1、数控技术及应用自考题模拟 3 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：20，分数：40.00)1.一台三相反应式步进电动机，当采用三相六拍通电方式运行时，其步距角为 0.75，则转子的齿数为_（分数：2.00）A.40B.60C.80D.1202.软件环形分配器中最常用的设计方法是_（分数：2.00）A.移位寄存器法B.比较法C.查表法D.不确定3.空载时步进电动机由静止突然起动，并进入不丢步正常运行所允许的最高频率，称为_（分数：2.00）A.正常工作频率B.突跳频率C.最高频率D.截止频率4.直流伺服电动机的理想空载转速 n 0 与电枢电压 U 的
2、关系是_ An 0 U 3 Bn 0 U 2 Cn 0 U D （分数：2.00）A.B.C.D.5.某交流主轴电动机具有两对磁极，供电频率 f=50Hz 时，则转子转速为_（分数：2.00）A.3000r/minB.1500r/minC.1000r/minD.750r/min6.现代数控机床对主轴驱动提出了更高的要求，体现为驱动功率高、调速范围宽和具有_（分数：2.00）A.定位功能B.制动功能C.恒功率功能D.恒扭矩功能7.在半闭环系统中，通常使用的检测元件是_（分数：2.00）A.感应同步器B.光电编码盘C.鉴相器D.光栅8.伺服进给系统的转矩不包括_（分数：2.00）A.静态负载转矩B
3、.滚珠丝杠副预紧力转矩C.电动机加速转矩D.动态负载转矩9.数控机床对主轴驱动系统要求有更大的调速范围，并能实现_（分数：2.00）A.无摩擦调速B.无噪声调速C.无级调速D.有级调速10.目前用于超高速加工的电主轴转速一般都超过_（分数：2.00）A.100r/minB.1000r/minC.10000r/minD.100000r/min11.液体静压轴承的压力角可以取_（分数：2.00）A.5B.10C.15D.3012.KM 采用_和双钢珠锁定的方式连接，使 KM 系统具有刚度高、精度高、装夹快捷和维护简单等优点。（分数：2.00）A.两点接触B.三点接触C.四点接触D.五点接触13.滚
4、珠丝杠螺母副传动的效率可高达_（分数：2.00）A.60%70%B.70%80%C.75%88%D.85%98%14.由于结构原因，分度工作台的分度运动不能完成的角度是_（分数：2.00）A.45B.60C.75D.9015.下列选项中，不属于回转刀架特点的是_（分数：2.00）A.多为顺序换刀B.换刀时间短C.刀库容量大D.结构简单紧凑16.数控系统根据换刀指令，由刀具交换装置从刀库中选择各工序所需刀具的操作称为_（分数：2.00）A.自动选刀B.手动选刀C.半自动选刀D.任意选刀17.西门子 840D 数控系统结构组成不包括_（分数：2.00）A.数控系统模块B.驱动模块C.I/O 接口D
5、.模拟主轴18.五轴联动镗铣床规格为_（分数：2.00）A.1000mm800mm800mmB.900mm800mm800mmC.1000mm1000mm800mmD.1000mm900mm800mm19.HNC8 系列数控系统的误差补偿功能不包括_（分数：2.00）A.螺距误差补偿B.间隙误差补偿C.冷误差补偿D.摩擦误差补偿20.MX3 型数控系统中四轴电动机每轴输出电压的精度为_（分数：2.00）A.10 位B.16 位C.20 位D.32 位二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：10.00)21.伺服驱动系统简称伺服系统，是一种以 1 的位置和速度作为控制量的自动控制系统。 （分数
6、：1.00）22.步进电动机是一种将 1 信号转换成相应的角位移的电动机。 （分数：1.00）23.把步进电动机每一步所转过的角度称为 1。 （分数：1.00）24.步进电动机受控于脉冲电流，其输出的角位移与 1 的数量成正比。 （分数：1.00）25.晶体管直流脉宽调制调速系统的核心部分是主回路和 1。 （分数：1.00）26.按照滚珠的循环方式，可将滚珠丝杠螺母副分成内循环方式和 1 方式两大类。 （分数：1.00）27.滚动导轨按滚动体的结构形式又可分为滚珠导轨、 1 和滚针导轨。 （分数：1.00）28.所谓 1 是指装备有自动换刀装置的数控机床。 （分数：1.00）29.西门子 84
7、0D 系统根据功能和作用将硬件设计制作成不同的 1，使系统连接更加简单。 （分数：1.00）30.NC 平台功能模块库包括了系统管理类和系统 1 两大类功能模块。 （分数：1.00）三、分析题(总题数：6，分数：30.00)31.数控系统对伺服进给驱动系统的基本要求有哪些? （分数：5.00）_32.分析直线电动机驱动系统的特点。 （分数：5.00）_33.与传统机械主轴相比，电主轴有哪些特点? （分数：5.00）_34.与滑动导轨相比，滚动导轨有哪些特点? （分数：5.00）_35.分析自动换刀的步骤。 （分数：5.00）_36.840D 系统在五轴联动镗铣床中的应用有哪些? （分数：5.0
8、0）_四、计算题(总题数：2，分数：20.00)37.如图所示，一台反应式步进电动机，通过一对减速齿轮，滚珠丝杠副带动工作台移动。步进电动机转子有 28 个齿，采用三相六拍通电方式；并设定步进电动机每走一步，工作台移动 10m。当丝杠导程P=4mm，齿轮 1 的齿数选定为 z 1 =21 时，试求齿轮 2 的齿数 z 2 。 （分数：10.00）_38.某数控机床的进给伺服系统，已知电动机直径 D 1 =32mm，联轴器直径 D 2 =40mm，丝杠直径 D 3 =10mm，三者的总质量 m 1 =15kg；工作台质量和工件的总质量 m 2 =150kg。设滚珠丝杠副导程为 20mm，试求此系
9、统总的转动惯量。 （分数：10.00）_数控技术及应用自考题模拟 3 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：20，分数：40.00)1.一台三相反应式步进电动机，当采用三相六拍通电方式运行时，其步距角为 0.75，则转子的齿数为_（分数：2.00）A.40B.60C.80 D.120解析：考点 本题主要考查的知识点是步进电动机步距角计算公式的应用。 解析 由步进电动机步距角计算公式 =360/(zmk)，可知 z=360/(mka)=360/(320.75)=80。2.软件环形分配器中最常用的设计方法是_（分数：2.00）A.移位寄存器法B.比较法C.
10、查表法 D.不确定解析：考点 本题主要考查的知识点是软件环形分配器的设计方法。 解析 软件环形分配器有多种设计方法，如查表法、比较法和移位寄存器法等，其中常用的是查表法。3.空载时步进电动机由静止突然起动，并进入不丢步正常运行所允许的最高频率，称为_（分数：2.00）A.正常工作频率B.突跳频率 C.最高频率D.截止频率解析：4.直流伺服电动机的理想空载转速 n 0 与电枢电压 U 的关系是_ An 0 U 3 Bn 0 U 2 Cn 0 U D （分数：2.00）A.B.C. D.解析：5.某交流主轴电动机具有两对磁极，供电频率 f=50Hz 时，则转子转速为_（分数：2.00）A.3000
11、r/minB.1500r/min C.1000r/minD.750r/min解析：考点 本题主要考查的知识点是交流电动机转速的计算。 解析 交流主轴电动机的转子转速为 n=60f/p=6050/2=1500(r/min)。6.现代数控机床对主轴驱动提出了更高的要求，体现为驱动功率高、调速范围宽和具有_（分数：2.00）A.定位功能 B.制动功能C.恒功率功能D.恒扭矩功能解析：考点 本题主要考查的知识点是现代数控机床对主轴驱动的要求。 解析 现代数控机床对主轴驱动的要求包括：(1)驱动功率高。(2)调速范围宽。(3)定位功能。7.在半闭环系统中，通常使用的检测元件是_（分数：2.00）A.感应
12、同步器B.光电编码盘 C.鉴相器D.光栅解析：考点 本题主要考查的知识点是半闭环系统中的检测元件。 解析 在半闭环系统中，通常使用光电编码盘作检测元件；在闭环系统中，多使用光栅作为检测元件。8.伺服进给系统的转矩不包括_（分数：2.00）A.静态负载转矩B.滚珠丝杠副预紧力转矩C.电动机加速转矩D.动态负载转矩 解析：考点 本题主要考查的知识点是伺服进给系统转矩的组成。 解析 伺服进给系统的转矩通常由三部分组成：静态负载转矩、滚珠丝杠副预紧力转矩和电动机加速转矩。9.数控机床对主轴驱动系统要求有更大的调速范围，并能实现_（分数：2.00）A.无摩擦调速B.无噪声调速C.无级调速 D.有级调速解
13、析：10.目前用于超高速加工的电主轴转速一般都超过_（分数：2.00）A.100r/minB.1000r/minC.10000r/min D.100000r/min解析：考点 本题主要考查的知识点是电主轴的特点。 解析 电主轴的转速高，目前用于超高速加工的电主轴转速一般都在 10000r/min 以上，有的甚至高达60000100000r/min。11.液体静压轴承的压力角可以取_（分数：2.00）A.5B.10C.15 D.30解析：考点 本题主要考查的知识点是步进电动机步距角的计算。 解析 液体静压轴承的主轴的轴径不宜过大，又因为滚珠轴承受离心力限制，故其压力角一般为 15或25。12.K
14、M 采用_和双钢珠锁定的方式连接，使 KM 系统具有刚度高、精度高、装夹快捷和维护简单等优点。（分数：2.00）A.两点接触B.三点接触 C.四点接触D.五点接触解析：13.滚珠丝杠螺母副传动的效率可高达_（分数：2.00）A.60%70%B.70%80%C.75%88%D.85%98% 解析：考点 本题主要考查的知识点是滚珠丝杠螺母副的主要特点。 解析 滚珠丝杠螺母副的主要特点之一是传动效率高，可高达 85%98%，是普通滑动丝枉的 24 倍。14.由于结构原因，分度工作台的分度运动不能完成的角度是_（分数：2.00）A.45B.60C.75 D.90解析：15.下列选项中，不属于回转刀架特
15、点的是_（分数：2.00）A.多为顺序换刀B.换刀时间短C.刀库容量大 D.结构简单紧凑解析：考点 本题主要考查的知识点是回转刀架的特点。 解析 回转刀架多为顺序换刀，换刀时间短，结构简单紧凑，容纳刀具容量小。16.数控系统根据换刀指令，由刀具交换装置从刀库中选择各工序所需刀具的操作称为_（分数：2.00）A.自动选刀 B.手动选刀C.半自动选刀D.任意选刀解析：17.西门子 840D 数控系统结构组成不包括_（分数：2.00）A.数控系统模块B.驱动模块C.I/O 接口D.模拟主轴 解析：考点 本题主要考查的知识点是西门子 840D 数控系统的结构总成。 解析 西门子 840D 数控系统的结
16、构组成包括数控系统模块，驱动模块，显示、输入单元，I/O 接口等。18.五轴联动镗铣床规格为_（分数：2.00）A.1000mm800mm800mm B.900mm800mm800mmC.1000mm1000mm800mmD.1000mm900mm800mm解析：考点 本题主要考查的知识点是五轴联动镗铣床的规格。 解析 五轴联动镗铣床规格为 1000mm800mm800mm。19.HNC8 系列数控系统的误差补偿功能不包括_（分数：2.00）A.螺距误差补偿B.间隙误差补偿C.冷误差补偿 D.摩擦误差补偿解析：考点 本题主要考查的知识点是 HNC8 系列数控系统的误差补偿功能。 解析 HNC8
17、 系列数控系统的误差补偿功能包括螺距误差补偿、间隙误差补偿、热误差补偿及摩擦误差补偿等多种补偿功能。20.MX3 型数控系统中四轴电动机每轴输出电压的精度为_（分数：2.00）A.10 位B.16 位 C.20 位D.32 位解析：二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：10.00)21.伺服驱动系统简称伺服系统，是一种以 1 的位置和速度作为控制量的自动控制系统。 （分数：1.00）解析：被控对象22.步进电动机是一种将 1 信号转换成相应的角位移的电动机。 （分数：1.00）解析：电脉冲23.把步进电动机每一步所转过的角度称为 1。 （分数：1.00）解析：步距角24.步进电动机受控于脉
18、冲电流，其输出的角位移与 1 的数量成正比。 （分数：1.00）解析：输入脉冲25.晶体管直流脉宽调制调速系统的核心部分是主回路和 1。 （分数：1.00）解析：脉宽调制器26.按照滚珠的循环方式，可将滚珠丝杠螺母副分成内循环方式和 1 方式两大类。 （分数：1.00）解析：外循环27.滚动导轨按滚动体的结构形式又可分为滚珠导轨、 1 和滚针导轨。 （分数：1.00）解析：滚柱导轨28.所谓 1 是指装备有自动换刀装置的数控机床。 （分数：1.00）解析：加工中心29.西门子 840D 系统根据功能和作用将硬件设计制作成不同的 1，使系统连接更加简单。 （分数：1.00）解析：功能模块30.N
19、C 平台功能模块库包括了系统管理类和系统 1 两大类功能模块。 （分数：1.00）解析：控制类三、分析题(总题数：6，分数：30.00)31.数控系统对伺服进给驱动系统的基本要求有哪些? （分数：5.00）_正确答案：()解析：(1)精度高。 (2)调速范围宽。 (3)动态响应快。 (4)稳定性好。 (5)低速转矩大。32.分析直线电动机驱动系统的特点。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：(1)不存在机械滞后或齿轮传动固有的齿侧间隙误差，其精度完全取决于位置检测系统的精度。 (2)直线电动机系统在动力传动中没有低效率的中间传动部件，因此能达到高效率，可获得很好的动态刚度。 (3)直线电动
20、机驱动系统由于无机械零件相互接触，因此无机械磨损，不需要定期维护，也不像滚珠丝杠那样有行程限制，可使用多段拼接技术满足超长行程要求。 (4)直线电动机的运动部件和机床的工作台己集成为一体，直线电动机进给单元只能采用全闭环控制系统。(5)直线电动机上通常装有全数字伺服系统，可以达到极好的伺服性能。33.与传统机械主轴相比，电主轴有哪些特点? （分数：5.00）_正确答案：()解析：与传统机械主轴不同，电主轴将驱动电动机与主轴结构做成一个整体，无传统主轴中传动带和齿轮等中间传动环节，满足了主传动系统的“零传动”要求，可以实现高加速度，并有效解决了高速运转情况下的振动和噪声等问题，提高了机床的加工精
21、度和表面加工质量，有效地提高了生产效率。34.与滑动导轨相比，滚动导轨有哪些特点? （分数：5.00）_正确答案：()解析：较之滑动导轨，滚动导轨灵敏度高、摩擦阻力小，由于动摩擦因数与静摩擦因数相近，运动均匀，低速移动时，不易出现爬行现象；定位精度高，重复定位误差小，牵引力小、移动轻便，磨损小、精度保持性好、寿命长。为提高导轨的刚度，可采用预加载的方式，以提高导轨的颠覆力矩。滚动导轨的缺点是抗振性较差、对防护要求较高、结构复杂、制造比较困难、成本较高。多用于要求工作部件移动均匀、运动灵敏及定位精度要求高的场合。35.分析自动换刀的步骤。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：(1)刀库将被更
22、换的刀具转到固定的换刀位置。 (2)刀库将换刀位置上的刀座逆时针转 90，主轴箱上升到换刀位置后，机械手旋转一定角度，分别抓住主轴和刀库刀座上的刀柄。 (3)主轴刀柄自动放松后，机械手下降，同时拔出主轴孔内和刀座内的刀柄。 (4)机械手回转 180。 (5)机械手升，将交换位置后的两刀柄同时插入主轴孔和刀座中，并夹紧。 (6)机械手反方向回转一定角度回到初始位置，刀座带动刀具向上(顺时针)转动 90，回到初始水平位置，换刀过程结束。36.840D 系统在五轴联动镗铣床中的应用有哪些? （分数：5.00）_正确答案：()解析：(1)五轴联动镗铣床结构。 (2)控制方案选择。 (3)系统配置及连接
23、。 (4)机床控制面板制作。 (5)系统参数设定与调节。四、计算题(总题数：2，分数：20.00)37.如图所示，一台反应式步进电动机，通过一对减速齿轮，滚珠丝杠副带动工作台移动。步进电动机转子有 28 个齿，采用三相六拍通电方式；并设定步进电动机每走一步，工作台移动 10m。当丝杠导程P=4mm，齿轮 1 的齿数选定为 z 1 =21 时，试求齿轮 2 的齿数 z 2 。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：步进电动机的步距角为 =360/(zmk) 脉冲当量为 =z 1 /z 2 P/360 由此可得 z 2 =z 1 /P/360 =360/(zmk)z 1 / z P/360 =360/(2832)21/(1010 -6 )410 -3 /360 =5038.某数控机床的进给伺服系统，已知电动机直径 D 1 =32mm，联轴器直径 D 2 =40mm，丝杠直径 D 3 =10mm，三者的总质量 m 1 =15kg；工作台质量和工件的总质量 m 2 =150kg。设滚珠丝杠副导程为 20mm，试求此系统总的转动惯量。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：圆柱体的转动惯量为 移动件的转动惯量为
