模块2 数控铣床 习题答案.docx

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1、模块2数控铳床习题答案1.数控铳床的特点、分类、组成及布局？答：数控铳床的特点：数控铳床的结构特点看起来，除了数控控制机代替了操纵手柄、手轮外，数控铳床在外观上与通用铳床确有不少相似之处，但实际上数控铳床在结构上要复杂得多，而与其他数控机床如数控车床、数控钻镶床等相比，数控铳床在结构上主要有两个特点。（1）控制机床运动的坐标特征为了要把工件上各种复杂的形状轮廓连续加工出来，必须控制刀具沿设定的直线、圆弧或空间的直线、圆弧轨迹运动，这就要求数控铳床的伺服拖动系统能在多坐标方向同时协调动作，并保持预定的相互关系，也就是要求机床应能实现多坐标联动。数控铳床要控制的坐标数起码是坐标中任意两坐标联动，要

2、实现连续加工直线变斜角工件，起码要实现四坐标联动，而若要加工曲线变斜角工件，则要求实现坐标联动。因此，数控铳床所配置的数控系统在档次上一般都比其他数控机床相应更高一些。（2）数控铳床的主轴特征现代数控铳床的主轴开启与停止，主轴正反转与主轴变速等都可以按程序介质上编入的程序自动执行。不同的机床其变速功能与范围也不同。有的采用变频机组目前已很少采用，固定几种转速，可任选一种编入程序，但不能在运转时改变；有的采用变频器调速，将转速分为几档，编程时可任选一档，在运转中可通过控制面板上的旋钮在本档范围内自由调节；有的则不分档，编程可在整个调速范围内任选一值，在主轴运转中可以在全速范围内进行无级调整，但从

3、安全角度考虑，每次只能调高或调低，在允许的范围内，不能有大起大落的突变。在数控铳床的主轴套筒内一般都设有自动拉、退刀装置，能在数秒钟内完成装刀与卸刀，使换刀显得较方便。此外，多坐标数控铳床的主轴可以绕轴作数控摆动，也有的数控铳床带有万能主轴头，扩大了主轴自身的运动范围，但主轴结构更加复杂。数控铳床的分类：（1）按主轴的位置分类：立式数控铳床、卧式数控铳床、立卧两用数控铳床。（2）按数控铳床构造分类：工作台升降式数控铳床、主轴头升降式数控铳床、龙门式数控铳床。数控铳床的组成：数控铳床的机械结构包括底座、床身、工作台、升降滑座、伺服电机、滑枕等基础部件外，还包括主传动系统、迸给系统、实现工件回转定

4、位的装置和附件、实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、防护等。铳床基础件称为铳床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台等。它是整台铳床的基础和框架。铳床的其他零部件，或者固定在基础件上，或者工作时在它的导轨上运动。其他机械结构的组成则按铳床的功能需要选用。数控铳床的布局：（1）按照工件重量和尺寸布局分为：工件较轻采用升降台铳床布局、工件较重或者尺寸较高采用进给运动铳头带着刀具布局、龙门式数控铳床布局、更大、更重工件采用全部进给运动均由铳头运动布局；（2）按照运动分配和部件布局分为：工件加工顶面采用铳床主轴立式布局、工件加工多个侧面采用主轴卧式

5、布局、三个坐标外加数控转台采用主轴立、卧两用式布局。2 .数控铳床加工对象？答：数控铳削是机械加工中最常用和最主要的数控加工方法之一，除了能铳削普通铳床所能铳削的各种零件表面外，还能铳削普通铳床不能铳削的需要25坐标联动的各种平面轮廓和立体轮廓。与加工中心相比，数控铳床缺少刀库以及自动换刀功能，由于工序不能够充分集中，主要是被用来对工件进行铳削加工，从铳削加工角度考虑，适合数控铳削的主要加工对象有平面类零件、变斜角类零件、曲面类零件三类。3 .数控铳床主传动系统工作原理？答：主运动是铳床主轴的旋转运动，由装在滑枕后部的交流主轴伺服电机（I1kW）驱动，电机的运动通过速比为1:2.4的一对弧齿同

6、步齿形带轮传到滑枕的水平轴1上，再经过万能铳头的两对弧齿锥齿轮副（X）将运动传到主轴IV,转速范围为（50-2500）rmin（电机转速范围为（1206000）rmin）。当主轴转速在625rmin（电机转速在1500rmin）以下时为恒转矩输出；主轴转速在（6251875）7min时,为恒功率输出;超过1875rmin后，输出功率下降；转速到2500r/min时，输出功率下降到额定功率的。4 .数控铳床进给传动系统工作原理？答：工作台的纵向（X向）进给和滑枕的横向（Y向）进给传动系统，是由交流伺服电机通过速比为1:2的一对同步圆弧齿形带轮,将运动传动至导程为6mm的滚珠丝杠轴VI。升降台的垂

7、直（Z向）进给运动为交流伺服电机通过速比为1:2的一对同步齿形带轮将运动传到轴VI1再经过一对弧齿锥齿轮传到垂直滚珠丝杠上，带动升降台运动。垂直滚珠丝杠上的弧齿锥齿轮还带动轴IX上的锥齿轮，经单向超越离合器与自锁器相连，防止升降台因自重而下滑。5 .位置检测装置的分类、组成及工作原理？答：位置检测装置的分类：（1）绝对值测量方式和增量测量方式；（2）数字式测量和模拟式测量。6 .光电编码器的工作原理？答：增量式光电编码器和绝对式光电编码器的工作原理如下：（1）增量式光电编码器增量式光电编码器检测装置由光源、聚光镜、光电盘、光栏板、光电管、整形放大电路和数字显示装置等组成。光电盘和光栏板用玻璃研

8、磨抛光制成，玻璃的表面在真空中镀一层不透明的铭，然后用照相腐蚀法，在光电盘的边缘上开有间距相等的透光狭缝。在光栏板上制成两条狭缝，每条狭缝的后面对应安装一个光电管。当光电盘随被测工作轴一起转动时，每转过一个缝隙，光电管就会感受到一次光线的明暗变化，使光电管的电阻值改变，这样就把光线的明暗变化转变成电信号的强弱变化，而这个电信号的强弱变化近似于正弦波的信号，经过整形和放大等处理，变换成脉冲信号。通过计数器计量脉冲的数目，即可测定旋转运动的角位移；通过计量脉冲的频率，即可测定旋转运动的转速。测量结果可以通过数字显示装置进行显示。（2）绝对式光电编码器绝对式光电编码器的码盘采用绝对值编码。码盘按照其

9、所有码制可以分为二进制码、循环码、十进制码、十六进制码等。如四位二进制码盘，码盘上有四条码道，所谓码道就是码盘上的同心圆环。每条码道以二进制的分布规律，被加工成透明的亮区和不透明的暗区。编码盘的一侧安装光源，另一侧安装一排径向排列的光电管，每个光电管对准一条码道。当光源产生的光线经透镜变成一束平行光线，照射在码盘上时，如果是亮区，通过亮区的光线被光电元件接收，并转变成电信号，输出电信号为“1”；如果是暗区，光线不能被光电元件接收，输出电信号为“0”。由于光电元件呈径向排列，数量与码道相对应，则根据四条码道沿码盘径向分布的明暗区状态，即可读取四位二进制数代码。一个四位码盘在范围内可编码个。输出信号再经过整形、放大、锁存及译码等电路进行信号处理，输出的二进制代码，即代表了码盘轴的对应位置，也即实现了角位移的绝对值测量。