機(jī)床數(shù)控技術(shù)期末復(fù)習(xí)題

1、思考題1. 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生？科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。機(jī)械加工工藝過程的自動化是實(shí)現(xiàn)上述要求的最主要的措施之一。它不僅提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、還能夠大大改善工人的勞動條件。大批量的自動化生產(chǎn)廣泛采用自動機(jī)床、組合機(jī)床和專用機(jī)床以及專用自動生產(chǎn)線，實(shí)行多刀、多工位多面同時加工，以達(dá)到高效率和高自動化。但這些都屬于剛性自動化，在面對小批量生產(chǎn)時并不是適用，因?yàn)樾∨可a(chǎn)需要經(jīng)常變化產(chǎn)品的種類，這就要求生產(chǎn)線具有柔性。而從某種程度上說，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)正是很地滿足了這一要求。1952年，美國麻省理工學(xué)院成功地研制出一套三坐標(biāo)聯(lián)動，利用脈沖乘法

2、器原理的試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，并把它裝在一臺立式銑床上。當(dāng)時用的電子元件是電子管，這就是第一代世界上的第一臺數(shù)控機(jī)床。我國是從1958年開始研究數(shù)控技術(shù)，一直到60年代中期處于研制、開發(fā)時期。當(dāng)時，一些高等院校、科研單位研制出試驗(yàn)樣機(jī)，開發(fā)也是從電子管開始的。1965年國內(nèi)開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。從70年代開始，數(shù)控技術(shù)在車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工、點(diǎn)加工等領(lǐng)域全面展開，數(shù)控加工中心在上海、北京研制成功。在這一時期，數(shù)控線切割機(jī)床由于結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、價格低廉，在模具加工中得到了推廣。80年代，我國從日本發(fā)那科公司引進(jìn)了5、7、3等系列的數(shù)控系統(tǒng)和交流伺服電機(jī)、交流主軸電機(jī)技術(shù)以及從美國、德國引

3、進(jìn)一些新技術(shù)。這使我國的數(shù)控機(jī)床在性能和質(zhì)量上產(chǎn)生了一個質(zhì)的飛躍。1985年，我國數(shù)控機(jī)床品種有了新的發(fā)展。90年代以及接下來主要是向高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展。2. 數(shù)字控制技術(shù)的概念？數(shù)字控制技術(shù)是指用數(shù)字信號形成的控制程序?qū)σ慌_或多臺機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制的一門技術(shù)。3. 數(shù)控機(jī)床的組成? 編程及程序載體、輸入裝置、CNC裝置及強(qiáng)電控制裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測裝置、機(jī)床的機(jī)械部件（程序介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床主體）4. 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床，輪廓控制數(shù)控機(jī)床的概念？點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床:這類數(shù)控機(jī)床僅能控制在加工平面內(nèi)的兩個坐標(biāo)軸帶動刀具與工件相對運(yùn)動，從一個坐標(biāo)位置快速移動到下一個坐標(biāo)位置，然后控制

4、第三個坐標(biāo)軸進(jìn)行鉆鏜切削加工。在整個移動過程中不進(jìn)行切削加工，因此對運(yùn)動軌跡沒有任何要求，但要求坐標(biāo)位置有較高的定位精度。點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床用于加工平面內(nèi)的孔系，這類機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、印刷電路板鉆孔機(jī)、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床、三坐標(biāo)測量機(jī)等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床 :輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€或兩個以上運(yùn)動的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運(yùn)動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能控制整個加工輪廓每一點(diǎn)的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 1.點(diǎn)位控制：是指只定位，不需要插補(bǔ)或插補(bǔ)精度夠低。（經(jīng)濟(jì)型機(jī)床、數(shù)控鉆床）刀具移動過程不加工。 2.直

5、線控制是指直線插補(bǔ)，相對來說只是一些簡單的插補(bǔ)運(yùn)動，（機(jī)加工機(jī)床、數(shù)控車床）。移動時加工。 3.輪廓控制：是指多軸插補(bǔ)，含圓弧，曲面，空間幾何，復(fù)雜插動。（模具類型機(jī)床、加工中心）。相對于直線控制，走到路線不一定是直線，有可能是曲線（平面或者空間）。5. 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床及閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的概念及特點(diǎn)？開環(huán)伺服系統(tǒng)由步進(jìn)電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動線路組成。數(shù)控裝置根據(jù)輸入指令，經(jīng)過運(yùn)算發(fā)出脈沖指令給步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動線路，從而驅(qū)動工作臺移動一定距離。這種伺服系統(tǒng)比較簡單，工作穩(wěn)定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。只用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)伺服系統(tǒng)由伺服電動機(jī)、比較線路、伺

6、服放大線路、速度檢測器和安裝在工作臺上的位置檢測器組成。這種系統(tǒng)對工作臺實(shí)際位移量進(jìn)行自動檢測并與指令值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制。這種系統(tǒng)定位精度高，但系統(tǒng)復(fù)雜，調(diào)試和維修困難，價格較貴，主要用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理和閉環(huán)伺服系統(tǒng)相似，只是位置檢測器不是安裝在工作臺上，而是安裝在伺服電動機(jī)的軸上。這種伺服系統(tǒng)所能達(dá)以的精度、速度和動太特性優(yōu)于開環(huán)伺服系統(tǒng)，其復(fù)雜性和成本低于閉環(huán)伺系統(tǒng)，主要用于大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床。6. 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)？1適應(yīng)性強(qiáng)數(shù)控機(jī)床上加工新工件時，只需重新編制新工件的加工程序，就能實(shí)現(xiàn)新工件的加工。數(shù)控機(jī)床加工工件時，只需要簡單的夾具，不需要

7、制作成批的工裝夾具，更不需要反復(fù)調(diào)整機(jī)床，因此，特別適合單件、小批量及試制新產(chǎn)品的工件加工。對于普通機(jī)床很難加工的精密復(fù)雜零件，數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動化加工。2加工精度高數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字指令進(jìn)行加工的，目前數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量普遍達(dá)到了0.001mm，而且進(jìn)給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床能達(dá)到很高的加工精度。對于中、小型數(shù)控機(jī)床，定位精度普遍可達(dá)0.03mm，重復(fù)定位精度為0.0lmm。此外，數(shù)控機(jī)床的傳動系統(tǒng)與機(jī)床結(jié)構(gòu)都具有很高的剛度和熱穩(wěn)定性，制造精度高，數(shù)控機(jī)床的自動加工方式避免了人為的干擾因素，同一批零件的尺寸一致性好，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量十分穩(wěn)

8、定。3 生產(chǎn)效率高工件加工所需時間包括機(jī)動時間和輔助時間、數(shù)控機(jī)床能有效地減少這兩部分時間。數(shù)控機(jī)床的主油轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍都比普通機(jī)床設(shè)備的范圍大，因此數(shù)控機(jī)床每一道工序都可選用最有利的切削用量；從快速移動到停止采用了加速、減速措施，既提高運(yùn)動速度，又保證定位精度，有效地降低機(jī)動時間。數(shù)控設(shè)備更換工件時不需要調(diào)整機(jī)床，同一批工件加工質(zhì)量穩(wěn)定，無需停機(jī)檢驗(yàn)，輔助時間大大縮短。特別是使用自動換刀裝置的數(shù)控加工中心，可以在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)多道工序連續(xù)加工，生產(chǎn)效率的提高更加明顯。4勞動強(qiáng)度低數(shù)控設(shè)備的工作是按照預(yù)先編制好的加工程序自動連續(xù)完成的操作者除輸入加工程序或操作鍵盤、裝卸工件、關(guān)鍵工序

9、的中間測量及觀看設(shè)備的運(yùn)行之外，不需要進(jìn)行繁瑣、重復(fù)手工的操作，這使工人的勞動條件大為改善，5良好的經(jīng)濟(jì)效益雖然數(shù)控設(shè)備的價格昂貴，分?jǐn)偟矫總€工件上的設(shè)備費(fèi)用較大，但是使用數(shù)控設(shè)備會節(jié)省許多其它費(fèi)用。特別是不需要設(shè)計(jì)制造專用工裝夾具，加工精度穩(wěn)定，廢品率低，減少調(diào)度環(huán)節(jié)等，所以整體成本下降，可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。6 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化采用數(shù)控機(jī)床能準(zhǔn)確地計(jì)算產(chǎn)品單個工時，合理安排生產(chǎn)。數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、控制加工，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化創(chuàng)造了條件。并有效地簡化了檢驗(yàn)、工夾具和半成品之間的信息傳遞。7. 數(shù)控機(jī)床常用的輸入方法有幾種？各有何特點(diǎn)？手工輸入，優(yōu)盤輸入，網(wǎng)線輸入，P

10、CMCIA卡輸入，DNC輸入，有些系統(tǒng)有示教輸入8. 可編程邏輯控制器（PLC）與傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制器（RLC）相比有什么區(qū)別？它的主要功能有哪些？1）區(qū)別：1、傳統(tǒng)繼電器的控制系統(tǒng)只能完成既定的邏輯控制、定時、計(jì)數(shù)等功能，控制功能的改變必須通過修改控制器件和接線來實(shí)現(xiàn)。2、PLC應(yīng)用了微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，各種控制功能都是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的，只要改變程序并改動少量的接線端子，就可改變其控制功能。2)主要功能：1、邏輯控制 2、定時控制 3、計(jì)數(shù)控制 4、步進(jìn)(順序)控制 5、PID控制 6、數(shù)據(jù)控制：PLC具有數(shù)據(jù)處理能力。7、通信和聯(lián)網(wǎng) 8、其它：PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特

11、殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。9.試述逐點(diǎn)比較法的四個節(jié)拍偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、新偏差計(jì)算和終點(diǎn)比較逐點(diǎn)比較法，顧名思義，就是每走一步都要將加工點(diǎn)的瞬時坐標(biāo)同規(guī)定的圖形軌跡相比較，判斷其偏差，然后決定下一步的走向，如果加工點(diǎn)走到圖形外面去了，那么下一步就要向圖形里面走；如果加工點(diǎn)在圖形里面，那么下一步就要向圖形外面走，以縮小偏差。這樣就能得出一個非常接近規(guī)定圖形的軌跡，最大偏差不超過一個脈沖當(dāng)量。 逐點(diǎn)比較法是以折線逼近直線或圓弧曲線，它與給定的直線或圓弧之間的最大誤差不超過一個脈沖當(dāng)量10. 利用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)直線AB，起點(diǎn)為A(0,0),終點(diǎn)為B(4,5)，試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并

12、畫出插補(bǔ)執(zhí)跡。11. 逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)圓弧AB，起點(diǎn)為A(4,0)，終點(diǎn)為B(0,4)，試寫出插補(bǔ)計(jì)算過程并畫出插補(bǔ)執(zhí)跡。12. 設(shè)有一直線AB，起點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)，終點(diǎn)的坐標(biāo)為A(3,5)，試用DDA法插補(bǔ)此直線。13. 何謂刀具半徑補(bǔ)償？其執(zhí)行過程如何？CNC裝置能夠根據(jù)零件輪廓信息和刀具半徑自動計(jì)算中心軌跡，使其自動偏移零件一個刀具半徑值，種偏移計(jì)算稱為刀具半徑補(bǔ)償。執(zhí)行過程1.刀補(bǔ)建立，刀具從起刀點(diǎn)出發(fā)沿直線接近加工零件，依據(jù)G41或G42使刀具中心在原來的編程零件軌跡的基礎(chǔ)上延伸或縮短一個刀具半徑；2.刀補(bǔ)進(jìn)行；3.刀補(bǔ)撤銷，刀具撤離工件，回到起刀點(diǎn)。14. B刀具補(bǔ)償與C刀具補(bǔ)償有何區(qū)別

13、？B機(jī)能刀具補(bǔ)償方法的特點(diǎn)是刀具中心軌跡的段間連接都是以圓弧進(jìn)行的。C機(jī)能刀具補(bǔ)償方法的特點(diǎn)是相鄰兩段輪廓的刀具中心軌跡之間用直線進(jìn)行連接，由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓的編程軌跡和刀具偏置量直接算出刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接交點(diǎn)C和C”。區(qū)別：B刀補(bǔ)采用讀一段，算一段，走一段的處理方法。故無法預(yù)計(jì)刀具半徑造成的下一段軌跡對本段軌跡的影響。C刀補(bǔ)采用一次對兩段進(jìn)行處理的方法。先處理本段，再根據(jù)下一段來確定刀具中心軌跡的段間過渡狀態(tài)，從而完成本段刀補(bǔ)運(yùn)算處理。15. 什么是絕對式測量和增量式測量，間接測量和直接測量?增量式測量方式只測量位移增量，并用數(shù)字脈沖的個數(shù)來表示單位位移（即最小設(shè)定單位）的數(shù)量，每移動一

14、個測量單位發(fā)出一個測量信號，絕對式測量方式測出的事被測部件在某一絕對坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)位置值，并且以二進(jìn)制或十進(jìn)制數(shù)碼信號表示出來，一般都要經(jīng)過轉(zhuǎn)換成脈沖數(shù)子信號以后，才能送去進(jìn)行比較和顯示。直接測量：位置測量安裝在執(zhí)行部件（即末端件）上直接測量執(zhí)行部件的末端件的直線位移或角度位移間接測量：位置檢測安裝在執(zhí)行部件前面的傳動元件或驅(qū)動電動機(jī)軸上，測量其角度位移、經(jīng)過傳動比變換以后才能得到執(zhí)行部件的直線位移量16. 光柵傳感器在數(shù)控機(jī)床中的作用是什么？光柵尺 其實(shí)起到的作用是對刀具和工件的坐標(biāo)起一個檢測的作用,在數(shù)控機(jī)床中常用來觀察其是否走刀有誤差,以起到一個補(bǔ)償?shù)毒叩倪\(yùn)動的誤差的補(bǔ)償作用17.

15、光電脈沖編碼器在數(shù)控機(jī)床中的作用是什么？光電編碼器的作用是可以發(fā)出一個角度位置的信號。一般應(yīng)用于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中對回轉(zhuǎn)角度的準(zhǔn)確定位。如數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)動角度，精密測量儀器的軸系轉(zhuǎn)動角度，簡單的還應(yīng)用在電機(jī)控制方面，對電機(jī)轉(zhuǎn)速測速等。18. 步進(jìn)電動機(jī)的工作原理是什么？如何將其分類？步進(jìn)電動機(jī)的主要性能指標(biāo)是什么？步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路， 將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進(jìn)電機(jī)分時供電的，多相時序控制器.分類：步進(jìn)電機(jī)在構(gòu)造上有三種主要類型： 步進(jìn)電機(jī)（圖2）反應(yīng)式（Variable Reluctan

16、ce，VR）、永磁式（Permanent Magnet,PM）和混合式（Hybrid Stepping,HS）。步進(jìn)電動機(jī)的主要性能指標(biāo)有：（1）步距精度。我國生產(chǎn)的步進(jìn)電動機(jī)的步距精度一般在1030分的范圍，有些可達(dá)25分。（2）最大靜轉(zhuǎn)矩。用以衡量步進(jìn)電動機(jī)帶負(fù)載的能力。（3）起動頻率。是使步進(jìn)電動機(jī)能夠由靜止定位狀態(tài)不失步地起動，并進(jìn)入正常運(yùn)行的控制脈沖最高頻率。在電動機(jī)空載情況下，稱為空載起動頻率。在有負(fù)載情況下，不失步起動所允許的最高頻率將大大降低。（4）連續(xù)運(yùn)行頻率。步進(jìn)電動機(jī)起動后，其轉(zhuǎn)速將跟隨控制脈沖頻率連續(xù)上升而不失步的控制脈沖的最高頻率稱為連續(xù)運(yùn)行頻率的最高工作頻率。步進(jìn)電

17、動機(jī)的連續(xù)運(yùn)行頻率隨負(fù)載的增大而下降，但步進(jìn)電動機(jī)連續(xù)運(yùn)行頻率遠(yuǎn)高于其起動頻（5） 矩頻特性。矩頻特性是描述步進(jìn)電動機(jī)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時輸出的最大轉(zhuǎn)矩與連續(xù)運(yùn)行頻率之間的關(guān)系曲線。（6） 加/減速特性 步進(jìn)電動機(jī)的加/減特性用于描述步進(jìn)電動機(jī)由靜止到工作頻率或由工作頻率到靜止的加/減速過程中，定子繞組通電狀態(tài)的頻率變化與時間的關(guān)系。19. 反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的步距角大小與哪些因素有關(guān)？如何控制步進(jìn)電動機(jī)的輸出角位移量和轉(zhuǎn)速？每輸入一個控制脈沖信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度，稱為反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的步距角。步距角的大小與轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)成正比。步距角如果用電角度表示，則它只與運(yùn)行拍數(shù)成反比，即六相12極步進(jìn)電動機(jī)

18、在單六拍、雙六拍時其步距角電角度為60，而在單、雙十二拍時其步距角電角度為30.步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步進(jìn)角）?？梢酝ㄟ^PLC或者單片機(jī)來控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。最簡單的方法是通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，可以用方向+脈沖信號控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速跟方向20. 在數(shù)控機(jī)床的改造過程中，步進(jìn)電動機(jī)的步距角、滾珠絲杠的導(dǎo)程、變速箱的速比、脈沖當(dāng)量之間的相互關(guān)系的計(jì)算。步距角：Q360MZK 以步進(jìn)電機(jī)帶動滾珠絲桿為

19、例簡單講一下脈沖當(dāng)量與步距角的關(guān)系。首先假設(shè)絲桿螺距h=5mm，步進(jìn)電機(jī)為兩相電機(jī)，步距角=1.8。在電機(jī)整步運(yùn)行狀態(tài)下，接收200個脈沖（200X1.8=360）轉(zhuǎn)一圈。由于絲桿螺距h=5mm，也就是說電機(jī)轉(zhuǎn)一圈轉(zhuǎn)換成直線位移是5mm，這樣就可以算出脈沖當(dāng)量=5mm200個脈沖=0.025mm/脈沖。相當(dāng)于現(xiàn)在的定位精度是0.025mm.你的題目是給定的定位精度是0.1mm（相當(dāng)與脈沖當(dāng)量=0.1），要確定電機(jī)的步距角。根據(jù)上面的例子，我們可以有通過選擇不同的絲桿螺距或不同步距角的步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。比如絲桿螺距h=5,=0.1可以得出50.1=50個脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈。電機(jī)步距角=36050=7.

20、2步進(jìn)電動機(jī)的步距角（）；脈沖當(dāng)量（mm/脈沖）；h絲杠螺距（mm）21. 數(shù)控機(jī)床對主軸驅(qū)動的要求是什么？(1)調(diào)速范圍寬并實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速為保證加工時選用合適的切削用量，以獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。特別對于具有自動換刀功能的數(shù)控加工中心，為適應(yīng)各種刀具、工序和各種材料的加工要求，對主軸的調(diào)速范圍要求更高，要求主軸能在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令自動實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，并減少中間傳動環(huán)節(jié)，簡化主軸箱。目前主軸驅(qū)動裝置的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍已可達(dá)1100，恒功率調(diào)速范圍也可達(dá)130，一般過載1.5倍時可持續(xù)工作達(dá)到30min。主軸變速分為有級變速、無級變速和分段無級變速三種形式，其中有級變速

21、僅用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床均采用無級變速或分段無級變速。在無級變速中，變頻調(diào)速主軸一般用于普及型數(shù)控機(jī)床，交流伺服主軸則用于中、高檔數(shù)控機(jī)床。(2)恒功率范圍要寬。主軸在全速范圍內(nèi)均能提供切削所需功率，并盡可能在全速范圍內(nèi)提供主軸電動機(jī)的最大功率。由于主軸電動機(jī)與驅(qū)動裝置的限制，主軸在低速段均為恒轉(zhuǎn)矩輸出。為滿足數(shù)控機(jī)床低速、強(qiáng)力切削的需要，常采用分級無級變速的方法(即在低速段采用機(jī)械減速裝置)，以擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩。(3)具有四象限驅(qū)動能力：要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動時均可進(jìn)行自動加、減速控制，并且加、減速時間要短。目前一般伺服主軸可以在1秒內(nèi)從靜止加速到6000r/min。(4)具有位置控

22、制能力：即進(jìn)給功能(C軸功能)和定向功能(準(zhǔn)停功能)，以滿足加工中心自動換刀、剛性攻絲、螺紋切削以及車削中心的某些加工工藝的需要。(5)具有較高的精度與剛度，傳動平穩(wěn)，噪音低。數(shù)控機(jī)床加工精度的提高與主軸系統(tǒng)的精度密切相關(guān)。為了提高傳動件的制造精度與剛度，采用齒輪傳動時齒輪齒面應(yīng)采用高頻感應(yīng)加熱淬火工藝以增加耐磨性。最后一級一般用斜齒輪傳動，使傳動平穩(wěn)。采用帶傳動時應(yīng)采用齒型帶。應(yīng)采用精度高的軸承及合理的支撐跨距，以提高主軸的組件的剛性。在結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)增加齒輪寬度，提高齒輪的重疊系數(shù)。變速滑移齒輪一般都用花鍵傳動，采用內(nèi)徑定心。側(cè)面定心的花鍵對降低噪聲更為有利，因?yàn)檫@種定心方式傳動

23、間隙小，接觸面大，但加工需要專門的刀具和花鍵磨床。(6)良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。數(shù)控機(jī)床加工時，可能由于持續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動部件不平衡以及切削過程中的自振等原因引起沖擊力和交變力，使主軸產(chǎn)生振動，影響加工精度和表面粗糙度，嚴(yán)重時甚至可能損壞刀具和主軸系統(tǒng)中的零件，使其無法工作。主軸系統(tǒng)的發(fā)熱使其中的零部件產(chǎn)生熱變形，降低傳動效率，影響零部件之間的相對位置精度和運(yùn)動精度，從而造成加工誤差。因此，主軸組件要有較高的固有頻率，較好的動平衡，且要保持合適的配合間隙，并要進(jìn)行循環(huán)潤滑22.主軸傳動變速有幾種方式？各有何特點(diǎn)？無級變速和有級變速兩種方式：23. 主軸為何需要“準(zhǔn)?！比绾螌?shí)現(xiàn)“準(zhǔn)停

24、”自動換刀的數(shù)控鏜床或銑床，切削轉(zhuǎn)矩通常通過主軸上的鍵位和刀柄上的鍵槽；來傳遞的，因此每一次自動換刀時，都必須使刀柄上的鍵槽對準(zhǔn)主軸的鍵位，因此要求有準(zhǔn)停功能。在加工精密孔系時，若每次都能在主軸固定圓周位置上換刀，就能保證刀尖與主軸相對位置的一致性，從而減少被加工孔的尺寸分散度。主軸準(zhǔn)停裝置：即剎車（階段1）、勻減速1（階段2）、勻減速2（階段24. 什么叫主軸分段無級變速？為什么要采用主軸分段無級變速？原因：數(shù)控機(jī)床在實(shí)際使用過程中并不需要在整個變速范圍內(nèi)均為恒功率。一般要求在中、高速時保持恒功率傳動，在低速時保持恒扭矩傳動。為了確保數(shù)控機(jī)床主軸低速時可輸出較大扭矩的特性要求（特別是粗加工的

25、場合）以及主軸的變速范圍盡可能大，有的數(shù)控機(jī)床在交流或直流電動機(jī)無級變速的基礎(chǔ)上增加齒輪變速，即為分段無級變速。25. 數(shù)控車床由哪幾部分組成？各有什么特點(diǎn)？主機(jī)，他是數(shù)控機(jī)床的主題，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)

26、給驅(qū)動。當(dāng)幾個進(jìn)給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲等。26. 與傳統(tǒng)車床相比，數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？1、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；2、可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件；3、加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間； 數(shù)控折彎機(jī)4、機(jī)床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般

27、為普通機(jī)床的35倍）； 5、 機(jī)床自動化程度高，可以減輕勞動強(qiáng)度； 對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。27. 數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的變速形式有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？帶有變速齒輪的主傳動。其特點(diǎn)低速獲得大扭矩、使主傳動成為分段無級變速。2、帶傳動變速。其特點(diǎn)是無振動、噪聲小。3、內(nèi)裝電動機(jī)主軸變速其特點(diǎn)高速、重量輕、轉(zhuǎn)動慣性小。1、帶有變速齒輪的主運(yùn)動：通過少數(shù)幾對齒輪傳動，擴(kuò)大變速范圍，確保低速時扭矩以滿足主軸輸出扭矩特性的要求。2. 通過帶傳動的主運(yùn)動：主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的小型數(shù)控機(jī)床上。電機(jī)本身的調(diào)整就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免由齒輪傳動所引起的振動和

28、噪音。它適用于高速低轉(zhuǎn)矩特性的主軸。3. 用兩個電機(jī)分別驅(qū)動：主軸用兩個電機(jī)驅(qū)動分別主軸，是上述兩種方式的混合傳動，具有上述兩種性能，高速時由一個電機(jī)通過帶傳動；低速時由另一個電機(jī)通過齒輪傳動齒輪起到降低速和擴(kuò)大變速范圍的作用這樣就1、 28.數(shù)控銑床由哪幾部分組成床身部分，銑頭部分，工作臺部分，橫進(jìn)給部分，升降臺部分，冷卻、潤滑部分。29. 數(shù)控銑床如何分類？各種分類方式可分為哪幾種數(shù)控銑床？1、 安功能分類： 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床、全功能型數(shù)控銑床 高速銑削數(shù)控銑床2、 按機(jī)床主軸的布置形式及機(jī)床的布局特點(diǎn)分類：立式數(shù)控銑床、臥式數(shù)控銑床3、 立、臥兩用數(shù)控銑床30. 數(shù)控加工中心的特點(diǎn)？加工中

29、心是高效、高精度數(shù)控機(jī)床，工件在一次裝夾中便可完成多道工序的加工，同時還備有刀具庫，并且有自動換刀功能。加工中心所具有的這些豐富的功能，決定了加工中心程序編制的復(fù)雜性。加工中心能實(shí)現(xiàn)三軸或三軸以上的聯(lián)動控制，以保證刀具進(jìn)行復(fù)雜表面的加工。加工中心除具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能外，還具有各種加工固定循環(huán)、刀具半徑自動補(bǔ)償、刀具長度自動補(bǔ)償、加工過程圖形顯示、人機(jī)對話、故障自動診斷、離線編程等功能。加工中心是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的。與數(shù)控銑床的最大區(qū)別在于加工中心具有自動交換加工刀具的能力，通過在刀庫上安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具，實(shí)現(xiàn)多種加工功能。加工中心從

30、外觀上可分為立式、臥式和復(fù)合加工中心等。立式加工中心的主軸垂直于工作臺，主要適用于加工板材類、殼體類工件，也可用于模具加工。臥式加工中心的主軸軸線與工作臺臺面平行，它的工作臺大多為由伺服電動機(jī)（服從控制信號）控制的數(shù)控回轉(zhuǎn)臺，在工件一次裝夾中，通過工作臺旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)多個加工面的加工，適用于箱體類工件加工。復(fù)合加工中心主要是指在一臺加工中心上有立、臥兩個主軸或主軸可90改變角度，因而可在工件一次裝夾中實(shí)現(xiàn)五個面的加工。1、 全封閉防護(hù)2、 工序集中，加工連續(xù)進(jìn)行3、 使用多把刀具，刀具自動交換4、 使用多個工作臺，工作臺自動交換5、 功能強(qiáng)大，趨向復(fù)合加工6、 高自動化、高精度、高效率7、 高投入

31、8、 在適當(dāng)?shù)臈l件下才能發(fā)揮最佳效益31. 加工中心如何分類？各種分類方式可分為哪幾種數(shù)控加工中心？按主軸與工作臺相對位置分類，分為臥式、立式和萬能加工中心。按功能特征分類，分為鏜削加工中心、鉆削加工中心、復(fù)合加工中心按所用啟動換刀裝置分類，分轉(zhuǎn)塔頭加工中心、刀庫+主軸換刀加工中心、刀庫+機(jī)械手+主軸換刀加工中心、刀庫+機(jī)械手+雙主軸轉(zhuǎn)塔頭加工中心32. 滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn)、類型?滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。外循環(huán)是滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后通過螺母外表面的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。常用外循環(huán)方式(a)端蓋式；（b）插管式；（c）螺

32、旋槽式內(nèi)循環(huán)均采用反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán)。反向器有兩種類型：扁圓鑲塊反向器、圓柱凸鍵反向器33. 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊類型?特點(diǎn)？預(yù)緊：消除滾珠與滾道的間隙，保證傳動精度；使?jié)L珠與滾道由點(diǎn)接觸變成微小面接觸，提高傳動剛度。常采用雙螺母，使兩個螺母產(chǎn)生軸向位移，以消除間隙和施加預(yù)緊力。預(yù)緊常有三種結(jié)構(gòu)： 1螺紋消隙結(jié)構(gòu) 一個螺母外斷為法蘭，另以螺母外端為螺紋，上裝兩個圓螺母，兩螺母以平鍵與螺母座相聯(lián)，限制螺母的轉(zhuǎn)動。擰緊圓螺母，就能使兩螺母在軸向產(chǎn)生位移，消除間隙和施加預(yù)緊力。結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便；調(diào)整精度差。 2墊片消隙結(jié)構(gòu) 兩螺母外端都為法蘭結(jié)構(gòu)，通過修磨墊片的厚度，使兩螺母產(chǎn)生軸向位移，消除間隙

33、和施加預(yù)緊力。結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，裝拆方便；調(diào)整麻煩。3齒差調(diào)隙結(jié)構(gòu) 兩個螺母的外端制成圓柱外齒輪，其齒數(shù)差為一。兩個內(nèi)齒圈用螺釘和銷釘固定在螺母座上。預(yù)緊時，先取出內(nèi)齒圈，使兩個螺母分別在相同方向轉(zhuǎn)過一個或幾個齒，這時，兩螺母在軸向產(chǎn)生相應(yīng)的位移，其消隙位移距離s34. 滾珠絲杠的支承類型與應(yīng)用特點(diǎn)？一端裝推力軸承。如圖5-20(a)所示，這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度低，只適用于低轉(zhuǎn)速、中精度、短軸向絲杠，一般用于數(shù)控機(jī)床的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控銑床的立向(垂直)坐標(biāo)中。一端裝推力軸承。另一端裝深溝球軸承，如圖520(b)所示。此種方式可用于中等轉(zhuǎn)速、高精度且絲杠較長的情況，但應(yīng)將推力軸

34、承遠(yuǎn)離液壓馬達(dá)等熱源及絲枉上的常用段，以減少絲杠熱變形的影響。兩端裝推力軸承。如圖520(C)所示，把推力軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預(yù)緊拉力，這樣有助于提高剛度，適用于中等轉(zhuǎn)速、中精度絲杠。但這種安裝方式對絲杠的熱變形較為敏感，軸承的壽命較兩端裝推力軸承及深溝球軸承方式低。兩端裝推力軸承及深溝球軸承。如圖520(d)所示，為使絲杠具有最大的剛度，它的兩端可采用雙重支承，即推力軸承加深溝球軸承，并施加預(yù)緊拉力，適用于高轉(zhuǎn)速、高精度絲杠。這種結(jié)構(gòu)方式不能精確地預(yù)先測定預(yù)緊力，預(yù)緊力的大小是由絲杠的溫度變形轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的，但設(shè)計(jì)時要求提高推力軸承的承載能力和支架剛度。37. 簡述數(shù)控機(jī)床的日常保養(yǎng)

35、、檢查以及大、中、小。對直流電動機(jī)定期進(jìn)行電刷和換向器的檢查、清洗和更換。適時對各坐標(biāo)軸進(jìn)行超程限位試驗(yàn)。尤其是對于硬件限位開關(guān)檢查時要用手按一下看是否出現(xiàn)超程報警。定期檢查電器柜里的空調(diào)設(shè)備，已保證電器柜內(nèi)的冷卻達(dá)標(biāo)，防止由于溫度過高導(dǎo)致電器柜內(nèi)電器元件的損壞。定期檢查電氣部件。檢查各插頭、插座、電纜、各繼電器的觸點(diǎn)是否接觸良好。定期清潔油溫控制箱的散熱片，已防止由于溫度過高導(dǎo)致溫控箱壓縮機(jī)的損壞。使機(jī)床保持良好的潤滑狀態(tài)。定期檢查、清洗自動潤滑系統(tǒng)。38. 數(shù)控機(jī)床日常保養(yǎng)總的說來主要包括哪幾個方面？對直流電動機(jī)定期進(jìn)行電刷和換向器的檢查、清洗和更換。適時對各坐標(biāo)軸進(jìn)行超程限位試驗(yàn)。尤其是

36、對于硬件限位開關(guān)檢查時要用手按一下看是否出現(xiàn)超程報警。定期檢查電器柜里的空調(diào)設(shè)備，已保證電器柜內(nèi)的冷卻達(dá)標(biāo)，防止由于溫度過高導(dǎo)致電器柜內(nèi)電器元件的損壞。定期檢查電氣部件。檢查各插頭、插座、電纜、各繼電器的觸點(diǎn)是否接觸良好。定期清潔油溫控制箱的散熱片，已防止由于溫度過高導(dǎo)致溫控箱壓縮機(jī)的損壞。使機(jī)床保持良好的潤滑狀態(tài)。定期檢查、清洗自動潤滑系統(tǒng)39. 試述在數(shù)控系統(tǒng)日常維護(hù)保養(yǎng)中的注意事項(xiàng)有哪些？1. 嚴(yán)格遵循操作規(guī)程。2.防止數(shù)控裝置過熱。3.經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)電壓。4.定期檢查和更換直流電動機(jī)的電刷。5.防止塵埃進(jìn)入數(shù)控裝置內(nèi)。6.內(nèi)存用電池定期檢查和更換。7.數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護(hù)。40.

37、 數(shù)控車床的電動刀架的工作原理。如果出現(xiàn)相序接反將會出現(xiàn)什么情況？需要換刀時，控制系統(tǒng)發(fā)出刀架轉(zhuǎn)位信號，三相異步電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿副帶動螺桿正向轉(zhuǎn)動，與螺桿配合的上刀體逐漸抬起，上刀體與下刀體之間的端面齒慢慢脫開；與此同時，上蓋圓盤也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿聯(lián)接），當(dāng)轉(zhuǎn)過約270時，上蓋圓盤直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷的正上方，由于彈簧的作用，圓柱銷落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤就通過圓柱銷使得上刀體轉(zhuǎn)動起來（此時端面齒已完全脫開）。上蓋圓盤、圓柱銷以及上刀體在轉(zhuǎn)動過程中，反靠銷能夠從反靠圓盤中十字槽的左側(cè)斜坡滑出，而不影響上刀體尋找刀位時的正向轉(zhuǎn)動。上刀體帶動磁鐵轉(zhuǎn)到需要的刀位時，發(fā)信盤上對應(yīng)的霍爾元件輸出低電平信號，控制系統(tǒng)收到后，立即控制刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)，上蓋圓盤通過圓柱銷帶動上刀體開始反轉(zhuǎn)，反靠銷馬上就會落入反靠圓盤的十字槽內(nèi)，至此，完成粗定位。此時，反靠銷從反靠圓盤的十字槽內(nèi)爬不上來，于是上刀體停止轉(zhuǎn)動，開始下降，而上蓋圓盤繼續(xù)反轉(zhuǎn)，其直槽的左側(cè)斜坡將圓柱銷的頭部壓入上刀體的銷孔內(nèi)，之后，上蓋圓盤的下表面