2008数控加工工艺及设备数控机床试卷A

密封线兰州工业高等专科学校2010～2011学年第1学期期末试卷科目数控加工工艺及设备考试班级数控08-1/2考试日期月日本试卷共6页题目一二三四五六七八九十十一总分分数一、填空（25分，每空1分）1.数控机床是指应用了数控技术对其加工过程进行（自动）控制的机床。2.数控机床是典型的机电一体化产品，主要程序载体人机交互装置数控装置伺服系统机床本体、、、和五部分组成。3.重复定位精度是指在同一台数控机床上，应用相同程序、相同条件加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。4.数控机床和加工中心的主轴前端为7：24锥度，刀柄安装在主轴锥孔中，定心精度高，装卸方便。5.滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相互转换的理想传动装置。6.数控机床导轨主要用来支承和引导运动部件沿一定的轨道运动，目前使用较多的是摩擦系数较小的滚动导轨和贴塑导轨，也有采用静压导轨的。7.加工中心自动换刀系统由刀库和刀具交换装置组成；自动选刀时刀具的选择方式有顺序选刀方式和任意选刀方式两种，任意选刀方式一般又有刀具编码选刀、刀座编码选刀和刀具记忆选刀三种方式。8.油脂润滑是数控机床的主轴支承轴承、滚珠丝杠支承轴承及低速滚动直线导轨最常采用的润滑方式。状态。9.数控车床主轴旋转时，与之1：1速比工作的脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电机的旋转与刀架的切削进给保持同步的关系，以实现螺纹的正确加工。10.数控铣床或加工中心主轴刀具锁紧由将拉杆向上拉，并带动锁刀爪抓紧刀具柄端，使刀具固定在主轴鼻端。11.滚珠丝杠螺母副的传动间隙是轴向间隙，除少数用微量过盈滚珠的单螺母方法消除间隙外，常用的消除轴向间隙的结构是、和调隙式结构。系主任签字：日期：教研室主任签字：日期：姓名班级学号第1页试卷袋号二、选择（30分，每题2分）1.滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的是（c）。（A）减小摩擦力矩（B）提高使用寿命（C）提高反向传动精度（D）增大驱动力矩2.卧式数控车床的默认坐标平面指令是G（b）。（A）17（B）18（C）19（D）203.数控车床的转塔式刀架的工位数越多，非加工刀具与工件发生干涉的可能（d）。（A）越小（B）没关系（C）不能判断（D）越大4.车削加工的主运动是（c）。（A）刀具纵向进给运动（B）刀具横向进给运动（C）工件回转运动（D）以上说法均正确5.测量反馈装置的作用是为了（c）。（A）提高机床的安全性（B）提高机床的使用寿命（C）提高机床的定位精度、加工精度（D）提高机床的灵活性6.机床的（d）检查，实质上是对机床几何精度和定位精度在切削加工条件下的一项综合检查。（A）综合精度（B）主轴精度（C）刀具精度（D）切削精度7.（b）是数控机床运动轴移动的最小位移单位，其值取的越大，零件的加工精度越低。（A）伺服电压（B）脉冲当量（C）编码器的分辨率（D）数控轴的数量8.CNC系统一般可用几种方式得到工件加工程序。其中MDI是（c）。（A）利用磁盘机读入程序（B）从串行通讯口接受程序（C）利用键盘手动方式输入程序（D）从网络通过Modem接受程序9.四轴卧式加工中心的回转轴是（b）。（A）A轴（B）B轴（C）C轴（D）不能确定10.光栅是数控机床的位置检测元件，因它具有许多优点而被广泛地采用，但它的缺点是（a）。（A）怕振动和油污（B）速度慢（C）抗电磁干扰差（D）很容易变形11.在数控机床上设置限位开关作用是（d）。（A）线路开关（B）过载保护（C）欠压保护（D）位移控制12.步进电动机的旋转速度可通过改变绕组的（c）来控制。（A）通电电压（B）通电电流（C）通电频率（D）通电顺序第2页13.机床接地的作用是（d）。（A）保护电器设备（B）不使人体触电（C）漏电流经地线旁路（D）A、B、C均正确14.从理论上讲，数控机床刀具的运动轨迹是（c）。（A）直线（B）圆弧（C）折线（D）曲线15.步近电机转速突变时，若没有加速或减速过程，会导致电机（b）。（A）发热（B）丢步（C）失控（D）不稳定三、自动回转刀架工作过程分析（20分）依据图-1数控车床回转刀架结构简图，详细分析说明自动回转刀架转位换刀过程。图1MJ-50数控车床回转刀架结构简图1—分度齿轮；2—液压马达；3—锥环无键连接；4、5—齿轮；6—刀架主轴7、12—推力球轴承；8—双列滚针轴承；9—活塞；10、13—鼠牙盘；11—刀架第3页数控车床的自动回转刀架转位换刀过程为：当接收到数控系统的换刀指令后，刀盘松开～刀盘旋转到指令要求的刀位一刀盘夹紧并发出转位结束信号。该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。11是安装刀具的刀盘，它与刀架主轴6固定连接。当刀架主轴6带动刀盘旋转时，其上的鼠牙盘13和固定在刀架上的鼠牙盘10脱开，旋转到指定刀位后，刀盘的定位是靠鼠牙盘13与10啮合来完成的。活塞9支承在一对推力球轴承7和12及双列滚针轴承8上，它可以通过推力球轴承带动刀架主轴移动。当接到换刀指令时，活塞9及刀架主轴6在压力油推动下向左移动，使鼠牙盘13与10脱开，液压马达2启动带动平板共扼分度凸轮1转动，经齿轮5和齿轮4带动刀架主轴及刀盘旋转。刀盘旋转的准确位置，通过接近开关PRS1、PRS2、PRS3、PRS4的通断组合来检测确认。当刀盘旋转到指定的刀位后，接近开关PRS7通电，向数控系统发出信号，指令液压马达停转，这时压力油推动活塞9向右移动，使鼠牙盘10和13啮合，刀盘被定位夹紧。接近开关PRS6确认夹紧并向数控系统发出信号，于是刀架的转位换刀循环完成。四、简答（25分，每小题5分）1.简述数控装置的主要组成部分，并说明数控装置的作用。主要由输人／输出接口线路、控制器、运算器和存储器等组成。数控装置的作用是将人机交互装置输人的信息，通过内部的逻辑电路或系统的控制软件进行译码、存储、运算和处理，将加工程序转换成控制机床运动的信号和指令，以控制机床的各部件完成加工程序中规定的动作。第4页2.开环、闭环、半闭环伺服驱动控制系统的执行元件各是什么？说明闭环和半闭环控制系统的分别。2.开环：步进电动机闭环：交流伺服电动机或直流伺服电动机半闭环：交流伺服电动机或直流伺服电动机区别：全闭环控制数控机床在控制终端（机床移动部件）直接安装直线位移检测装置。因此机床加工精度高，但结构复杂、调试和维修难度大、成本高。半闭环控制数控机床位置检测装置采用角位移检测元件，且安装在伺服电动机轴或滚珠丝杠的端部。半闭环控制系统的加工精度、调试和维修等性能介于开环控制和全闭环控制之间。3.简述滚珠丝杠副的优点与缺点。3.优点：（1）传动效率高。滚珠丝杠副的传动效率很高，可达92％~98%，是普通丝杠传动的2~4倍。（2）摩擦力小。因为滚珠滚动时的动、静摩擦系数相差小，因而传动灵敏，运动平稳，低速运行不易产生爬行，随动精度和定位精度高。（3）使用寿命长。滚珠丝杠副采用优质合金钢制成，其滚道表面经淬火热处理后硬度高达60~62HRC，表面粗糙度值小，另外，因是滚动摩擦，故磨损很小。（4）刚度高。滚珠丝杠副经预紧后可以消除轴向间隙，提高系统的刚度。（5）运动精度高。由于反向运动时无空行程，所以可以提高轴向运动精度。缺点：（1）制造成本高。滚珠丝杠副对自身的加工精度和配精度要求严格，其制造成本大大高于普通丝杠。（2）不能实现自锁。由于其摩擦系数小、不能自锁，所以当作用于垂直位置时，为防止因突然停电而造成主轴箱自动下滑，必须加有制动装置。3.简述快速成型制造技术的工艺过程。4.快速成型（RapidPrototyPing，RP）是一项新的制造技术，其过程是：首先设计出被加工零件的计算机三维模型；然后根据工艺要求，按一定的规则将该模型离散为一系列有序的单元，通常是在Z向按一定厚度进行离散（也称为分层），即原来的CAD三维模型变成一系列的层片；再根据每个层片的轮廓信息，设定加工参数，自动生成数控代码；最后由快速成型机以平面加工的方式，有序地加工出每个层片并自动将它们粘接起来，得到一个的物理实体。第5页；（9）机械手反转75°；（10）刀套向上翻转90°。5.简述立式加工中心利用机械手换刀的自动换刀装置的动作过程。5.自动换刀装置进行换刀的动作过程如下：（1）刀套向下翻转90°；（2）机械手转75°；（3）刀具松开；（4）机械手拔刀；（5）交换刀具位置，机械手带着两把刀具顺时针转180°，使主轴刀具与刀库刀具交换位置；（6）机械手插刀；（7）刀具夹紧；（8）驱动机械手旋转180°的液压缸复位第6页