02209机械制造装备设计.docx

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02209机械制造装备设计

一、单项选择题（本大题共15题，每小题1分，共15分）

1.双三角形组合导轨有导向精度高及（）的优点。

【B．】

A．调整简单B．磨损后相对位置不变C．承载能力大D．承受较大力矩

2.采用两个薄片齿轮与一个宽齿轮啮合，靠调整两个薄片齿轮轴向距离来消除传动侧隙的方法适用于（）。

【D】

A．直齿轮传动B．斜齿轮传动C．圆柱齿轮传动D．分度圆齿厚沿轴向略有锥度的齿轮传动

二、多项选择题（本大题共5题，每小题2分，共10分）

1.滚珠丝杠副的型号中包含有它的下列等特征。

【BCDE】

A．材料B．结构C．规格D．精度E．螺纹旋向

2.机床的精度包括：

【ABCDE】

A．几何精度B．传动精度C．运动精度D．定位精度E．工件精度

三、填空题（本大题共10空，每空2分，共20分）

请在空格中填写正确的程序或解释该段程序。

填错、不填均无分。

1.动力滑台可分为液压滑台和机械滑台2类。

2.工件以孔为定位基准时，常用各种心轴和定位销作定位元件。

四、判断分析（改错）题（本大题共5题，每小题3分，共15分）

如果认为有错误，请更正，否则只得2分。

1.热变形会影响机床的工作精度和旋转精度（几何精度）。

（F）

2.爬行会降低几何精度（定位精度）或增大被加工工件表面的粗糙度的值。

（F）

五、简答题（本大题共4题，每小题6分，共24分）

1.简述导轨的功用和分类。

答：

导轨副的主要功用是导向和承载，为此，导轨副只允许具有一个自由度。

分类如下：

1）按运动轨迹可分为直线运动导轨和圆周运动导轨。

2）按摩擦性质可分为滑动导轨和滚动导轨。

3）按工作性质可分为主运动导轨、进给运动导轨、移置导轨和卸荷导轨。

六、论述、计算题（本大题共2题，每小题8分，共16分）

1.设机床主轴的变速范围Rn＝60，无级变速箱的变速范围Rd＝8，设计机械分级变速箱，求出其级数。

解：

机械分级变速箱的变速范围为：

Rf＝Rn/Rd＝60/8＝7.5

机械分级变速箱的公比为：

φf ＝（0.90～0.97）Rd＝0.94×8＝7.52

由Rf＝Rn/Rd＝φfz-1可以知道分级变速箱的级数为z＝1＋lg7.5/lg7.52＝2

总复习题集

I.判断题

1数控机床适用于单品种，大批量的生产。

2数控技术就是以数字量编程实现控制机械或其他设备自动工作的技术

3数控机床按工艺用途分类，可分为数控切削机床、数控电加工机床、数控测量机等。

4数控机床按控制坐标轴数分类，可分为两坐标数控机床、三坐标数控机床、多坐标数控机床和五面加工数控机床等。

5数控机床按控制系统的特点可分为开环、闭环和半闭环系统。

6同一工件，无论用数控机床加工还是用普通机床加工，其工序都一样。

7数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。

8用数显技术改造后的机床就是数控机床。

9点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。

10只有采用CNC技术的机床才叫数控机床。

11点位控制的特点是，可以以任意途径达到要计算的点，因为在定位过程中不进行加工。

12机床参考点是数控机床上固有的机械原点，该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。

13最常见的2轴半坐标控制的数控铣床，实际上就是一台三轴联动的数控铣床。

14刀具半径补偿是一种平面补偿，而不是轴的补偿。

15四坐标数控铣床是在三坐标数控铣床上增加一个数控回转工作台。

16伺服系统的执行机构常采用直流或交流伺服电动机。

17伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。

18数控机床加工时选择刀具的切削角度与普通机床加工时是不同的。

19直线型检测装置有感应同步器、光栅、旋转变压器。

20直线型检测元件有感应同步器、光栅、磁栅、激光干涉仪。

21常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。

22数控机床的镜象功能适用于数控铣床和加工中心。

23数控机床的位移检测装置主要有直线型和旋转型。

24常用的间接测量元件有光电编码器和感应同步器。

25数控机床用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，必须限制主轴的最高转速。

26旋转型检测元件有旋转变压器、脉冲编码器、测速发电机。

27在开环和半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给丝杠的精度。

28数控机床的定位精度与数控机床的分辨率精度是一致的。

29数控机床的反向间隙可用补偿来消除，因此对顺铣无明显影响。

30采用滚珠丝杠作为X轴和Z轴传动的数控车床机械间隙一般可忽略不计。

31数控机床进给传动机构中采用滚珠丝杠的原因主要是为了提高丝杠精度。

32数控机床为了避免运动件运动时出现爬行现象，可以通过减少运动件的摩擦来实现。

33旧机床改造的数控车床，常采用梯形螺纹丝杠作为传动副，其反向间隙需事先测量出来进行补偿。

34数控铣床加工时保持工件切削点的线速度不变的功能称为恒线速度控制。

35数控车床的刀具补偿功能有刀尖半径补偿与刀具位置补偿。

36车削中心必须配备动力刀架。

37开环进给伺服系统的数控机床，其定位精度主要取决于伺服驱动元件和机床传动机构精度、刚度和动态特性。

II.选择题

1采用数控机床加工的零件应该是（）。

A.单一零件B.中小批量、形状复杂、型号多变C.大批量

2机床数控系统是一种（）

A.速度控制系统B.电流控制系统

C.位置控制系统D.压力控制系统

3加工（）零件，宜采用数控加工设备。

A．大批量B多品种中小批量C单件

4开环和闭环控制系统主要区别在于有无（）

A.数控装置B.驱动装置C.伺服装置D.反馈装置

5数控机床加工零件时是由（）来控制的。

A．数控系统B.操作者C.伺服系统

6加工箱体类零件平面时，应选择的数控机床是（）

A.数控轩床B.数控铣床C.数控钻床D.数控镗床

7开环控制系统用于（）数控机床上。

A.经济型B.中、高档C.精密

8数控机床的数控装置包括（）。

A.光电读带机和输入程序载体

B.步进电机和伺服系统

C.输入、信息处理和输出单元

D.位移、速度传感器和反馈系统

9如果有一台普通车床需要数控化，希望改造费用较低，你将采用的伺服电动机是（）

A.交流伺服电机B.直流伺服电机

C.步进电机D.同步电机

10加工中心与其他数控机床的主要区别是（）

A.有刀库和自动换刀装置B.机床转速高

C.机床刚性好D.进刀速度高

11（）属于点位控制控机床

A.数控车床B.数控钻床C.数控铣床D.加工中心

12“NC”的含义是（）。

A．数字控制B.计算机数字控制C.网络控制

13数控机床的诞生是在（）年代。

A．50年代B.60年代C.70年代

14数控机床能成为当前制造业最重要的加工设备是因为（）。

A．自动化程度高B.人对加工过程的影响减少到最低C.柔性大，适应性强

15下列较适合在数控铣床上加工的内容是（）

A.形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位

B.毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位

C.需长时间占机人工调整的粗加工内容

D.简单的粗加工表面

16数控机床是在（）诞生的。

A．日本B.美国C.英国

17DNC是指（）

A.计算机数控系统B.直接数控系统

C.适应数控系统D.柔性制造系统

18加工中心与数控铣床的主要区别是（）。

A.数控系统复杂程度不同B.机床精度不同

C.有无自动换刀系统

19全闭环伺服系统与半闭环伺服系统的区别取决于运动部件上的（）。

A．执行机构B.反馈信号C.检测元件

20柔性制造系统的英文缩写是（）

A.DNCB.FMCC.FMSD.CIMS

21闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统主要区别在于（）。

A．位置控制器B.检测单元C.伺服单元D.控制对象

22“CNC”的含义是（）。

A．数字控制B.计算机数字控制C.网络控制

23点位控制系统是（）

A.刀具沿各坐标轴的运动之间有确定的函数关系（）

B.控制刀具相对于工件的定位，不规定刀具运动的途径

C.必须采用增量坐标控制方式

D.必须采用绝对坐标控制方式

24数控机床的标准坐标系是以（）来确定的。

A.右手直角笛卡尔坐标系B.绝对坐标系C.相对坐标系

25四坐标数控铣床的第四轴是垂直布置的，则该轴命名为（）。

A．B轴B.C轴C.W轴

26数控铣床的基本控制轴数是（）。

A．一轴B.二轴C.三轴D.四轴

27通常情况下，平行于机床主轴的坐标轴是（）

A.X轴B.Z轴C.Y轴D.不确定

28数控机床上有一个机械原点，该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。

该点称（）。

A．工件零点B.机床零点C.机床参考点

29将机床工作台实际位置反馈到数控系统的控制器中与插补指令作比较的系统称为（）

A.闭环控制系统B.开环控制系统

C.半闭环控制系统D.无差系统

30在数控机床坐标系中平行机床主轴的直线运动为（）。

A．X轴B.Y轴C.Z轴

31数控机床的种类很多，如果按加工轨迹分则可分为（）。

A．二轴控制、三轴控制和连续控制B.点位控制、直线控制和连续控制C.二轴控制、三轴控制和多轴控制

32严格地讲，在数控机床中，刀具的运动轨迹是（）

A.光滑的直线B.光滑的圆弧

C.光滑的抛物线D.折线

33用逐点比较法插补终点坐标为A（60，20）的一条直线，若当前偏差函数值为40，则刀具进给后的偏差值为（）

A.+XB.-XC.+YD.-Y

34用逐点比较法插补一条起点为原点,终点坐标为A（60,20）的直线,若当前偏差函数值为40,则刀具进给后的偏差值为（）

A.－20B.0

C.+20D.+30

35在逐点比较直线插补中，对第一象限而言，若偏差函数小于零，这表明刀具在直线的（）

A.下方B.上方C.起点D.终点

36插补运算的任务是确定刀具的（）

A.速度B.加速度C.运动轨迹D.运动距离

37用逐点比较法插补终点坐标为A（60，20）的一条直线，若当前偏差函数值为40，则刀具进给后的偏差值为（）

A.-20B.0C.+20D.+30

38数控系统常用的两种插补功能是（）

A.直线插补和圆弧插补B.直线插补和抛物线插补

C.圆弧插补和抛物线插补D.螺旋线插补和抛物线插补

39数控系统常用的两种插补功能是（）

A.直线插补和螺旋线插补B.螺旋线插补和抛物线插补

C.直线插补和圆弧插补D.圆弧插补和螺旋线插补

40用逐点比较法插补第二象限顺圆时，若偏差函数等于－10，则刀具的进给方向应是（）

A.+YB.－Y

C.+XD.－X

41通常数控系统除了直线插补外，还有（）。

A．正弦插补B圆弧插补C抛物线插补

42通常CNC系统接通电源或复位时，CPU首先执行存在ROM中的程序是（）

A.系统控制程序B.零件加工程序

C.用户程序D.插补程序

43由单个码盘组成的绝对脉冲发生器所测的角位移范围为（）

A.0～90°B.0～180°C.0～270°D.0～360°

44用光栅位置传感器测量机床位移，若光栅栅距为0.01mm，莫尔条纹移动数为1000个，若不采用细分技术则机床位移量为（）

A.0.1mmB.1mmC.10mmD.100mm

45CNC系统中的PLC是（）。

A.可编程序逻辑控制器B.显示器

C.多微处理器D.环形分配器

46半闭环控制系统的传感器装在（）

A.电机轴或丝杆轴端B.机床工作台上

C.刀具主轴上D.工件主轴上

47脉冲比较伺服系统中采用的位置反馈器件是（）

A.同步感应器B.光栅传感器C.差动变压器D.磁尺

48在下列进给伺服系统的四个环节中，可等效为惯性环节的是（）

A.位置控制器B.调速单元C.位置检测单元D.D/A转换器

49通常CNC系统通过输入装置输入的零件加工程序存放在（）

A.EPROM中B.RAM中C.ROM中D.EEPROM中

50数控机床的检测反馈装置的作用是：

将其准确测得的（）数据迅速反馈给数控装置，以便与加工程序给定的指令值进行比较和处理。

A．直线位移B.角位移或直线位移C.角位移D.直线位移和角位移

51有一台三相步进电动机,转子上有80个齿,三相六拍运行,则其步距角是（）

A.

B.

C.

D.

52半闭环控制伺服进给系统的检测元件一般安装在（）

A.工作台上B.丝杠一端C.工件上D.导轨上

52PWM是脉冲宽度调制的缩写，PWM调速单元是指（）。

A.晶闸管相控整流器速度控制单元

B.直流伺服电机及其速度检测单元

C.大功率晶体管斩波器速度控制单元

D.感应电动机变频调速系统

54在开环数控机床进给系统中，下列电机唯一可用的是（）

A.直流伺服电机B.交流伺服电机

C.步进电机D.大惯量电机

55增大控制系统的开环增益,跟随误差将（）

A.增大B.减小

C.不变D.不确定

56CNC系统通常配置的CRT是（）

A.输入设备B.输出设备

C.存贮设备D.控制设备

57步进电动机多相通电可以（）

A.减小步距角B.增大步距角

C.提高电动机转速D.往往能提高输出转矩

58步进电机驱动控制采用加/减速方式,有利于（）

A.防止步进电机失步B.防止机床机械共振

C.改善步进电机低频特性D.增大步进电机的步距角

59感应同步器滑尺上的两个激磁绕组在长度方向相差（）

A.2个节距B.1/2个节距

C.4个节距D.1/4个节距

60可用于开环伺服控制的电动机是（）

A.交流主轴电动机B.永磁宽调速直流电动机

C.无刷直流电动机D.功率步进电动机

61适应控制系统与闭环控制系统的主要区别在于数控机床上装有（）

A.传感器B.适应控制器

C.带有传感器的伺服电机D.带有反馈系统

62机床数控系统是一种（）

A.速度控制系统B.电流控制系统

C.位置控制系统D.压力控制系统

63数控机床的控制装置包括（）

A.伺服电机和驱动系统B.程序载体和光电阅读机

C.信息处理、输入输出装置D.位移、速度检测装置和反馈系统

64在开环的CNC系统中（）

A.不需要位置反馈环节B.可要也可不要位置反馈环节

C.需要位置反馈环节D.除要位置反馈外，还要速度反馈

65数控机床的核心是（）。

A．伺服系统B.数控系统C.反馈系统D.传动系统

66二进制接触式编码盘是一个（）

A.磁电式编码盘B.光电式编码盘

C.增量式编码盘D.绝对式编码盘

57数控铣床一般采用半闭环控制方式，它的位置检测器是（）。

A．光栅尺B.脉冲编码器C.感应同步器

68CNC系统的微机部分由微处理器、内部存储器和I/O接口电路组成,这三部分由信号线联接,信号线包括了（）

A.数据线和地址线B.数据线和控制线

C.地址线和控制线D.地址线、数据线和控制线

69直线感应同步器定尺上是（）

A.正弦绕组B.余弦绕组C.连续绕组D.分段绕组

70通常,微机数控系统的系统控制软件存放在（）

A.ROMB.RAM

C.动态RAMD.静态RAM

71现代中高档CNC系统中的计算机硬件结构多采用（）

A.单CPU、模块化结构B.单CPU、大板结构

C.多CPU、大板结构D.多CPU、模块化结构

72数控机床加工依赖于各种（）。

A.位置数据B.模拟量信息C.准备功能D.数字化信息

73步进电机的转速是否通过改变电机的（）而实现。

A.脉冲频率B.脉冲速度C.通电顺序

74下列伺服电动机中，带有换向器的电动机是（）

A.永磁宽调速直流电动机B.永磁同步电动机

C.反应式步进电动机D.混合式步进电动机

75数控机床伺服系统性能的基本要求为（）

A.稳定裕度足够、准确度高及高性能的伺服电机

B.稳定性好、精确度高及快速性好

C.准确度高、位置反馈及偏差控制

D.位置反馈、高性能伺服电机及机电时间常数小

76RS－232C属于（）

A.标准的并行接口B.标准的串行接口

C.可编程并行接口D.DMA接口

77所谓开环的数控伺服系统是指只有（）

A.测量实际位置输出的反馈通道

B.从指令位置输入到位置输出的前向通道

C.开放的数控指令

D.位置检测元件

78当输出转矩相同时,RWM-M系统和SCR-M系统相比，前者（）

A.调速范围小B.低速下限较高

C.开关频率低,谐波分量小D.开关频率高,谐波分量小

79一台具有二对磁极，额定转速为1440r/min的交流主轴电动机，当电源频率50Hz时，其正常运行的转差率为（）

A.0.04B.0.042C.0.52D.1.08

80对于一个小的控制系统,控制任务又不繁重,此时,最好选用（）

A.S-100总线B.STD总线

C.多总线D.VME总线

81（）不是滚动导轨的缺点。

A.动、静摩擦系数很接近B.结构复杂

C.对脏物较敏感D.成本较高

82数控机床的主机（机械部件）包括：

床身、主轴箱、刀架、尾座和（）。

A.进给机构B.液压系统C.冷却系统

83一滚珠丝杠副的型号是FL30×5－3－D3，其中“D”表示（）

A.滚动体循环方式B.精度检验项目

C.水平线D.预紧方式

84在直齿圆柱齿轮传动中，消除间隙的方法有（）

A.轴向垫片法，双薄齿轮法和螺纹法

B.偏心轴承法，双薄齿轮法和螺纹法

C.偏心轴承法，轴向垫片法和螺纹法

D.偏心轴承法，轴向垫片法和双薄齿轮法

85滚动导轨的摩擦系数约为（）

A.0.1B.0.01

C.0.001D.0.0001

86数控机床与普通机床的主机最大不同是数控机床的主机采用（）。

A．数控装置B.滚动导轨C.滚珠丝杠

87根据机械工业部标准TB3162.2-82规定，滚珠丝杠分为六个精度等级，它们分别是（）

A.A、B、C、D、E、F六级B.B、C、D、E、F、G六级

C.C、D、E、F、G、H六级D.D、E、F、G、H、I六级

88数控机床中，采用滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是（）

A.提高反向传动精度B.增大驱动力矩

C.减少摩擦力矩D.提高使用寿命

89为了保证滚珠导轨在工作中不出现间隙，可靠的预加负载应为最大工作负荷的（）

A.1/50B.1/40C.1/30D.1/20

90定位误差的离散带宽（分散范围）反映了该系统存在（）

A.定位误差B.定位误差与重复定位误差

C.重复定位误差D.反向差值

91静压导轨的摩擦系数约为（）。

A.0.05B.0.005C.0.0005D.0.5

92数控机床进给系统减少摩擦阻力和动静摩擦之差，是为了提高数控机床进给系统的（）。

A．传动精度B.运动精度和刚度C.快速响应性能和运动精度D.传动精度和刚度

93按国家标准“数字控制机床位置精度的评定方法”（GB10931-89）规定，数控坐标

轴定位精度的评定项目有三项，（）不是标准中所规定的。

A.坐标轴的原点复归精度B.轴线的定位精度

C.轴线的反向差值D.轴线的重复定位精度

94滚珠丝杠副中，丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的轴向位移称为（）

A.导程B.螺距C.节距D.基本导程

95为了保证数控机床能满足不同的工艺要求，并能够获得最佳切削速度，主传动系统的要求是（）。

A．无级调速B.变速范围宽C.分段无级变速D.变速范围宽且能无级变速

96数控机床移动部件某点的定位误差A的表示公式为（）

A.A=

±σB.A=

±2σC.A=

±3σD.A=

±4σ

97数控机床自动选择刀具中任意选择的方法是采用（）来选刀换刀。

A.刀具编码B.刀座编码C.编码附件

98目前应用较多的塑料涂层导轨的抗磨涂层材料的基体是（）

A.环氧树脂B.尼龙C.聚四氟乙烯D.聚乙烯

99滚珠丝杠副的基本导程L0减少,可以（）

A.减小脉冲当量B.提高承载能力

C.提高传动效率D.提高使用寿命

100从刚度观点出发,对滚柱导轨来说,增加滚柱直径d比增加滚柱数目Z的结果（）

A.有利B.不利

C.相同D.相差不大

101对于配有设计完善的位置伺服系统的数控机床，其定位精度和加工精度主要取决于（）。

A.机床机械结构的精度B.驱动装置的精度

C.位置检测元器件的精度D.计算机的运算速度

102在开环系统中，以下因素中的（）不会影响重复定位精度。

A.丝杠副的配合间隙B.丝杠副的接触变形

C.轴承游隙变化D.各摩擦副中摩擦力的变化

103加工中心选刀方式中常用的是（）方式。

A．刀柄编码B.刀座编码C.记忆

104采用两个薄片齿轮与一个宽齿轮吻合，靠调整两个薄片齿轮轴向距离来消除传动侧隙的方法适用于（）

A.直齿轮传动B.斜齿轮传动

C.圆柱齿轮传动D.分圆齿厚沿轴向略有锥度的齿轮传动

105双螺母滚珠丝杠副常用的三种调隙方式是（）

A.螺纹式、齿差式、偏心式B.垫片式、齿差式、偏心式

C.垫片式、螺纹式、偏心式D.垫片式、螺纹式、齿差式

106滚珠导轨承受的载荷一定，结构尺寸允许的情况下，为提高刚度并降低成本，应采用的最为有利的方案是（）

A.增大滚珠直径，适当增加滚珠数目B.增大滚珠直径，适当减少滚珠数目

C.减小滚珠直径，适当增加滚珠数目D.减小滚珠直径，适当减少滚珠数目

107数控铣床上最常用的导轨是（）

A.滚动导轨B.静压导轨C.贴塑导轨D.塑料导轨

108数控铣床与普通铣床相比，在结构上差别最大的部件是（）

A．主轴箱B.工作台C.床身D.进给传动

109数控机床进给系统中采用齿轮传动副时，如果不采用消隙措施，将会（）

A.增大驱动功率B.降低传动效率

C.增大摩擦力D.造成反向失动量

110加工中心的主轴换刀装置是采用（）方式将刀具拉紧。

A.碟簧B.气动C.液压D.磁铁

111FANUC7M系统采用大惯量直流伺服电机，电机上已配有光电编码器作为位置检测元件，因此，采用FANUC7M系统的数控机床，在不增加其他检测元件时，可构成（）

A.闭环伺服系统B.半闭环伺服系统

C.模拟控制系统D.适应控制系统

112FANUC15系统中的AC伺服电动机带有高分辨率的回转编码器，其最小检测单位为（）

A.10μmB.1μmC.0.1μmD.0.01μm

113数控车床与普通车床相比在结构上差别最大的部件是（）。

A．主轴箱B.床身C.进给传动D.刀架

114数控加工中心的固定循环功能适用于（）。

A．曲面形状加工B平面形状加工C孔系加工

115反馈数控机床失动量的精度评定项目是（）

A.坐标轴的重复定位精度B.坐标轴的定位精度

C.坐标轴的反向差值D.微量位移精度

116数控机床轴线的重复定位误差为各测点重复定位误差中的（）

A.平均值B.最大值

C.最大值与最小值之差D.最大值与最小值之和

117数控机床最有特征和最重要的精度指标是（）

A.几何精度B.运动精度C.位置精度D.动态精度

118对于一个可维护系统，两次故障之间平均工作时间，称为平均（）

A.无故障间隔时间B.故障间隔时间

C.故障修复时间D.故障工作时间

III.填空题

1、FMC的含义是，CIMS的含义是柔性制造单元，计算机集成制造系统。

2、NC机床的含义是数控机床，CNC机床的含义是计算机数字控制  ，FMS的含义是柔性制造单元，CIMS的含义是计算机集成制造系统。

3、能够自动改变机床切削用量，以便实时的适应机床加工状态的控制系统称为自适应控制系统。

4、插补器的作用是依据输入的关于轮廓形状的信息，进行数字计算，对各坐标轴进行脉冲分配。