第二章章节测验（重点章节） 1填空题 (1)数控机床的机械部分一般由主传动系统、 、 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 、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 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 措施。 (5)数控机床的主轴箱或滑枕等部件，可采用一 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 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) 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。 (8) 装置精度直接影响闭环控制数控机床的定位精度和加工精度。 (9)在自动换刀过程中常见的选刀方式有 和任意选刀两种。 (10)在加工中心的基础上配置更多(5个以上)的托盘，可组成环形回转式托 盘库，称为 2选择题 (1)数控加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是() (A)提高加工精度 (B)提高机床精度 (C)保证自动换刀，提高刀具重复定位精度，满足一些特殊工艺要 (2)滚珠丝杠预紧的目的是() (A)增加阻尼比，提高抗振性 (B)提高运动平稳性 (C)消除轴向间隙和提高传动刚度(D)加大摩擦力，使系统能自锁 (3)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
1 第二章 章节测验（重点章节） 1 填空题 （1）数控机床的机械部分一般由主传动系统、 、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 、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 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 措施。 （5）数控机床的主轴箱或滑枕等部件，可采用 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 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） 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。 （8） 装置精度直接影响闭环控制数控机床的定位精度和加工精度。 （9）在自动换刀过程中常见的选刀方式有 和任意选刀两种。 （10）在加工中心的基础上配置更多 (5 个以上)的托盘，可组成环形回转式托 盘库，称为 。 2 选择题 （1）数控加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是（ ） （A）提高加工精度 （B）提高机床精度 （C）保证自动换刀，提高刀具重复定位精度 ，满足一些特殊工艺要 （2）滚珠丝杠预紧的目的是（ ） （A）增加阻尼比，提高抗振性 （B）提高运动平稳性 （C）消除轴向间隙和提高传动刚度 （D）加大摩擦力，使系统能自锁 （3）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
(A)齿轮轴向间隙 (B)齿顶间隙 (C)齿侧间隙 (D)齿根间隙 (4)静压导轨与滚动导轨相比，其抗振性()。 (A)前者优于后者 (B)后者优于前者 (C)两者一样 (5)光栅利用( ),使得它能测得比栅距还小的位移量。 (A)细分技术 (B)数显表 (C)莫尔条纹的作用 (D)高分辨指示光栅 (6)在采用ATC后，数控加工的辅助时间主要用于(）。 (A)工件安装及调整 (B)刀具装夹及调整 (C)刀库的调整 (7)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)主轴变换迅速可靠 (D)主轴组件的耐磨性高 3判断题 (1)数控机床的气压装置因空气黏度小，在管路中的能量损失小，适于远程传 输及控制使用。() (2)数控铣床立柱采用热对称结构可以减少热变形对加工件的精度影响。() (3)滚珠丝杠螺母副的作用是将回转运动转换为直线运动。() (4)数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切削速度，以满足不同的 加工条件要求。() (5)数控机床传动丝杠反方向间隙是不能补偿的。() (6)进给运动是以保证刀具相对位置关系为目的。（) (7)刀具在刀库中的位置是固定不变的。() 4简答题 (1)数控机床的机械结构应具有良好的特性，主要包括哪些方面？
2 （A）齿轮轴向间隙 （B）齿顶间隙 （C）齿侧间隙 （D）齿根间隙 （4）静压导轨与滚动导轨相比，其抗振性( )。 (A) 前者优于后者 (B) 后者优于前者 (C) 两者一样 （5）光栅利用（ ），使得它能测得比栅距还小的位移量。 （A）细分技术 （B）数显表 （C）莫尔条纹的作用 （D）高分辨指示光栅 （6）在采用 ATC 后，数控加工的辅助时间主要用于( )。 (A) 工件安装及调整 (B) 刀具装夹及调整 (C) 刀库的调整 （7）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）主轴变换迅速可靠 （D）主轴组件的耐磨性高 3 判断题 （1）数控机床的气压装置因空气黏度小，在管路中的能量损失小，适于远程传 输及控制使用。（ ） （2）数控铣床立柱采用热对称结构可以减少热变形对加工件的精度影响。（ ） （3）滚珠丝杠螺母副的作用是将回转运动转换为直线运动。（ ） （4）数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切削速度，以满足不同的 加工条件要求。（ ） （5）数控机床传动丝杠反方向间隙是不能补偿的。（ ） （6）进给运动是以保证刀具相对位置关系为目的。（ ） （7）刀具在刀库中的位置是固定不变的。（ ） 4 简答题 （1） 数控机床的机械结构应具有良好的特性，主要包括哪些方面？
(2)数控机床的主轴变速方式有哪几种？试述其特点及应用场合。 (3)试述滚珠丝杠螺母副的特点有哪些？它是如何工作的？常用间隙调整方法 有哪些？ (4)自动排屑装置有哪几种类型？各适合于什么场合？ 3
3 （2）数控机床的主轴变速方式有哪几种？试述其特点及应用场合。 （3）试述滚珠丝杠螺母副的特点有哪些？它是如何工作的？常用间隙调整方法 有哪些？ （4）自动排屑装置有哪几种类型？各适合于什么场合？
(5)数控机床的工作台有哪些形式？各自的特点是什么？ (6)数控机床对自动换刀装置有什么样的要求？自动换刀装置有哪些种类？ (7)数控机床的导轨有什么作用？有哪些类型？各自的特点是什么？ (8)简述数控机床液压和气压装置的特点
4 （5）数控机床的工作台有哪些形式？各自的特点是什么？ （6）数控机床对自动换刀装置有什么样的要求？自动换刀装置有哪些种类? （7）数控机床的导轨有什么作用？有哪些类型？各自的特点是什么？ （8）简述数控机床液压和气压装置的特点
参考答案 1填空题 (1)进给传动系统 (2)电主轴 (3)制动 (4)消除间隙 (5)卸荷 (6)焊接 (7)直接驱动的回转工作台 (8)位置检测 (9)顺序选刀 (10)柔性制造单位。 2选择题 (1)C(2)C(3)C(4)A(5)A(6)A(7)B 3判断题 (1)(√)(2)（√）(3)（√）(4)（√）(5)(X)(6)(√) (7)(X) 4简答题 (1)答：1.高的静、动刚度及良好的抗振性能；2.良好的热稳定性；3.高 的灵敏度：4.高人性化操作 (2)答：1.带有变速齿轮的主传动。特点：通过少数几对齿轮降速，扩大输出 扭矩，以满足主轴低速时对输出扭矩特性的要求。应用：大、中型数控机 床采用这种变速方式。 2.通过带传动的主传动。特点：电动机本身的调速就能够满足要求，不用 齿轮变速，可以避免齿轮传动引起的振动与噪声。它适用于高速、低转矩 特性要求的主轴。常用的是三角带和同步齿形带。应用：这种传动主要应 用在转速较高、变速范围不大的机床
5 参考答案 1 填空题 （1）进给传动系统 （2）电主轴 （3）制动 （4）消除间隙 （5）卸荷 （6）焊接 （7）直接驱动的回转工作台 （8）位置检测 （9）顺序选刀 （10）柔性制造单位。 2 选择题 （1）C（2）C（3）C（4）A（5）A（6）A（7）B 3 判断题 （1）（ √ ）（2）（ √ ）（3）（ √ ）（4）（ √ ）（5）（ X ）（6）（ √ ） （7）（ X ） 4 简答题 （1）答：1.高的静、动刚度及良好的抗振性能； 2.良好的热稳定性； 3.高 的灵敏度； 4.高人性化操作 （2）答：1.带有变速齿轮的主传动。特点：通过少数几对齿轮降速，扩大输出 扭矩，以满足主轴低速时对输出扭矩特性的要求。应用：大、中型数控机 床采用这种变速方式。 2.通过带传动的主传动。特点：电动机本身的调速就能够满足要求，不用 齿轮变速，可以避免齿轮传动引起的振动与噪声。它适用于高速、低转矩 特性要求的主轴。常用的是三角带和同步齿形带。应用：这种传动主要应 用在转速较高、变速范围不大的机床
3.用两个电动机分别驱动主轴。特点：这是上述两种方式的混合传动，具 有上述两种性能。高速时电动机通过皮带轮直接驱动主轴旋转，低速时， 另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转，齿轮起到降速和扩大变速 范围的作用，这样就使恒功率区增大，扩大了变速范围。克服了低速时转 矩不够且电动机功率不能充分利用的问题。但两个电机不能同时工作，也 是一种浪费。 4.由调速电动机直接驱动的主传动。特点：调速电机与主轴用联轴器同轴 联接，这种方式大大简化了主传动系统的结构，有效地提高了主轴部件的 刚度，但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴精度影响较大。 5.内装式电主轴：即主轴与电机转子合二为一。特点：优点是主轴部件结 构更紧凑，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。缺点同样是热变形问题。 (3)答：1、工作原理：在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在 一起时便形成了滚珠的螺旋滚道。螺母上有滚珠回路管道，将几圈螺旋滚 道的两端连接起来构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠。当丝杠旋 转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动。因而迫使螺母（或丝杠） 轴向移动。 2、特点：传动效率高、摩擦损失小：通过预紧可消除间隙，提高传动刚度： 但制造成本高，不能自锁。 3、常用的双螺母丝杠消除间隙方法有：垫片调隙式、齿差调隙式、螺纹调 隙式。 (4)答：常见的排屑装置： 1、平板链式排屑装置：2、刮板式排屑装置；3、螺旋式排屑装置。 (5)答：矩形工作台-一直线进给运动。回转工作台-圆周进给运动。摆动工作 台-一摆动进给运动。直接驱动的回转工作台-一是伺服驱动电动机与回转工 作台的集成。减少传动环节、简化机床的结构等。 (6)答：要求：换刀时间短，刀具重复定位精度高，足够的刀具储备量，占地 面积小，安全可靠等。种类：加工中心有转塔式、刀库式、成套更换等 方式：数控车床采用回转刀盘，部分采用刀库形式。 6
6 3.用两个电动机分别驱动主轴。特点：这是上述两种方式的混合传动，具 有上述两种性能。高速时电动机通过皮带轮直接驱动主轴旋转，低速时， 另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转，齿轮起到降速和扩大变速 范围的作用，这样就使恒功率区增大，扩大了变速范围。克服了低速时转 矩不够且电动机功率不能充分利用的问题。但两个电机不能同时工作，也 是一种浪费。 4.由调速电动机直接驱动的主传动。特点：调速电机与主轴用联轴器同轴 联接，这种方式大大简化了主传动系统的结构，有效地提高了主轴部件的 刚度，但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴精度影响较大。 5.内装式电主轴: 即主轴与电机转子合二为一。特点：优点是主轴部件结 构更紧凑，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。缺点同样是热变形问题。 （3）答：1、工作原理：在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在 一起时便形成了滚珠的螺旋滚道。螺母上有滚珠回路管道，将几圈螺旋滚 道的两端连接起来构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠。当丝杠旋 转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动。因而迫使螺母（或丝杠） 轴向移动。 2、特点：传动效率高、摩擦损失小；通过预紧可消除间隙，提高传动刚度； 但制造成本高，不能自锁。 3、常用的双螺母丝杠消除间隙方法有：垫片调隙式、齿差调隙式、螺纹调 隙式。 （4）答：常见的排屑装置： 1、平板链式排屑装置；2、刮板式排屑装置；3、螺旋式排屑装置。 （5）答：矩形工作台--直线进给运动。回转工作台--圆周进给运动。摆动工作 台--摆动进给运动。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。减少传动环节、简化机床的结构等。 （6）答：要求：换刀时间短，刀具重复定位精度高，足够的刀具储备量，占地 面积小，安全可靠等。 种类：加工中心有转塔式、刀库式、成套更换等 方式；数控车床采用回转刀盘，部分采用刀库形式
(7)答：对运动部件起支承和导向作用。 1、滑动导轨 优点：具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等。 缺点：是静摩擦系数大，且动摩擦系数随速度变化而变化，摩擦损失大， 低速时易出现爬行现象，降低了运动部件的定位精度。 日前多数采用贴塑导轨。贴塑导轨的优点：贴塑滑动导轨的特点是摩擦特 性好、耐磨性好、运动平稳、减振性好、工艺性好。 2、滚动导轨 优点：（1)灵敏度高，运动平稳，低速移动时不易出现爬行现象；(2)定 位精度高：(3)摩擦阻力小，移动轻便，磨损小，精度保持性好，寿命长。 缺点：抗振性较差，对防护要求较高，结构复杂，制造比较困难，成本较 高。 三种结构形式：1)滚珠导轨：(2)滚柱导轨：(3)滚针导轨。 3、静压导轨 优点：不产生磨损，机械效率高，精度保持性好，摩擦因数小，低速不易 产生爬行，抗震性好。分类：液体静压导轨和气体静压导轨。 液体静压导轨缺点：结构复杂，液压装置比较大，且需要专门的供油系统。 气体静压导轨缺点：防尘要求高。 (8)答：1、液压传动装置 机构输出力大，机械结构更紧凑、动作平稳可靠，易于调节和噪声较小， 但要配置液压泵和油箱，当油液渗漏时污染环境。 2、气压装置 装置结构简单，工作介质不污染环境，工作速度快和动作频率高，适合于 完成频繁启动的辅助工作，过载时比较安全，不易发生过载损坏机件等事 故。 >
7 （7）答：对运动部件起支承和导向作用。 1、滑动导轨 优点：具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等。 缺点：是静摩擦系数大，且动摩擦系数随速度变化而变化，摩擦损失大， 低速时易出现爬行现象，降低了运动部件的定位精度。 目前多数采用贴塑导轨。贴塑导轨的优点：贴塑滑动导轨的特点是摩擦特 性好、耐磨性好、运动平稳、减振性好、工艺性好。 2、滚动导轨 优点：（1）灵敏度高，运动平稳，低速移动时不易出现爬行现象；（2）定 位精度高；（3）摩擦阻力小，移动轻便，磨损小，精度保持性好，寿命长。 缺点：抗振性较差，对防护要求较高，结构复杂，制造比较困难，成本较 高。 三种结构形式：1）滚珠导轨；（2）滚柱导轨；（3）滚针导轨。 3、静压导轨 优点：不产生磨损，机械效率高，精度保持性好，摩擦因数小，低速不易 产生爬行，抗震性好。分类：液体静压导轨和气体静压导轨。 液体静压导轨缺点：结构复杂，液压装置比较大，且需要专门的供油系统。 气体静压导轨缺点：防尘要求高。 （8）答：1、液压传动装置 机构输出力大，机械结构更紧凑、动作平稳可靠，易于调节和噪声较小， 但要配置液压泵和油箱，当油液渗漏时污染环境。 2、气压装置 装置结构简单，工作介质不污染环境，工作速度快和动作频率高，适合于 完成频繁启动的辅助工作，过载时比较安全，不易发生过载损坏机件等事 故