广东省潮州市职业技术学校2023-2024学年高二下学期期末检测《数控机床》试卷

2023-2024学年第二学期广东省潮州市职业技术学校期末检测 《数控机床》（开卷测试）中职二年级 班级： 姓名： 学号 成绩 一、简答题 （共36分） 1.简述数控机床的组成。 2．数控机床上常用的油脂润滑和油液润滑分别适用于哪些运动件？说明集中润滑系统 的特点。 3.说明XKA5750数控铣床升降台自动平衡装置的作用。 4.自动换刀系统中的刀库是如何分类的？盘式刀库和链式刀库各有何特点？ 5.在MJ-50数控车床上，X轴、Z轴进给传动装置均采用半闭环控制，此两种传动装置 使用的是哪种检测元件？检测元件安装的位置有何不同？对进给轴的测量精度有影 响吗？ 6.简述加工中心的特点。 7.说明五轴加工中心布局及加工特点。 二、根据给定的视图，分析后回答问题 （共36分） 1.为图示的加工零件选择数控机床，并说明机床应控制的坐标轴数和联动轴数。 ( 1. 2. 3. ) 2.结合教材图2-9，说明该主轴轴承的配置形式是如何满足高刚度主轴要求的。 3.根据教材图2-34，说明数控分度工作台分度到预定角度位置后，如何实现平稳的定 位夹紧？ 4.对照教材图3-23（b）和局部放大视图，说明数控机床上常用的无键锥环连接结构是如何使电动机与同步带轮连接在一起的？该连接结构有何特点。 5.结合教材图3-14（a），说明双刀架数控车床的结构特征，该机床有几个坐标轴？联 动控制的坐标轴数是几个？ 6.结合教材图5-14、5-15，简述轮毂自动化生产线的组成和加工能力，该生产线上加 工对象是哪类零件？ 三、综合叙述题 （28分） 1.你对增材制造技术（3D打印技术）有何认知？ 2.说明立式和卧式加工中心的布局特征，介绍加工中心加工的典型案例。 3.简述数控系统的基本组成及FANUC数控系统的主要特点。 2023-2024学年第二学期广东省潮州市职业技术学校期末检测 《数控机床》课程考试参考答案 一、简答题 （共36分，第4小题6分，其他每小题5分） 1．简述数控机床的组成。 数控机床由人机交互装置、数控装置、伺服系统和机床本体四部分组成。 人机交互装置：数控机床的操作人员要通过人机交互装置对数控系统进行操作和控制。 数控装置：主要由输入/输出接口线路、控制器、运算器和存储器等组成。 伺服系统：接收数控装置发出的指令信息并经功率放大后，带动机床移动部件精确定位或按规定的轨迹和速度运动。 机床本体：用于完成各种切削加工的执行部件。 2．数控机床上常用的油脂润滑和油液润滑分别适用于哪些运动件？说明集中润滑系统的特点。 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。油液润滑是高速滚动直线导轨、贴塑导轨及变速齿轮等采用的润滑方式。滚珠丝杠副有采用油脂润滑的，也有采用油液润滑的。 集中润滑系统的特点是定时、定量、准确、高效，使用方便可靠，润滑剂不被重复使用、有利于提高机床寿命。 3.简述XKA5750数控铣床升降台自动平衡装置的作用。 升降台自动平衡装置的作用：一方面可以防止由于滚珠丝杠无自锁功能导致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。自动平衡装置主要由单向超越离合器及自锁器组成。 4.自动换刀系统中的刀库是如何分类的？盘式刀库和链式刀库各有何特点？ 常用的刀库形式有盘式刀库和链式刀库。盘式刀库有刀具轴线与刀盘轴线平行布置的结构；另有刀具径向安装在刀库上的结构；还有刀具轴线与刀盘轴线成一定角度布置的结构。链式刀库有单链环和多链环布局。 盘式刀库的特点是结构简单，应用较多，受刀盘尺寸的限制，刀库容量较小，通常容量为15～32把刀。 链式刀库的特点是结构紧凑，灵活性好，刀库容量较大，适用于刀库容量较大的场合，链式刀库的刀具数量在30～120把。 5.在MJ-50数控车床上，X轴、Z轴进给传动装置均采用半闭环控制，此两种传动装置使用的是哪种检测元件？检测元件安装的位置有何不同？控制给轴的精度有影响吗？ X轴、Z轴进给传动装置使用的检测元件为脉冲编码器。 如图3 -20（a）所示，X轴进给装置的脉冲编码器16安装在伺服电动机的尾部，只检测到伺服电动机的回转角度，图3 -21（b）所示Z轴进给装置的脉冲编码器1与滚珠丝杠5相连接，可直接检测丝杠的回转角度。 数控系统对Z向进给的精度控制较X轴更高些。 6. 简述加工中心的特点。 1）加工中心具备铣削、钻削、镗削等多种工艺手段，能实现工件一次装夹后的铣、镗、钻、铰、锪、攻丝等综合加工，工序高度集中。 2）加工中心的突出特征是具备自动换刀系统，在加工过程中由程序自动选用和更换。 3）加工中心可控制三个以上的坐标轴运动，最少要两轴联动控制，多的五轴联动，以完成更复杂曲面的加工。 4）加工中心既可以单机使用，也能在计算机辅助控制下多台同时使用，构成柔性生产线。 7. 说明五轴加工中心布局及加工特点 1）五轴加工中心是在传统的三坐标基础上，增加两回转坐标，实现了工件和刀具之间便利的姿态调整。 2）五坐标联动加工中心与三坐标数控机床相比较，可一次装夹，对工件上的多个空间表面进行多面、多工序加工，同时减少了加工中使用刀具的数量。 3）五轴加工中心两旋转轴的结构及布局可以有多种形式，最常见的有铣头双摆式、转台加摆头式和双转台式。 二、根据给定的视图，分析后回答问题 （共36分，每小题6分） 1.为图示的加工零件选择数控机床，并说明机床应控制的坐标轴数和联动轴数。 ( 1. 2. 3. ) ( 34. ) 零件1：零件1的加工适合选用立式加工中心，机床应控制五个坐标轴，五轴联动。 零件2：零件2的加工适合选用数控车床， 机床应控制两个坐标轴，两轴联动。 零件3：零件3的加工适合选用立式数控铣床， 机床应控制三个坐标轴，两轴半联动。 或是适合选用立式加工中心，机床应控制三个坐标轴，三轴联动。 2.结合教材图2-6说明该主轴轴承的配置形式是如何满足高刚度主轴要求的。 该主轴组件前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60°接触角的双向推力角接触球轴承组合，承载能力大、支承刚性好、允许的极限转速高；后支承采用双列短圆柱滚子轴承，主轴是前端定位，后端浮动。这种配置形式使主轴的综合刚度得到大幅度提高，因此可以满足强力切削的要求。 3.根据教材图2-29说明数控分度工作台分度到预定角度位置后，如何实现平稳的定位夹紧？ 如图2-28所示，当工作台转到预定位置附近，挡块17通过推杆16使微动开关S3工作，控制电磁阀开启，压力油进入到夹紧液压缸上腔9，活塞6带动工作台7下降，上、下鼠牙盘在新的位置啮合，并定位压紧。夹紧液压缸下腔10的回油经节流阀可限制工作台的下降速度，使上、下鼠牙盘平稳啮合，保护齿面不受冲击。 4.对照教材图3-21（b）和局部放大视图，说明数控机床上常用的无键锥环连接结构是如何使电动机与同步带轮连接在一起的？该连接结构有何特点。 如图3 -21（b）局部放大视图所示，19和20是锥面相互配合的内、外锥环，当拧紧螺钉17时，法兰18的端面压迫外锥环20，使其向外膨胀，内锥环19受力后向电动机轴收缩，从而使电动机轴与同步带轮连接在一起。 特点：无须在被连接件上开键槽，且两锥环的内、外圆锥面压紧后无间隙，对中性较好。 5.结合教材图3-13a) ，说明双刀架数控车床的结构特征，该机床有几个坐标轴？联动控制的坐标轴数是几个？ 双刀架数控车床有两个独立的回转刀架，相对于主轴回转中心，后置回转刀架有12个刀位，前置回转刀架有8个刀位。 双刀架数控车床有4个运动坐标轴，每个独立的回转刀架是二轴联动控制。 6.结合教材图5-14、5-15，简述轮毂自动化生产线的组成和加工能力，该生产线上加工对象是哪类零件？ 轮毂自动化生产线由两台轮毂车床、一台立式加工中心、关节机器人及料台组成。在轮毂自动化生产线上，加工最大轮毂直径为24吋，最大轮毂宽度为12吋。该自动线的生产节拍依据加工轮毂尺寸规格的不同而变化，最小生产节拍2分钟最大生产节拍4分钟。 在轮毂自动化生产线上，适合加工汽车轮毂类零件，而且可以完成汽车轮毂零件的全部加工。 三、综合叙述题 （28分） 1. 你对增材制造技术（3D打印技术）有何认知？（8分） （1）3D打印技术是快速成形技术的一种，也被称为增材制造技术。 （2）增材制造解决了许多结构复杂的零件成型问题，减少加工工序，有效的缩短了加工周期。未来3D打印将广泛应用于我国的制造业。 （3）增材制造技术是绿色设计与制造的重要组成部分，它采用材料逐渐累加的方法制造实体零件，与传统的切削加工工艺相比，可减少机加工时间和提高材料的利用率。 （4）应用举例：DMG MORI公司在一台五轴铣削加工中心上集成了激光增材制造技术，实现了增材制造与铣削加工的复合加工。其中的增材制造是将金属粉料通过激光逐层堆焊是工件成形。 2.说明立式和卧式加工中心的布局特征，介绍加工中心加工的典型案例。（10分） （1）立式加工中心 立式加工中心的主轴的轴线垂直设置。 立式加工中心多为固定立柱式布局，工作台为十字滑台方式。 立式加工中心一般具有X、Y、Z三个运动坐标。 （2）卧式加工中心 卧式加工中心的主轴轴线水平设置。 在布局上分为固定立柱式和固定工作台式。固定立柱式卧式加工中心，立柱固定不动，主轴箱沿立柱导轨上下移动，工作台在平面上做两个方向的坐标移动。 固定工作台式（也称为动柱式）卧式加工中心，工作台固定不动，以立柱和主轴箱的移动来实现三个直线坐标轴的运动。 卧式加工中心通常具有三个直线运动坐标加一个回转运动坐标。 （3）加工中心加工的典型案例 1）加工如教材图4-4所示的箱体类零件； 2）加工模具类零件，如教材图4-5所示的连杆模具零件； 3）加工曲面零件，如教材图4-6所示的钛合金材料人工膝关节零件； 4）加工整体叶轮，如教材图4-7所示的培尔顿式叶轮零件。 3.简述数控系统的基本组成及FANUC数控系统的主要特点。（10分） （1）简述数控系统的基本组成。 一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统硬件是一个具有输入输出功能的专用计算机系统，按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将来自控制系统的控制指令和测量系统的反馈信息进行比较和控制调节，控制PWM电流驱动伺服电机，由伺服电机驱动机床运动部件按要求运动。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。 （2）FANUC数控系统的主要特点。 FANUC公司的数控系统具有高质量、高性能、全功能，适用于各种机床和生产机械的特点，主要表现在以下几个方面：1)系统在设计中大量采用模块化结构。2)具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。3)有较完善的保护措施。4)FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。5)提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令。6)具有很强的DNC功能。7)提供丰富的维修报警和诊断功能。 第 1 页 共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$