数控机床系统设计(1)

红字的意思是没找到答案，蓝字的意思是不确定；有错别字不负责啊。。。学渣整理，此资料仅供参考╮(╯▽╰)╭

一

⒈数控机床通常由哪几部分组成？各部分的作用和特点是什么？

　控制介质　作用：在数控机床加工时，携带和传输所需的各种控制信息。

特点：是存储数控加工所要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物，它记载着零件的加工程序。

　数控装置　作用：是数控机床的核心，它根据输入的程序和数据，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、 运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动作。

特点：可分为普通数控系统NC和计算机数控系统CNC两类。

　伺服机构　作用：根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移。

特点：由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，与机床上的执行部件和机械部件组成数控机床的进给系统。

　机械部件　作用：包含有主运动部件、进给运动执行部件、拖板和传动部件等。

特点：传动结构要求更为简单，精度、刚度、抗震性等方面要求更高，且其传动和变速系统要便于实现

自动化控制。

⒉简述数控机床的分类

　按运动方式分　点位控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，移动过程不需要切削；

点位直线控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，且运动轨迹为直线，移动部件在移动过程中

进行切削；

轮廓控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，并能控制将零件加工成一定的轮廓形状。

　按控制方式分　开环控制系统：不具有反馈装置，系统精度较低；

半闭环控制系统：具有角位移检测装置，定位精度较高，调试方便，稳定性好；

闭环控制系统：具有直线位置检测装置，具有检测、比较和反馈装置，定位精度高，但结构复杂。

　按数控系统的功能水平分：低、中、高档次

⒊什么是开环、半闭环和闭环控制系统？其特点是什么？适用于什么场合？

　①开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统；特点是不能进行误差校正，因此系统精度较低；适用于低精度要求

的数控机床。

　②半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置的控制系统；特点是调试方便，稳定性好精

度较高；目前应用较为广泛。

　③闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置的控制系统；特点是定位精度高，调试维修较

为困难；适用于精度要求高的数控机床。

⒋脉冲当量、定位精度和重复定位精度的含义是什么？

　脉冲当量：数控装置每发出一个脉冲信号，反映到机床位移部件上的移动量。

　定位精度：数控机床工作台等移动部件在确定的终点所到达的实际位置的精度。

　重复定位精度：在同一台数控机床上，应用相同程序、相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。

⒌数控轴数与联动轴数的区别。

　控制轴即机床数控装置能够控制轴的数目，而联动轴即同时控制多个轴的运动。数控轴数越多，功能就越强，机床

　的复杂程度和技术含量也越高；联动轴数越多，机床控制和编程难度越大。

⒎数控车床床身和导轨有几种布局形式？每种布局形式的特点是什么？

　有四种布局形式

　①平床身：工艺性好，便于导轨面的加工；

　②斜床身：排屑方便，便于安装自动排屑器，操作方便，易于实现单机自动化和封闭式防护；

　③平床身斜滑板：工艺性好，排屑方便；

　④立床身：排屑最为方便。

二

⒈数控机床设计方案的特点是什么？

　设计手段计算机化；设计方法综合化；设计对象系统化；设计问题模型化；设计过程程式化与并行化。

⒉数控机床设计的主要内容和步骤是什么？

　主要技术指标设计：用途、生产率、性能指标、主要参数、驱动方式；

　总体方案设计：运动功能设计、基本参数设计、传动系统设计、总体结构布局设计、控制系统设计；

　总体方案综合评价与选择；

　总体方案的设计修改（优化）；

　详细设计（技术设计、施工设计）；

　机床整机综合评价。

⒊数控机床设计应满足哪些基本要求？

　精度：几何精度、运动精度、传动精度、定位精度、工作精度、精度保持性；

　刚度：机床系统抵抗变形的能力；

　抗振性：机床在交变载荷作用系抵抗变形的能力，它包括抵抗受迫振动的能力和抵抗自激振动的能力；

　热变形：机床在工作时受到内部热源和外部热源的影响，使机床各部分温度发生变化；

　噪声：机床工作时各种不同振动频率和不同振幅而产生的无规律的声音；

　低速运动平稳性：当运动部件低速运行时，主动件匀速运动，被动件会出现爬行现象。

⒌工件表面发生线的形成方法是什么？

　轨迹法（描述法）：由点切削刃做直线运动轨迹形成的；

　成形法（仿形法）：刀具是线切削刃，它的形成不需要刀具与工件的相对运动；

　相切法（旋切法）：圆母线是面切削刃运动轨迹的包络线，为形成圆母线，刀具和工件之间需要刀具的旋转运动、刀

具回转中心与与工件之间按回转轨迹进行相对运动；

　展成法（滚切法）：由线切削刃在刀具与工件作占城运动时所形成的一系列轨迹线的包络线。

⒍机床的主参数及尺寸参数根据什么确定？

　主参数根据加工零件或被加工面的尺寸参数来确定；尺寸参数根据与被加工零件有关的尺寸和标准化工具或夹具的　安装面尺寸来确定。

三

⒈数控机床对主传动系统有哪些要求？

　运动要求：具有一定转速和足够的转速范围、转速级数，能够实现运动的开停、变速、换向和制动；

　动力要求：具有祖东的功率，全部机构和元件具有足够的强度和刚度；

　工作性能要求：具有足够高的精度、抗振性，热变形和噪声小，传动效率高；

　使用要求：操作灵活可靠，调整维修方便，润滑密封良好；

　经济性要求：结构简单紧凑，工艺性好，成本低。

⒉数控机床主传动系统有哪几种配置方式？各有何特点？

　有四种配置方式

　①带有变速齿轮的主传动：能满足主轴低速时对输出转矩特性的要求，能使交流或直流电动机成为分段无级变速， 实现滑动齿轮的位移；

　②通过带传动的主传动：能避免齿轮传动引起的振动与噪声；

　③用两个电动机分别驱动：克服了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的缺陷；

　④内装电动机主轴传动结构：提高主轴部件的刚度，单电机发热对主轴影响较大。

⒊某机床主轴转速为等比数列，其公比ψ=1.58，主轴最高转速n max=4000r/min，主轴转速级数Z=10，电动机转速

　为1440r/min，试拟定合理的转速图，确定齿轮齿数，画出主传动系统图。

⒏变速箱齿轮布置时如何缩短轴向尺寸和径向尺寸？

　缩短轴向尺寸的方法：①把三联齿轮一分为二，②把两个传动组统一安排；

　缩短径向尺寸的方法：①缩短轴间距离，②采用轴线相互重合方式，③相邻各轴在横剖面图上布置成三角形，④在 一个传动组内取最大传动比等于最小传动比的倒数。