数控技术理论题库及答案.docx

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数控技术理论题库及答案

《数控技术》课程理论题库答案

一、名称解释

1、数控：

即数字控制，是一种用数字化信息对控制对象（如机床运动及其加工过程）进行控制的方法。

2、数控技术：

指用数字、字母和符号对某一工作过程进行可编程自动控制的技术。

3、数控系统：

实现数控技术相关功能的机电控制设备。

（软硬件模块的有机集成系统）

4、、数控机床：

采用了数控技术的机床或装备了数控系统的机床。

5、脉冲当量：

数控机床每发出一个脉冲，坐标轴移动的距离。

6、定位精度：

指数控机床工作台或其他运动部件，实际运动位置和指令位置的一致程度，其不一致的差量即为定位误差。

7、重复定位精度：

指在相同的操作方法和条件下，完成规定操作次数过程中得到结果的一致程度。

8、可联动轴：

指数控装置控制几个伺服电机，同时驱动机床移动部件运动。

9、可控轴：

指数控装置可以控制的机床坐标轴。

10、插补：

是指根据给定的数学函数（如直线、圆弧），按照给定的进给速度要求，在理想的轮廓起点和终点之间计算出一些中间点的一种方法。

11、伺服系统：

是指根据给定的数学函数（如直线、圆弧），按照给定的进给速度要求，在理想的轮廓起点和终点之间计算出一些中间点的一种方法。

12、伺服系统位移精度：

是指指令脉冲要求机床工作台进给的位移量和该指令脉冲经伺服系统转化为工作台实际位移量之间的符合程度。

两者误差愈小，位移精度愈高。

13、机械传动装置：

指将驱动源（电动机）的旋转运动转变为机床移动部件（如工作台）直线运动的整个机械传动链。

组成包括：

减速机构（齿轮副），联轴节，滚珠丝杆螺母副，丝杆轴承，工作台等运动部件等。

14、零传动：

零传动是指取消了从电动机到工作台之间的一切中间机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零。

15、导向精度：

主要是指运动导轨沿支承导轨运动时，直线运动导轨的直线性及圆周导轨的真圆性，以及导轨同其他运动件之间相互位置的准确性。

16、伺服精度：

是指伺服系统的输出量跟随输入量的精确程度。

17、刀具交换装置：

在数控机床的自动换刀系统中，实现刀库与机床主轴之间刀具传递和刀具装卸的装置称为刀具交换装置。

18、数控程序：

按规定格式描述零件几何形状和加工工艺的数控指令集。

19、程序编制：

从分析零件图样到获得数控加工程序单为止的全过程。

20、绝对编程、增量编程

21、解释NC、CNC、FMC、FMS、CIMS的含义

NC：

数字控制；CNC计算机数字控制；FMC：

柔性制造单元；FMS：

柔性制造系统；CIMS：

计算机集成制造系统

22、走刀路线：

泛指刀具从起刀点开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径。

包括：

①切削加工的路径；②刀具引入、切出等非切削空行程。

二、判断题

1、数控机床是为了满足多品种、小批量的生产而诞生并发展起来的。

（√）

2、数控机床的加工精度和表面质量取决于脉冲当量的大小。

（√）

3、丝杆与螺母之间预紧后，可消除反向间隙，提高轴向传动刚度和定位精度；（√）

4、数控机床开机后不用回零，说明该机床所装的检测反馈装置是绝对式的检测反馈装置？

（√）

5、数控机床开机后要回零，说明该机床所装的检测反馈装置是增量式的检测反馈装置？

（√）

6、作为主传动系统动力源的主轴电动机要满足的性能是：

能实现无级自动变速、调速范围足够宽。

（√）

7、车三角形内螺纹时，内孔直径会缩小，所以车削内螺纹前的孔径要比内螺纹小径略大些。

（√）

8、进给伺服系统是数控机床的核心部件。

（×）

9、闭环控制进给伺服系统主要采用步进电动机。

（×）

10、数控系统的脉冲当量越小，插补运动的实际轨迹就越接近理想轨迹，加工

精度也就越高。

（√）

11、消除滚珠丝杆螺母副轴向间隙是为了保证滚珠丝杆反向传动精度。

（√）

12、安装有增量式检测反馈装置的数控机床开机后不必回零。

（×）

13、加工中心机床上的定向准停装置是为了实现刀具的自动快速装卸。

（√）

14、逐点比较法直线插补的判别式是函数F=XiYe+XeYi。

（×）

15、大中型数控机床当需要扩大调速范围时常用‘带’变速的主传动。

（×）

16、高速或精密数控机床进给驱动采用的电机是交流伺服电动机。

（×）

17、数控系统由硬件和软件组成，硬件设计灵活，适应性强，但处理速度慢；软件处理速度快，但成本高。

（×）

18、加工中心是一种带有自动刀具交换装置的数控机床。

（√）

19、滚珠丝杆螺母副因不具有自锁功能，所以，立式使用时常加制动装置。

（√）

20、双列推力60°角接触球轴承能同时承受轴向力和径向力。

（×）

21、数控铣床属于轮廓直线控制系统。

（√）

22、闭环系统比开环系统具有更高的稳定性。

（×）

23、数控机床功能的强弱主要取决于伺服驱动系统。

（×）

24、脉冲当量是指系统每发一个脉冲所驱动该轴的最小移动量。

（√）

25、插补运动的实际轨迹始终不可能与理想轨迹完全相同，插补点一般也不会落在理想轨迹上。

（√）

26、数控系统规定的脉冲当量（P）越小，插补运动的实际轨迹就越接近理想轨迹，加工精度也就越高。

（√）

三、选择题

1、加工中心与一般数控机床的显著区别是（B）

A、操作简便、精度高B、具有对零件进行多工序加工能力

C、采用CNC数控系统D、高速、高效、高精度

2、测量与反馈装置的作用是为了（A）

A、提高机床的定位精度、加工精度B、提高机床的安全性

C、提高机床的使用寿命D、提高机床的灵活性

3、加工平面曲线轮廓或空间曲面轮廓选用（B）数控机床。

A、点位直线控制B、轮廓控制

C、直线控制D、点位控制

4、数控铣床一般具有（A）轴联动功能。

A、3B、2C、4D、5

5、加工凹槽、较小的台阶面及平面轮廓应选择（A）

A、立铣刀B、面铣刀C、球头铣刀D、鼓形铣刀

6、数控机床中把脉冲信号转换成机床移动部件运动的组成部件是（C）

A、控制介质B、数控装置C、伺服系统D、机床主体

7、逐点比较法圆弧插补的判别式是函数（B）

A、F=XiYe+XeYiB、F=Xi2+Yi2-R2

C、F=XiYi+XeYeD、F=Ye-Yi

8、数控机床的发展主要取决于（C）的发展。

A、数控机床B、伺服系统C、数控系统D、机床本体

9、逐点比较法直线插补的判别式是函数（C）

A、F=XiYe+XeYiB、F=XiYe-XeYi

C、F=XeYi-XiYeD、F=Ye-Yi

10、圆弧插补指令G02/G03XYIJF中的I、J含义是（D）

A、圆心绝对坐标B、圆弧起点增量坐标

C、圆弧终点绝对坐标D、圆弧圆心相对于圆弧起点的增量坐标

11、FMS是指（C）。

A、自动化工厂B、计算机数控系统

C、柔性制造系统D、柔性制造单元

12、闭环控制系统的位置检测装置装在（C）。

A、传动丝杆上B、伺服电动机轴上

C、机床移动部件上D、数控装置中

13、CNC系统中的PLC是（A）。

A、可编程逻辑控制器B、显示器

C、多微处理器D、环形分配器

14、下列属于轮廓控制的机床是（D）。

A、简易数控B、数控钻床

C、数控冲床D、数控铣床

15、数控车床一般具有（A）轴联动功能。

A、2B、3C、4D、5

16、数控机床主轴一般采用（D）实现主轴的无级调速。

A、步进电机B、直流伺服电机

C、交流伺服电机D、直流或交流伺服电机

17、数控机床的旋转轴之一B轴是绕（B）直线轴旋转的轴。

A、X轴    B、Y轴    C、Z轴  D、W轴

18、下列叙述中，除（D）外，均适用于数控车床进行加工。

A、轮廓形状复杂的轴类零件B、精度要求高的盘套类零件

C、各种螺旋回转类零件D、多孔系的箱体类零件

19、数控机床主轴一般采用（D）实现主轴的无级调速。

A、步进电机B、直流伺服电机

C、交流伺服电机D、直流或交流伺服电机

20、下列属于点位控制的数控机床是（C）。

A、数控车床B、数控铣床C、数控冲床D、加工中心

21、数控机床位置检测反馈装置的作用是将其测得的（A）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

22、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，主轴电机的性能为（D）。

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

23、滚珠丝杠螺母副预紧的主要目的是（C）。

A、增加阻尼比，提高抗振性B、提高运动的平稳性

C、消除轴向间隙和提高传动刚度D、加大摩擦力，使系统能自锁

四、填空题

1、数控机床年出现至今，已经经历了两个阶段六个时代，这六个时代的划分主要取决于控制机床的的发展。

1952、计算机系统（数控系统）

2、数控机床的主要组成部件有输入输出设备、、、机床本体、、PLC等。

数控装置、进给伺服系统、主轴伺服系统

3、数控机床的可靠性很大程度上取决于，数控系统的精度和快速性主要取决于。

数控装置、伺服系统

4、加工中心与一般数控机床结构上的区别是加工中心增加了一个

和，工艺上的区别是加工中心能实现。

刀库、自动换刀装置、多工序集中加工

5、数控机床伺服系统按对被控量有无检测反馈装置可分为和。

开环、闭环

6、闭环系统根据测量反馈装置安放的部位不同又可分为：

和。

半闭环和全闭环

7、数控机床的核心部件是，神经中枢是。

数控系统、数控装置

8、CNC装置揷补算法有和。

脉冲增量插补算法、数据采用插补算法

9、逐点比较法插补过程中每处理一步都要经过的四个节拍分别是、

、、。

偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别

10、进给伺服系统中实现信号放大的部件是，实现数/模转换的是。

驱动控制单元（伺服单元）、驱动装置（执行元件）

11、滚珠丝杆螺母副的功能是。

能实现直线运动与回转运动相互转换。

12、滚珠丝杆螺母副是运动与运动能相互转换的传动装置。

直线、回转

13、数控机床主传动系统组成包括：

主轴电动机、主轴传动机构、等。

主轴组件

14、自动换刀系统由和组成。

刀库、刀具交换装置

15、数控机床组成部件中实现A/D转换的部件是。

检测反馈装置

16、丝杆与螺母之间预紧后，可消除反向间隙，提高刚度和精度。

轴向传动刚度和定位精度

17、滚珠丝杆螺母副不能，所以当丝杆立式使用时，应加制动装置。

自锁

18、滚珠丝杆螺母副不能自锁，所以当丝杆立式使用时，应加。

制动装置

19、CNC装置中实现插补运算的硬件部件是。

运算器

20、数控机床组成部件中实现D/A转换的部件是。

驱动装置（执行元件）

21、是数控车床加工螺纹时必不可少的检测元件，常用于半闭环和开环控制的数控机床上。

光电脉冲编码器

22、超高速加工机床及精密制造数控机床进给驱动方式采用，主轴传动采用。

直线电动机控制系统、主轴电动机直接驱动

23自动换刀系统刀具交换方式有：

和。

无机械手换刀、机械手换刀

24、无机械手换刀是利用与之间的相对运动实现刀具交换，换刀时先将用过的主轴上刀具送回刀库，再从刀库中取出新刀具。

刀库、主轴

25、加工程序包含的三大信息是、、。

几何信息、工艺信息、辅助信息

26、数控铣削加工零件周边轮廓、凹槽，应选择刀具。

立铣刀

27、数控铣削加工封闭的键槽，应选择刀具。

键槽刀

28、数控机床Z坐标轴规定是传递。

切削动力的主轴轴线

29、数控铣床坐标系原点一般设置在。

X、Y、Z坐标轴正方向的极限位置

30、机床坐标系原点与编程坐标系原点的联系操作通过操作实现。

“对刀”

31、数控机床操作时对刀的目的是。

确定工件原点在机床坐标系中的位置（坐标值）

32、数控机床通过操作建立机床坐标系。

回参考点（“回零”）

33、数控车床的坐标系原点一般在。

三爪卡盘后端面与主轴轴线的交点处

34、数控铣削编程平面选择指令中，G17选择平面，G18选择平面，G19选择平面。

XY、ZX、YZ

35、FANUC系统中的G54-G59含义是。

工件坐标系偏移指令

36、数控铣削刀具选择：

刀具直径大小的选择要满足R刀具≤。

过渡圆弧半径

37、型腔零件的铣削加工路线有：

、、先行切再环切一周。

行切法、环切法

38、顺、逆圆弧的判断：

沿着与圆弧所在平面看，走刀方向为顺时针时用G02，走刀方向为逆时针时用G03。

相垂直的轴的负方向

39、G02/G03XYIJ;指令中IJ的含义是。

圆心相对于圆弧起点的增量坐标

40、数控铣削圆弧指令中规定，圆弧的圆心角α180时，半径R取正值，即用“+R”编程。

圆弧的圆心角α180时,R取负值,即用“-R”编程。

≤（小于等于）、>（大于）

41、圆弧半径编程时，可以通过R的符号正确选择圆弧，其中R后带负号表明圆弧段半圆，而正号则表明圆弧段半圆。

大于、小于等于

42、数控铣削圆弧指令规定，圆弧的圆心角α≤180时，半径R取，即用“+R”编程。

圆弧的圆心角α>180时,R取,即用“-R”编程。

正值、负值

43、整圆编程一般不使用半径编程法,而用法。

圆心编程

44、左刀补、右刀补判断：

沿看，刀具位于工件轮廓的，用G41指令，刀具位于工件轮廓的，用G42指令。

刀具走刀方向、左边、右边

45、刀补建立过程要求起刀点与轮廓起始点间的垂直距离应一个刀具半径。

大于

46、刀补取消过程，刀补终点与取消刀补点之间的应大于一个刀具半径。

垂直距离

47、数控车削锥面的两种加工路线：

走刀路线、走刀路线。

等距法、不等距法

48、G71指令适用于零件外形轮廓在方向逐渐增大或减小的情况。

X和Z

49、G71指令中的ns程序段只能定义的运动，不能定义或同时定义X、Z轴运动。

X轴、Z轴

50、车外螺纹时，由于受车刀挤压会使螺纹大径尺寸胀大，所以车螺纹前大径一般应车得比基本尺寸小mm。

0.2～0.4

51、装夹外螺纹车刀时，刀尖位置一般应对准，可根据高度检查。

工件中心、尾座顶尖

52、车刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直，装刀时可用来对刀，刀头伸出不要过长，一般为刀杆厚度的1.5倍左右。

样板

53、数控车床上常用的螺纹切削方法有：

、和交错切削法等几种。

直进法、斜进法

54、加工螺纹时，要求主轴转速与沿Z向的进给速度之间必须保持同步，由于机床主轴机构存在加减速过程，所以加工螺纹时应预留出一定的和距离，通常δ1取（2～3）P，δ2取（1～2）P。

导入、导出

56、螺纹切削复合循环指令G76格式：

G76PmrαQ△dminRd；

G76X（u）＿Z（w）＿RiPkQ△dFL；

中k=，X=（用D表示，D为螺纹大径）

0.6495P、D-1.3P

57、数控铣床编程中G54～G59指令含义是。

工件坐标系偏移

58、数控机床的加工精度和表面质量取决于的大小。

脉冲胆量

59、脉冲增量插补法输出的结果是。

使用于以电动机为驱动装置的控制系统中。

脉冲、步进、开环

60、G17指令选择的是平面，其垂直轴为轴。

XY、Z

61、数控系统的核心是。

数控装置

62、数控机床的伺服驱动系统由_________________和__________________组成。

伺服单元、驱动装置

63、数控机床的联动轴数与控制轴数是不同的概念，一般多于。

可控轴数、联动轴数

64、DNC指的是。

直接数字控制

65、数控机床按数控装置控制运动的轨迹分类可分___________、____________和轮廓控制。

点位控制、直线控制

66、刀具交换装置一般分为机械手换刀和___________________________。

无机械手换刀

68、数控装置的CMOSRAM中存放的是、机床参数、刀具参数等。

零件加工程序

69、数控加工程序在零件程序存储器中是以的形式存在。

数控内部码

70、数据采用插补法适用于以为驱动装置的闭环或半闭环控制系统。

直流或交流伺服电动机

71、脉冲增量插补法适用于以为驱动装置的开环控制系统。

步进电动机

72、是CNC装置和机床的联系环节，其性能很大程度上决定了数控机床的性能。

伺服系统

73、进给伺服系统的作用是：

和。

信号放大、数/模转换

74、数控机床电动机轴与丝杆轴的联接方式有：

和。

齿轮联接、联轴节联接

75、数控机床进给传动结构中实现运动转换（如旋转运动转换为直线运动）的部件是。

滚珠丝杆螺母副

76、主轴组件是数控机床的关键部件，其组成包括：

主轴的支撑、安装在主轴上的传动零件、主轴等。

对具有自动换刀功能的数控机床，为实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持，还必须有刀具的，主轴准停装置和主轴孔的清理装置等。

自动夹紧机构

五、简答题

1、脉冲当量与加工精度、表面质量的关系是什么？

2、数控机床加工精度高、产品质量稳定的原因。

（1）以自动控制代替手工控制，避免了人为操作误差。

（2）机床进给传动机构采用了滚珠丝杆螺母副传动，减少了传动间隙，提高了传动精度。

（3）机床结构特别是传动机构具有很高的刚度，热稳定性和制造精度。

（4）数控机床应用相应的软件，如丝杆间隙补偿、螺距补偿等来校正和补偿误差。

（5）数控机床大多采用检测反馈装置实时检测出实际位置或速度，与命令比较，通过相应的软件进行补偿、修正，提高加工精度。

3、请用方框图表示出数控机床的构成。

4、简要说出开环、闭环、半闭环系统的区别

5、数控机床由哪几部分组成？

各部分的作用是什么？

6、加工中心与一般数控机床的区别在哪里？

从结构、工艺上进行分析。

7、数控机床按数控装置控制运动的轨迹分，有哪几种？

各有什么特点？

8、写出逐点比较法的四个工作节拍并简要解释。

答：

逐点比较法每插补一次都要完成的四个节拍：

（1）偏差判别：

判别刀具当前位置偏离理论轮廓（轨迹）的情况；

（2）坐标进给：

控制刀具相对于工件轮廓进给一步，靠拢轮廓，以减少偏差；

（3）偏差计算：

计算出进给后动点到达新位置的新偏差值，作为下一步判别依据；

（4）终点判别：

判别刀具是否到达轮廓终点。

10、数控机床进给传动系统中运动传递的方式有哪些？

各有什么特点？

11、滚珠丝杆螺母副工作原理

12、滚珠丝杆螺母副的特点

13、画出开环控制进给传动系统构成图（包括信号处理和运动转换）。

14、画出闭环伺服系统构成框图

15、数控机床主传动的配置形式有哪些？

各有什么特点？

16、数控机床导轨应满足的要求

17、数控机床常用的滑动导轨有哪些？

各有什么特点？

18、数控车床自动转位刀架（四工位、转塔式）转换刀具的过程步骤

答：

（1）接受换刀指令；

（2）松开夹紧机构；

（3）分度转位；

（4）粗、精定位；

（5）锁紧；

（6）发出动作完成回答信号。

19、请写出斗笠式刀库加工中心换刀过程。

答：

（1）主轴准停（刀具定向）并上升到某固定点（如换刀点）；

（2）刀库前进，库门打开，接受主轴上刀具；（抓住刀具）

（3）主轴松开刀具并上移，离开刀具至安全距离；

（4）刀库转位，实现选刀；

（5）主轴下移，抓牢选定的刀具；

（6）刀库后退，关闭库门，换刀过程结束。

20、程序编制的一般过程步骤是哪些？

各步骤的内容是什么？

21、数控机床坐标系的命名原则有哪些？

答：

（1）刀具相对于静止工件而运动的原则

即编程时描述的轨迹是刀具的运动轨迹，而不管实际机床的运动形式如何。

（2）标准的机床坐标系是一个右手直角笛卡儿坐标系。

（3）机床坐标轴运动正方向规定：

增大刀具与工件之间距离的方向为坐标轴正方向。

（或刀具远离工件的运动方向为坐标轴正方向）

（4）机床旋转坐标轴运动的正方向规定：

按右手螺旋定则判断。

22、编程坐标系原点的选择原则

23、如何确定数控车床的Z、X轴？

24、解释数控车削工艺原则

25、数控车床坐标系原点设在哪里？

参考点？

如何建立机床坐标系？

26、三角螺纹车刀车螺纹时，应如何保证牙型正确？

装夹螺纹车刀时，应如何保证？

答：

螺纹车刀刀尖位置一般应对准工件中心（可根据尾座顶尖高度检查）。

车刀刀尖角的对称中心线必须与工件轴线垂直，否则，会产生牙型歪斜。

（1）装夹外螺纹车刀时，可用样板来对刀，刀头伸出不要过长，一般为刀杆厚度的1.5倍左右。

（2）装夹内螺纹车刀时，必须严格按样板找正刀尖角，刀杆伸出长度稍大于螺纹长度，刀装好后应在孔内移动刀架至终点检查是否有碰撞。

27、三角螺纹车削方法有哪几种？

各有什么特点？

（1）直进法车螺纹时，螺纹刀刀尖及两侧刀刃都参与切削，每次进刀只作径向进给，随着螺纹深度的增加，进刀量相应减小，否则容易产生“扎刀”现象。

这种切削方法可以得到比较正确的牙型，适用于螺距小于2mm和脆性材料的螺纹车削。

（2）斜进法螺纹车刀沿着牙型一侧平行的方向斜向进刀，至牙底处。

采用这种方法加工螺纹时，螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削，从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，在车削中不易引起“扎刀”现象。

（3）交错切削法螺纹车刀分别沿着与左、右牙型一侧平行的方向交错进刀，直至牙底。

28、车螺纹前直径尺寸的确定：

（1）车外螺纹时，由于受车刀挤压会使螺纹大径尺寸胀大，所以车螺纹前大径一般应车得比基本尺寸小0.2～0.4mm（约0.13P），车好螺纹后牙顶处有0.125P的宽度（P为螺距）。

（2）同理，车三角形内螺纹时，内孔直径会缩小，所以车削内螺纹前的孔径要比内螺纹小径略大些，

29、切削加工工序的顺序安排原则

（1）基面先行原则：

用作精基准的表面，先加工，因为定位基准的表面越精确，装夹误差越小。

如轴类顶尖孔的加工。

（2）先粗后精原则：

零件各表面的加工顺序按照先粗加工，再半精加工，最后精加工的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度和减少表面粗糙度。

（3）先主后次原则：

零件的主要工作表面，应先加工，次要表面可穿插进行。

次要表面工作量小，与主要表面常有位置精度要求，一般在主要表面半精加工之后精加工之前进行。

（4）先面后孔原则：

应先加工用作定位的平面和孔的端面，再加工孔和其他尺寸。

30、内孔车刀安装时英注意哪些？

（1）刀尖应与工件中心等高或稍高。

如果装得低于中心，由于切削抗力的作用，容易将刀柄压低而产生“扎刀”现象，可造成孔径扩大；

（2）刀柄伸出刀架不宜过长，一般比被加工孔长5-6mm；

（3）刀柄基本平行于工件轴线，否则在车削到一定深度时刀柄后半部容易碰到工件孔口。

31、切削用量选择的原则