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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