2023年春数控机床形成性考核册答案作业

《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重要有电主轴、气动主轴、水动主轴等。

(3滚珠丝杠螺母副达动具有可逆性，不能自锁,立式使用时应增长制动装置c

(4为防止系统快速响应特性变差,在传动系统各个环节，涉及滚珠丝杠、轴承、

齿轮、蜗轮蜗杆、甚至联轴器和键联接都必须采用相应的润滑措施。

(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长静刚度，减小结构质量.又可以

增长构件自身的阻尼。

(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，提高刀具反复定位精度,满足一些特殊工艺要

(2滚珠丝杠预紧的目的是(C

(A增长阻尼比，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当有消隙(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静压导轨与滚动寻轨相比，其抗振性(A。

(A前者优于后者

(B后者优于前者

(C两者同样

(5光栅运用(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①高分辨指示光栅

(6在采用ATC后，数控加工的辅助时间重要用于(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数控铳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。N

(3滚珠丝杠螺母副的作用是将回转运动转换为直线运动。W

(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

工条件规定。N

(5数控机床传动丝杠反方向间隙是不能补偿的。(x

(6进给运动是以保任刀具相对位置关系为目的。N

(7刀具在刀库中的位置是固定不变的。(x

四、简答题

1、数控机床的机械结构应具有良好的特性,重要涉及哪些方面？

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

的规定。应用:大、中型数控机床采用这种变速方式。

②通过带传动的主专动

特点:电动机自身的调速就可以满足规定，不用齿轮变速，可以避免齿轮传动引起

的振动与噪声。它合用于高速、低转矩特性规定的主轴。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足运用的问题。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。缺陷同样是热变形问题。

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

哪些吁

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，应增长制动装置。

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?:

(I平板链式排屑装置;

将屑通过链带提高实现液屑分离，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；

将屑通过链带提高用带有刮板链板。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

的规定。

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:电动机自身的调速就可以满足规定，不用齿轮变速，可以避免齿轮传动引起

的振动与噪声。它合用于高速、低转矩特性规定的主轴。常用的是三角带和同步齿

形带。

应用:这种传动重要应用在转速较高、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足运用的问题。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规定?自动换刀装置有哪些种类？

规定:换刀时间短,刀具反复定位精度高.足够的刀具储备量,占地面积小，安全可

晶等。

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;卷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:具有结构简朴、制造方便、刚度好、抗振性高等。

缺陷: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，减少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

陷：抗振性较差，对防护规定较高，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。