5)热变形
产生原因:机床工作时受到内部热源(如电动机)液压系统,机械磨擦副,切削热)和外部热源(如环境温度,周围热源辐射等)的影响,使机床各部分温度发生变化,因不同的材料的热膨胀系数不同,机床各部分的变形不同,导致机床产生热变形。
6)噪声:机床工作时产生各种不同的振动,这些不同频率,不同振幅的振动将产生不同频率)不同强度的声音,这些声音无规律地组合在一起即成为噪声。
7)低速运动平稳性爬行:机床上有些运动部件,需要作低速或微小位移。当运动部件低速运动时,主动件匀速运动,被动件往往出现明显的速度不均匀的跳跃式运动,即:时走时停,时快时慢的现象——爬行。 2-4机床系列型谱的含义是什么? (P76)。
为了以最少的品种规格,满足尽可能多用户的不同需求,通常是按照该类机床的主参数标准,先确定一种用途最广)需要量较少的机床系列作为“基型系列”,在这系列的基础上,根据用户的需求派生出若干种变型机床,形成“变型系列”。“基型”和“变型”构成了机床的“系类型谱”。(参考:每类通用机床都有它的主参数系列,而每一规格又有基型和变型,合称为这类机床的系列和型谱。机床的主参数系列是系列型谱的纵向(按尺寸大小)发展,而同规格的各种变型机床则是系列型谱的横向发展,因此,“系列型谱”也就是综合地表明机床产品规格参数的系列性与结构相似性的表。)
2-5机床的基本工作原理是什么?
通过刀具与工件之间的相对运动,由刀具切除工件加工表面多余的金属材料,使工件具有要求的几何形状和尺寸。
2-6工件表面的形成原理是什么?
任何一个表面都可以看成是一条曲线(或直线)沿着另一条曲线(或直线)运动的轨迹。这两条曲线(或直线)称为该表面的发生线,前者称为母线,后者称为导线。而加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的。
2-7 工件表面发生线的形成方法有哪些?
1)工件加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动而形成的
2)方法有四种:轨迹法)成形法)相切法)展成法 2-8工件表面的形成方法是什么?
工件表面的形成方法是母线形成方法和导线形成方法的组合。因此,工件表面形成所需的刀具与工件之间的相对运动也是形成母线和导线所需相对运动的组合。 2-9机床的运动功能有哪些?
为了完成工件表面的加工,机床上需要设置各种运动,各个运动的功能是不同的。可以分为成形运动和非成形运动,或简单运动和复合运动。(参考:1)操作面板 它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。2)控制介质与输入输出设备控制介质是记录零件加工程序的媒介输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。3) CNC装置(CNC单元)组成:计算机系统)位置控制板)PLC接口板,通讯接口板)特殊功能模块以及相应的控制软件。 作用:根据输入的零件加工程序进行相应的处理(如运动轨迹处理)机床输入输出处理等),然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元)驱动装置和PLC等),所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合,合理组织,使整个系统有条不紊地进行工作的。CNC装置是CNC系统的核心4) 伺服单元)驱动装置和测量装置伺服单元和驱动装置主轴伺服驱动装置和主轴电机进给伺服驱动装置和进给电机 测量装置 位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。作用 保证灵敏)准确地跟踪CNC装置指令:进给运动指令:实现零件加工的成形运动(速度和位置控制)。主轴运动指令,实现零件加工的切削运动(速度控制)5) PLC)机床I/O电路和装置PLC (Programmable Logic Controller):用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制,它由硬件和软件组成;机床I/O电路和装置:实现I/O控制的执行部件(由继电器)电磁阀)行程开关)接触器等组成的逻辑电路;功能:接受CNC的M)S)T指令,对其进行译码并转换成对应的控制信号,控制辅助装置完成机床相应的开关动作接受操作面板和机床侧的I/O信号,送给CNC装置,经其处理后,输出指令控制CNC系统的工作状态和机床的动作。)
2-10机床的主运动与形状创成运动关系如何?进给运动与形状创成运动的关系如何?需要再确认教材
1)成形运动:完成一个表面的加工所必需的最基本的运动
成形运动分为:1)主要运动:它是切除加工表面上多余的金属材料的主要运动,运动速度高
2)形状创形运动:它的功能是用来形成工件加工表面的发生线。
2)当形状创形运动中不包含主运动“形状创形运动”与“进给运动”两词等价; 当形状创形运动中包含主运动“形状创形运动”与“成形运动”两词等价。
(参考:主运动功能是切除加工表面上多余的金属材料,因此运动速度高,消耗机床的大部分动力,故称为主运动,也可称为切削运动,它是形成加工表面必不可少的成
形运动。形状创成运动的功能是用来形成工件加工表面的发生线(包括母线和导线)。有些加工中主运动除了承担切除金属材料的任务外,还参与形状创成,而有些加工中,主运动只承担切削任务,不承担发生线的创成任务。 当形状创成运动中不包含主运动时,“形状创成运动”与“进给运动”两个词等价,这时进给运动就是用来生成工件表面几何形状的,因此无论用主运动和进给运动或主运动和形状创成运动来描述成形运动,两种描述都是一样的;当形状创成运动中包含主运动时,“形状创成运动” 与“成形运动”两个词等价,这时就不能仅靠进给运动来生成工件表面几何形状(如滚齿加工)。)
2-11 机床上的复合运动,内联系传动链,运动轴的联动的含义及关系如何?(P69-71)
含义及关系:
1)复合运动:是运动之间有严格的运动关系的运动。(如果一个独立的成形运动,是由两个或两个以上的旋转运动或(和)直线运动,按照某种确定的运动关系组合而成,则称此成形运动为复合成形运动。)
2)内联系传动链:两个末端件的转角或位移量之间有严格的比例关系要求。
对机械传动的机床来说,复合运动是通过内联系来实现的。
3)运动轴联动:是指在一台机床上的多个坐标轴(包括直线坐标和旋转坐标)上同时进行加工,而且可在计算
机数控系统(CNC)的控制下同时协调运动进行。 对数控机床来说,复合运动是通过运动轴来实现的。
2-12 机床运动功能法案设计的方法及步骤如何?需要再确认教材 机床运动功能方案设计的方法及步骤如下:
1)工艺分析:对所设计的机床的工艺范围进行分析;然后选择确定加工方法。工件加工工序的集中与分散主要根据作业对象的批量来决定,应根据可达到的生产率和加工精度、机床制造成本、操作维护方便程度等因素综合
分析进行机床的工艺范围选择。
2)选取坐标系:坐标系的规定:用直角坐标系,沿X)Y)Z轴的直线运动符号及运动量仍用X)Y)Z表示,绕X)Y)Z轴的迴转运动用A)B)C表示,其运动量用 α)β)γ 表示。
3)写出机床运动功能式:左边写工件W)右边写刀具T)中间写运动,按运动顺序排列,用“/”分开
4)画出机床运动功能图:运动功能图:是将机床的运动功能式用简洁的符号和图形表达出来,是机床传动系统设计的依据。
5)绘制机床传动原理图: 机床的运动功能图只表示运动的个数)形式)功能及排列顺序,不表示运动之间的传动关系。传动原理图:表示动力源与执行件,不同执行件之间的运动及传动的关系图。
(参考:(1)工艺分析。首先对所设计的机床的工艺范围进行分析;然后选择适当的加工方法。工件加工工序的集中与分散主要根据作业对象的批量来决定,应根据可达到的生产率和加工精度、机床制造成本、操作维护方便程度等因素综合分析进行机床的工艺范围选择。(2)机床运动功能设置。运动功能设置的方法有两类:分析式设计方法和解析式设计方法。(3)写出机床的运动功能式,画出机床运动原理图。根据对所提出的运动功能方案的评定结果,选择和确定机床的运动功能配置,写出机床的运动功能式,画出机床运动原理图。) 2-13 数控机床的坐标系如何选取?
数控机床的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系,规定直角坐标X)Y)Z三者的关系及其正方向用右手定则制定。
标准规定:平行于主轴的坐标轴为Z轴,取刀具远离工件的方向为正向(+Z),X轴为水平方向,且垂直于Z轴。
(参考:为了进行机床运动功能式、机床运动原理图的描述,首先要建立机床基准坐标系与机床运动轴坐标系,一般采用直角坐标系。(1)机床基准坐标系:机床基准坐标系(即机床总体坐标系)XYZ (2)机床运动轴坐标系:沿X,Y,Z坐标轴方向的直线运动仍用X,Y,Z表示,绕X,Y,Z轴的回转运动分别用A,B,C表示。平行于X、Y、Z的辅助轴用U、V、W及P、Q、R表示,绕X,Y的辅助回转轴用D、E等表示。与机床基准坐标系坐标方向不平行的斜置运动轴坐标系用加“-”表示,如沿斜置坐标系的Z轴运动用Z表示。) 2-14机床的运动功能式和运动功能图表达的含义是什么?

