四、问答题1.1.什么是数控机床的数控加工程序?(零件加工的工作指令)1-2.轮廓加工机床之所以能加工出形状各异的零件轮廓,最主要的是因为有什么功能?(插补功能)1-3.为什么数控系统[1]的联动轴数越多,则控制越复杂?(联动轴数要求的插补计算越多、指令输出也越多、位置控制要求的动作越复杂等。)1-4.数控机床与普通机床相比较,在哪些方面是基本相同的,最根本的不同是什么?(表面形成方法相同;实现自动化控制的原理和方法不同。普通机床是人工过程,数控机床是自动化过程)1-5.数控机床由哪几个部分组成?(编程及程序载体、输入装置、CNC装置及强电控制装置、伺服驱动系统及位置检测装置、机床的机械部件。)1-6.CNC装置对输入的加工程序进行运算处理的核心部分有哪三步?(逼近处理、插补运算、指令输出。)1-7.什么样控制特点的系统称为点位控制系统?仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动; 对轨迹不作控制要求; 运动过程中不进行任何加工。1-8.直线控制数控机床是否可以加工直线轮廓?(不可以,可以控制平行于坐标轴的直线)1-9.开环、闭环和半闭环系统,它们在结构形式、精度、成本和影响系统稳定因素方面,各有何特点?结构形式精度成本开环系统简单低低半闭环系统较复杂较高较高闭环系统复杂高高1-10.数控机床的输入装置有哪些?对应的数控程序介质[2]有哪些?控制介质输入设备输入设备穿孔纸带纸带阅读机纸带穿孔机磁带磁带机或录音机磁盘磁盘驱动器FLASH无1.11.为什么数控机床加工的生产准备周期比普通机床加工生产准备周期短?(普通机床使用专用刀具、量具、而数控机床加工无须专用工艺装备,只须编程。)1-12.数控机床最适用于哪些类型零件的加工? (复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量。)2-1.空间曲面加工是否一定要有三坐标联动? (不是,亦可用3轴控制2轴联动进行加工)2.2.数控机床坐标系各进给轴运动的正方向总是假定为怎样的方向? (假设工件不动,刀具远离工件的方向为正。)2-3.什么是相对坐标编程?什么是绝对坐标编程?(相对坐标编程:编程的坐标值按增量值的方式给定的编程方法绝对坐标编程:编程的坐标值按绝对坐标的方式给定的编程方法)2-4.从大类上分类,数控加工程序编制方法有哪两种? (手工编程、自动编程)2-5.被加工零件如图所示,本工序为精加工,铣刀直径为16mm,进给速度100mm/min,主轴转速为400r/min,不考虑Z轴运动,编程单位为mm,试编制该零件的加工程序。要求:(1)从A点开始进入切削,刀具绕零件顺时针方向加工,加工完成后刀具回到起刀点;(2)采用绝对坐标编程,指出零件上各段所对应的程序段号;(3)程序中有相应的M指令、S指令和刀补指令。G92X-15Y-15;N01G90G17G00G41X0Y0M03S400D01M08;N02G01X60Y130F100;N03X120;N04G02X150Y100I0J-30;N05G01Y50;N06G03X100Y0I50J0;N07G01X0;N08G00G40X-15Y-15M05M09;N09M02;3-1.CNC装置硬件由哪几个模块组成?各模块的作用分别是什么?(计算机主板和系统总线、显示、输入输出、存储、设备辅助控制接口、位置控制、功能接口。)3-2.设备辅助控制接口模块的信号处理有哪两大目的?(隔离、转换。)3.3.根据CNC装置硬件所含有的CPU多少来分,可分为哪两大类系统? (单机系统、多机系统)3-4.CNC装置中数据转换流程,按顺序有哪几个过程?(译码、刀补、速度预处理、插补、位控。)3-5.在中断型软件结构中,位置控制、键盘输入、插补运算、通信这4个中断服务程序,哪一个安排为最高级别优先级?优先级安排的原则是什么?(位置控制级别最高。优先级安排的原则:1.控制指令高于管理指令2.译码、刀补、速度预处理、插补、位控的优先级由低到高)3-6.CNC装置软件从功能特征来看分为哪两大类?CNC装置的软件特点是什么?(从功能特征来看分为:控制系统和管理系统CNC装置的软件特点是:<b.>a.多任务与并行处理技术——资源分时共享、并发处理和流水处理;b.实时性与优先抢占调度机制。)3-7.刀具半径补偿的意义何在?(1.可以简化程序,如粗、精加工用同一个程序只是修改D01中的偏置值2.减少编程人员的坐标计算3.使用不同的刀具时不用再编程)3-8.刀具半径补偿执行过程有哪三步? (建立过程、执行过程、取消过程)3-9.C刀补中,转接过渡形式有几种? (插入型、缩短型、伸长型)3-1..为什么在刀补建立和撤消过程中不能进行零件的加工? (会发生过切现象)3-12.过切削现象发生在什么过渡形式的情况下?当圆弧加工的命令为什么样的组合时,会产生过切削现象?(过切削现象发生在缩短型过度形式下。当圆弧加工的命令偶偶配合或奇奇配合的组合时出现过切现象)3-14.逐点比较法加工圆弧,如果误差函数大于零,则当前点在圆上、圆内还是圆外? (在圆外)3-15.B刀补和C刀补在连接线段、处理方法过渡形式上有何区别?(B刀补:是圆弧过渡,读一条指令执行一条。拐角的插补需人工考虑。C刀补:是直线过渡,预读两条指令进行处理。拐角的插补系统自动进行。)3-16.CNC装置软件结构模式有哪几种?(前后台型、中断型、基于RTOS。)3-17.插补方法有哪两大类?(脉冲增量插补、数字增量插补。)4-1.进给伺服系统的作用是什么?进给伺服系统的技术要求有哪些?进给伺服系统的作用:进给伺服系统是数控系统主要的子系统。它忠实地执行由CNC装置发来的运动命令,精确控制执行部件的运动方向,进给速度与位移量。进给伺服系统的技术要求:调速范围要宽且要有良好的稳定性(在调速范围内);位移精度高;稳定性好;动态响应快;还要求反向死区小,能频繁启、停和正反运动。4-2.进给伺服系统由哪几部分组成?各部分功能是什么?(P.171)进给伺服系统主要由以下几个部分组成:伺服驱动电路、伺服驱动装置[3](电机)、位置检测装置、机械传动机构以及执行部件。进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号,由伺服驱动电路作一定的转换和放大后,经伺服驱动装置和机械传动机构,驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给。4-3.交(直)流伺服电机是否可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置?为什么?交(直)流伺服电机不可以作为开环进给伺服系统的伺服驱动装置。因为将执行部件的实际位移量转换成电脉冲或模拟电压量后,需要将电脉冲或模拟电压量反馈到交(直)流伺服电机。开环进给伺服系统无需位置检测信息的反馈。4.4.步进电机驱动器中,环行分配器的作用是什么?控制施加到电机绕组的脉冲电源的相序。4-5.提高开环进给伺服系统精度的措施有哪些?适当提高系统组成环节的精度、传动间隙补偿、螺距误差补偿。4-6.感应同步器在以鉴相或鉴幅方式工作时,滑尺两绕组的激磁电压的特点如何?在鉴相型系统中,激磁电压是频率、幅值相同,相位差为π/2的交变电压。在鉴幅型系统中,激磁电压是频率、相位相同,幅值不同的交变电压。4-7.什么是进给伺服系统的调速范围?调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之比。4-8.脉冲编码器的输出有几相?试画出它们的波形,并说明它们各有何作用?脉冲编码器的输出有A、A、B、B、Z、Z,其中A、B、Z是取反信号。A、B两相的作用:根据脉冲的数目可得出被测轴的角位移;根据脉冲的频率可得被测轴的转速;根据A、B两相的相位超前滞后关系可判断被测轴旋转方向[4];后续电路可利用A、B两相的90°相位差进行细分处理(四倍频电路实现)。Z相的作用:被测轴的周向定位基准信号;被测轴的旋转圈数计数信号。A、B、Z的作用:后续电路可利用A、A两相实现差分输入,以消除远距离传输的共模干扰。4-9.解决交流伺服电机变频调速的技术关键问题是什么?要获得调频调压的交流电源4-10.什么是数控机床的定位精度和伺服刚度?提高定位精度的措施有哪些?定位精度:空载条件下,静态下指令位置与实际位置的精确程度。伺服刚度:负载力与稳态位置误差之比。提高定位精度的措施:提高传动机构的刚度k、减小传动间的摩擦力Fc、增大放大器[5]增益、选力矩系数[6]大的伺服电机。4-1..增大闭环进给伺服系统的增益有什么益处?系统增益是否越大越好?增大闭环进给伺服系统的增益提高了系统的灵敏度,减小了跟随误差,提高了伺服系统的跟随精度。系统增益不是越大越好。在保证进给系统不失稳的情况下,系统增益越大越好。4-12.数控回转[7]工作台进给系统采用闭环控制[8]时,位置检测元件安装在什么位置?位置检测元件安装在数控回转工作台的转轴上。4-16.设一步进电机驱动工作台的开环系统,已知步进电机经一对的齿轮减速后驱动丝杆使工作台作直线进给(如图所示)。已知丝杆的导程t(mm),所选用的步进电机的最高工作频率fmax(Hz),步进电机步距角为。求:(1)当已知驱动的工作台最大速度Vmax时,满足系统要求的脉冲当量;(2)齿轮传动[9]的传动比。

4D打印指的是什么?A. X、Y、Z三维和绕X轴转动B. X、Y、Z三维和绕Y轴转动..C. X、Y、Z三维和绕Z轴转动D. X、Y、Z三维和时间维度

试分析下图所示各定位方案中： ①各定位元件限制的自由度； ②判断有无欠定位或过定位； ③对不合理的定位方案提出改进意见。 a）车阶梯轴小外圆及台阶端面； b）车外圆，保证外圆与内孔同轴； c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴； d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。 × Z x Z-|||-Y Y-|||-a) b)-|||-Z↑ Z +-|||-x-|||-H +-|||-x è-|||-x-|||-Y Y-|||-d)

三维打印过程中需要设置支撑的是_。A. 选择性激光烧结SLSB. 三维印刷成型3DPC. 熔融沉积制造FDM

以下关于可调比说法正确的是()A. 只有串联管道使实际可调比下降B. 串联或并联管道都可以使实际可调比下降C. 并联管道实际可调比与控制阀本身的可调比无关D. 只有并联管道使实际可调比下降并联管道时实际可调不变

第六章机床夹具设计6-1机床夹具有哪几部分组成？各有何作用？6-2为什么夹具具有扩大机床工艺范围的作用，试举三个实例说明。6-3图6-53所示连杆在夹具中定位，定位元件分别为支承平面1、短圆柱销2和固定短V形块3。试分析图6-53所示定位方案的合理性并提出改进方法。6-4试分析图6-54种各定位元件所限制的自由度数。6-5图6-55所示为铣键槽工序的加工要求，已知轴径尺寸，试分别计算图6-55b、c两种定位方案的定位误差。6-6图6-56所示活塞以底面和止口定位（活塞的周向位置靠拨活塞销孔定位），镗活塞销孔，要求保证活塞销孔轴线相对于活塞轴线的对称度为0.01mm,已知止口与短销配合尺寸为H7/f6 mm,试计算此工序针对对称度要求的定位误差。6-7按图6-57所示定位方式铣轴平面，要求保证尺寸A。已知：轴径d=mm, B=。试求此工序的定位误差。6-8图6-58所示齿轮坯在V形块上定位插齿槽，要求保证工序尺寸。已知：。若不计内孔与外圆同轴度误差的影响试求此工序的定位误差。6-9按图6-59所示方式定位加工孔，要求孔对外圆的同轴度公差为。已知：。试分析计算此定位方案的定位误差。6-10已知切削力F，若不计小轴1、2的摩擦损耗，试计算图6-60所示夹紧装置作用在斜楔左端的作用力FQ。6-11图6-61所示气动夹紧机构，夹紧工件所需夹紧力FJ=2000N，已知：气压，各相关表面的摩擦系数，铰链轴处摩擦损耗按5%计算。问需选用多大缸径的气缸才能将工件夹紧？6-12试分析比较可调支承、自位支承和辅助支承的作用和应用范围。6-13钻床夹具在机床上的位置是根据什么确定的？车床夹具在机床上的位置是根据什么确定的？6-14铣刀相对于铣床夹具的位置是根据什么确定的？试校核图6-49所示铣床夹具所标尺寸（）mm的正确性。1.若不给自己设限，则________中就没有限制你发挥的藩篱。2.若不是心宽似海，哪有人生风平浪静。在纷杂的尘世里，为自己留下一片纯静的心灵空间，不管是潮起潮落，也不管是阴晴圆缺，你都可以免去浮躁，义无反顾，勇往直前，轻松自如地走好人生路上的每一步3.花一些时间，总会看清一些事。用一些事情，总会看清一些人。有时候觉得自己像个神经病。既纠结了自己，又打扰了别人。努力过后，才知道许多事情，坚持坚持，就过来了。4.岁月是无情的，假如你丢给它的是一片空白，它还给你的也是一片空白。岁月是有情的，假如你奉献给她的是一些色彩，它奉献给你的也是一些色彩。你必须努力，当有一天蓦然回首时，你的回忆里才会多一些色彩斑斓，少一些苍白无力。只有你自己才能把岁月描画成一幅难以忘怀的人生画卷。

下面不属于SLA. 成型工艺的优点的是:B. 表面质量较好C. 需要设计模型的支撑结构D. 制作的原型可以在一定程度上替代塑料件

三维印刷成型使用的粉末材料可以是A. 金属粉末B. 塑料粉末C. 陶瓷粉末D. 石膏粉末

机械加工类设备在操作过程中,易造成切割、被夹、卷等事故。以下说法不正确的是()A. 一般应有护罩等安全防护设备B. 实验操作人员应佩戴必要的护具(工作物和工作手套)220C. 可以佩戴首饰、领带、长丝巾等物品

第二章2-1 机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么?机床设计应满足如下基本要求：2-25 什么是传动组的变速范围？各传动组的变速范围之间有什么关系？1)变速范围：传动组中最大与最小传动比的比值，称为该变速组的变速范围。2)关系：Ri=(umax)i/(umin)i(i=0、、2、……j)变速范围一般可写为 Ri=ψXi（pi-1）2-26至2-32计算题暂时没有，可以参阅刘家威作业2-36试述进给传动与主传动相比较，有哪些不同点？1）进给传动是恒转矩传动2）进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速[1]3）进给传动的转速图为前疏后密结构 4）进给传动的变速范围5）进给传动系采用传动间隙消除机构6）快速空程传动的采用7）微量进给机构的采用（参考：机床主传动设计特点：主传动采用恒功率传动；除主轴之外，各轴计算转速为最低转速；转速图为前密后疏结构；采用背轮机构)双公比传动)双速电机等方式。机床进给传动设计特点：进给传动是恒转矩传动；各传动件的计算转速是其最高转速；转速图为前疏后密结构；变速范围可比主传动大；采用传动间隙消除机构；采用快速空程传动和微量进给机构。）2-37进给伺服系的驱动部件有哪几种类型？其特点和应用范围怎样？1)________：步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机、直线伺服电动机2)________:1）步进电机：将电脉冲信号变换成角位移（或线位移）的一种机电式数模，转换器适用于中)小型机床和速度季度要求不高的地方2）直流伺服电机：一种能直接将电能转化为直线运动机械能的电力驱动装置[2]，常用于高速轻载的小型数控机床中。3）交流伺服电机：将电动机的电压矢量或电流矢量作操作量，控制其幅值和相位，常用于中小型数控机床（参考：进给驱动部件种类很多，用于机床上的有步进电动机、小惯量直流电动机、大惯量直流电动机、交流调速电动机和直线电动机等。（1）步进电动机又称脉冲电动机，是将电脉冲信号变换成角位移（或线位移）的一种机电式数模转换器。它每接受数控装置输出的一个电脉冲信号，电动机轴就转过一定的角度，称为步距角。转速可以在很宽的范围内调节。改变绕组通电的顺序，可以控制电动机的正转或反转。步进电动机的优点是没有累积误差，结构简单，使用、维修方便，制造成本低，步进电动机带动负载惯量的能力大，适用于中、小型机床和速度精度要求不高的地方；缺点是效率较低，发热大，有时会“失步”。（2）直流伺服电动机 机床上常用的直流伺服电动机主要有小惯量直流电动机和大惯量直流电动机。小惯量直流电动机优点是转子[3]直径较小，轴向尺寸大，长径比约为5，故转动惯量小，仅为普通直流电动机的1/10左右，因此响应时间快；缺点是额定扭矩较小，一般必须与齿轮降速装置相匹配。常用于高速轻载的小型数控机床中。大惯量直流电动机，又称宽调速直流电动机，有电激磁和永久磁铁激磁两种类型。电激磁的特点是激磁量便于调整，成本低。永磁型直流电动机能在较大过载扭矩下长期工作，并能直接与丝杠相连而不需要中间传动装置，还可以在低速下平稳地运转，输出扭矩大。宽调速电动机可以内装测速发电机，还可以根据用户需要，在电动机内部加装旋转变压器和制动器[4]，为速度环提供较高的增益，能获得优良低速刚度和动态性能。电动机频率高、定位精度好、调整简单、工作平稳。缺点是转子温度高、转动惯量大、时间响应较慢。（3）交流伺服电动机 自80年代中期开始，以异步电动机和永磁同步电动机[5]为基础的交流伺服进给驱动得到迅速发展。它采用新型的磁场矢量变换控制技术，对交流电动机作磁场的矢量控制；将电动机定子的电压矢量或电流矢量作操作量，控制其幅值和相位。它没有电刷和换向器，因此可靠性好、结构简单、体积小、重量轻、动态响应好。在同样体积下，交流伺服电动机的输出功率可比直流电动机提高(10～70)% 。交流伺服电动机与同容量的直流电动机相比，重量约轻一半，价格仅为直流电动机的三分之一、效率高、调速范围广、响应频率高。缺点是本身虽有较大的扭矩－惯量比，但它带动惯性负载能力差，一般需用齿轮减速装置[6]，多用于中小型数控机床。（4）直线伺服电动机是一种能直接将电能转化为直线运动机械能的电力驱动装置，是适应超高速加工技术发展的需要而出现的一种新型电动机。直线伺服电动机驱动系统[7]替换了传统的由回转[8]型伺服电动机加滚珠丝杠的伺服进给系统，从电动机到工作台之间的一切中间传动都没有了，可直接驱动工作台进行直线运动，使工作台的加/减速提高到传统机床的(10～20)倍，速度提高(3～4)倍。采用直线伺服电动机驱动方式，省去减速器，（齿轮、同步齿形带等）和滚动丝杠副等中间环节，不仅简化机床结构，而且避免了因中间环节的弹性变形、磨损、间隙、发热等因素带来的传动误差；无接触地直接驱动，使其结构简单，维护简便，可靠性高，体积小，传动刚度高，响应快，可得到瞬时高的加/减速度。据文献介绍，它的最大进给速度可达到100m/min甚至更高，最大加/减速度为(1～8)g。现在直线伺服电动机已成功地应用在超高速机床中。直线伺服电动机驱动存在的问题有：隔磁防磁问题，发热问题，成本较高。）2-38试述滚珠丝杠螺母结构的特点，其支撑方式有哪几种？特点：摩擦系数小，传动效率高。(主要承受轴向载荷，对丝杠轴承的轴向精度和刚度要求较高，采用角接触轴承或双向推力园柱滚子与滚针轴承的组合。滚珠丝杠的支承方式：1）一端固定，一端自由：用于短丝杠与竖直丝杠2）一端固定，一端简支：用于较长的卧式安装丝杠3）两端固定：用于长丝杠或高转速，要求高抗压刚度场合