专科作业《数控机床》作业复习资料.docx
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专科作业《数控机床》作业复习资料
《数控机床》作业答案
数控机床作业1
第1章
一、1.控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置
2.数字控制3.并联4.自适应控制
二、1.A2.D3.A4.D5.B
三、1.×2.√3.×4.√5.√
四、1.数控机床的发展趋势
(1)高速度与高精度化
(2)多功能化
(3)智能化
(4)高的可靠性
2.数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各类辅助装置组成。
1、控制介质:
信息载体
2、数控系统:
控制核心
3、伺服系统:
电传动联系环节
4、反馈装置:
反馈环节
5、辅助装置:
包括ATC、APC、工件夹紧放松机构、液压控制机构等
6、机床本体:
结构实体
3.数控机床的主要工作过程:
(1)根据工件加工图样进行工艺分析,确定加工方案、工艺参数和位移数据。
(2)用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单;或用自动编程软件进行CAD/CAM工作,直接生成零件的加工程序文件。
(3)程序的输入或输出。
(4)将输入到数控单元的加工程序进行试运行、刀具路径模拟等。
(5)通过对机床的正确操作,运行程序,完成零件的加工。
数控机床作业2
第2章
一、1.进给传动系统2.电主轴3.制动4.消除间隙5.卸载6.焊接7.直接驱动的回转工作台8.位置检测9.顺序选刀10.柔性制造单元FMC
二、1.C2.C3.C4.A5.C6.A7.B
三、1.×2.√3.√4.√5.×6.√7.×
四、1.数控机床机械结构的主要特点
(1)高的静、动刚度及良好的抗振性能
(2)良好的热稳定性
(3)高的灵敏度
(4)高效化装置、高人性化操作
2.数控机床主传动系统的变速方式、特点及应用场合
1.带有变速齿轮的主传动
特点:
通过少数几对齿轮降速,扩大输出扭矩,以满足主轴低速时对输出扭矩特性的要求。
应用:
大、中型数控机床采用这种变速方式。
2.通过带传动的主传动
特点:
电动机本身的调速就能够满足要求,不用齿轮变速,可以避免齿轮传动引起的振动与噪声。
它适用于高速、低转矩特性要求的主轴。
常用的是三角带和同步齿形带。
应用:
这种传动主要应用在转速较高、变速范围不大的机床。
3.用两个电动机分别驱动主轴
特点:
这是上述两种方式的混合传动,具有上述两种性能。
高速时电动机通过皮带轮直接驱动主轴旋转,低速时,另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转,齿轮起到降速和扩大变速范围的作用,这样就使恒功率区增大,扩大了变速范围。
克服了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的问题。
但两个电机不能同时工作,也是一种浪费。
4.由调速电动机直接驱动的主传动
特点:
调速电机与主轴用联轴器同轴联接,这种方式大大简化了主传动系统的结构,有效地提高了主轴部件的刚度,但主轴输出扭矩小,电机发热对主轴精度影响较大。
5.内装式电主轴:
即主轴与电机转子合二为一。
特点:
优点是主轴部件结构更紧凑,重量轻,惯量小,可提高启动、停止的响应特性,并利于控制振动和噪声。
缺点同样是热变形问题。
3.滚珠丝杠螺母副
特点:
传动效率高、摩擦损失小;通过预紧可消除间隙,提高传动刚度;但制造成本高,不能自锁。
工作原理:
在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽,当它们套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道。
螺母上有滚珠回路管道,将几圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道,并在滚道内装满滚珠。
当丝杠旋转时,滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动。
因而迫使螺母(或丝杠)轴向移动。
滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整
常用的双螺母丝杠消除间隙方法有:
(1)垫片调隙式;
(2)齿差调隙式;(3)螺纹调隙式。
4.自动排屑装置
常见的排屑装置:
(1)平板链式排屑装置;
(2)刮板式排屑装置;(3)螺旋式排屑装置。
作用:
自动分离并收集切削液和切屑,以便自动加工顺利进行和减少数控机床的发热。
5.数控机床的工作台的形式、特点
(1)矩形工作台
特点:
直线进给运动。
(2)回转工作台
特点:
圆周进给运动。
(3)摆动工作台
特点:
摆动进给运动。
(4)直接驱动的回转工作台
组成:
是伺服驱动电动机与回转工作台的集成。
优点:
减少传动环节、简化机床的结构等。
6.数控机床的自动换刀装置(ATC)
作用:
自动储存、更换刀具,使工件在一台机床一次装夹可完成多道工序或全部工序加工。
要求:
换刀时间短,刀具重复定位精度高,足够的刀具储备量,占地面积小,安全可靠等。
刀库类型
分类:
(1)鼓轮式刀库;
(2)链式刀库;(3)格子箱式刀库;(4)直线式刀库等。
特点:
(1)鼓轮式刀库占地小,结构紧凑,容量大,但选刀、取刀动作复杂。
(2)链式刀库结构紧凑,容量大,链环的形状也可随机床布局制成各种形式而灵活多变,还可将换刀位突出以便于换刀。
(3)格子箱式刀库结构紧凑,容量大,刀库空间利用率高,换刀时间长,辅助装置较复杂。
(4)直线式刀库结构简单,容量小。
7.数控机床导轨
作用:
对运动部件起支承和导向作用。
类型与特点
(一)滑动导轨
1.优点:
具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等。
2.缺点:
是静摩擦系数大,且动摩擦系数随速度变化而变化,摩擦损失大,低速时易出现爬行现象,降低了运动部件的定位精度。
3.目前多数采用贴塑导轨。
贴塑导轨的优点:
贴塑滑动导轨的特点是摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、减振性好、工艺性好。
(二)滚动导轨
1.优点:
(1)灵敏度高,运动平稳,低速移动时不易出现爬行现象;
(2)定位精度高;(3)摩擦阻力小,移动轻便,磨损小,精度保持性好,寿命长。
2.缺点:
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。
3.三种结构形式:
(1)滚珠导轨;
(2)滚柱导轨;(3)滚针导轨。
(三)静压导轨
1.优点:
不产生磨损,机械效率高,精度保持性好,摩擦因数小,低速不易产生爬行,抗震性好。
2.分类:
液体静压导轨和气体静压导轨。
液体静压导轨缺点:
结构复杂,液压装置比较大,且需要专门的供油系统。
气体静压导轨缺点:
防尘要求高。
8.数控机床液压和气压装置的特点
(1)液压传动装置机构输出力大,机械结构更紧凑、动作平稳可靠,易于调节和噪声较小,但要配置液压泵和油箱,当油液渗漏时污染环境。
(2)气压装置装置结构简单,工作介质不污染环境,工作速度快和动作频率高,适合于完成频繁启动的辅助工作,过载时比较安全,不易发生过载损坏机件等事故。
3.辅助作用:
(1)自动换刀所需的动作。
(2)机床运动部件的平衡。
(3)机床运动部件的制动和离合器的控制,齿轮拨叉挂档等。
(4)机床的润滑冷却。
(5)机床防护罩、板、门的自动开关。
(6)工作台的松开夹紧,交换工作台的自动交换动作。
(7)夹具的自动松开、夹紧。
(8)工件、工具定位面和交换动作台的自动吹屑、清理定位基面等。
数控机床作业3
第3章
一、1.逻辑2.基准脉冲3.分辨率4.直流伺服电机、交流伺服电机、直线电机
二、1.D2.A3.A
三、1.数控系统的功能
CNC系统的功能通常包括基本功能和选择功能。
其主要功能如下:
1.控制功能
2.准备功能和辅助功能
3.点位与连续移动功能
4.插补功能
5.固定循环加工功能
6.进给功能
7.主轴速度控制功能
8.刀具管理功能
9.补偿功能
10.人机对话功能
11.程序编制功能
12.输入、输出和通信功能
13.自诊断功能
2.数控机床用PLC可分为两类:
内装型和独立型。
内装型:
CNC装置带有的PLC功能。
独立型:
独立于CNC装置,具有完备的硬件和软件功能,能够独立完成规定控制任务的装置。
3.数控机床对进给伺服系统的要求:
(1)可逆运行
(2)速度范围宽
(3)具有足够的传动刚性和高的速度稳定性
(4)快速响应并无超调
(5)高精度
(6)低速大转矩
(7)伺服系统对伺服电机的要求:
调速范围宽、运动平稳。
有过载能力。
负载特性硬。
电机应能承受频繁启动、制动和反转。
4.主轴电机
结构上分为:
机械主轴和电主轴。
机械主轴:
由刀具的装卡机构、轴承、主轴冷却系统以及配套的主轴电机、测量部件及驱动装置等构成。
电主轴:
主轴电机被集成到主轴的机械部件中,构成一个整体结构的主轴系统。
优点:
缩短了机床传动链,提高了机床的性能。
主轴电机:
(1)主轴电机的特性
当主轴的转速小于额定转速时,主轴工作在恒转矩区;当主轴的转速大额定转速时,主轴工作在恒功率区。
(2)主轴的工作点
数控机床的设计阶段,必须明确主轴的输出功率和调速范围等技术指标。
否则用户在切削时可能出现由于主轴输出功率不够造成的主轴“闷车”。
(3)过载能力
主轴电机同样具有很强的过载能力。
(4)轴端受力
主轴电机对于不同速度下作用在其轴端的悬臂力有明确的要求。
(5)保证主轴总成的动平衡
(6)惯量要匹配
第4章
一、1.复合2.卧式3.刀库,换刀具4.并联连杆5.高速走丝,低速走丝
二、1.A2.B3.C4.D5.B6.D
三、1.√2.√3.√4.√5.√6.×7.√
四、1.数控车床的组成和配置
数控车床机械结构由主轴传动机构、进给传动机构、工作台、床身等部分组成,数控车床本体结构特点:
(1)采用高性能的主轴部件。
具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。
(2)进给伺服传动采用高性能传动件,具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点,一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。
(3)有较完善的刀具自动交换和管理系统。
(4)车床的机械结构还有辅助装置,主要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部分。
2.数控铣床的功能特点
各类数控系统不同,其功能也不相同,除具有各自的特点以外,常具有以下功能:
(1)点位控制功能。
(2)连续轮廓控制功能。
(3)刀具半径自动补偿功能。
(4)刀具长度自动补偿功能。
。
(5)镜像加工功能。
(6)固定循环功能。
(7)特殊功能。
3.数控铣床按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分为:
立式、卧式和立卧两用式三种。
1)立式数控铣床
特点:
主轴轴线垂直于水平面。
是数控铣床中最常见的一种布局形式,应用范围最广泛,其中以三轴联动铣床居多。
应用:
主要用于水平面内的型面加工,增加数控分度头后,可在圆柱表面上加工曲线沟槽。
2)卧式数控铣床
特点:
主轴线平行于水平面。
应用:
主要用于垂直平面内的各种上型面加工,配置万能数控转盘后,还可以对工件侧面上的连续回转轮廓进行加工,并能在一次安装后加工箱体零件的四个表面。
通常采用增加数控转盘来实现四轴或五轴加工。
3)立卧两用式数控铣床。
特点:
立卧两用式数控铣床的主轴轴线方向可以变换,既可以进行立式加工,又可以进行卧式加工,使用范围更大,功能更强。
应用:
若采用数控万能主轴(主轴头可以任意转换方向),就可以加工出与水平面成各种上角度的工件表面;若采用数控回转工作台,还能对工件实现除定位面外的五面加工。
4.
1、工件的重量和尺寸与布局的关系可以有四种不同的布局方案:
(1)工件进给运动的升降台铣床
应用:
加工工件较轻,尺寸不高。
(2)铣头垂直进给运动的升降台铣床
应用:
加工工件较重或者尺寸较高。
(3)工件一个方向进给运动的龙门式数控铣床
应用:
加工大型、重型工件。
(4)铣头垂直进给运动的龙门式数控铣床
应用:
加工超大、超重工件。
2、运动的分配与部件的布局
运动的分配与部件的布局是铣床总布局的中心问题。
一般需要对工件的顶面进行加工,则铣床主轴应布局成立式的。
一般需要对工件的多个侧面进行加工,则主轴应布局成卧式的。
3、铣床的布局与结构性能
数控铣床的布局应能兼顾铣床有良好的精度、刚度、抗振性和热稳定性等结构性能。
运动要求与加工功能相同的数控机床,结构的总体布局不同,结构性能是有差异的。
T形床身布局的优点:
刚性好
框式立柱布局的优点:
热变形对加工精度的影响小。
5.电火花加工的基本原理:
基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电蚀现象来蚀除多余的金属,以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。
6.加工中心的基本组成:
(1)基础部件
(2)主轴部件
(3)数控系统
(4)自动换刀系统(ATC)
(5)辅助系统
(6)自动托盘交换系统(APC)
7.经济型数控车床
特点:
它一般是在普通车床的基础上进行改进设计,并采用步进电动机驱动的开环伺服系统。
其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低的数控系统来实现。
此类车床结构简单,价格低廉。
但无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速度切削等功能。
8.电火花线切割加工的基本原理:
利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉冲电源的负极),对工件(接高频脉冲电源的正极)进行脉冲火花放电、切割成形。
9.
工作液循环系统的作用:
在数控电火花线切割加工过程中,需要稳定地供给有一定绝缘性能的工作介质——工作液,以冷却电极丝和工件,排除电蚀产物等,保证火花放电持续进行。
数控机床作业4
第5章
一、1.几何精度检验,定位精度检验,切削精度2.几何精度3.机械结构,控制系统,测头,测头
二、1.C2.C3.D4.A
三、1.√2.3.×√4.×
四、1.以卧式加工中心为例,要对下列几何精度进行检验:
1)X、Y、Z坐标轴的相互垂直度;
2)工作台面的平行度;
3)X、Z轴移动时工作台面的平行度;
4)主轴回转轴线对工作台面的平行度;
5)主轴在Z轴方向移动的直线度;
6)X轴移动时工作台边界与定位基准的平行度;
7)主轴轴向及孔径跳动;
8)回转工作台精度。
2.数控机床能否充分发挥作用,起到应有的经济效益,是与生产管理、技术水平、人员配套、基础元部件的及时供应等有密切关系的。
生产管理主要包括如下内容:
1.数控机床的分散或集中使用。
2.编程、操作、刀具、维修人员的管理。
3.数控机床加工零件的计划安排。
4.刀具管理。
5.强化日常维护管理。
3.三坐标测量机的测量原理:
将被测物体置于三坐标测量机的测量空间,可获得被测物体上各测点的坐标位置,根据这些点的空间坐标值,经计算可求出被测的几何尺寸、形状和位置。
4.球杆仪的测试原理
球杆仪的测试原理为:
利用机床的两轴联动做圆弧插补,通过分析圆弧的半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。
5.三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分,如图所示。
6.激光干涉仪的工作原理
激光干涉仪是以激光波长为已知长度、利用迈克耳逊干涉系统(见激光测长技术)测量位移的通用长度测量工具。
第6章
一、1.RS2322.数控设备3.日常的维护和保养4.操作故障5.离线
二、1.数控机床的基本使用条件有机床运行的环境温度、湿度、海拔高度、供电指标、接地要求、震动等。
2.数控机床的日常维护和保养是数控机床运行的稳定性、可靠性保证,是延长数控机床使用寿命的手段。
(1)数控机床开电与关电
(2)与外部计算机的联机使用
(3)日常维护
通过日常的维护和保养,可以避免或减少数控机床的故障,或者提早发现潜在的故障,并及时采取防范措施。
所以数控机床的日常维护保养是数控机床稳定可靠运行的基本保证。
3.数控机床的安装内容:
1.对数控机床地基和环境的准备
2.数控机床的初始就位
3.机床各部件的组装连接
4.数控系统的连接
4.数控机床的调试内容:
1.通电试车
2.机床精度和功能的调试
3.机床试运行
5.数控机床故障诊断一般包括三个步骤:
1)故障检测。
这是对数控机床进行测试,检查是否存在故障。
2)故障判定及隔离。
这个步骤是要判断故障的性质,以缩小产生故障的范围,分离出故障的部件或模块。
3)故障定位。
将故障定位到产生故障的模块或元器件,及时排除故障或更换元件。