《机床数控技术》_许德章 习题及答案 第七章答案.docx

第七章 数控机床机械结构 7-1数控机床在机械结构方面有哪些主要特点? 答：数控机床的结构设计已形成自己的独立体系，其主要结构特点有： 静、动刚度高。 抗振性好 热稳定性好 灵敏度高 自动化程度高、操作方便 7-2数控机床的主轴轴承配置有哪些方式?各适用于什么场合? 答：配置方式主要有三种： 前支承采用双列圆柱滚子轴承和双列60°角接触球轴承组合，后支承采用成对角接触球轴承。普遍应用于各类数控机床。 前支承采用多个高精度角接触球轴承。适用于高速、轻载和精密的数控机床主轴。 前支承采用双列圆柱滚子轴承，后支承采用单列圆锥滚子轴承。适用于中等精度、低速与重载的数控机床。 7-3加工中心主轴内的刀具自动装卸的工作原理是什么? 答：加工中心主轴内的刀具自动装卸，是指通过自动换刀系统实现在加工过程中切换不同类型或规格的刀具。其工作原理如下： (1) 刀库储存：加工中心通常会配置一个刀库，用于存放多个刀具。刀具被安置在刀库的刀位中，并根据编程或设定的顺序进行编号。刀库可以是直接集成在机床内部的刀塔式刀库，也可以是独立的刀库模块。 (2) 自动换刀系统：加工中心配备自动换刀系统，它由换刀臂、换刀杆和换刀器等组成。自动换刀系统的动作受控制系统的指令驱动，以完成刀具的装卸操作。 (3) 换刀操作：根据加工程序的要求或人机界面的输入，控制系统会发送换刀信号，触发自动换刀系统的动作。换刀臂移动到刀库区域，并伸出换刀杆。 (4) 刀具选取：换刀杆按照预设的选择方式（例如指定刀位序号、特定刀具尺寸等）将需要的刀具夹取。 (5) 主轴卸载：一旦刀具被夹取，换刀臂将其移动到加工中心主轴处。通过控制换刀器，卸下当前主轴内的刀具。 (6) 主轴装载：换刀臂将已选取的新刀具放置到主轴内，并通过换刀器进行夹紧固定。 (7) 完成换刀：当新刀具固定在主轴内后，换刀臂退回到刀库区域，自动换刀系统完成一次换刀操作。 通过以上步骤，加工中心可以实现刀具的自动装卸。控制系统根据加工需求选择刀具，并指挥自动换刀系统按照预设程序进行切换操作。这样可大大提高生产效率，减少了手动换刀的时间和人力成本，并且保证了切削工艺的准确性和稳定性。 7-4主轴准停的意义是什么，如何实现主轴准停？ 答：主轴转准停（也称为主轴定位）是一种机械运动控制技术，它的意义在于确保机械系统中的主轴或旋转装置在需要停止或精确定位时能够准确停止，并保持稳定的位置。 实现主轴准停通常需要以下步骤： (1) 传感器检测：使用合适的传感器（例如编码器）监测主轴的位置和速度。这些传感器可以提供关于主轴当前状态的反馈信号。 (2) 控制系统：将传感器的反馈信号输入到控制系统中。控制系统可以是基于硬件的控制器或软件算法，负责分析和处理传感器信号。 (3) 控制算法：根据传感器的反馈信号，控制算法计算出控制指令。这些指令将传递给驱动器或执行器，以调整主轴的位置和速度。 (4) 驱动器或执行器：根据控制指令，驱动器或执行器对主轴进行调整，使其准确停止或精确定位。 7-5数控机床进给传动系统中有哪些机械环节，各有什么要求? 答：有齿轮副、滚珠丝杠螺母副。设计齿轮副时要考虑齿轮副的传动级数和速比分配，以及齿轮传动间隙的消除。滚珠丝杠螺母副要实现旋转运动与直线移动之间的关系，在垂直安装时必须附加制动机构。 7-6分别说明直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮，以及锥齿轮的传动间隙的消除方法有哪些？ 答：直齿圆柱齿轮的传动间隙消除方法有偏心套调整法、轴向垫片调整法，双片薄齿轮错齿调整法。 斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除方法是轴向垫片消除调整法，轴向压簧错齿调整法。 锥齿轮传动间隙的消除方法是柔性调整法。 7-7滚珠丝杠螺母副的特点是什么？ 答：其特点是：摩擦系数小，传动效率高，所需传动转矩小；灵敏度高，传动平稳，不易产生爬行，随动精度和定位精度高；磨损小，寿命长，精度保持好；可通过预紧和间隙消除措施提高轴间刚度和反向精度；运动可具可逆性，不仅可以将旋转运动变为直线运动，也可以将直线运动变动旋转运动。 7-8滚珠丝杠螺母副的滚珠有哪两类循环方式？常用的结构型式是什么？ 答：有外循环和内循环两种结构。外循环又分为插管式和螺旋槽式，常用的是插管式。内循环的结构是在螺母的侧孔中装有圆柱凸轮式反向器，反向器上铣有S型回珠槽，将相邻两螺纹滚道联接起来。滚珠从螺纹滚道进入反向器，借助反向器迫使滚珠越过丝杠牙顶进入相邻滚道。 7-9试述滚珠丝杠螺母副轴向间隙调整和预紧的基本原理，常用哪几种结构型式？ 答：采用双螺母结构，利用两个螺母的相对轴向位移，使两个滚珠螺母中的滚珠分别贴紧在螺旋滚道的两个相反的侧面上。预紧力不宜过大，防止空载力矩增加。 常用的结构型式有：垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式。 7-10滚珠丝杠螺母副在机床上的支承方式有几种？各有何优缺点？ 答：一