春数控机床形成性考核册答案作业2.docx

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春数控机床形成性考核册答案作业2

2012春数控机床形成性考核册答案（作业2）

《数控机床》第二次作业

（第二章

一、填空题

（1数控机床的机械部分一般由主传动系统、进给传动系统、基础支承件、辅助装置组成。

（2数控机床高速主轴单元的类型主要有电主轴、气动主轴、水动主轴等。

（3滚珠丝杠螺母副运动具有可逆性,不能自锁,立式使用时应增加制动装置。

（4为防止系统快速响应特性变差,在传动系统各个环节,包括滚珠丝杠、轴承、齿轮、蜗轮蜗杆、甚至联轴器和键联接都必须采取相应的润滑措施。

（5数控机床的主轴箱或滑枕等部件,可采用卸荷装置来平衡载荷,以补偿部件引起的静力变形。

（6数控机床床身采用钢板的焊接结构既可以增加静刚度,减小结构质量.又可以增加构件本身的阻尼。

（7直接驱动的回转工作台是伺服驱动电动机与回转工作台的集成,它具有减少传动环节、简化机床的结构等优点。

（8检测装置精度直接影响闭环控制数控机床的定位精度和加工精度。

（9在自动换刀过程中常见的选刀方式有顺序选刀和任意选刀两种。

（10在加工中心的基础上配置更多（5个以上的托盘,可组成环形回转式托盘库,称为柔性制造单元（FMC。

二、选择题

（1数控加工中心的主轴部件上设有准停装置,其作用是（C

（A提高加工精度

（B提高机床精度

（C保证自动换刀,提高刀具重复定位精度,满足一些特殊工艺要

（2滚珠丝杠预紧的目的是（C

（A增加阻尼比,提高抗振性（B提高运动平稳性

（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

（3数控机床进给系统采用齿轮传动副时,为了提高传动精度应该有消隙（A措施。

（A齿轮轴向间隙（B齿顶间隙

（C齿侧间隙（D齿根间隙

（4静压导轨与滚动导轨相比,其抗振性（A。

（A前者优于后者

（B后者优于前者

（C两者一样

（5光栅利用（C,使得它能测得比栅距还小的位移量。

（A细分技术（B数显表

（C莫尔条纹的作用（D高分辨指示光栅

（6在采用ATC后,数控加工的辅助时间主要用于（A。

（A工件安装及调整

（B刀具装夹及调整

（C刀库的调整

（7在下列特点中,（B不是数控机床主传动系统具有的特点。

（A转速高、功率大（B变速范围窄

（C主轴变换迅速可靠（D主轴组件的耐磨性高

三、判断题

（1数控机床的气压装置因空气黏度小,在管路中的能量损失小,适于远程传输及控制使用。

（√

（2数控铣床立柱采用热对称结构可以减少热变形对加工件的精度影响。

（√

（3滚珠丝杠螺母副的作用是将回转运动转换为直线运动。

（√

（4数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切削速度,以满足不同的加工条件要求。

（√

（5数控机床传动丝杠反方向间隙是不能补偿的。

（×

（6进给运动是以保证刀具相对位置关系为目的。

（√

（7刀具在刀库中的位置是固定不变的。

（×

四、简答题

1、数控机床的机械结构应具有良好的特性,主要包括哪些方面?

①高的静、动刚度及良好的抗振性能

②良好的热稳定性

③较高的灵敏度

④高效化装置、高人性化操作

2、数控机床的主轴变速方式有哪几种?

试述其特点及应用场合。

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。

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、试述滚珠丝杠螺母副的特点有哪些?

它是如何工作的?

常用间隙调整方法有哪些?

滚珠丝杠螺母副的特点:

①摩擦损失小,传动效率高。

②灵敏度高,传动平稳,不易产生低速爬行现象,随动精度和定位精度高。

③磨损小,寿命长,精度保持性好。

④给予适当预紧,可消除丝杠与螺母的螺纹间隙,进而反向可消除空程死区,从而提高反向传动精度和轴向刚度。

⑤运动具有可逆性,即能将旋转运动转换为直线运动,或将直线运动转换为旋转运动,因此不能自锁,丝杠立式使用时,应增加制动装置。

⑥制造工艺复杂,成本高。

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。

常用的双螺母丝杠消除间隙方法有:

（1双螺母垫片调隙式

（2双螺母齿差调隙式

（3双螺母螺纹调隙式

4、自动排屑装置有哪几种类型?

各适合于什么场合?

:

（1平板链式排屑装置;

将屑通过链带提升实现液屑分离,这种装置能排除各种形状的切屑,适应性强,各类机床都能采用。

（2刮板式排屑装置;

将屑通过链带提升,用带有刮板链板。

这种装置常用于传送各种材料的短小切屑,排泄能力较强。

（3螺旋式排屑装置。

用螺旋槽水平或小角度排屑。

只适合沿水平或小角度的直线运动排屑。

5、数控机床的工作台有哪些形式?

各自的特点是什么?

（1工作台

应用:

直线进给运动

（2回转工作台

应用:

圆周进给运动。

有回转工作台和分度工作台两种。

（3摆动工作台

应用:

摆动进给运动。

四轴、五轴联动的加工中心的A轴、B轴的摆动仅给运动可以由摆动工作台实现。

（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、数控机床的主传动方式由哪些?

各有何特点?

（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。

7、数控机床对自动换刀装置有什么样的要求?

自动换刀装置有哪些种类?

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。

加工中心的自动换刀装置及刀库类型

（1转塔式换刀装置

①垂直转塔式;②水平转塔式

（2刀库式换刀装置

①无机械手换刀方式;②机械手换刀方式;③机械手和刀具运送器。

（3成套更换方式换刀装置

①更换转塔头;②更换主轴箱;③更换刀库。

8、数控机床的导轨有什么作用?

有哪些类型?

各自的特点是什么?

作用:

对运动部件起支承和导向作用。

类型:

（一.滑动导轨

优点:

具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等。

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。

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

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。

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。

三种结构形式：

（1）滚珠导轨；

（2）滚柱导轨；（3）滚针导轨。

9、简述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。

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