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数控技术课后答案董玉红主编第4章习题解答.doc

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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” (b ox 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:⑴ 为了达到最佳切削效果,一般都应在最佳切削条件下工作,因此,主轴一般都要求能自动实 现无级变速。⑵ 要 求 机 床 主 轴 系 统 必 须 具 有 足 够 高 的 转 速 和 足 够 大 的 功 率 , 以 适 应 高 速 、 高 效 的 加 工 需 要 。⑶ 为 了 降 低 噪 声 、 减 轻 发 热 、 减 少 振 动 , 主 传 动 系 统 应 简 化 结 构 , 减 少 传 动 件 。⑷ 在加工中心上,还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置,以及主轴定向准停装 置,以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合。⑸ 为 了 扩 大 机 床 功 能 , 实 现 对 C 轴 位 置 ( 主 轴 回 转 角 度 ) 的 控 制 , 主 轴 还 需 要 安 装 位 置 检 测 装 置,以便实现对主轴位置的控制。实现主传动的无级变速方式主要有:⑴ 采用交流主轴驱动系统实现无级变速传动;⑵采用变频 器带变频电机或普通交流电机实现无级变速的方式;⑶ 在高速加工机床上,广泛使用主轴和电机一 体 化 的 新 颖 功 能 部 件 ——电 主 轴 。 电 主 轴 的 电 机 转 子 和 主 轴 一 体 , 无 需 任 何 传 动 件 , 可 以 使 主 轴
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