床切削精度检验（又称动态精度检验，是在切削加工条件下），对机床几何精度和定位精度的一项综合检验。 ★数控机床是通过（程序）来控制机床自动完成加工过程的。

★数控机床是用（数字化）信号对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。 ★数控机床伺服系统是以（机械位移）为直接控制目标的自动控制系统。 ★数控机床与上位计算机连接一般是通过（RS232串行）接口连接。 ★数控钻、镗床一般常采用（点位控制系统）。

★通过日常的维护和保养，可以避免或减少数控机床的故障，或者提早发现潜在的故障，并及时采取防范措施。所以数控机床的（日常维护保养）是数控机床稳定可靠运行的基本保证。 ★位置检浏元件装在伺服电动机的尾部的是（半闭环）控制系统。 ★下列（X、Y、Z坐标轴的相互垂直度）检验属于几何精度检验。 ★下列（回转轴原点的返回精度）检验属于定位精度检验。

★下列各项中，不能提高数控机床结构刚度的措施是（机床大件材料采用铸铁）。 ★下列功能中，（刀具刃磨功能）是数控系统目前一般所不具备的。 ★下列叙述中，（耐磨性能一般）不是数控机床对导轨的基本要求。

★小批量产品的生产由于生产过程中产品品种的变换频繁、批量小、加工方法的区别大，宜采用（数控机床）。 ★小型立式镗铣类加工中心常采用（鼓轮式）刀库。

★一般并联机床要实现6自由度加工，通常是一种（6）存弃素琉蔷。 ★一般数控钻、镗床属于（点位控制数控机床）。

★与数控机床的基本使用条件不符的是（无需保护接地）。 ★与数控机床的基本使用条件不符的是（无需抗干扰措施）。

★欲加工一条与X轴成30。的直线轮廓，应采用（轮廓控制）数控机床。 ★在采用ATC后，数控加工的辅助时间主要用于（工件安装及调整）。

★在刀库中每把刀具在不同舶工序中不能重复使用的选刀方式是（顺序选刀）

★在数控生产技术管理中，除对操作、刀具、维修人员的管理外，还应加强对（编程人员）的管理。 ★在数控铣床的运动分配与部件布局中，一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成（卧式）。 ★在下列特点中，（变速范围窄）不是数控机床主传动系统具有的特点。 ★主轴是产生主切削运动的（动力源），主轴不仅要在高速旋转的情况下承载切削时传递的主轴电机的动力，而且还要保持非常高的精度。

★主轴准停是指主轴能实现（准确的周向定位）。 一、单项选择题（15道题，每小题3分，共45分）

7．在采用全数字伺服系统的基础上，采用图1所示（直线电机）直接驱动机床工作台实现“零传动”伺服进给方式。

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15．图2所示（激光干涉仪）是精密测量数控机床精度的检测工具。

2．图1所示（FMC车床）是一个由数控车床、机器人等构成的柔性加工单元。

8．图2所示数控机床的自动换刀装置采用的是（机械手）换刀方式。

图2

1．图1所示（电滚珠丝杠）是伺服电机与滚珠丝杠的集成，具有减少传动环节、结构紧凑等优点。

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10．图3所示（并联机床）是1994年出现的一种全新概念的机床，它和传统的机床相比，在机床的机构、本质上有了巨大的飞跃。

7．图1所示加工中心的自动换刀装置采用的是（转塔式）换刀方式。

1．如图1所示安装在立式加工中心上，对机床精度进行检测的是（激光干涉仪）。

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —5—

一、单项选择题（10道题，每小题4分，共40分）

3．图l中的五轴加工中心的A轴运动可以由（回转工作台）来实现。

9．图2所示卧式加工中心采用的是（鼓轮式）刀库。

6．图1某直线进给系统示意图中(1)代表的是（滚珠丝杠）。

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —6—

15.如图2所示是属于（开环控制）数控机床框图。

图2

1．如图1所示是属于（全闭环数控）系统。

一、填空题

★（ 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 ★（ 位置检测 ） 装置精度直接影响闭环控制数控机床的定位精度和加工精度。

★（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。

★（几何精度） 检验是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。 ★（离线 ）诊断是数控机床出现故障时，数控系统停止运行系统程序的停机诊断。 ★（脉冲当量） 是数控机床数控轴的位移量最小设定单位。 ★（伺服系统）是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。

★（直接驱动的回转工作台）是伺服驱动电动机与回转工作台的集成，它具有减少传动环节.简化机床的结构等优点。 ★（自适应控制）技术的目的是要求在随机变化的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得酌工作状态、特性，按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数，以达到或接近最佳工作状态。 ★D6125表示是一种（C）。（C）电火花成形加工机床

★闭环控制系统的位置检测装置装在（机床移动部件上）

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★并联机床实际是一个空间（并联连杆） 机构。 ★采用经济型数控系统的机床不具有的特点是（B）。（B）必须采用闭环控制系统 ★插补算法分为（基准脉冲）插补和数据采样插补两大类。

★常用伺服电机有步进电机、 （直流伺服电动机、 交流伺服电动机）。

★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

★电火花加工的局限性（ D）。（D）只能用于加工金属等导电材料

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

★根据控制运动方式的不同，数控机床可分为（开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床） ★光栅利用（ C ），使得它能测得比栅距还小的位移量。（C）莫尔条纹的作用 ★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。 ★滚珠丝杠预紧的目的是（ C ）（C）消除轴向间隙和提高传动刚度

★机床切削精度检查实质上是对机床的（ B）在切削加工条件下的一项综合检查。（B）几何精度和定位精度

★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 （刀库） ，并能（在加工过程中由程序自动选用和更换） 。

★静压导轨与滚动导轨相比，其抗振性( A )。(A) 前者优于后者

★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，应用范围最广泛，其中以三轴联动铣床居多。（B）垂直

★脉冲当量的取值越小，插补精度（ A）。（A）越高

★三坐标测量机的精度与速度主要取决于（机械结构、 控制系统和 测头） ，功能则主要取决于软件和 测头 ，操作方便性也与软件密切相关。

★适合于加工形状特别复杂(曲面叶轮)、精度要求较高的零件的数控机床是（加工中心）

★数控机床床身采用钢板的（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的阻尼。 ★数控机床的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。 ★数控机床的精度检验一般包括（几何精度、 定位精度、 切削精度）检验。

★数控机床的主轴箱或滑枕等部件，可采用（卸荷 ） 装置来平衡载荷，以补偿部件引起的静力变形。 ★数控机床高速主轴单元的类型主要有（电主轴 ）、气动主轴、水动主轴等。

★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（ A）措施。（A）齿轮轴向间隙 ★数控机床切削精度检验（ C ），对机床几何精度和定位精度的一项综合检验。（C）又称动态精度检验，是在切削加工条件下

★数控机床是采用（检测技术）技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。 ★数控机床一般由（控制介质）、（数控系统）、（伺服系统）、（反馈装置）、（机床本体）和各种辅助装置组成。 ★数控加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是（ C ）（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

★数控系统通常由人机界面、数字控制以及（逻辑控制器）控制这三个相互依存的功能部件构成。

★通过（维护和保养 ） ，可以避免或减少数控机床的故障，或者提早发现潜在的故障，并及时采取防范措施。 ★突破传统机床结构的最新一代的数控机床是（并联机床）机床。

★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、甚至联轴器和键联接都必须采取相应的（消除间隙）措施。 ★下列功能中，（ D ）是数控系统目前一般所不具备的。（D） 刀具刃磨功能 ★一般数控钻、镗床属于（轮廓控制数控机床）．

★一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成（卧式）。

★影响数控机床加工精度的因素很多，要提高加工工件的质量，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

★有报警的故障可分为硬件故障、编程故障和（操作故障 ） 。

★在采用ATC后，数控加工的辅助时间主要用于( A)。(A) 工件安装及调整

★在加工中心的基础上配置更多 （5个以上）的托盘，可组成环形回转式托盘库，称为（柔性制造单元{FMC}）。 ★在数控机床验收中，以下的检测属于机床几何精度检查的是（ D）（D）主轴轴向跳动

★在数控生产技术管理中，除对操作、刀具、维修人员的管理外，还应加强对（编程人员和设备）的管理。

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —8—

★在下列特点中，（B ）不是数控机床主传动系统具有的特点。（B）变速范围窄 ★在线加工的通讯方式大多采用（ RS232 ） 接口。

★在自动换刀过程中常见的选刀方式有（顺序选刀）和任意选刀两种。 二、判断题（每小题2分．共20分J

★PLC完成时序逻辑控制，根据机床加工过程中各个动作要求进行协调，按各检测信号进行逻辑判别，从而控制机床各个部件有条不紊地按顺序工作。（√）

★并联机床是数控机床在结构上取得的重大突破。（√） ★并联机床是突破传统机床结构的最新一代数控机床。（√）

★采用闭环控制系统的数控机床的加工精度主要取决于检测装置的精度。 （√） ★当改变加工零件时，在数控机床上只要改变加工程序，就可继续加工新零件。（√） ★刀具在刀库中的位置必须是固定不变的。（╳）。

★定位精度是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。（╳） ★高速主轴动力学性能及稳定性对高速加工起着关键的作用。（√） ★工作台只能完成直线位移运动。（×）

★光栅尺是数控机床上常用的一种位置检测元件。（√）

★滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是减少摩擦力矩。 （ × ） ★滚珠丝杠螺母副的作用是将回转运动转换为直线运动。（√） ★滚珠丝杠螺母副的作用是将直线运动转换为回转运动。（×）

★机床本体是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。（×） ★加工平面任意直线应采用点位控制数控机床。（×） ★加工中心都采用任意选刀的选刀方式。（×） ★加工中心可以进行多工序的自动加工。（√）

★加工中心是完成一个工件所有加工工序的数控机床。（×） ★进给运动是以保证刀具相对位置关系为目的。（ √） ★开环数控系统常采用步进电机作为驱动装置。（√）

★控制介质是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。 (√) ★立卧两用式数控铣床的主轴轴线方向可以变换。 (√)

★三坐标测量机作为一种检测仪器，对零件和部件的尺寸、形状及相互位置进行检测。（√）

★三坐标测量原理是：将被测物体置于三坐标机的测量空间，获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算可求出被测的几何尺寸、形状和位置。（√）

★数控车床传动系统的进给运动有纵向进给运动和横向进给运动。（ √ ） ★数控车床的反向间隙是不能补偿的。 (×) ★数控车床都具有C轴控制功能。（×）

★数控电火花加工机床只能用于加工金属等导电材料。（√）

★数控回转工作台不是机床的一个旋转坐标轴，不能与其他的坐标轴联动。 （ × ） ★数控机床采用滚珠丝杠丝传动没有反方向间隙。（×） ★数控机床传动丝杠反方向间隙是不能补偿的。（ ×） ★数控机床的定位精度与重复定位精度是同一概念。 (×)

★数控机床的气压装置因空气黏度小，在管路中的能量损失小，适于远程传输及控制使用。（√）

★数控机床的使用和维护，在数控机床的生命周期中起着至关重要的作用，同时也对数控机床的使用寿命产生重要的影响。（√ ）

★数控机床工作地允许的海拔高度为lOOOm，当超过这个指标后，不仅伺服驱动系统的输出功率下降，而且影响加工的效果。（√）

★数控机床能否充分发挥作用，起到应有的经济效益，是与生产管理、技术水平、人员配套、基础元部件的及时供应等有密切关系的。（√）

★数控机床是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。（√） ★数控机床是通过程序来控制的。（√）

★数控机床要在高速和重负荷条件下工作，机床支承件的变形都会直接或间接地引起刀具和工件之间的相对位移，从而引起工件的加工误差。（√）

★数控机床与其它机床一样，当被加工的工件改变时，需要重新调整机床。(×)

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★数控机床与上位计算机连接一般通过RS232串行接口连接。（√） ★数控机床只用于金属切削类加工。（×）

★数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切削速度，以满足不同的加工条件要求。（ √ ） ★数控设备的选用只需要考虑其加工精度就可以了。（×） ★数控铣床采用T型床身布局的最显著优点是刚性高。（√）

★数控铣床立柱采用对称结构可以减少热变形对加工件的精度影响。（√） ★数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。（√） ★数控系统应具有较强的环境适应性。（√）

★数控系统由人机界面、数字控制以及机床逻辑控制这三个相互依存的功能部件构成。（√） ★数控装置是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。 （ × ） ★顺序选刀方式无需刀具识别装置，驱动控制简单。 (√)

★伺服电机与丝杠的联轴节松动导致伺服电机与滚珠丝杠之间出现滑动，使得零件报废属于电气故障。（×） ★伺服驱动器是数控系统的核心。（×）

★伺服系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。（×）

★伺服系统由人机界面、数字控制以及机床逻辑控制这三个相互依存的功能部件构成。（╳） ★通常一台数控机床的联动轴数小于或等于可控轴数。（√） ★通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。（×） ★通常一台数控机床的联动轴数一般会小于或等于可控轴数。（√）

★通过计算机辅助编程方法可以改善编程效果，所以，所有的零件加工程序都应该使用自动编程。（ × ）

★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。（√） ★旋转变压器是一种常用的转角检测元件。（√）

★液压传动装置结构筒单，工作介质不污染环境，工作速度快和动作频率高，适合于完成频繁启动的辅助工作，过载时比较安全，不易发生过载损坏机件等事故。（×）

★一般情况下半闭环控制数控机床的精度高于开环控制数控机床。 (√) ★用数控机床加工时，切削速度越高加工成本越低。（×）

★用数字化信息进行控制的自动控制技术称为数字控制技术，采用数控技术控制的机床，称之为数控机床。 （√）★加工平面任意直线应采用点位控制数控机床。 （×）

★由于计算机数控系统可完全由软件来确定数字信息的处理过程，从而具有真正的“柔性”。（√） ★在NC系统中，有一个专门实现插补计算的计算装置，称为软件插补。（×）

★在数控电火花线切割加工过程中工作液循环系统的作用是冷却电极丝和I件，排除电蚀产物等，保证火花放电持续进行。（√）

★直线型位置检测装置用来检测运动部件的直线位移量；旋转型位置检测装置用来检测回转部件的转动位移量。（√） ★中小型数控车床多采用倾斜床身或水平床身斜滑板结构。（√） ★逐点比较插补法是以折线来逼近直线或圆弧曲线，它与给定的直线或圆弧之间的最大误差不超过一个脉冲当量。（√） ★主轴在高速加工时，如果主轴的旋转部件不能做到动平衡，在高速旋转运动中会产生振动，影响加工质量。（√） ★主轴准停功能又称主轴定位功能。即当主轴停止时，控制其停于固定的位置，但这并不是自动换刀所必须的功能。（×） ★自动排屑装置自动分离并收集切削液和切屑，以便自动加工顺利进行和增加数控机床的发热。（×）

★坐标测量原理是：将被测物体置于三坐示机的测量空间，可获得被浏物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算可求出被测的几何尺寸、形状和位置。（√） 三、筒答题（每小题5分，共10分） 1．简述数控机床的发展趋势。P9-12 答：1.高速化、高精度化、高可靠性 高速化：提高进给速度与提高主轴转速。

高精度化：其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级(高可靠性：一般数控系统的可靠性要高于数控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是可靠性越高越好，因为商品受性能价格比的约束。

2.复合化：数控机床的功能复合化的发展，其核心是在一台机床上要完成车、铣、钻、攻丝、绞孔和扩孔等多种操作工序，从而提高了机床的效率和加工精度，提高生产的柔性。

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3.智能化：智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便等方面的智能化；简化编程、简化操作方面的智能化；还有如智能化的自动编程、智能化的人机界面等，以及智能诊断、智能监控等方面的内容，方便系统的诊断及维修。

4.柔性化、集成化

当今世界上的数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线（FMC、FMS、FTL、FML）向面(工段车间独立制造岛FA)、体（CIMS、分布式网络集成制造系统）的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。 2．简述数控机床各基本组成部分的作用。P4 答：一、程序编制及程序载体

数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设计。

编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。

二、输入装置

输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。

零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从内部存储器中逐段逐段调出进行加工。

三、数控装置

数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。

零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。

四、驱动装置和位置检测装置

驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。

位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。 五、辅助控制装置

辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。

由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接启动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。

六、机床本体

数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床。 3．简要说明数控机床的主要工作过程。P2-3

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —11—

答：数控装置根据程序的坐标代码，作插补运算并 输出插补控制信号，插补控制信号控制伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动，从而确定了机床的进给运动的方向、速度、位移量。数控装置根据辅助机能代码输出辅助机能控制信号驱动 强电控制装置，控制主运动部件的变速、换向和启停，控制刀具的选择和交换，控制冷却、润滑 的启停，控制工件和机床部件的松开和夹紧，控制分度工作台的转位等辅助机能。

首先要由编程人员或操作者通过对零件图作深入分析,特别是...机床运动机构的运动结果是刀具与工件产生相对运动,实现切削加工,最终加工出所需的零件。 1．简述数控机床机械结构的主要特点。

答：数控机床机械结构的主要特点如下： (1)高的静、动刚度及良好的抗振性能； (2)良好的热稳定性；(3)高的灵敏度；(4)高效化装置、高人性化操作。 2．简述简易型数控铣床的特点。

答：特点：(1)简易型数控铣床是在普通铣床的基础上，对机床的机械传动结构进行简单的改造； (2)数控系统的配置较低； (3)这种数控铣床成本较低； (4)自动化程度和功能都较差，一般只有X、Y两坐标联动功能； (5)机床的精度较低。

三、简答题（5道题，每小题5分，共25分） 26．简述数控机庥的基本组成部分。

答：控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各类辅助装置组成。 27．简述全功能型数控车床的特点。

答：特点：控制系统是标准型的，带有高分辨率的CRT显示器以及各种显示、图形仿零点、刀具补偿等J能，而且还有通信或网络接口。全功能型数控车床采用闭环或半闭环控制的伺服系统，可以进行多个坐标轴的控制，具有高刚度、高精度和高效率等特点。 29.数控机床的刀库有哪些类型？

答：(1)鼓轮式；(2)链式；(3)格子箱；(4)直线式。

30．数控机床进给传动系统中选用传动齿轮副的作用是什么？

答：进给系统采用齿轮传动装置，是为了使丝杠、工作台的惯性在系统中占有较小比重；同时可使高转速低转矩的伺服驱动装置的输出变为低转速大扭矩，从而适应驱动执行元件的需要；另外，在开环系统中还可计算所需的脉冲当量。

2简述经济型数控车床的特点。 答：(1)-般是在普通车床的基础上进行改进设计；平床身结构，刀架通常在操作者一侧。(2)并采用步进电动机驱动的开环伺服系统(3)其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低的数控系统；(4)此类车床结构简单，价格低廉(5)有些无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速度切削等功能。 1．简述数控机床的特点有哪些？

答：高精度、高效率、高速度、高刚性、高柔性、高自动化。 2．常见效控机床的工作台有哪些形式？

答：直线工作台、回转i作台、摆动工作台，直接驱动的回转工作台。 2．自动换刀装置的常见刀库形式有哪些？

答：(1)盘式刀库；(2)链式刀库；(3)鼓轮式刀库；(4)格子箱式刀库；(5)直线式刀库。 1．简述三坐标测量机的测量原理。

答：三坐标机的测量原理：将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算可求出被测的几何尺寸、形状和位置。 1．简述数控机床机械结构的基本组成部分及其作用。

答：(1)主传动系统}(2)进给传动系统}(3)基础支承件I(4)辅助装置。

基本组成部分作用： 主传动系统是将驱动装置的运动及动力传给主轴的执行件，以实现主切削运动。 进给传动系统是将伺服驱动装置的运动与动力传给进给轴的执行件，以实现进给切削运动。

基础支承件是整台机床的基础和框架，支承机床的各主要部件，并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。 辅助装置是实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置。 2．激光干涉仪的作用是什么？简述其工作原理a

答：作用：激光干涉仪是通用长度测量工具，可对机床进行完整的校准：目前在机床制造厂测量各种几何及动态机床性能主要依靠激光干涉仪。

工作原理：激光干涉仪是以激光波长为已知长度、利用迈克耳逊干涉系统测量位移。 26．简述数控机床对进给传动系统的要求。

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —12—

答：数控机床对进给系统的要求：(1)运动件间的摩擦阻力小；(2)消除传动系统中的间隙；(3)传动系统的精度和刚度高；(4)减少运动惯性，具有适当的阻尼。

27．卧式加工中心常采用T形床身布局的优点是什么？

答：T形床身布局的优点：刚性好，提高了工作台的承载能力，易于保证加工精度；有较长的工作行程。 29.中小型数控车床多采用倾斜床身或水平床身斜滑板结构，其优点是什么？ 答：(1)机床外形美观，占地面枳小；(2)易于排屑和冷却液的排流；(3)便于操作者操作和观察；(4)易于安装上下料机械手，实现全面自动化；(5)可采用封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。 30.简述滚珠丝杠螺母副的工作原理。

答：工作原理：在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道。螺母上有滚珠回路管道，将几圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道，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。 三、简答题（每小题10分，共20分）

1．球杆仪的作用是什么？简述其测量原理。

答：球杆仪的作用：机床精度综合检测分析的标准设备。

球杆仪的测试原理为：利用机床的两轴联动做圆弧插补，通过分析圆弧的半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。

2．简述数控机床的基本使用条件。 答：数控机床的基本使用条件：(1)保证一定的环境温度和湿度；(2)地基牢靠，有隔震措施；(3)工作地点允许的海拔高度为l000m; (4)稳定的供电电源，有抗干扰措施；(5)保护接地。 三、简答题（2遒题，每小题10分，共20分）

2。数控电火花线切割机床有哪几部分组成？简述电火花线切割加工的基本原理。

答：数控电火花线切割机床的组成：床身、走丝机构、锥度切割装置、坐标工作台、脉冲电源、工作液循环系统、数控装置等部分组成。

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。 29.简述数控系统的基本组成。

答：数控系统通常由人机界面、数字控制以及机床逻辑控制这三个相互依存的功能部件构成。 四、综合题（共20分）

31.连线题观察(1)一(4)小题中所示零件，分析其加工特点，然后从A、B、C、D四个选项图示的机床中选择适合的加工设备，用直线一对一进行划线连接。（共8分）

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —13—

答： (1)D (2)A (3)C (4)B

32.图11为图8立式加工中心的机床本体，写出箭头所指部分的名称，并回答问题。（每空1分，共6分）

图11

答：(1) 滚珠丝杠能自锁，立式使用时应增加制动装置。 (2) 导轨作用是：对运动部件起支承和导向作用。 (3)工作台采用布局形式是：十字形。 33.近年来一些数控机床的基础支撑件采用钢板焊接结构件代替铸铁件的优点是什么？ 答：钢板的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的阻尼。 34.图10卧式加工中采用T形工作台的优点是什么？ 答：工作台沿前床身方向作X坐标进给运动，在全部行程范围内工作台均可支撑在床身上，故刚性较好，提高了工作台的承载能力，易于保证加工精度，而且有较长的工作行程，其床身、工作台及数控转台为三层结构，更易保证大

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —14—

件的结构刚性。

四、综合题（共20分）

图4所示为卧式加工中心，回答(1)一(4)问题。

(1)写出箭头所指部分的名称：（每空1分，共6分）

(1) 答：①刀库、②换刀机械手、③主轴、④操作面板（或人机界面）、⑤工作台、⑥滑座。 (2)加工中心的选择与加工的需要有关，请将加工需要与对应加工中心进行连线。（每题2分，共8分） 平面类工件需要对顶面进行加工 车削中心 箱体类工件需要对多个侧面进行加工 立式加工中心 回转体类零件需要对内外表面进行加工 卧式加工中心 工件需要对除安装面以外的所有面进行加工 五面加工中心 (3)该卧式加工中心采用T形床身布局，优点是什么？

(3) 答：T形床身布局的优点：刚性好，提高了工作台的承载能力，易于保证加工精度；有较长的工作行程。 (4)该卧式加工中心的立柱采用框式立柱结构，优点是什么？

(4) 答：框式立柱布局的优点：受力变形小，受热变形对加工精度的影响小。 四、综合题（20分）

图2所示为一台经济型数控车床，写出箭头所指部分的名称。经济型数控车床一般是在普通车床的基础上进行改进设计的，进给伺服系统常采用哪种电机和伺服控制方式？这种控制方式的最大优点是什么？缺点是什么？

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —15—

(1)写出箭头所指部分的名称：

答：(1)①床身 ②防护门 ③主轴 ④导轨 ⑤刀架 ⑥控制面板（或人机界面） 缺点：精度低。 (2)经济型数控车床一般是在普通车床的基础上进行改进设计的，并采用步进电机驱动的开环控制伺服系统。 (3)这种控制方式的最大优点是什么？缺点是什么？ 答：(3)优点：控制方便、结构简单、价格便宜。 四、综合题（共20分）

31.连线题图2中是数控机床上常见的几种组成元件，将各原件与其对应名称进行划线连接，然后填写每种元件在数控机床上的作用。（8分，每题2分） 例如：(1)伺服电机——A 。 作用：。数控机床驱动坐标运动的执行元件 (1)导轨——A 。 作用：对运动部件起支承和导向作用。 (2)滚珠丝杠螺母副—— B。作用：是将旋转运动转换为直线运动。 (3)刀库——C。 作用：用于存储刀具。 (4)工作台——D。 作用：安装工件。

A A B C D

32.如图3所示卧式加工中心，采用的是链式形式刀库，采用数控回转工作台可以完成B轴运动，采用框式双立柱结构立柱，举倒说说这台加工中心适合加工哪些零件？适合加工箱体类零件

答： (1)链式；(2)数控回转；(3)框式双立柱；(4)适合加工箱体类零件。 33.图4所示全功能型数控车床进给系统的电机、导轨、反馈元件等可采用哪些元件？

(1)进给电机采用：____ B．交流伺服电机 (2)导轨采用：____ B．滚动导轨 (3)反馈元件采用____ A.光电编码器 (4)刀库采用：____ B．鼓轮式 四、综合题（20分）

数控车床的床身结构和导轨有多种形式，写出图3所示数控车床各属于哪种结构形式？

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —16—

一般中小型数控车床多采用哪种结构？这种数控车床布局结构有哪些优点？

(l)写出图示数控机床结构布局名称：

答：①水平床身 ②倾斜床身 ③水平床身斜滑板④立式床身

和观察；④易于安装上下料机械手，实现全面自动化；⑤可采用封闭截面整体结构，以提高床身 的刚度。

(2)-般中小型数控车床多采用哪种结构布局？ 答：倾斜床身或水平床身斜滑板结构。 (3)这种数控车床结构布局有哪些优点？

答：优点：①机床外形美观，占地面积小；②易于排眉和冷却液的排流；③便于操作者操作 四、综合题（10分）

图3所示为一台车削中心，写出箭头所指部分的名称。该台车削中心采用倾斜床身，说明这种布局的优点有哪些？

车削中心采用倾斜床身的优点：

答：(1)防护门(2)主轴(3)刀架(4)控制面板（或人机界面）(5)自动排削装置

优点：①机床外形美观，占地面积小；②易于排屑和冷却液的排流；③便于操作者操作和观察；④易于安装上下料机械手，实现全面自动化；⑤可采用封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。 四、综合题（10分）

下图为某直线进给传动系统的示意图，写出箭头所指部分的名称。是否存在传动间隙，并说明常用的消除轴向间隙的方法有哪些？

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —17—

答： 1．(1)滚珠丝杠(2)滚珠螺母(3)(滚动直线)导轨(4)工作台 (5)支承轴承(6)联轴器(7)伺服电动机(8)床身 2．滚珠丝杠螺母存在传动间隙

3．消除间隙的方法常采用双螺母结构。

4．常用的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)螺纹调隙式四 四、综合题（共30分l

1．图3所示为数控机床的主传动系统的变速传动方式，请分别说明其传动方式的名称和特点。(20分)

答：传动方式的名称分别为; (a)变速齿轮I(b)带传动f(c)两个电机分别驱动；(d)由主轴电机直接驱动；(e)内装式电主轴。

各种传动的特点如下：

(a)带有变速齿轮的主传动：大、中型数控机床采用这种变速方式。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的要求。

(b)通过带传动的主传动：这种传动主要应用在转速较高、变速范围不大的机床。电动机本身的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的振动与噪声。它适用于高速、低转矩特性要求的主轴。常用的是三角带和同步齿形带。

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —18—

(c)用两个电动机分别驱动主轴：这是上述两种方式的混合传动，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，齿轮起到降速和扩大变速范围的作用，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的问题。但两个电机不能同时工作，也是一种浪费。

(d)由主轴电机直接驱动：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的绪构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴精度影响较大。

(e)内装式电主轴：即主轴与电机转子合二为一。其优点是主轴部件结构更紧凑，重量轻，惯量小，可提高启动、停止的响应特性，并利于控制振动和噪声。缺点同样是热变形问题，因此，温度控制和冷却是使用内装式电主轴的关键问题。

2．图4为一台立式加工中心，写出箭头所指部分的名称。(10分)

答：(1)排削装置； (2)刀库； (3)主轴； (4)人机界面（操作面板）； (5)工作台； 2．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？'(10分)

答：(1)X、Y、Z坐标轴的相互垂直度； (2)工作台面的平行度； (3)X、Z轴移动时工作台面的平行度； (4)主轴回转轴线对工作台面的平行度； (5)主轴在Z轴方向移动的直线度； (6)X轴移动时工作台边界与定位基准的平行度； (7)主轴轴向及孔径跳动； (8)回转工作台精度。 四、综合题（共20分）

31．连线题观察(1)一(4)小题中所示零件，分析其加工特点，然后从A、B、C、D四个选项图示的机床中选择适合的加工设备，用直线一对一进行划线连接。（共8分）

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2431 数控机床 单选题 填空题 判断题 简答题 综合题 —19—

32．加工中心和数控铣床相比，最突出的特征是什么？ 答：(1)C(2)D(3)A(4)B（每题2分，8分）

33.，数控铣床按照主轴的的布置形式通常分为哪三类？图4中所示数控铣床属于哪一类？

答：加工中心的突出特征是设置有刀库，刀库中存放着各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换，这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。

34.图8五轴联动加工中心采用何种工作台来完成A轴的圆周进给运动？

答：数控铣床按机床主轴的布置形式及机床的布局特点，数控铣床通常可分为立式、卧式和立卧两用式三种。 34.摆动工作台。

图4中所示数控铣床属于立式数控铣床。

35．图10中的经济型数控车床采用的水平式床身的特点是什么？

答：加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。

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