数控机床技术(第五章数控机床的主传动系统)答案
国开电大数控机床形考作业2参考答案
c.提高运动平稳性
d.消除轴向间隙和提高传动刚度
【答案】：消除轴向间隙和提高传动刚度
题目13.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该有消隙措施，其消除的是（）。
a.齿根间隙
b.齿轮轴向间隙
c.齿侧间隙
d.齿顶间隙
【答案】：齿侧间隙
题目14.数控机床进给系统中采用齿轮传动副时，如果不采用消隙措施，将会（）。
d.抗振性差
【答案】：抗振性差
题目5.数控机床各个部件的热变形会影响工件的加工精度，（）是减少热变形对加工精度影响的有效措施。
a.对机床热源进行强制冷却
b.提高数控机床构件的静刚度和固有频率
c.改善数控机床结构的阻尼特性
d.消除进给传动系统中的间隙
【答案】：对机床热源进行强制冷却
题目6.数控机床在高速和重负荷条件下工作，机床（）的变形会直接或间接地引起刀具和工件之间的相对位移，从而引起工件的加工误差。
图2
a.由调速电动机直接驱动
b.以上答案都不对
c.通过带传动
d.带有变速齿轮
【答案】：由调速电动机直接驱动
题目27.在下列特点中，（）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.主轴组件的耐磨性高
d.主轴变换迅速可靠
【答案】：变速范围窄
题目28.ATC是（），数控机床采用其后数控加工的辅助时间主要用于工件的安装和调整。
d.辅助装置
【答案】：主传动系统
题目3.数控机床（）的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。
a.主传动系统
b.基础支承件
c.辅助装置
习题册数控机床系统结构答案
第一章第一节数控机床的产生和发展第二节数控机床的特点和应用范围一、填空题1、第一代数控机床产生于1952年美国国麻省理工学院研究出一套试验性的数字数控系统，并把它安装在立式铣床上。
2、我国是1958年开始研究数控技术的。
3、机械加工的目标是高速、高效。
高精度。
4、在数控机床上加工工件，工件的加工精度主要取决于机床精度、插补精度、编程伺服精度。
5、最早的数控机床伺服系统执行机构采用液压转矩放大器。
二、选择题1、第一代数控机床产生于（B ）年。
A、1951B、1952C、19542、第三代数控机床产生于（ C ）年，研制出了小规模集成电路。
A、1951B、1952C、19603、经济型数控机床一般都采用（A）数控系统。
A、开环B、闭环C、半闭环4、（C）数控机床产生于1960年，研制出了小规模集成电路。
A、第一代B、第二代C、第三代D、第四代三、判断题1、第三代数控机床产生于1960年，研制出了小规模集成电路。
（1 ）2、点位控制系统控制刀具或机床工作台，从一点准确地移动到另一点，也控制点与点之间运动的轨迹。
（2）3、第四代数控机床的标志是小型计算机。
（1）四、简答题1、简述数控机床发展的六个时代及标志。
1952电子管时代；1956晶体管时代；1960小规模集成电路；1970由计算机作控制单元的数控系统；1974以微处理器为核心的数控系统；1990柔性制造单元2、数控机床的特点是什么？适应性强；能实现复杂的运动；加工精度高；生产效率高；能减轻劳动强度，改善劳动环境，有利于科学的生产管理3、简述数控机床的应用范围。
1）多品种小批量生产的零件。
2）形状结构比较复杂的零件。
3）需要频繁改型的零件。
4）价格昂贵，不允许报废的关键零件。
5）需要最短周期制作的急需零件。
6）批量较大精度要求很高的零件。
第二节数控机床的分类一、填空题1、按控制方式划分，数控机床可分为开环、半闭环和闭环三类。
其中开环中没有检测反馈装置，控制精度较低。
数控技术复习题及参考答案
1填空题1、 数控机床坐标系采用的是 右手笛卡尔直角 坐标系。
2、 数控机床坐标系的正方向规定为 增大刀刀具与工件距离的方向 。
3、 数控机床坐标系中Z 轴的方向指的是 与主轴平行 的方向，其正方向是 刀具远离工件的方向 。
4、 数控机床中旋转坐标有 A 轴、 B 轴、 C 轴，其正方向的判断是用 右手螺旋定则 。
5、 数控车床中X 轴的方向是 工件的径向 ，其正方向是 远离工件的方向 。
6、 数控机床坐标系一般可分为 机床坐标系 和 工件坐标系 两大类。
7、 数控机床坐标系按坐标值的读法不同可分为 绝对坐标系 和 增量坐标系 。
8、 在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以 坐标原点 为计算基准，而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对 前一位置 进行计算的。
9、 数控系统的插补是指根据给定的 数学函数 ，在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行 数据密化处理 的过程。
10、大多数数控系统都具有的插补功能有 直线插补和圆弧插补 。
11、插补的精度是以 脉冲当量 的数值来衡量的。
12、所谓脉冲当量是指 数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量。
13、数控机床插补过程中的四个节拍是： 偏差差别 、 坐标进给 、 偏差计算 、 终点差别 。
14、插补过程中终点判别的具体方法有： 单向一、计数 、 双向计数 、 分别计数 。
15、数控编程是从 零件图样 到获得 数控机床所能识别的数控加工程序 的全过程。
16、数控编程的步骤有 工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验和首件加工。
17、数控机床程序段的格式有 固定程序段格式 和 可变程序段格式 。
18、数控机床的编程方法有 手动编程 和 自动编程 。
19、以下指令的含义：G00 快速点定位 ；G01 直线插补 ；G02 顺时针圆弧插补 ；G03 逆时针圆弧插补 。
20、准备功能G 代码有 模态代码 和 非模态代码 两大类。
二、判断题1、 数控加工程序是由若干程序段组成，而且一般常采用可变程序进行编程。
数控机床的主传动系统方式
数控机床的主传动系统方式
1、数控机床对其主传动系统要求：
机床原点、坐标系和参考点
1）调速功能
2）功率要求
3）精度要求
4）动态响应性能
2、主传动方式
主轴在数控机床机械结构中起了非常重要的地位，如图1所示。
图数控机床的主轴系统
数控机床的主传动方式主要有三种：
1）带有二级齿轮变速的主传动方式。
2）通过定比传动的主传动方式，如1所示，主轴电机经定比传动传递给主轴，定比传动采用齿轮传动或带传动。
3）由主轴电机直接驱动的主传动方式，如图2所示。
图2 同步齿形带主传动方式图3 电主轴（电机直接驱动的主传动方式）
3、主轴部件结构
数控机床的主轴部件包括主轴、主轴的支承轴承和安装在主轴上的传动零件等。
主轴部件是机床的重要部件，其结构的先进性已成为衡量机床水平的标志之一。
4、主轴部件的支承
机床主轴带着刀具或夹具在支承件中作回转运动，需要传递切削扭矩，承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。
数控机床主轴支承根据主轴部件的转速、承载能力及回转精度等要求的不同而采用不同种类的轴承。
5、主轴的准停装置
主轴的准停是指数控机床的主轴每次能准确停止在一个固定的位置上。
数控技术第五章
2016年6月26日
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数 控 技 术
第 五 章 典 型 数 控 机 械
5-1 数控车床
② CTC常数设置法：
脉冲发生器所发脉冲数为F的 整数倍，则以所发脉冲数除以 F作为计数常数。 脉冲发生器所发脉冲数不为F 的整数倍，则一个设置常数为 商数加1，中断次数为余数次， 另一个设置常数为商数，中断 次数为（F-余数次）。 验证： 主轴脉冲数＝商× (F-余数 次)+(商+1)×余数 例：螺距为1，主轴脉冲数为 1024，脉冲当量为0.01 则F＝100，商为10，余数24 带入上式验证:
转塔刀架简图
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第 五 章 典 型 数 控 机 械
5-1 数控车床
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四）床身与导轨 • 床身 结构：平床身、斜床身、平床身与斜滑板、立床身。 平床身：工艺性好、运动精度较高，但排屑困难，一 般用于经济形数控车床。
斜床身：排屑方便、占地面积小、外形美观、便于安 装机械手、可实现单机自动化，一般用于中 小型机床 • 导轨 支承导轨：一般采用镶钢导轨或铸铁淬火导轨。 动导轨：一般采用贴塑或注塑导轨。 直线滚动导轨副：应用日益广泛。
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第 五 章 典 型 4.数控程序输入方式 键盘输入方式 数 (1) (2) 磁带输入方式 控 (3)固化在ROM存储器中 机 械
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第 五 章 典 型 数 控 机 械
5-1 数控车床
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（二）硬件结构 主从控制结构 图6-17 主机：一台16位的8086构成的工业控制机，担负数据处理、 插补控制及一些功能管理等任务。 从机：Z-80CPU为核心构成的单板机，担负S、M、T等辅 助任务(如调速、换刀等开关量控制)，还担任手动 操作方面的控制任务。 系统内存为ROM64K、RAMl28K 接口电路由8255、8253、 8259等芯片组成。 8255送数据和扫描开关量，井控制伺服驱动系统。 8253主要采集主轴脉冲信号和G00速进给的定时控制 可编程中断控制器8259用于中断控制。
《数控技术第3版》_(习题解答)机工版
数控技术第三版章节练习答案第一章绪论1.1数控机床的工作流程是什么？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。
数控加工程序的编制-输入-译码-刀具补偿-插补-位置控制和机床加工1.2 数控机床由哪几部分组成？各部分的基本功能是什么？答：组成：由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成输入输出设备：实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印数控装置：接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。
伺服系统：接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。
测量反馈装置：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。
机床本体：用于完成各种切削加工的机械部分。
1.3．什么是点位控制、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。
1.4．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1.5．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。
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。
P91、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。
机床数控技术课后答案许德章
机床数控技术课后答案许德章一、选择题（每题2分，共50分）1、功率步进电机一般在（）作为伺服驱动单元。
[单选题] *A、开环(正确答案)B、半闭环C、闭环D、混合闭环2、闭环控制系统比开环控制系统（）。
[单选题] *A、稳定性好B、故障率低C、精度高(正确答案)D、价格低3、数控系统的核心是（）。
[单选题] *A、伺服装置B、数控装置(正确答案)C、反馈装置D、检测装置4、将数控系统分为- -般数控机床、数控加工中心机床、多坐标数控机床，是按照下面哪种分类方法进行分类的?( )[单选题] *A、工艺用途(正确答案)B、工艺路线C、有无检测装置D、是否计算机控制5、按照机床运动的控制轨迹分类，铣床属于（） [单选题] *A、轮廓控制(正确答案)B、直线控制C、点位控制D、远程控制6、在光栅装置中，可以随运动部件一起运动的是（） [单选题] *A、指示光栅B、标尺光栅(正确答案)C、光栅读数头D、光敏元件7、同一时间内控制一个坐标方向上的移动的系统是（）控制系统。
[单选题] *A、点位(正确答案)B、直线C、轮廓D、连续8、数控机床的位置检测装置中（）属于旋转型检测装置。
[单选题] *A、感应同步器B、脉冲编码器(正确答案)C、光栅D、磁栅9、数控装置将所接收的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以（）形式向伺服系统发执行的指令。
[单选题] *A、输入信号B、脉冲信号(正确答案)C、位移信号D、输出信号10、光栅尺刻线的不透光宽度a 和透光宽度b, 之间的比值是（）。
[单选题] *A、1:1(正确答案)B、1:2C、2:2D、2:111、在直线行感应同步器中，滑尺两个激磁绕组在空间相差（）节距。
[单选题] *A、1/4(正确答案)B、1/2C、3/8D、3/412、闭环控制系统比开环控制系统（）。
[单选题] *A、稳定性好B、故障率低C、精度高(正确答案)D价格低13、下面哪种检测装置不是基于电磁感应原理?（） [单选题] *A、感应同步器B、旋转变压器C、光栅(正确答案)D、电磁式编码盘14、如果直线式感应同步器的定尺绕组的节距为6mm 那么滑尺绕组的节距应该为多少才能保证检测精度?（） [单选题] *A、2mmB、4mmC、6mm(正确答案)D、8mm15、下面哪种检测装置的检测精度高，且可以安装在油污或灰尘较多的场合?（）[单选题] *A、感应同步器B 、旋转变压器C、磁栅(正确答案)D、光栅16、若光栅栅距d = 0.01mm，光栅指示光栅与标尺光栅夹角θ = 0.01rad , 则可得莫尔条纹宽度W= （）。
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第五章 数控机床的主传动系统
（2）带传动主轴（图b）
这种传动类型主要用在转速较高、变速范围不大的小型数 控机床上。它通过一级带传动实现变速，其优点是结构简单， 安装调试方便。电动机本身的调整就能够满足要求，不用齿轮 变速，可以避免由齿轮传动时所引起的振动和噪声。但变速范 围受电动机调速范围的限制，只能适用于高速低转矩特性要求 的主轴带传动变速中，常用的带类型有V带、平带、多楔带和同 步带。
5.1 对主传动系统的基本要求和变速方式
一、对主传动系统的基本要求 1．主轴转速高，变速范围宽，并可实现无级变速。 2．主轴传动平稳，噪声低，精度高 3．具有良好的抗振性和热稳定性 4．能实现刀具的快速和自动装卸
第五章 数控机床的主传动系统
二、主传动的变速方式 数控机床主传动方式主要有无级变速、分段无级 变速两种。 主传动采用无级变速传动方式，不仅能在一定的 变速范围内选择合理的切削速度，而且能在运动中自 动变速，此种变速传动方式采用直流主轴伺服电机或 交流主轴伺服电机作驱动。交流主轴电动机及交流变 频驱动装置（鼠笼型感应交流电动机配置矢量变换变 频调速系统）由于没有电刷，不产生火花，所以使用 寿命长，且性能已达到直流驱动系统的水平，甚至在 噪声方面还有所降低，因此目前应用较为广泛。
数 控 技 术
河北理工大学机械工程学院 工程训练中心 张好强
第五章 数控机床的主传动系统
第五章
5.1 5.2 5.3
数控机床的主传动系统
对主传动系统的基本要求和变速方式 数控机床的主轴部件 高速主轴系统和电主轴
第五章 数控机床的主传动系统
由主轴电动机经一系列传动统。数控 机床的主传动系统包括主轴电动机、传动装置、主 轴、主轴轴承、主轴定向装置等。
第五章 数控机床的主传动系统
第五章 数控机床的主传动系统
2．主传动的齿轮变速装置 常用的两种装置是液压拨叉变速和电磁离合器变 速装置。 （1）液压拨叉变速装置 在齿轮传动的主传动系统中，齿轮的换挡主要靠 液压拨叉来完成。 液压拨叉换挡在主轴停转之后才能进行，但主轴 停转后拨叉带动齿轮块移动又可能产生“顶齿”现象。 因此，在这种主运动系统中通常增设一台微电动机， 它在拨叉移动齿轮块的同时带动各传动齿轮作低速回 转，使移动齿轮与主动齿轮顺利啮合。
第五章 数控机床的主传动系统
（4）调速电动机直接驱动主轴（图d、图e）
这种主传动类型又分两种。一种如图d所示，主轴电动 机输出轴通过精密联轴器与主轴连接，其优点是结构紧凑， 传动效率高；但主轴转速的变化及转矩的输出完全与电动机 的输出特性一致，因而在使用上受到一定限制。 另一种为内装电动机主轴，即主轴与电动机转子合为一 体（图e）。其优点是省去了中间的所有传动环节，主轴组件 结构紧凑，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；缺点是电动机运转产生的热量易使 主轴产生热变形。因此，温度控制和冷却是使用内装电动机 主轴的关键问题。下图2-4所示为内装电动机主轴的结构示意 图。
2．静压滑动轴承 数控机床上常用的静压滑动轴承是液体静压滑 动轴承。此种静压滑动轴承的油膜压强由液压缸从 外界供给，与主轴转速无关。它的承载能力不随转 速的变化而变化，而且无磨损，启动和运转时摩擦 力矩相同。所以，液体静压滑动轴承的刚度大，回 转精度高，但液体静压滑动轴承需要一套液压装置， 成本较高。 液体静压滑动轴承装置主要由供油系统、节流 器和轴承三部分组成，其工作原理如图2-11所示。
第五章 数控机床的主传动系统
一、主轴端部结构 主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具。在 设计要求上，应能保证定位准确、安装可靠、连接 牢固、装卸方便，并能传递足够的扭矩。主轴端部 的结构形状都已标准化，图2-9所示为普通机床和数 控机床通用的几种结构形式。
第五章 数控机床的主传动系统
第五章 数控机床的主传动系统
第五章 数控机床的主传动系统
第五章 数控机床的主传动系统 5.2数控机床的主轴部件
主轴部件是主运动的执行件，它夹持刀具或工 件，并带动其旋转。数控机床主轴部件的精度、刚 度、抗振性和热变形对加工质量和生产效率等有着 直接的影响。 数控机床的主轴部件包括主轴、主轴支承、装 在主轴上的传动件和密封件等，对于加工中心的主 轴，为实现刀具的快速和自动装卸，主轴部件还包 括刀具的自动装卸、主轴定向停止（准停）和主轴 孔内的切屑清除等装置。
第五章 数控机床的主传动系统
第五章 数控机床的主传动系统
（2）电磁离合器变速装置 电磁离合器变速装置是利用电磁效应，通过接通 或断开电磁离合器的运动部件实现变速。其优点是便 于实现操作自动化，并有现成的系列产品可供选用， 因而其已成为自动装置中常用的执行元件。 电磁离合器应用于数控机床的主传动时，能简化 变速机构，通过若干个安装在各传动轴上离合器之吸 合与分离的不同组合来改变齿轮的传动路线，实现主 轴的变速。
二、主轴轴承 主轴轴承是主轴部件的重要组成部分。它的类 型、结构、配置、精度、安装、调整、润滑和冷却 都直接影响主轴的工作性能。在数控机床上，主轴 轴承常用的有滚动轴承和静压滑动轴承。 1．滚动轴承 图2-10所示为数控机床主轴常用的几种滚动轴 承。
第五章 数控机床的主传动系统
第五章 数控机床的主传动系统
第五章 数控机床的主传动系统
（3）两个电动机分别驱动主轴（图c） 这是上述两种方式的混合传动类型，兼有上述两 种方式的性能。高速时，由一个电动机通过带传动； 低速时，由另一个电动机通过齿轮传动，齿轮起到降 速和扩大变速范围的作用，因而就使恒功率区增大， 扩大了变速范围，避免了低速时转矩不够，且电动机 功率不能充分利用的问题，但两个电动机不能同时工 作。
第五章 数控机床的主传动系统
1．主轴的传动类型
第五章 数控机床的主传动系统
1．主轴的传动类型 （1）齿轮传动主轴（图a） 这是大中型数控机床较常采用的传动类型，它使 用无级变速交、直流电动机，再通过几对齿轮传动后， 实现分段无级变速，这种变速方式使得变速范围扩大。 其优点是在低速时能满足主轴输出扭矩特性的要求。 但齿轮变速机构通常采用液压拨叉或电磁离合器变速 方式，造成主轴箱结构复杂，成本增高，另外这种传 动机构容易引起振动和噪声。