数控车工(数控车床结构与传动原理)理论考试复习题学习

数控车工-职业技能等级证书考试学习

数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床，其结构组成主要包括以下5个部分：

1. 机床主体：包括床身、主轴箱、导轨等机械部件。床身是机床的基础，提供支撑和稳定性；主轴箱包含主轴及其传动机构，用于夹持工件并带动其旋转；导轨保证进给运动的精度和稳定性。

2. 数控装置：是数控车床的核心，包括硬件（如CPU、存储器、输入输出接口等）和软件，用于输入加工程序、存储数据、进行插补运算和控制机床的运动。

3. 伺服系统：由伺服单元和驱动装置组成，将数控装置发出的指令转换为机械运动，驱动主轴和进给机构，实现精确的定位和速度控制。

4. 辅助装置：包括刀具自动交换机构、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载与限位保护功能等，这些装置保证机床的正常运行和加工质量。

5. 测量反馈装置：通过测量元件检测机床移动部件的实际位置和速度，并将信息反馈给CNC装置，用于纠正误差，保证加工精度。

综上，数控车床的这些组成部分共同协作，实现了对工件的精确加工，广泛应用于机械制造、汽车、航空航天等领域。

数控车床的传动原理是实现机床自动化和精密加工的核心技术，主要包括以下几个方面：

1. 机械传动原理：数控车床的机械传动系统通常包括齿轮传动、皮带传动和链条传动等。齿轮传动是常见的传动方式，通过齿轮的大小、数量和位置等参数决定，以实现所需的转速比和扭矩比。

2. 液压传动原理：液压传动通过油媒介流动产生作用，实现动力传递。它在获得加强的转矩和力矩方面具有优势，并且在强度和角速度方面具有优秀性能。液压传动系统由压力油源、油管、液压执行机构和控制组成。

3. 气动传动原理：气动传动的工作原理是通过压缩空气使活塞进行往复运动，以传递输出力或运动。它适用于对精度要求低、负载小的情况。

4. 主轴传动原理：数控车床的主轴传动形式主要有电动机直接传动、齿轮传动、带传动、电主轴传动四种形式。电动机直接传动结构简单，但主轴转速的变化及转矩的输出和电动机的输出特性一致；齿轮传动通过变速齿轮变速降速，增大输出转矩；带传动可以免齿轮传动引起的振动和噪声，但主轴调速范围受电动机调速范围的约束；电主轴传动结构紧凑、重量轻、惯量小，但制造和维护困难，且成本较高。

5. 进给传动原理：进给系统采用伺服电动机经滚珠丝杠螺母副传到滑板和刀架，实现刀具纵向和横向进给运动。滚珠丝杠螺母副的轴向间隙调整是保证进给精度的重要环节。

综上，数控车床的传动原理是一个综合性的技术体系，它通过机械、液压、气动等多种传动方式，实现机床的高效、精密和自动化加工。

数控车床作为现代制造业的核心设备，以其高精度、高效率的加工能力在机械加工领域占据重要地位。要理解数控车床如何实现复杂零件的精密加工，必须从其结构组成和传动原理入手。

本文机械知网将系统性地归纳数控车床的关键结构模块与传动机制，揭示其背后的技术逻辑，帮助读者构建清晰的知识框架。

一、数控车床的结构解析

数控车床的结构如同人体的骨架，各部件协同工作以实现精准运动。其主要组成部分包括：

1. 床身与导轨系统：

   - 床身类型：常见的有水平床身、斜床身（如45°倾斜）、平床身斜滑板等。斜床身因排屑便利、结构刚性高而在中高端数控车床中广泛应用。

   - 导轨形式：滑动导轨、滚动导轨（如直线导轨）、静压导轨等。高精度数控车床常采用滚动导轨或静压导轨，以减少摩擦、提高运动精度。

2. 主轴系统：

   - 核心部件：主轴、轴承、传动装置。主轴通过高精度轴承（如角接触球轴承）支撑，确保旋转精度。

   - 传动方式：包括齿轮传动、带传动（如同步带）、电主轴直驱。电主轴因结构紧凑、高速性能好，逐渐成为高端数控车床的主流选择。

3. 进给系统：

   - 组成：伺服电机、滚珠丝杠、导轨、螺母副。伺服电机通过联轴器或同步带驱动丝杠旋转，带动刀架实现X/Z轴精确运动。

   - 关键技术：滚珠丝杠的预紧消除间隙，编码器实时反馈位移，形成闭环控制。

4. 刀架与换刀装置：

   - 转塔式刀架：多工位旋转刀架（如6-12工位），通过液压或电动驱动换刀，适用于高效加工。

   - 排刀式刀架：适用于小型数控车床，刀具排列紧凑，换刀迅速。

5. 辅助系统：

   - 液压系统（如卡盘夹紧、尾座顶紧）、冷却系统（切削液供给）、润滑系统（导轨与丝杠润滑）、排屑装置等，保障机床稳定运行。

二、传动原理

数控车床的传动原理可分为两大核心：主传动系统和进给传动系统，两者协同实现切削运动与进给运动。

1. 主传动原理：旋转动力的传递与变速

主传动系统将电机能量转化为主轴旋转运动，并实现转速调节：

- 齿轮传动：通过多级齿轮变速，扩大主轴扭矩与转速范围（如低速大扭矩加工）。常见于经济型数控车床。

- 带传动：同步带传动结构简单、噪音低，适用于中小功率主轴，但调速范围受限。

- 电主轴直驱：电机与主轴一体，消除传动损耗，实现超高转速（如20000rpm以上）与动态响应，是高速加工的核心技术。

2. 进给传动原理：精准位移的实现

进给系统通过伺服控制实现刀具的线性运动：

- 传动链：伺服电机 → 减速装置（如齿轮副）→ 滚珠丝杠 → 螺母副 → 刀架。

- 关键机制：

  - 滚珠丝杠：滚动摩擦替代滑动摩擦，效率高达90%以上，精度通过预紧和双螺母结构保证。

  - 闭环控制：编码器实时检测丝杠旋转角度，反馈至数控系统，修正运动误差。

  - 插补运算：数控系统通过直线插补（G01）、圆弧插补（G02/G03）等算法，计算各轴联动轨迹，实现复杂轮廓加工。

三、技术特点与设计要点

1. 高精度与刚性：

   - 床身采用铸铁或焊接结构，通过有限元分析优化刚性，减少切削振动。

   - 主轴轴承采用预紧技术，消除游隙，确保高速旋转下的精度。

2. 动态响应与效率：

   - 直驱技术缩短传动链，提升加速与减速性能，适应高速切削需求。

   - 伺服系统采用矢量控制或转矩控制，优化动态特性。

3. 智能化与自动化：

   - 集成传感器监测温度、振动等参数，实现预测性维护。

   - 自动对刀仪、刀具磨损补偿功能提升加工效率与一致性。

四、应用案例与选型要点

1. 应用场景：

   - 水平床身数控车床适用于重载加工，斜床身适用于精密与排屑要求高的场合。

   - 电主轴适用于航空航天、模具等高精度、高速加工领域。

2. 选型关键：

   - 根据加工需求选择主轴转速范围、扭矩曲线、进给加速度等参数。

   - 评估刀架换刀速度、数控系统开放性（如是否支持五轴联动）。

写在最后

数控车床的结构与传动原理是机械设计与控制技术的深度融合。理解其骨架构成与能量传递逻辑，不仅能指导设备选型与维护，更能启发工艺优化与技术创新。随着智能制造的发展，数控车床正从“精密工具”向“智能终端”进化，但其核心仍依赖于扎实的机械基础与传动原理。掌握这些知识点，将助力工程师在制造领域构建更高效、精准的加工解决方案。

一、单项选择题

1．在工件端面上(  A  )部分划十字中心线并找正圆周线，打上样冲眼，十字线引至外圆，

供找正用。

A、偏心             B、中心             C、外圆             D、内孔

2．偏心工件的主要装夹方法有：两顶尖装夹、四爪卡盘装夹、三爪卡盘装夹、偏心卡盘装

夹、(  D  )卡盘装夹、偏心夹具装夹等。

A、多重             B、三重             C、单重             D、双重

3．车削中要经常检查支撑爪的松紧程度，并进行必要的(  B  )。

A、加工             B、调整             C、测量             D、更换

4．跟刀架主要用来车削(  B  )和长丝杠。

A、短丝杠           B、细长轴           C、油盘             D、锥度

5．中心架安装在床身导轨上，当中心架支撑在工件中间工件的(  C  )可提高好几倍。

A、韧性             B、硬度             C、刚性             D、长度

6．下列量具中，不属于游标类量具的是D

A、游标深度尺       B、游标高度尺       C、游标齿厚尺       D、外径千分尺

7．强力车削时自动进给停止的原因之一是机动进给(  D  )的定位弹簧压力过松。

A、机构             B、加工             C、齿轮             D、手柄

8．偏心工件的主要装夹方法有：( C)装夹、四爪卡盘装夹、三爪卡盘装夹、偏心卡盘装

夹、双重卡盘装夹、专用偏心夹具装夹等。

A、虎钳             B、一夹一顶         C、两顶尖           D、分度头

9．使用正弦规测量时，在正弦规的一个( B)下垫上一组量块，量块组的高度可根据被测

工件的圆锥角通过计算获得。

A、挡板             B、圆柱             C、端面             D、平板

10．蜗杆零件图中，其齿形的分头误差在(  C  )mm 。

A、0.2              B、±0.02           C、±0.05           D、±0.1

11．蜗杆的工件材料一般选用(  B  )。

A、不锈钢           B、45﹟钢           C、40Gr             D、低碳钢

12．偏心工件的主要装夹方法有：(  C  )装夹、四爪卡盘装夹、三爪卡盘装夹、偏心卡盘装

夹、双重卡盘装夹、专用偏心夹具装夹等。

A、虎钳             B、一夹一顶         C、两顶尖           D、分度头

13．当定位心轴的位置确定后，可把心轴取下，在定位心轴上套上工件，然后以工件(  A  )

找正后夹紧，即可车削第二个孔

A、侧面             B、前面             C、正面             D、右面

14．飞轮零件应(  A  )放置在工作台上，用卡爪装夹。

A、水平             B、垂直             C、任意             D、斜向

15．车削细长轴前应先校直毛坯，使其直线度小于(  D  )MM。

A、0.05             B、0.15             C、0.5              D、1.5

16．Q235—A·F中的235表示(  B  )。

A、屈服点23.5MP     B、屈服点235MP      C、含碳量2.35%      D、序号

17．球化退火可获得珠光体组织，硬度为(  A  )左右，可改善切削条件，延长刀具寿命。

A、HBS200           B、HRC50            C、HRC45            D、HRC40

18．车床中用来把电动机的旋转运动传给主轴的部分是(  D  )。

A、刀架             B、挂齿轮           C、进给箱           D、主轴箱

19．进给箱内传动轴的轴向定位方法，大都采用(  B  )定位。

A、一端             B、两端             C、三支撑           D、以上说法都对

20．应自然地将錾子握正、握稳，其倾斜角始终保持在(  C  )左右。

A、15°             B、20°             C、35°             D、60°

21．确定基本偏差主要是为了确定(  A  )。

A、公差带的位置                         B、公差带的大小

C、配合的精度                           D、工件的加工精度

22．数控车床的卡盘、刀架和尾架套筒大多采用(  D  )传动。

A、机械             B、电力             C、气压             D、液压

23．使用电动机前不必检查(  C  )。

A、接线是否正确                         B、接地是否可靠

C、功率因数的高低                       D、绝缘是否良好

24．梯形螺纹的大径和小径精度一般要求都不高，(  C  )可直接用游标卡尺测出。

A、中径             B、小径             C、大径             D、底径

25．铣削是铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作(  A  )的切削加工方法。

A、进给运动         B、辅助运动         C、直线运动         D、旋转运动

26．×ANUC系统中，当需要改变主轴旋转方向时，必须先执行(  A  )指令。

A、M05              B、M02              C、M03              D、M04

27．车削螺纹时，溜板箱手轮转动不平衡会使螺纹(  C  )产生误差。

A、中径             B、齿形角           C、局部螺距         D、粗糙度

28．有两条或两条以上在轴线等距分布的螺旋线所形成的(  C  )，称为多线螺纹。

A、外圆             B、内孔             C、螺纹             D、长度

29．细长轴的最大特点是(  A  )，在车削过程中，因受切削力、工件重力及旋转时离心力的

影响，易产生弯曲变形、热变形等。

A、刚性差           B、精度差           C、强度差           D、韧性差

30．在G75  X （U）  Z（W）  R（i）  P（K）Q（Δd）程序格式中，(  A  )表示第

一刀的背吃刀量。

A、K                B、Δd              C、Z、              D、R

31．当NC故障排除后，按(  A  )键消除报警。

A、RESET            B、GRAPH            C、PAPAM            D、MACRO

32．常用硬质合金的牌号有(  B  )。

A、16Mn             B、YT30             C、35               D、T8A

33．在×ANUC系统中，(  C  )指令在编程中用于车削余量大的内孔。

A、G70              B、G94              C、G90              D、G92

34．×ANUC系统中，(  D  )指令是镜像取消指令。

A、M06              B、M10              C、M22              D、M23

35．车削轴类零件时，如果(  D  )不均匀，工件会产生圆度误差。

A、切削速度         B、进给量           C、顶尖力量         D、毛坯余量

36．数控机床的尾座套筒开关在(  D  )位置时，套筒向前运动。

A、M  CODE          B、BACK             C、COOLANT  ON      D、×ORWARD

37．×ANUC系统中，M09指令是(  C  )指令。

A、夹盘松           B、切削液开         C、切削液关         D、空气开

38．锉削时，身体与台虎钳钳口成(  B  )角。

A、30°             B、45°             C、60°             D、75°

39．间断端面加工时，使用(  D  )指令可简化编程，利于排屑。

A、G72              B、G73              C、G74              D、G75

40．敬业就是以一种严肃认真的态度对待工作,下列不符合的是(  C  )。

A、工作勤奋努力                         B、工作精益求精

C、工作以自我为中心                     D、工作尽心尽力

41．薄板料的锯削应该尽可能(  D  )。

A、分几个方向锯下                       B、快速的锯下

C、缓慢的锯下                           D、从宽面上锯下

42．数控车床主轴运转情况是(  A  )需要检查保养的内容。

A、每天             B、每周             C、每个月           D、一年

43．车削是(  A  )作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。

A、工件旋转         B、工件直线移动     C、刀具旋转         D、刀具移动

44．规格为200mm的K93液压高速动力卡盘的楔心套行程是(  ) mm。

A、30               B、40               C、50               D、60

45．锪孔时，进给量为钻孔的2～3倍，切削速读与钻孔时比应(  A  )。

A、减小             B、增大             C、减小或增大       D、不变

46．(  A  )车削螺纹时，最后一刀的切削厚度一般要大于0.1mm，并使切屑从垂直轴线方

向排出。

A、高速             B、中速             C、低速             D、以上均对

47．变压器不能改变( D、相位

)。

A、交变电压         B、交变电流         C、直流电压         D、相位

48．常用硬质合金的牌号有(  A  )。

A、YT30             B、W6Mo5Cr4V2       C、15Cr             D、45

49．(  C  )通过切削刃选定点的平面，它平行或垂直于刀具。

A、基面             B、切削平面         C、正交平面         D、辅助平面

50．以下(  B  )不是尺寸字的地址码。

A、I                B、N                C、X                D、U

51．常用高速钢的牌号有(  D  )。

A、YG3              B、T12              C、35               D、W6Mo5Cr4V2

52．在G75  X （U）  Z（W）  R（i）  P（K）Q（Δd）程序格式中，(  B  )表示螺

纹终点的坐标值。

A、X、U             B、X、Z             C、Z、W             D、R

53．(  A  )主要起冷却作用。

A、水溶液           B、乳化液           C、切削油           D、防锈剂

54．(  A  )是间断纵向切削循环指令。

A、G74              B、G71              C、G72              D、G73

55．加工箱体类零件上的孔时，如果车削过程中，箱体位置发生变动，对垂直孔轴线的

(  D  )有影响。

A、尺寸             B、形状             C、粗糙度           D、垂直度

56．不属于岗位质量措施与责任的是(  A  )。

A、岗位的质量责任即岗位的质量要求

B、岗位工作要按工艺规程的规定进行

C、明确不同班次之间相应的质量问题的责任

D、明确岗位工作的质量标准

57．套螺纹时，板牙切削刃对材料产生挤压，因此套螺纹前工件直径必须(  B  )螺纹小

径。

A、稍大于                               B、稍小于

C、稍大于或稍小于                       D、等于

58．数控机床编辑状态时模式选择开关应放在(  D  )。

A、JOG  ×EED        B、PRGRM            C、ZERO  RETURN     D、EDIT

59．下列哪种千分尺不存在(  D  )。

A、公法线千分尺     B、千分尺           C、内径千分尺       D、轴承千分尺

60．(  C  )与数控系统的插补功能及某些参数有关。

A、刀具误差         B、逼近误差         C、插补误差         D、机床误差

61．加工箱体类零件上的孔时，(  C  )，对平行孔的孔距误差没有影响。

A、车削过程中，箱体位置发生变动         B、花盘没有精车

C、孔的尺寸精度                         D、角铁没有精刮

62．数控机床的条件信息指示灯START  CONDITION亮时，说明(  A  )。

A、主轴可以运转     B、操作错误         C、报警未消除       D、按下急停按扭

63．结构钢中有害元素是(  C  )。

A、锰               B、硅               C、硫               D、铬

64．对于数控加工的零件，零件图上应以(  C  )引注尺寸，这种尺寸标注便于编程。

A、设计基准         B、装配基准         C、同一基准         D、测量基准

65．(  )是间断端面切削循环指令，用于外沟槽加工。

A、G75              B、G71              C、G72              D、G73

66．职业道德不体现(  B  )。

A、从业者对所从事职业的态度             B、从业者的工资收入

C、从业者的价值观                       D、从业者的道德观

67．对闸刀开关的叙述不正确的是(  A  )。

A、用于大容量电动机控制线路中           B、不宜分断负载电流

C、结构简单，操作方便，价格便宜         D、是一种简单的手动控制电器

68．对于测量精度不高的蜗杆，可用(  C  )测量齿厚。

A、公法线千分尺     B、螺纹千分尺       C、齿轮游标卡尺     D、游标卡尺

69．使用内径百分表可以测量深孔件的(  C  )精度。

A、同轴度           B、直线度           C、圆柱度           D、以上均可

70．用于制造机械零件和工程构件的合金钢称为(  B  )。

A、碳素钢           B、合金结构钢       C、合金工具钢       D、特殊性能钢

二、判断题

71．(  ×  )职业道德的实质内容是建立全新的社会主义劳动关系。

72．( √  )在×ANUC系统中，车削圆锥可用G90循环指令编程。

73．(  ×  )刃倾角是副切削刃与基面的夹角。

74．( √  )主轴箱中空套齿轮与传动轴之间，可以装有滚动轴承，也可以装有铜套，用以

减少零件的磨损。

75．(  ×  )为保证数控自定心中心架夹紧零件的中心与机床主轴中心重合须使用千分尺

和百分表调整。

76．(  ×  )正投影法是投射线与投影面平行。

77．( √  )高温时效是将工件加热到550°C，保温7h，然后随炉冷却的过程。

78．( √  )岗位的质量要求是每个职工必须做到的最基本的岗位工作职责。

79．(  ×  )碳素工具钢的常用牌号是W6M05Cr4V2。

80．(  ×  )锰可以减轻磷对钢的有害性。

81．(  ×  )退火能够提高零件的塑性，消除应力。

82．(  ×  )锯削硬材料要快些，锯削软材料要慢些。

83．(  ×  )斜二测轴测图OY轴与水平成120°。

84．( √  )HT200进行表面淬火热处理，可提高表面硬度和耐磨性。

85．( √  )用转动小滑板法车圆锥时产生锥度（角度）误差的原因是小滑板转动角度计算

错误。

86．(  ×  )一个程序除了加工某个零件外，还能对加工与其相似的其它零件有参考价

值，可提高不同零件编程能力。

87．( √  )职工在生产中，必须集中精力，严守工作岗位。

88．( √  )铣刀是一种多齿刀具。

89．( √  )车削是工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。

90．(  ×  )车削轴类零件时，如果毛坯余量不均匀，切削过程中背吃刀量发生变化，工

件会产生圆柱度误差。

91．( √  )数控顶尖相对于普通顶尖，具有回转精度高、转速快、承载能力大的优点。

92．(  ×  )锉削速度一般应在40次/分左右，推出时稍快，回程时稍慢。

93．( √  )表面粗糙度会影响到配合的性质。

94．( √  )车削箱体类零件上的孔时，如果车床主轴轴线歪斜，车出的孔会产生圆柱度误

差。

95．( √  )微观不平度十点高度是指在取样长度l内5个最大轮廓峰高的平均值与5个最

大轮廓谷深的平均值之和。

96．(  ×  )×ANUC系统中， M98指令是主轴低速范围指令。

97．(  ×  )×ANUC系统中， M32指令是尾架进给指令。

98．( √  )淬火后进行高温回火称为调质处理。

99．( √  )润滑脂的主要种类有：钠基润滑脂、钙基润滑脂、锂基润滑脂、铝基及复合铝

基润滑脂、二硫化目润滑脂、石墨润滑脂等。

100．( √  )分级淬火造成工件变形开裂的倾向小于单液淬火。