广东省普宁职业技术学校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普宁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（36分） 1．简要说明数控机床各项精度指标的含义。 2．直齿圆柱齿轮常用的传动间隙的调整结构有哪几种？说明每种调整结构的特点。 3. 简要说明工业机器人与数控机床的集成化应用。 4. 在数控车床上是如何实现切削螺纹功能的? 5. XKA5750数控铣床的升降台为什么要设置自动平衡装置？ 6. 简述加工中心的组成。 7. 说明工作台双回转立式五轴结构中心布局的优点及加工应用。 二、根据给定的视图，分析后回答问题 （36分） 1．结合教材图2-10，说明该主轴轴承的配置形式是如何适应高速主轴要求的。 2. 参考图3-24说明MJ-50数控车床回转刀架的换刀过程。 3. 结合教材图2-36，说明滚动直线导轨副的四种安装形式；结合图2-37说明单导轨定位和双导轨定位的安装形式及特点。 4. 车削中心区别于数控车床的特征是什么？依据教材图3-34所示的C轴功能与伺服 控制，若加工图示件1和件2的局部，说明X轴、Z轴、C轴的进给插补关系。 ( 件1 件2 ) 件1加工左端面及缺口 件2加工轴上各凸轮部分 5. 结合教材图4-37，说明MH-630卧式加工中心主轴箱液压配重机构的组成、作用及特点。 6. 结合教材图5-29所示，说明钻攻加工中心机器人自动线的组成和加工能力，该自动线加工零件的范围及主要加工工序。 三、综合叙述题 （28分） 1.学习主轴单元部分，对数控机床主轴单元结构的总体要求、主轴前端结构形式及主轴使用的轴承有哪些认识? 2.根据图4-36所示，按高档、中档、低档列出MH-630卧式加工中心由电机到主轴的传动路线。 3.数控机床常用的国外数控系统有哪几个；国产数控系统的现状。我国自主知识产权的华中数控系统有哪些特点。 《数控机床》参考标准答案 一、简答题（共36分，第1小题6分，其他每小题5分） 1．简述数控机床各项精度指标的含义。 1）定位精度和重复定位精度 定位精度是指实际位置与数控指令位置的一致程度。 重复定位精度是指在同一台数控机床上，应用相同程序、相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。 2）分度精度是指分度工作台在分度时，指令要求回转的角度值和实际回转的角度值的差值。 3）分辨率与脉冲当量 分辨率是指两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。 脉冲当量是指数控装置每发出一个脉冲信号，反映到数控机床各运动部件的位移量或角位移量。 4）加工精度分为普通级、精密级、超精密级。 2．直齿圆柱齿轮常用的传动间隙的调整结构有哪几种？说明每种结构的及特点。 调整结构包括偏心套调整、轴向垫片调整、双齿轮错齿调整。 偏心套和轴向垫片调整间隙的两种方法，其特点是结构比较简单、传动刚度好、能传递较大的动力，但齿轮磨损后齿侧间隙不能自动补偿。 双齿轮错齿调整间隙的方法，结构较复杂，传动刚度低，不宜传递大扭矩，对齿轮的齿厚和齿距要求较低，可始终保持齿侧无间隙啮合，尤其适用于检测装置。 3. 简要说明工业机器人与数控机床的集成化应用。 数控机床组成的基于网络控制的自动化生产线，应用PLC控制平台，通过工业以太网总线方式，将一台或多台机器人、多台数控机床进行联网组线，由机器人实现工件自动上、下料，按节拍进行有序自动生产。 4. 在数控车床上是如何实现切削螺纹功能的? 主轴箱内安装有脉冲编码器，主轴的运动通过同步齿形带以1∶1的速比传到脉冲编码器。当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步关系。在加工螺纹时实现主轴转一转，刀架沿Z轴移动一个导程的运动关系。 5. XKA5750数控铣床的升降台为什么要设置自动平衡装置？ 由于滚珠丝杠无自锁功能，滚珠丝杠轴Ⅷ垂直放置，通常会因部件的重力作用而自动下落，因此除驱动工作台升降运动的电动机带有制动器外，还在传动机构中设置有自动平衡装置。教材图4-20所示的轴Ⅸ右端即为自动平衡装置。 6. 简述加工中心的组成。 1）基础部件 包括床身、立柱和工作台等。 2）主轴部件 包括主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等。 3）数控系统 包括数控装置、可编程序控制器、伺服驱动装置及电动机等。 4）自动换刀系统 包括刀库、机械手等部件。 5）辅助系统 包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等。 6）自动托盘交换系统。 7. 说明工作台双回转立式五轴结构中心布局的优点及加工应用。 工作台双回转五轴加工中心布局的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性好，且机床占地面紧凑。 通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。该机床五轴联动，可加工出各种复杂的空间曲面零件。 二、根据给定的视图，分析后回答问题 （共36分，每小题6分） 1．结合图2-10(b)说明主轴轴承的配置形式是如何适应高速主轴要求的。 前支承采用三个超精密级角接触球轴承组合，允许的极限转速高；后支承采用双列短圆柱滚子轴承，当主轴运转发热膨胀时，可以向后移动，而不影响主轴前端的精度。该主轴轴承的类型和配置形式适用于高速、轻载主轴。 2. 参考图3-24说明MJ-50数控车床回转刀架的换刀过程。 如图3-24所示，用于安装刀具的刀盘与刀架主轴固定连接，当刀架主轴带动刀盘旋转时，刀盘上的鼠牙盘和固定在刀架上的鼠牙盘是脱开的，当刀盘旋转到指定刀位后，刀盘定位加紧。刀盘的定位加紧是靠动、静鼠牙盘的啮合来完成的。 3.说明滚动直线导轨副的四种安装形式；结合教材图2-34说明单导轨定位和双导轨定位的安装形式及特点。 滚动直线导轨副有水平正装、水平反装、侧装滑块移动和侧装导轨移动四种安装形式。 单导轨定位安装形式：基准侧导轨和滑块的侧面均要定位，而另一侧（非基准侧）导轨和滑块的侧面是开放的。单导轨定位易于安装，容易保证平行度。 双导轨定位安装形式：非基准侧导轨的侧面也需要定位的组合安装形式。双导轨定位适合于振动和冲击较大，精度要求较高的场合。 4.车削中心区别于数控车床的特征是什么？依据教材图3-34所示的C轴功能与伺服控制，若加工图示件1和件2的局部，说明X轴、Z轴、C轴的进给插补关系。 ( 件1 件2 ) 件1加工左端面及缺口 件2加工轴上各凸轮部分 车削中心的主要特征是主轴可以分度（称为 C轴）和做圆周进给；在回转刀架上除了安装车削刀具外，同时可以安装钻削和铣削等自驱动刀具。 件1：加工左端螺旋面Z轴、C轴联动插补；加工缺口C轴定位，Z轴进给。 件2：加工轴上各凸轮部分X轴、C轴联动插补，Z轴进给轴向定位。 5.结合教材图4-37，说明MH-630卧式加工中心主轴箱液压配重机构的组成、作用及特点。 如图4-37所示，主轴箱的配重机构采用液压缸与链条组合方式，液压缸驱动动滑轮，滑轮组与链条带动主轴箱，使主轴箱平衡。 主轴箱配重机构的作用是平衡主轴箱的重力，防止在运动过程中滚珠丝杠副承受主轴箱重力，以减少滚珠丝杠副的磨损。 液压配重机构具有惯性小、系统稳定性良好的特点，可以确保配重机构的动作过程平稳。 6. 结合教材图5-29所示，说明钻攻加工中心机器人自动线的组成和加工能力，该自动线加工零件的范围及主要加工工序。 如图5-29所示，钻攻加工中心机器人自动线，由主机单元、行走机器人和上料台、下料台及翻转料架组成。主机单元包括三台TD-500A立式钻攻加工中心，每台钻攻加工中心加工一个工件；行走机器人有6轴关节，可以沿着机器人滑台直线行走，完成生产线各机床自动上、下料和搬运工件任务。自动线的生产节拍为4分钟/每件。 钻攻加工中心机器人自动线上用于加工的3C（PC、手机、通信）产品，主要加工工序为铣、镗、钻、攻丝。 三、综合叙述题 （28分） 学习主轴单元部分，对数控机床主轴单元结构的总体要求、主轴前端结构形式及主轴使用的轴承有哪些认识? （10分） (1)对数控机床主轴单元结构的总体要求 主轴单元在结构上要处理好卡盘或刀具的装夹、主轴轴承的定位和间隙调整、主轴的润滑和密封等一系列问题。对于数控镗铣床的主轴，为实现刀具的快速或自动装卸，主轴上还必须设计有刀具的自动装卸、主轴定向停止和主轴孔内的切屑清除等装置。 (2)主轴前端结构形式 数控车床主轴端部结构采用短圆锥法兰盘结构，具有定心精度高、主轴的悬伸长度短、刚度好等优点。 数控铣床和加工中心的主轴轴端用于安装刀具，主轴前端结构一般采用7∶24锥孔，刀柄安装在主轴锥孔中，定心精度高。 (3) 数控机床常用滚动轴承 数控机床常用滚动轴承类型如图2-8所示。其中双列短圆柱滚子轴承承载能力大、支承刚性好、允许的极限转速高；双向推力角接触球轴承能承受双向轴向载荷，轴向刚度较高，允许的极限转速高，一般与双列短圆柱滚子轴承配套使用。 角接触球轴承，能同时承受径向和轴向载荷，结构简单，调整方便，允许的极限转速高，承载能力较低。一般是在一个支承中采用多个角接触球轴承。 2.根据图4-36所示，按高档、中档、低档列出MH-630卧式加工中心由电机到主轴的传动路线。（8分） 根据图4-36所示， MH-630卧式加工中心由电机到主轴的传动路线分为高档、中档、低档传动路线： 1）电动机到主轴的高速挡传动路线为：主轴电动机→齿轮Z1→齿轮Z2→齿轮Z3→内齿轮Z6→齿轮Z7→齿轮Z10； 2）电动机到主轴的中速挡传动路线为：主轴电动机→齿轮 Z1→齿轮Z2→齿轮Z3→齿轮Z4→齿轮Z5→齿轮Z7→齿轮Z10； 3）电动机到主轴的低速挡传递路线为：主轴电动机→齿轮Z1→齿轮Z2→齿轮Z3→齿轮Z4→齿轮Z5→齿轮Z7→齿轮Z8→齿轮Z9。 3.数控机床常用的国外数控系统有哪几个；国产数控系统的现状。我国自主知识产权的华中数控系统有哪些特点。（10分） 常用的国外数控系统：日本发那科公司的FANUC数控系统； 德国西门子公司的SIEMENS数控系统； 西班牙蒙德拉贡集团公司的FAGOR）数控系统。 目前国内数控设备使用的数控系统也有不少的品牌和种类，系统的功能也越来越完善。国内数控系统目前主要有：华中数控系统、广州数控系统和凯恩帝数控系统 华中数控系统的特点： 1）通用性好，易于二次开发，易于系统维护和更新换代、可靠性好。 2）曲面插补精度高，可实现高速、高效和高精度的复杂曲面工过程图形动态跟踪功能。 3）系统配套能力强，适合多坐标（2～5）数控镗铣床，在增加相应的软件模块后，也能适应数控车床、数控磨床以及特种加工机床。 第 1 页 共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$