数控机床机械结构设计与制造技术的研究探讨

发表时间：2018-07-17T14:57:36.127Z 来源：《防护工程》2018年第6期作者：张克溪赵鑫[导读] 当前,我国数控机床产业面临的挑战是国内市场占有率偏低。据有关资料表明,1999年国产数控机床的市场占有率仅为38.88%。沈阳新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳 110168

摘要：伴随时代的不断发展，以及科学技术的不断进步，人们越来越关注社会生产效率的提升，也越来越关注科学技术在现代市场经济发展过程当中的应用。关注到生产工作的体系优化和完善需求，针对数控机床的工作进行总结和优化处理，从实际的机械设备结构方面的设计入手，结合实际的制造行业生产技术进行发展与创新，促进未来数控机床发展新方向和新动态的工作进展。在研究的具体过程中实现对数控机床工作技术的优化，提供科学的建设性意见，为未来行业的发展奠定良好的基础力量。关键词：机械设备；数控机床；设计制造技术

当前,我国数控机床产业面临的挑战是国内市场占有率偏低。据有关资料表明,1999年国产数控机床的市场占有率仅为38.88%。造成这种严峻的形势,除客观原因外,主要是产品的质量、可靠性不过硬。“十五”期间,我国机械制造工业正朝着精密化、柔性化、集成化、自动化、智能化方面迅速发展,国内数控机床需求强劲,我国数控机床产业适逢极好的发展机遇。然而,我国加入WTO后,国外生产的数控机床将会更多的进入我国市场,市场竞争更为激烈。提高国产数控机床市场占有率,关键在于提高质量和可靠性。

1 数控机床概述

数控机床是基于现在科学技术的基础上的一种产品，其可以将科学技术融入生产中，并与系统的操作指令相结合，从而能够实现信息化的产品生产。在实际运行数控机床的操作中，信息以及数据是其中最基础的部分，要一切以产品的需求为目标，将产品信息正确无差错录入进系统，保证最终产品生产的准确性。此外，在操作的过程中，要加强对数控机床的监控，尤其是生产效率以及质量；除了加强监控，还要注重数控机床的转型升级，并定期对设备进行检修。PCB数控机械钻孔是数控机床的一种具体表现。PCB，即印刷线路板，一般指在绝缘材料上，按照一定的方案设计，将印刷线路以及印刷元件组合形成印刷电路板。在线路板上钻孔的方法一般有两种，即激光钻孔和数控机械钻孔。与激光钻孔相比，数控机械钻孔一般对加工材料的适应性较强，成本较低等明显优势，因此，被广泛使用。

2 数控机床机械结构设计与制造技术

数控机床能够参与大量的机械生产工作，通过实际的研究和观察分析能够发现，机床安装的稳定性和完整性符合工作的实际需求，能够以结构的优化操作实现对设备运作的科学性和效率性要求。通过主轴部分的工作职能，进行设备的机械化传动，再经过支撑部件的辅助和支持，就能够实现数控机床的整体工作需求。通过对结构的设计能够保证设备实际使用的稳定性和科学性，在设备运作的过程当中需要通过结构的紧密程度来保障具体工作实施的科学要求，并促进生产效率的提升。在设计数控机床设备的过程中，需要重视实际设备工作的静音需求，在具体的工作执行当中进行运动刚柔性的测试，保证设备的抗震能力，缓解设备应用的能源转化工作强度。针对实际的设备运作和自动化控制进行良好的监督和管理，保证工作的稳定性需求。主轴是设备工作的重要内容，也是保证设备高效运转的基础，在实际的工作过程中会产生高效率的运转速度，因此设计和使用数控机床的主轴零部件，需要依据科学理论加上严谨的制造工艺。减少其他零部件的生产摩擦，也能够实现工作的压力降低并保障生产工作安全进行。

3 技术的发展对策

3.1 提高机床的稳定性

提高这一类型数控机床的稳定性，主要从系统的加速度控制以及结构设计方面考虑。PCB数控钻孔的运动位移较小，起止时间间隔很短，因此，就造成了定位不准确的结果。因此，在机械结构的设计中，必须采用合理的方式，提高运行的稳定性以及定点的准确性，减少操作中的惯性；此外，还可以使用一些特殊的材料，提高系统运行的平稳性，达到定点准确的目的。具体来说，可以采用以下措施：尽量使用刚性结构设计、减少各方向轴移动物体质量、加大静态物体质量以及适当使用防震材料等。

3.2 提高主轴的运行精度和速度

主轴的运行精度以及速度是评价PCB数控钻孔机床的重要指标之一。在数控机械结构中，如果主轴运行精度以及速度较低，往往实现不了机械加工的精密化，会造成钻孔精密度差、钻孔质量不高的结果，给后续加工带来很大的困难。在机械结构设计以及制造技术中，可以采用静压空气轴承主轴。静压空气轴承主轴的运行速度可以达到200Krpm，精度最高是0.03μm级，具有较高的运行精度，能够实现微小孔的高速加工。此外，静压空气轴承主轴的使用寿命较一般主轴长、动态特性更好。

3.3 采用三维稳定性仿真技术

随着现代工业以及信息产业的不断发展，对印制电路板的要求也越来越高，需要更加精细、更加快速的钻孔技术。然而，目前我国最小只可以达到0.2mm的孔径，与国外0.08mm还有较大的距离；在运行速度方面，国外可以达到75m/min，是我国的2.5倍。因此，亟需采取一定的手段提高机床的整体机械性能，三维稳定性仿真技术就是其中比较好的一种。三维稳定性仿真技术具体来说是指，采用仿真测量建立相关模型，减少钻床在操作运行时，由于高速旋转导致的偏离，提高钻头定点的准确性，进而提高钻头的三维稳定性。综上所述，积极的发展数控机床的结构设计工作，并在实际的工作过程当中优化、完善制造的技术，能够实现对社会整体生产效率的提升，并且能够满足实际的市场经济发展需求。传统生产时期出现的数控机床应用工作缺失问题需要得到进一步的重视，在实际的生产过程当中进行专业的设计，希望能够排除不良因素实现对生产工作效率和质量的升级。伴随我国社会生产效率的不断提升，以及科学技术的不断进步，数控机床工作的优化与完善得到了专业工作者的进一步认识，并且通过不断的研究、摸索实现了对设计和技术的升级，为我国市场经济发展提供了新的发展方向和途径。

参考文献：

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[2] 白耀斌. 分析数控机械机床加工效能的提升方式[J]. 中国新通信,2017,19(14):162.

[3] 吴永祥. 数控机床机械结构设计和制造技术的新动态[J]. 常熟高专学报,2002(02):68-69.

第六章数控机床的机械结构答辩

第六章数控机床的机械结构

提要本章讨论了数控机床机械结构的要求，介绍了提高机床刚度，减少机床的热变形，减少运动副的摩擦，提高传动精度，提高机床寿命和精度保持性的措施，介绍数控机床主运动系统和进给运动系统以及典型机械结构。学时：4学时第六章数控机床的机械结构

目标了解数控机床的机械结构特点；掌握提高机床刚度，减少机床的热变形，减少运动副的摩擦的措施；了解数控机床的主运动系统和进给运动系统以及典型机械结构及其工作原理了解提高传动精度，提高机床寿命和精度保持性的措施；第六章数控机床的机械结构

建议了解数控机床对机械结构的要求，掌握提高机床刚度，减少机床的热变形，减少运动副的摩擦，提高传动精度，提高机床寿命和精度保持性的措施，了解数控机床的主运动系统和进给运动系统以及典型机械结构。第六章数控机床的机械结构

第一节概述数控机床的机械结构要求 1、高精度 2、高速度 3、高自动化要求数控机床必须具有很高的强度、刚度和抗振性因此，数控机床的功能要求和设计要求与普通机床有较大的差异。数控机床的结构设计要求可以归纳为如下几方面： 1、具有大切削功率，高的静、动刚度和良好的抗振性能； 2、具有较高的几何精度、传动精度、定位精度和热稳定性； 3、具有实现辅助操作自动化的结构部件。

数控机床应具有更高的静、动刚度刚度:是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力 (静刚度)(动刚度) 提高刚度的原因： ①在重载荷的作用下，机床的各部件、构件会受力变形，引起刀具和工件的相对位置的变化 ②机床刚度差—影响机床抗振性

数控机床的机械结构汇总

第一节机械结构的主要特点与基本要求一、数控机床对机械结构的基本要求从数控技术的特点看，由于数控机床采用了伺服电动机，应用数字技术实现了对机床执行部件动作顺序和运动位移的直接控制，传统机床的变速箱结构被取消了，因而机械结构也大大简化了。数字控制还要求机械系统有较高的传动刚度且没有传动间隙，以确保控制指令的执行和控制品质的实现。同时由于计算机水平和控制能力的不断提高，同一台机床上允许更多功能部件同时执行所需要的各种辅助功能已成为可能，因而数控机床的机械结构比传统机床具有更高的集成化功能要求。从制造技术发展的要求看，随着新材料和新工艺的出现以及市场竞争对低成本的要求，金属切削加工正朝着切削精度和速度越来越高、生产效率越来越高和系统越来越可靠的方向发展。这就要求在传统机床基础上发展起来的数控机床精度更高、驱动功率更大，机械结构动、静、热态刚度更好，工作更可靠，能实现长时间连续运行和有尽可能少的停机时间。综合上述原因，数控机床对其基本要求可归纳为要有更高的精度，更好动、静态刚度，以适应高速运动的耐用度和工作可靠性。二、数控机床机械结构构成典型数控机床的机械结构主要由基础件、主传动系统、进给传动系统、回转工作台、自动换刀装置及其他机械功能部件等几部分组成。数控机床的基础件通常是指床身、立柱(或横梁)、工作台、底座等结构件，由于其尺寸较大，俗称“大件”，构成了机床的基本框架。其他部件附着在基础件上，有的部件还需要沿着基础件运动。由于基础件起着支承和导向的作用，因而对基础件的基本要求是刚度好。此外，由于基础件通常固有频率较低，在设计时，还希望它的固有频率能高一些，阻尼能大一些。和传统机床一样，数控机床的主传动系统将动力传递给主轴，保证系统具有切削所需要的转矩和速度。但由于数控机床具有比传统机床更高的切削性能要求，因而要求数控机床的主轴部件具有更高的回转精度、更好的结构刚度和抗振性能。由于数控机床的主传动常采用大功率的变速电动机，因而主传动链较传统机床短，不需要复杂的变速机构。由于自动换刀的需要，具有自动换刀功能的数控机床主轴在内孔中需要有刀具自动送开和夹紧装置。数控机床的进给驱动机械结构是直接接受计算机发出的控制指令，实现直线或旋转运动的进给和定位，对机床的运行精度和质量影响最明显。因此，对数控机床传动系统的主要要求是精度、稳定性和快速响应的能力，即要它能尽快地根据控制指令要求，稳定地达到需要的加工速度和位置精度，并尽量小地出现振荡和超调现象。根据工作要求回转工作台分成两种类型，即数控转台和分度转台。数控转台在加工过程中参与切削，相当于进给运动坐标轴，因而对它的要求和进给传动系统的要求是一样的。分度转台只完成分度运动，主要要求分度精度指标和在切削力作用下保持位置不变的能力。转塔刀架在原理和结构上都和分度转台类似。

智慧树知到《数控机床结构》章节测试答案

智慧树知到《数控机床结构》章节测试答案第一章 1、机床型号的首位字母“Y”表示该机床是( )。 A.水压机 B.齿轮加工机床 C.压力机 D.螺纹加工机床答案: 齿轮加工机床 2、世界上第一台数控机床于( )年诞生在( )。 A.1952，美国 B.1958，德国 C.1958，美国 D.1952，德国答案: 1952，美国 3、根据我国机床型号编制方法，最大磨削直径为320毫米、经过第一次重大改进的高精度万能外圆磨床的型号为( )。 A.MG1432A B.M1432A C.MG432 D.MG1432 答案: MG1432A

4、CA6140型卧式车床的最大车削直径为40mm。( ) A.对 B.错答案: 错 5、分类代号用罗马数字表示，置于类别代号之前，居型号首位。( ) A.对 B.错答案: 错第二章 1、开合螺母的功用是接通或断开从( )传递的运动。 A.光杠 B.主轴 C.丝杠 D.电动机答案: 丝杠 2、车削加工时，工件的旋转是( )。 A.主运动 B.进给运动 C.辅助运动 D.连续运动答案: 主运动

3、在CA6140普通车床上，车削螺纹和机动进给分别采用丝杠和光杠传动其目的是( )。 A.提高车削螺纹传动链传动精度 B.减少车削螺纹传动链中丝杠螺母副的磨损 C.提高传动效率 D.以上都是答案: 提高车削螺纹传动链传动精度 4、溜板箱的功用是变换被加工螺纹种类和导程,获得各种机动进给量。( ) A.对 B.错答案: 错 5、进给箱的功用是将丝杠或光杠的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给。( ) A.对 B.错答案: 错第三章 1、限位开关在电路中的作用是( )。 A.短路保护 B.过载保护 C.欠电压保护

《数控机床及机械结构》试题+答案——08级大专(赵坤琳)

可编辑重庆机电职业技术学院 2009——2010年第二学期《数控机床与机械结构》期末考试 1、数控机床齿轮传动间隙的存在会造成进给运动反向时丢失指令脉冲，并产生反向死区，因而必须消除。如滑动导轨、静压导轨和滚动导轨。5、数控机床中采用的数控分度工作台工作时只能完成分度运动，不能实现圆即在分度时只能回转一定角度；而数控回转工作台则除了能分度工作外，它主要用于实现圆周进给，以进行各种圆弧加工或曲面加工。、为了提高滚珠丝杠螺母副的反向传动精度和轴向刚度，必须消除轴向间隙，通常采用双螺母消隙法，此方法常用垫片消隙、齿差消隙和螺、静压导轨的特点是阻力小、效率高、导向精度高，且具有良好的吸振性。立式数控铣床机械结构的运动形式有主运动、进给运动和合成运动三方面。 10、数控机床齿轮传动间隙中直齿传动齿轮间隙的消除有轴向垫片调整法、偏心套调整法和双片薄齿轮错齿调整法。 11、由于滚珠丝杠副无自锁作用，故必须采用阻尼或锁紧机构。 12、数控车床能进行螺纹加工，其主轴上一定安装了脉冲编码器。二选择题（共20分） 1、测量反反向间隙的作用是为了（ A ）。 (A) 提高机床的定位精度 (B) 提高机床的使用寿命 (C) 提高机床的安全性 (D) 提高机床的灵活性 2、下列哪种导轨适合于载荷较大的情况（C ）（A ）滑动导轨 (B)滚动导轨（C ）静压导轨 3、数控机床坐标轴C 轴表示的是绕着（ C ）轴旋转。（A ）X 轴（B ）Y 轴（C ）Ｚ轴（Ｄ）Ａ轴４、柔性制造单元是（ A ）（A ）FMC （B ）FMS （C ）CIMS （D ）NC 5、数控车床与加工中心的区别是（ C ）（A ）能多把刀加工（B ）能自动检测移动误差（C ）有自动换刀机构和相应换到机构（D ）能实现多轴联动 6、下列对于排刀式刀架说法错误的是（ A ）（A ）、主要用于大规模的数控车床 (B)、提高了生产效率 (C)、要有良好的刚度 (D)、要有良好的强度 7、下列对于排屑装置说法错误的是（B ） (A)、可以提高效率 (B)、是手动排屑 (C)、将铁屑排出机床之外 (D)、尽可能靠近切削部位 8、数控铣床一般不用于加工（ C ） ( A) 平面 ( B) 孔 (C).沟槽 (D).螺纹 9、对于数控铣床主轴支承轴承的说法错误的是（ C ） (A)、足够刚度 (B)、足够强度 (C)、不需要消除间隙 (D)、要消除间隙年级: 专业: 姓名: 学号: --密------------------------------封---------

数控车床结构设计

学号：毕业设计说明书 G RADUATE D ESIGN 设计题目：数控车床结构设计学生姓名专业班级：学院：指导教师：

2007年6 月20 日目录摘要 ..................................................................................................................... １Abstract ........................................................................................ 错误！未定义书签。 1 绪论 (3) 1.1 前言 (3) 1.2 问题的提出 (4) 1.3 文献综述 (4) 1.3.1 国内外数控技术的发展概况 (4) 1.3.2 我国数控技术的发展趋势 (6) 1.4 本课题研究的目的及意义 (8) 2 数控车床的总体设计方案 ................................................... 错误！未定义书签。 2.1 数控车床的组成、布局和特点 .................................. 错误！未定义书签。 2.1.1 数控车床的结构组成 ....................................... 错误！未定义书签。 2.1.2 数控车床的布局 ............................................... 错误！未定义书签。 2.1.3 数控车床的特点 ............................................... 错误！未定义书签。 2.2 数控车床的设计方法和特点 ...................................... 错误！未定义书签。 2.2.1 数控车床的设计方法 ....................................... 错误！未定义书签。 2.2.2 设计方法的特点 ............................................... 错误！未定义书签。 2.2 数控车床的设计步骤 .................................................. 错误！未定义书签。 2.3.1 主要技术指标设计 ........................................... 错误！未定义书签。 2.3.2 总体方案设计 ................................................... 错误！未定义书签。 3 数控车床的具体设计 ........................................................... 错误！未定义书签。 3.1 床身的设计 .................................................................. 错误！未定义书签。 3.1.1床身的肋板布置和结构形状 .............................. 错误！未定义书签。 3.1.2床身的支撑 .......................................................... 错误！未定义书签。 3.1.3床身的材料 .......................................................... 错误！未定义书签。 3.2 工作台的设计 .............................................................. 错误！未定义书签。

数控车床自动回转刀架结构设计

哈尔滨理工大学课程设计说明书设计题目：数控车床自动回转刀架结构设计班级：学号：姓名：指导老师：日期：设计任务题目：数控车床自动回转刀架结构设计任务：设计一台四工位立式回转刀架，适用于C616或C6132经济型数空车床。要求绘制自动回转刀架的机械结构图。推荐刀架所用电动机的额定功率为 90W，额定转速1480r/min，换刀时要求刀架转动的速度为40r/min，减速装置的传动比为i=37。总体结构设计 1、减速传动机构的设计普通的三项异步电动机因转速太快，不能直接驱动刀架进行换刀，必须经过适当的减速。根据立式转位刀架的结构特点，采用蜗杆副减速时最佳选择。蜗杆副传动可以改变运动的方向，获得较大的传动比，保证传动精度和平稳性，并且具有自锁功能，还可以实现整个装置的小型化。 2、上刀体锁紧与精定位机构的设计由于刀具直接安装在上刀体上，所以上刀体要承受全部的切削力，其锁紧与定位的精度将直接影响工件的加工精度。本设计上刀体的锁进玉定位机构选用端面齿盘，将上刀体和下刀体的配合面加工成梯形端面齿。当刀架处于锁紧状态时，上下端面齿相互啮合，这时上刀体不能绕刀架的中心轴旋转；换刀时电动机正转，抬起机构使上刀体抬起，等上下端面齿脱开后，上刀体才可以绕刀架中心轴转动，完成转位动作。 3、刀架抬起机构的设计要想使上、下刀体的两个端面齿脱离，就必须设计适合的机构使上刀体抬起。本设计选用螺杆-螺母副，在上刀体内部加工出内螺纹，当电动机通过蜗杆-涡轮带动蜗杆绕中心轴转动时，作为螺母的上刀体要么转动，要么上下移动。当刀架处于锁紧状态时，上刀体与下刀体的端面齿相互啮合，因为这时上刀体不能与螺杆一起转动，所以螺杆的

机床数控技术-习题答案—第7章数控机床结构

第7章数控机床结构习题及答案 1．数控机床的机械结构主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答： 1.主传动系统它包括动力源、传动件及主运动执行件(主轴)等，其功用是将驱动装置的运动及动力传给执行件，以实现主切削运动。 2.进给传动系统它包括动力源、传动件及进给运动执行件(工作台、刀架)等，其功用是将伺服驱动装置的运动与动力传给执行件，以实现进给切削运动。 3.基础支承件它是指床身、立柱、导轨、滑座、工作台等，它支承机床的各主要部件，并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。 4.辅助装置辅助装置视数控机床的不同而异，如自动换刀系统、液压气动系统、润滑冷却装置等。 2．数控机床的机械结构有哪些特点? 答： 1.结构简单、操作方便、自动化程度高 2.高的静、动刚度及良好的抗振性能 3.采用高效、高精度无间隙传动装置 4.具有适应无人化、柔性化加工的功能部件 3．加工中心的布局有哪几种形式？各有何特点？答： 1.卧式加工中心卧式加工中心通常采用移动式立柱，工作台不升降，T形床身。T形床身可以作成一体，这样刚度和精度保持性能比较好，但铸造和加工工艺性较差。分离式T形床身的铸造和加工工艺性都大大改善，但连接部位要用定位键和专用的定位销定位，并用大螺栓紧固以保证刚度和精度。卧式加工中心的立柱普遍采用双立柱框架结构形式，主轴箱在两立柱之间，沿导轨上下移动。这种结构刚性大，热对称性好，稳定性高。小型卧式加工中心多数采用固定立柱式结构，其床身不大，且都是整体结构。 2.立式加工中心立式加工中心与卧式加工中心相比，结构简单，占地面积小，价格也便宜。中小型立式加工中心一般都采用固定立柱式，主轴箱吊在立柱一侧。通常采用方形截面框架结构、米字形或井字形筋板，以增强抗扭刚度，而且立柱是中空的，以放置主轴箱的平衡重。立式加工中心通常也有三个直线运动坐标，由溜板和工作台来实现平面上X、Y两个坐标轴的移动。主轴箱沿立柱导轨上下移动实现Z坐标移动。立式加工中心还可以在工作台

数控车床4工位自动回转刀架结构设计

目录目录----------------------------------------------------------------1 第1节自动回转刀架总体设计--------------------------------------------------------------2 1.1概述-----------------------------------------------------------2 1.2数控车床自动回转刀架的发展趋势--------------------------------------------------2 1.3自动回转刀架的工作原理-----------------------------------------3 第2节主动传动部件的设计计算-----------------------------------------------------------5 2.1蜗杆副的设计计算------------------------------------------------5 2.2轴承的选用------------------------------------------------------7 第3节刀架体的设计-------------------------------------------------8 第4节控制系统的选择-----------------------------------------------8 4.1单片机的工作原理------------------------------------------------9 4.2刀架控制流程图--------------------------------------------------10 第5节结论---------------------------------------------------------12 参考文献------------------------------------------------------------14

数控机床练习五答案

《数控机床》练习题五答案【基于数控机床机械结构与部件】 1、步进电机的角位移与（4）成正比。（1）步距角（2）通电频率（3）脉冲当量（4）脉冲数量 2、数控机床CNC系统是（3）（1）轮廓控制系统（2）动作顺序控制系统（3）位置控制系统（4）速度控制系统 3、数控机床有不同的运动形式，需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向，编写程序时，采用（4）的原则。（1）刀具固定不动，工件移动（2）铣削加工刀具固定不动，工件移动；车削加工刀具移动，工件固定（3）分析机床运动关系后再根据实际情况两者的固定和移动关系（4）工件固定不动，刀具移动。 4、选择刀具起始点时应考虑（1，2）（1）防止与工件或夹具干涉碰撞（2）方便工件安装测量（3）每把刀具刀尖在起始点重合（4）必须选在工件外侧。 5．数控机床伺服系统是以（2）为直接控制目标的自动控制系统。（1）机械运动速度（2）机械位移（3）切削力（4）切削用量 6．指出下列哪些误差属于系统的稳态误差（1）。（1）定位误差（2）跟随误差（3）轮廓误差（4）定位误差和跟随误差 7、数控机床适于( C )生产。 A 大型零件 B 小型高精密零件 C 中小批量复杂形体零件 D大批量零件 8、闭环控制系统的检测装置装在( A ) A 电机轴或丝杆轴端 B 机床工作台上 C 刀具主轴上 D 工件主轴上 9、FMS是指（C ） A 自动化工厂 B 计算机数控系统 C 柔性制造系统 D 数控加工中心 10、按伺服系统的控制方式分类，数控机床的步进驱动系统是（A ）数控系统。 A 开环 B 半闭环 C 全闭环 11、下列机床中，属于点位数控机床的是( A )

数控机床习题(有答案)

数控机床习题(第一章) 1填空题（1）数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各种辅助装置组成。（2）数控机床采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。（3）突破传统机床结构的最新一代的数控机床是并联机床。（4）自适应控制技术的目的是要求在随机变化的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性，按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数，以达到或接近最佳工作状态。 2选择题（1）一般数控钻、镗床属于（ C ）（A）直线控制数控机床（B）轮廓控制数控机床（C）点位控制数控机床（D）曲面控制数控机床（2）（ D ）是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节（A）控制介质（B）数控装置（C）输出装置（D）伺服系统（3）适合于加工形状特别复杂（曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（ A ）（A）加工中心（B）数控铣床（C）数控车床（D）数控线切割机床（4）闭环控制系统的位置检测装置装在（ D ）（A）传动丝杠上（B）伺服电动机轴上（C）数控装置上（D）机床移动部件上（5）根据控制运动方式的不同，数控机床可分为（B ）（A）开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床（B）点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床（C）经济型数控机床、普及型数控机床和高档型数控机床（D）NC机床和CNC机床 3 判断题（1）通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。（×）（2）数控机床是通过程序来控制的。（√）（3）数控机床只用于金属切削类加工。（×）（4）数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。（√）（5）机床本体是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。（√） 4 简答题（1）简述数控机床的发展趋势。 P9 1、高速度与高精度化 2、多功能化 3、智能化 4、高的可靠性（2）简述数控机床各基本组成部分的作用。P4 1、控制介质：是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。 2、数控系统：数控系统是机床实现自动加工的核心，是完成数字信息运算处理和控制的计算机。 3、伺服系统：是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。 4、反馈装置：其作用是检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。 5、机床本体：机床本体是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。 6、辅助装置（3）简要说明数控机床的主要工作过程。P2 1、根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据 2、用规定的程序代码格式编写零件加工程序单，或用自动编程软件进行工作，直接生成零件的加工程序 3、程序的输入和输出 4、将输入到数控单元的加工程序进行试运行、刀具路径模拟等 5、通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件加工《数控机床》 (第二章) 1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消除间隙措施。（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。

数控机床与机械结构基础知识考试题

《数控机床与机械结构》复习题一、填空题（） 1、滚珠丝杠螺母机构双螺母丝杠间隙调整方法有调整间隙法、调整间隙法和调整间隙法三种。 2、直齿圆柱齿轮传动间隙的消除方法，可以分为调整法、调整法和调整法三种。 3、主轴准停可分为准停控制和准停控制。 4、数控机床常用的工作台有工作台和工作台。 5、刀库的类型有式刀库和式刀库和式刀库。 6、数控系统目前应用比较多的有、、和广州数控系统 7、滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式有和方式 8、现代数控机床最常用的滚动导轨有两种：和 9、数控机床中常见的排屑装置有三种、、。二、判断题（）（）1、数控机床的加工精度比普通机床要低。（）4、我国是从1958年开始研制数控机床的。（）5、普通车床可以车出形状复杂的回转体。（）6、数控机床的刚度和抗震性都比较差。（）7、滚珠丝杠螺母机构可以实现自锁。（）9、数控机床中齿轮传动不需要消除间隙。（）10、数控机床导轨的导向精度要高。（）11、数控机床导轨的耐磨性比较差。（）15、滚动导轨的导轨面之间的摩擦是滑动摩擦（）16、排刀式刀架用于大规格数控车床上。（19、刮板式排屑装置负载比较小。（）21、机械准停装置是在高速状态下准停的。（）22、数控加工中心有刀库和自动换刀装置。（）24、加工中心主轴的热稳定性要好。（）25、主轴电机调速范围要宽。（）26、刀具顺序选择是按加工工序来选刀。（）27、数控加工过程中，铁屑对加工没影响，所以不用及时排出。（）28、主轴准停的定位要准确。（）30、使用了自动换刀系统以后加工效率可以明显提高

（）CIMS是指计算机集成制造系统，FMS是指柔性制造系统。（）1．半闭环、闭环数控机床带有检测反馈装置。（）2．数控机床的反向间隙可用补偿来消除，因此对加工无明显影响。（）3．直线型检测元件有感应同步器、光栅、磁栅、激光干涉仪。（）4．数控机床工作时，数控装置发出的控制信号可直接驱动各轴的伺服电机。（）5．目前数控机床只有数控铣、数控磨、数控车、电加工等几种。（）6．旋转型检测元件有旋转变压器、脉冲编码器、测速发电机。（7．数控机床的高科技含量，可使操作简单，可以不制订操作规程。（）8．开环进给伺服系统的数控机床，其定位精度主要取决于伺服驱动元件和机床传动机构精度、刚度和动态特性。（）9．按数控系统操作面板上的RESET键后就能消除报警信息。（）10．数控机床中MDI是机床诊断智能化的英文缩写。（）11．切削用量中，影响切削温度最大的因素是切削速度。（）12．数控车床传动系统的进给运动有纵向进给运动和横向进给运动。（）13．数控机床的位移检测装置主要有直线型和旋转型。（）14．数控机床配备的固定循环功能主要用于孔加工。（）15．数控机床为了避免运动件运动时出现爬行现象，可以通过减少运动件的摩擦来实现。（）16．数控机床加工过程中不能根据需要改变主轴速度和进给速度。（）17．车床主轴编码器的作用是防止切削螺纹时乱扣。（）18．在开环和半闭环数控机床上，定位精度主要取决于进给丝杠的精度。（）19．数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。（）20．数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC装置。二、选择题（）1、下列对于排刀式刀架说法错误的是 A、主要用于大规模的数控车床 B、提高了生产效率 C、要有良好的刚度 D、要有良好的强度（）2、下列对于排屑装置说法错误的是 A、可以提高效率 B、是手动排屑 C、将铁屑排出机床之外 D、尽可能靠近切削部位（）3、数控铣床一般不用于加工 A 平面 B 孔 C.沟槽 D.螺纹（）5、下列对于准停装置说法错误的是 A、用于定位 B、是自动换刀必需的

课后习题答案(数控技术)

章节练习答案第一章绪论 1．数控机床是由哪几部分组成，它的工作流程是什么答：数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。 2．按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床各有何特点答：（1）开环控制的数控机床；其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法：逐点比较法、数字积分法；c.通常采用降速齿轮；d. 价格低廉，精度及稳定性差。（2）闭环控制系统；其特点：a. 反馈信号取自于机床的最终运动部件（机床工作台）；b. 主要检测机床工作台的位移量；c. 精度高，稳定性难以控制，价格高。（3）半闭环控制系统：其特点：a. 反馈信号取自于传动链的旋转部位；b. 检测电动机轴上的角位移；c. 精度及稳定性较高，价格适中。应用最普及。 3．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床三者如何区别答：（1）点位控制数控机床特点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。（2）直线控制数控机床特点：a.既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。如：简易数控车床和简易数控铣床等。（3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。具有点位控制系统的全部功能，适用于连续轮廓、曲面加工。 4．数控机床有哪些特点答：a．加工零件的适用性强，灵活性好；b．加工精度高，产品质量稳定；c．柔性好；d．自动化程度高，生产率高；e．减少工人劳动强度；f．生产管理水平提高。适用范围：零件复杂、产品变化频繁、批量小、加工复杂等

数控技术复习题及参考答案

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案数控技术一、填空题： 1.数控机床是用数字化代码来控制的相对运动，从而完成零件的加工。 2.所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上进行的过程。 3.对刀操作就是确定和之间关系的操作。 4.直流伺服电动机的控制特性是指其速度随化的特性，而其机械特性是指其速度随变化的特性。 5.刀具在机床上的位置是由的位置来表示的。 6.JB3051-82规定，数控机床坐标轴和方向是基于固定，移动。 7.数控机床上采用的导轨主要有、、等三种形式。 8.用逐点比较法插补直线OA，其起点坐标为O（0，0），终点坐标A（5，8），若采用插补的总步数作为终点减法计数器J E的初始值，即J E＝。在插补过程中，每进给一步，计数器J E减1,当J E＝时，到达终点，停止插补。 9.光栅作为位移传感器，其高精度源于的莫尔条纹的和两大效应。若光栅距为 0.01mm，两块光栅之间的夹角为0.057°，则莫尔条纹宽度约为。 10.数控机床一般由控制介质、、测量装置和机械本体五个部分组成。 https://www.360docs.net/doc/f31898102.html,C系统软件必须完成和两大任务。 12.步进电机的“失步”现象有两种表现形式，即和。 13.刀具在机床上的位置是由的位置来表示的。 14.在CNC软件中资源分时共享要解决的问题是各任务何时占用CPU以及占用时间的长短，解决的办法是和相结合。 15.数控机床伺服驱动系统是指以机床移动部件的和作为控制量的自动控制系统，又称为拖动系统。 16.若三相步进电机（三相绕组分别为A、B、C），请写出三相六拍工作方式的通电顺序：。 17.对于第四象限逆圆弧来说，当F≥0时其进给方向为，偏差计算公式为。 18.数控机床的脉冲当量是指。 19.数控技术是指用对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 20.从CNC系统使用的微机及结构来分，CNC系统的硬件结构一般分为：和结构两大类。 21.改变，不改变加工程序，就可以实现同一轮廓的粗、精铣加工。 22.数控机床按伺服系统的控制方式可分为、和。二、判断题： 1.当点位直线控制数控机床的移动部件移动时，可以按任意斜率的直线进行切削加工。 2.步进电机的步距角越大，控制精度越高。 3.从减小伺服驱动系统的外形尺寸和提高可靠性的角度来看，采用直流伺服驱动比交流伺服驱动更合理。 4.脉冲编码器机可以转角，也可以测转速 5.数控机床的加工是用数控程序来控制的，因此数控机床就是软件数控。 6.采用细分电路可以提高开环步进式伺服驱动系统的精度。 7.点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。 8.顺时针圆弧插补（G02）和逆时针圆弧插补（G03）的判别方向是：沿着不在圆弧平面内的坐标轴正方向向负方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。 9.编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。 10.数控机床适用于单品种，大批量的生产。 11.只有采用CNC技术的机床才叫数控机床。 12.圆弧插补中，对于整圆，其起点和终点重合，用R编程无法定义，所以只能用圆心坐标编程。 13.插补运动的实际插补轨迹始终不可能与理想轨迹完全相同。

MJ-50型数控车床机械结构设计

本科毕业设计（论文）通过答辩摘要数控车床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。因此了解数控车床的结构与工作原理是操作、维修、改进数控车床的前提，也是设计一款数控车床的基本。基于此本文介绍了数控车床的主轴系统、伺服进给系统、刀架系统等的特点、设计要求及结构特点，对于系统部件也作了介绍。关键词：数控车床主轴系统伺服进给系统刀架系统

本科毕业设计（论文）通过答辩第页 2 Abstract Numerical-controlled Lathe is a electromechanical integration product,which is multinomial technology for one-piece. Numerical- -controlled Lathe is multituded by mechanism 、 electric 、hydraulic 、 pressure,pneumatic 、 electrino 、information and so on. It is main working machine and possesses high precision 、 high efficiency 、high automation and high flexibility in the mechanical manufacturing equipment.The technology capability of Numerical-controlled Lathe and percentage of machine output and in possession of amount is one of the important signal weighting the whole level of one state national economy extend and commercial manufacture Numerical-controlled Lathe is one of main variety of Numerical-controlled Machine,it take a important place in the Numerical-controlled Machine,and for decade years,it is given the prevalence regard from all the world and get the prompt develop. Therefore study the structure and working principle is the premise of operate 、maintain 、improve Numerical-controlled Lathe, also it is the basic of designing Numerical-controlled Lathe.Introduced the characteristics, the design request and the structure characteristicses of Principal axis system 、Servo system and Tools system of Numerical-controlled Lathe according to this text, also made a introduction for the system parts. Keywords: NCLathe Principal axis system Servo system Tools system

数控技术第4章习题解答

第4章习题解答 4.1数控机床对机械结构的基本要求是什么？提高数控机床性能的措施主要有哪些？数控机床对机械结构的基本要求是：具有较高的静、动刚度和良好的抗振性；具有良好的热稳定性；具有较高的运动精度与良好的低速稳定性；具有良好的操作、安全防护性能成。提高数控机床性能的措施主要有：合理选择数控机床的总体布局；提高结构件的刚度；提高机床抗振性；改善机床的热变形；保证运动的精度和稳定性。 4.2 数控机床采用斜床身布局有什么优点？斜床身布局的数控车床（导轨倾斜角度通常选择45°、60°和75°），不仅可以在同等条件下，改善受力情况；而且还可通过整体封闭式截面设计，提高床身的刚度。特别是自动换刀装置的布置较方便。 4.3 卧式数控镗铣床或加工中心采用T型床身和框架结构双立柱各有什么优点？ T型床身布局可以使工作台沿床身作X向移动时，在全行程范围内，工作台和工件完全支承在床身上，因此，机床刚性好，工作台承载能力强，加工精度容易得到保证。而且，这种结构可以很方便地增加X轴行程，便于机床品种的系列化、零部件的通用化和标准化。框架结构双立柱采用了对称结构，主轴箱在两立柱中间上、下运动，与传统的主轴箱侧挂式结构相比，大大提高了结构刚度。另外，主轴箱是从左、右两导轨的内侧进行定位，热变形产生的主轴中心变位被限制在垂直方向上，因此，可以通过对Y轴的补偿，减小热变形的影响。 4.4 什么叫“箱中箱”（box in box）结构？高速加工机床为什么要采用“箱中箱”结构？卧式布局高速数控机床采用了“内外双框架”即称为“箱中箱”（box in box）结构。这两种布局型式在总体上的共同特点是：运动部件质量轻，结构刚性好。机床进给系统的结构全部（或部分）移出工作台外，以最大限度减轻移动部件的质量和惯量，是高速加工机床结构布局设计的总原则。 4.5 什么叫虚拟轴机床？其结构特点是什么？与传统机床相比它具有哪些主要优点？虚拟轴机床的基座与主轴平台间是由六根杆并联地连接的，称之为并联结构。X、Y、Z三个坐标轴的运动由六根杆同时相互耦合地作伸缩运动来实现。主轴平台的受力由六根杆分摊承担，每根杆受力要小得多，且只承受拉力或压力，不承受弯矩或扭矩。因此，刚度高、移动部件质量小、结构简单、零件的数量多，是并联结构机床突出的优点。 4.6 数控机床对主传动系统的基本要求是什么？在数控机床上实现主传动的无级变速方式主要有哪几种？数控机床对主传动系统的基本要求：

机床结构设计

数控机床的结构设计摘要数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。关于其结构设计，主要从机械结构的要求、机构刚度、机床运动的抗震性、机床低速运动的平稳性与精度几个方面来展开研究。关键词：结构、刚度、平稳性、精度 Abstract Nc machine tool is digital control machine tools (Computer numerical control machine tools) for short, is a kind of a program control system of automatic machine tools. On its structural design, mainly from the requirements of the mechanical structure, institutional rigidity, machine tool movement, machine tool at low speed vibration resistance movement stability and precision of the several aspects to study. Keywords: structure, stiffness, stability and accuracy 一、数控机床机械结构的要求数控机床在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面与通用机床不同，随着生产力的增长，对数控机床的要求也逐步提高。对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求：1)由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2)为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3)为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4)为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求： 1.较高的机床静、动刚度数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。