气压卸荷无污染无回收问题粘度低动压效应影响小。可以自动调节卸荷力大小3-16提高导轨精度)刚度和耐磨性的措施(P183-184)1)合理选择导轨的材料和热处理2)导轨的预紧3)导轨的良好润滑和可靠防护4)保证完全的液体润滑,用油膜隔开相接触的导轨面,加大导轨的接触面和减轻负载,争取磨损要使摩擦面上的压力分布均匀。导轨的形状尺寸要尽可能对集中负载对称。3-18)机床刀架自动换刀装置应满足什么要求A)满足工艺过程提出的要求B)在刀架、刀库上要能够牢固地安装刀具C)刀架、刀库、换刀机械手都应具有足够的刚度D)可靠性高E)换刀时间应该尽可能短以利于提高生产效率F)操作方便安3-19 何谓端面齿盘定位?有何特点?(P193)齿盘定位是两个齿形相同的端面齿盘啮合而成的定位机构,由于啮合时各个齿的误差抵消,起到误差均化作用,定位精度高。其特点是定位精度高)重复定位精度好)定位刚性好)承载能力大。该机构在数控机床回转[1]刀架)加工中心鼓轮式刀具库以及机床回转工作台分度)定位机构中得到应用。3-20 加工中心自动换刀装置包括些什么?(P195)答:加工中心自动换刀装置包括:刀具库(伺服驱动电机)传动机构)鼓轮式或链式结构等))自动换刀机械手(驱动装置[2])传动机构)手臂和手爪等)等。3-21 加工中心上刀库的类型有哪些? 各有何特点?(P195-196)有四种:鼓轮式刀库)链式刀库)格子箱式刀库和直线式刀库1)鼓轮式刀库:结构简单)紧凑,但刀具容量较小,鼓轮回转惯性较大。2)链式刀库:外形紧凑)占用空间较小)刀具容量大。3)格子箱式刀库:结构紧凑)空间利用率高)刀库容量较大,但布局不灵活。4)直线式刀库:结构简单)刀库容量较小。3-23 典型换刀机械手有哪几种?各有何特点?适用范围如何?1)单臂双手爪型机械手:这种机械手的拔刀)插刀动作都由液压动作来完成,根据结构要求,可以采取液压缸动)活塞[3]固定;或活塞动)液压缸固定的结构形式。这种液压缸活塞的密封松紧要适当,太紧了往往影响机械手的正常动作,要保证既不漏油又使机械手能灵活动作。2)双臂单手爪交叉型机械手:应用有JCS—013型卧式加工中心3)单臂双手爪且手臂回转轴与主轴成45°的机械手:这种机械手换刀动作可靠,换刀时间短,但对刀柄精度要求高,结构复杂,联机调整的相关精度要求较高,机械手离加工区较近。4)手抓。5)钳形杠杆机械手。4-1工业机器人的定义是什么?操作机的定义是什么?P218工业机器人:是一种能自动控制,可重复编程,多功能,多自由度的操作机,能搬运材料)工件或操持工具,用以完成各种作业。 操作机:具有和人手臂相似的动作功能,可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置。4-2工业机器人由哪几部分组成?比较与数控机床的组成的区别。(P219-220)工业机器人由操作机)驱动单元和数控装置三部分组成。操作机有机座)手臂)手腕和末端执行器组成。数控机床由机床)驱动单元和数控装置等组成。其中机床部分由立柱[4])支座)工作台)主轴箱刀具等部分组成。工业机器人和数控机床的区别在操作机和机床部分,机器人的作用是搬运和操作工具,机床主要是加工工件,数控机床可以说是一种特殊的机器人。4-3 工业机器人的基本功能和基本工作原理是什么?它与机床有何主要的相同不同之处?P218 基本功能:提供作业所需的运动和动力。 基本工作原理:通过操作机上各运动构件的运动,自动的实现手部作业的动作功能及技术要求。 相同之处:二者的末端执行器都有位姿变化要求,都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。 不同之处:机床:是按直角坐标形式运动为主,对刚度)精度要求很高,其灵活性相对较低。 机器人:按关节形式运动为主,对灵活性要求很高,其刚度)精度相对较低。4-4工业机器人的结构类型有哪几类?各种类型的特点如何?P220⑴按机械结构类型分类 ①关节型机器人:灵活性好,工作空间范围大,但刚度和精度较低。 ②球坐标型机器人:灵活性好,工作空间范围大,但刚度和精度较差。③圆柱坐标型机器人:灵活性好,工作空间范围大,但刚度和精度较好。 ④直角坐标型机器人:刚度和精度高,但灵活性差,工作空间范围小。4-9工业机器人的位姿的含义是什么是指其末端执行器在指定坐标系中的位置和姿态4-19谐波减速器的工作原理是什么特点是什么?了解在机器人设计中的一些典型用法。(P235)工作原理:谐波齿轮减速器由刚轮(内齿))柔轮(外齿)和谐波发生器[5]组成,柔轮在刚轮之内,谐波发生器在柔轮内部。柔轮在波发生器作用下变成椭圆,使其长轴两端的齿与刚轮完全啮合,短轴完全脱开[6],其余的齿视回转方向的不同分别处于“啮入”)“啮处”状态,由于柔轮比刚轮少两个齿,当波发生器连续回转时,啮入啮出区将随着椭圆长短轴的相位的变化而依次变化,于是柔轮就相对于不动的刚轮沿波发生器转向相反的方向作低速回转。其速比[7]关系可以写成:当波发生器主动,刚轮固定)柔轮从动时,波发生器与柔轮的减速比为, 则传动比为: 当波发生器主动,柔轮固定)刚轮从动时,波发生器与刚轮的减速比为式中:zG, zR分别为刚轮和柔轮的齿数;nH, nR, nG分别为波发生器)柔轮和刚轮的转速。谐波齿轮减速器体积小)结构紧凑,输入和输出同轴;在工业机械人底座)手臂和手腕的传动中使用很普遍,典型使用见图4-29(P245)。4-20 机器人的驱动方式有哪些?如何选用?(P238-240)机器人的驱动方式主要是电机驱动方式,有直流伺服电机)步进电机和交流伺服电机三种。其特点是无需能量转换)控制灵活)使用方便,噪声较低)起动转矩大等,用于额定负载1kN以下的工业机器人。液压和气压驱动方式,液压驱动主要在经济型机器人)重型工业机器人和喷漆机器人中使用;气压驱动主要在轻负荷搬运)上下料点位操作工业机器人中使用。4-21 机器人手臂设计要求是什么?了解一些典型机器人手臂工作原理结构及特点。(P241-245)(1)应满足机器人完成作业任务提出的工作空间要求;(2)合理选择手臂截面形状,使用高强度的轻型材料;(3)尽量减小手臂质量和相对其关节回转轴的转动惯量和偏心力矩;(4)设法减小机械间隙引起的运动误差,提高运动精确性和运动刚度。典型机器人手臂结构如图4-22,图4-24,图4-27,图4-28和4-29.4-23机器人手腕的功能及设计要求是什么?了解一些典型的机器人手腕工作原理)结构和特点。手腕的功能:1.连接并支持末端执行器.2实现末端执行器三个姿态坐标即三个转动自由度。设计要求:1)手腕力求接构紧凑,减轻其质量和体积。2)在满足工作要求的条件下,尽量减少自由度,力求简化。3)提高手腕的精度与刚度,减小间隙反转回差。4)手腕各关节轴应有限位开关与机械挡块,防止动作超限而造成事故。典型结构见图4-31,图4-32,图4-33等。4-31 什么是智能机器人?(P264)答:智能机器人是按照人工智能决定行动的机器人。智能机器人分为适应控制机器人和学习控制机器人。4-33 在机械制造系统[8]中工业机器人的选择与布局设计原则是什么?(P267)答:(1)满足作业技术参数要求;(2) 性能价格比好;(3) 满足系统生产节拍的要求;(4) 在不发生干涉的条件下,优化与前后连接装备之间的布置,减小占地面积,缩短运动路径。4-3 工业机器人与机床在基本功能和工作原理上有何异同答:工业机器人与机床在基本功能和工作原理上相同之处:1)两者都有位姿变化要求。2)都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化.不同之处:1)机床以直角坐标五为主,机器人以关节形式运动为主。2)机床刚度)精度高,机器人刚度精度比较低。2-26某车床的主轴转速n=40~1800r/min ,公比电动机的转速,试拟定结构式,转速图;确定齿轮的齿数)带轮的直径;演算转速误差;画出主传动系[9]统图。

允许误差:

根据上表可知转速误差率在允许的范围内

2-33某数控机床,主轴最高转速^[10],最低转速,计算转速为,采用直流电动机,电动机功率=15kw,电动机的额定转速^[11],最高转速为,试设计分级变速箱的传动系,画出转速图和功率特性^[12]图,以及主传动系统图。

主轴要求的很功率范围为

电机所能达到的恒功率范围

取 =4.06 取Z=4

机械分级结构式可写作

电机的恒功率范围为1500~4500r/min

经过1:1.125 1:1 1:1 三对传动副在主轴可获得的功率范围为1333~4000r/min(红色)

经过1:1.125 1:2 1:1 三对传动副在主轴可获得的功率范围为667~2000r/min(黑色)

经过1:1.125 1:1 1:4 三对传动副在主轴可获得的功率范围为333~1000r/min(绿色)

经过1:1.125 1:2 1:4 三对传动副在主轴可获得的功率范围为167~500r/min(蓝色)

四段之间互有搭接

40~167r/min用的是电机的恒转矩段

40r/min的主轴转速对应的电机的转速为

40r/min的主轴转速对应的电机消耗的功率为

试将图2-19所示的背轮机构合理化,使轴Ⅲ高速旋转时背轮轴脱开。

答:背轮机构设计应注意超速问题,当合上离合器时,齿轮副Z1/Z2应脱离啮合,

齿轮副Z4/Z3也应脱离啮合。当合上离合器传动轴Ⅰ、Ⅲ高速转动时,要防止轴Ⅱ因升速空转时,会加大噪声、振动、空载功率和发热。

求图2-61所示的车床各轴、各齿轮的计算转速。

传动轴计算转速为各传动轴能满足传递全部功率要求的最低转速。首先根据公式计算得到III轴计算转速为185r/min; II轴-315 r/min、

1-13系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什么?公比选得过大或过小会带来哪些问题?

1)选取原则:产品的主参数应尽可能采用优先数系。

2)主参数系列公比如选得较小,则分级较密,有利于用户选到满意的产品,但系列内产品的规格品种较多,系列化设计的许多优点得不到充分利用;反之,则分级较粗,系列内产品的规格品种较少,可带来系列化设计的许多优点,但为了以较少的品种满足较大使用范围内的需求,系列内每个品种产品应具有较大的通用性,导致结构相对复杂,成本会有待提高,对用户来说较难选到称心如意的产品。

1-15 设计的评价方法很多,结合机械制造装备设计,指出哪些评价方法极为重要,为什么?

1)评价方法:技术经济评价、可靠性评价、人机工程学评价、结构工艺性评价、产品造型评价、标准化评价

2)对于机械制造装备设计,这六种评价方法按重要程度由高向低排队一般是:可靠性评价、人机工程学评价、结构工艺性评价、标准化评价、技术经济评价、产品造型评价。其原因是机械制造装备投资较大,使用周期较长。为了保证产品质量、降低成本、提高可靠性和竞争能力,六种评价都是不可缺少的。

可靠性评价对产品质量与可靠性进行评价;人机工程学评价产品设计在人机工程方面的合理性;结构工艺性评价是对产品结构便于加工制造的性能进行评价,以降低生产成本,缩短生产时间;技术经济评价综合评价产品技术的先进性和经济的合理性;标准化评价是在标准化方面对产品进行评价;而产品造型评价是对产品的外观设计的合理性和新颖性进行评价。

1-16有些方案的技术评价较高,但经济评价一般或不好,有些方案可能是相反的情况,如何对这些方案进行综合评价?

设计方案的技术评价Tj和经济评价Ej经常不会同时都是最优,进行技术和经济的综合评价才能最终选出最理想的方案。技术经济评价TEj有两种计算方法:

1)当Tj和Ej的值相差不太悬殊时,可用均值法计算TEj值,即TEj=(Tj+Ej)/2。

I轴-710 r/min。

各齿轮的计算转速依次为: II轴-III轴变速组中:

n88-185r/min, n26-640 r/min,n54-345 r/min, n59-315 r/min ,

I轴-II轴变速组中:n81-315 r/min ,n36-710 r/min ,

n70-438 r/min ,n45-710 r/min。

求图2-62中各齿轮、各轴的计算转速。

传动轴计算转速为各传动轴能满足传递功率要求的最低转速。首先根据公式计算得到V轴计算转速为63r/min;依次可以得到其他各轴的计算转速IV轴-63 r/min、 III轴-180 r/min、 II轴-710 r/min、I轴-1440 r/min。

各齿轮的计算转速依次为:IV轴-V轴变速组中:

n70-63 r/min、n25180 r/min 、n67-63 r/min、n67-63 r/min、

II轴-Ⅴ轴中: n67-500 r/min、n47-710 r/min ,

III轴-IV轴中: n67-63 r/min、n24-180 r/min ,

II轴-III轴中:n60-180 r/min ,n15-710 r/min、 n44-500n r/min、n 31-710 r/min、

I轴-II轴中:n31-1440 r/min 、n31-1440 r/min 、n37-1000 r/min 、

n26-1440 r/min n40-710 r/min、n20-1440 r/min。

2-26某车床的主轴转速为n=40~1800 r/min,公比φ=1.41,电动机的转速n=1440 r/min,试拟定结构式)转速图;确定齿轮齿数)带轮直径)验算转速误差;画出主传动系图。

解:(1)确定转速级数:

根据教材式(3-2),

其中,所以转速级数

(2) 确定传动结构式

选择传动方案:,考虑到主传动设计前密后疏的原则,

传动结构式应为,

(3)绘制转速图

根据表3-6标准数列,经圆整可以得到12级转速为:

40, 56, 80, 112, 160, 224, 315, 450, 630, 900, 1250, 1800

确定定比传动比:取轴Ⅰ的转速值为900r/min,则电机轴与轴Ⅰ的传动比为:

确定各变速组最小传动比

从转速点900 r/min到40r/min共有10格,按照前缓后急的原则,第二变速组最小传动线下降2格;第一变速组最小传动线下降1格;第二变速组下降3格,第三变速组最小传动线下降4格,最大上升2格。

则,转速图如下:

(a) 初步设计的转速图 (b) 最后确定的转速图

(4)传动系图设计(包括计算齿轮齿数)带轮直径)

参考教材p85,图3-13,可以得到本设计传动系图为

(5)验算实际转速误差

,与标注转速相比,没有误差;

,实际误差;

,实际误差。

… …

转速误差小于5%,符合设计要求。

2-27某机床主轴转速n=100~1120 r/min,转速级数Z=8,电动机转速n=1440 r/min,试设计该机床主传动系,包括拟定结构式和转速图,画出主传动系图。

解:(1)计算公比

根据教材式(3-2),可以得到,由于

, 所以

(2)确定传动结构式

根据传动组和传动副拟定原则,可选方案有:① Z=4×2; ② Z=2×4;③ Z=2×2×2

在方案①,②中,可减少一根轴,但有一个传动组内有四个传动副,增加传动轴轴向长度,所以选择方案③:Z=2×2×2

根据前疏后密原则,选择结构式为: 8=2×2×2

(3) 转速图的设计

根据表3-6标准数列,经圆整可以得到8级转速为:100, 140, 200, 280, 400, 560, 800, 1120 r/min

确定定比传动比:取轴Ⅰ的转速值为800r/min,则电机轴与轴Ⅰ的传动比为:

确定各变速组最小传动比

从转速点800 r/min到100r/min共有6格,三个变速组的最小传动线平均下降两格,按照前缓后急的原则,第二变速组最小传动线下降2格;第一变速组最小传动线下降2-1=1格;第三变速组最小传动线下降2+1=3格。

(4)绘制转速图

(5)传动系简图设计

2-28 试从级变速机构的各种传动方案中选出其最佳方案,并写出结构式)画出转速图和传动系图。

解:主传动最佳传动方案的传动结构式为 ,基本组传动副为3,第一扩大组传动副为3,级比指数为3;第二扩大组传动副为2,级比指数为9。

根据标准数列表,取转速为:31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600。 设电机转速为1440r/min。

确定定比传动比:取轴Ⅰ的转速值为800r/min,则电机轴与轴Ⅰ的传动比为:

定比传动皮带轮的直径分别为130和234mm。

确定各变速组最小传动比:从转速点800 r/min到31.5r/min共有14格,按照前缓后急的原则,基本组最小传动线下降2格,基本组相邻两变速组下降1格;第一变速组下降6格,其中相邻两变速组下降3格;第二变速组最小传动线下降6格,最大上升3格。初步确定的转速图如图1所示。

图(a) 初步设计确定的转速图 图(b) 确定齿轮齿数后的转速图

假定同一变速组内每对齿轮的齿数和相等,根据教材表2-8(p100- -101),可以确定齿轮的齿数,齿轮齿数确定结果如图2所示。

(4) 确定主轴的计算转速

根据教材表2-9(p103),中型通用机床主轴计算转速为:

r/min

图(c)设计的主传动系统图

2-29 用于成批生产的车床,主轴转速n=45~500 r/min,为简化机构采用双速电动机,n=720/1440 r/min,试画出该机床的转速图和传动系图。

解:(1)计算公比确定转速级数

根据教材式(3-2),,由于,设转速级数Z=8,

则 , 所以

(2)确定传动结构式

选择方案:Z=2×2×2,根据前疏后密原则,考虑到电动机的情况,选择结构式为:

8=2×2×2

其中第一级是由双速电机确定的,实际变速箱的结构式为:4=2×2。

(3) 转速图的设计

根据表3-6标准数列,经圆整可以得到8级转速为:45, 63, 90, 125, 180, 250, 355, 500 r/min

确定定比传动比:取轴Ⅰ的转速值为710, 355r/min,则电机轴与轴Ⅰ的传动比为:

确定各变速组最小传动比

从转速点355 r/min到45r/min共有6格,按照前缓后急的原则,第一变速组最小传动线下降2格;第二变速组最小传动线下降4格。

(4)绘制转速图

(a) 初步设计的转速图 b) 最后确定的转速图

(5)传动系简图设计

2-31 求图2-61所示的车床各轴)各齿轮的计算转速。

解:如下图所示,根据教材p103表2-9所示,各轴的计算转速用红色的圈标注在图中,各对齿轮中小齿轮的计算转速用红色箭头标注在图中。

2-32求图2-62中各齿轮)各轴的计算转速。

解:如下图所示,根据教材p103表2-9所示,各轴的计算转速用红色的圈标注在图中,各对齿轮中小齿轮的计算转速用红色箭头标注在图中。

2)当Tj和Ej的值相差很悬殊时,建议用双曲线法计算TEj值,即TEj=根号(Tj+Ej)。

技术经济评价值TEj越大,设计方案的技术经济综合性能越好,一般TEj值不应小于0.65。

1-17可靠性指的是什么?有哪些可靠性衡量指标?它们之间有哪些数值上的联系?

1)概念:可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定任务的能力。

2)可靠性的衡量指标有:可靠度R(t)、累计失效概率F(t)、失效率、平均寿命和平均无故障工作时间、可靠寿命、维修度、修复率、平均修复时间等(P37-38)

3)这些可靠性衡量指标之间在数值上都与时间t相关联, F(t)=1-R(t)。

1-18 从系统设计的角度,如何提高产品的可靠性?

1)从系统设计角度,提高产品可靠性要提高其组成各单元的可靠性水平,因此要进行系统和单元可靠性的预测。(P39)2)此外要将系统可靠性指标合理分配到各组成单元中,明确各组成单元的可靠性设计要求。(P42)

2-1 机床设计应满足哪些基本要求?其理由是什么?

机床设计应满足如下基本要求:

1)工艺范围,机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力,也可称之为机床的加工功能。机床的工艺范围直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率和自动化程度。

2)柔性,机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力,分为功能柔性和结构柔性;

3)与物流系统的可接近性,可接近性是指机床与物流系统之间进行物料(工件、刀具、切屑等)流动的方便程度;

4)刚度,机床的刚度是指加工过程中,在切削力的作用下,抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。机床的刚度直接影响机床的加工精度和生产率;

5)精度,机床精度主要指机床的几何精度和机床的工作精度。机床的几何精度指空载条件下机床本身的精度,机床的工作精度指精加工条件下机床的加工精度(尺寸、形状及位置偏差)。

6)噪声;7)、自动化;8)、生产周期;

9)生产率,机床的生产率通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。机床的切削效率越高,辅助时间越短,则它的生产率越高。

10)成本,成本概念贯穿在产品的整个生命周期内,包括设计、制造、包装、运输、使用维护、再利用和报废处理等的费用,是衡量产品市场竞争力的重要指标;

11)可靠性,应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内,完成规定的加工功能时,无故障运行的概率要高。

12)造型与色彩,机床的外观造型与色彩,要求简洁明快、美观大方、宜人性好。应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点,按照人机工程学要求进行设计。

2-2机床设计的主要内容及步骤是什么?

一般机床设计的内容及步骤大致如下:

1)总体设计:机床主要技术指标设计:包括工艺范围 运行模式,生产率,性能指标,主要参数,驱动方式,成本及生产周期。总体方案设计包括运动功能设计,基本参数设计,传动系统设计,传动系统图设计,总体结构布局设计,控制系统设计。总体方案综合评价与选择;总体方案的设计修改或优化;

2)详细设计:包括技术设计,施工设计。设计机床的传动系统,部件装配图,对主要零件进行分析计算或优化,设计液压部件装配图,电气控制系统等。

3)机床整机综合评价

4)定型设计:可进行实物样机的制造、实验及评价。根据实物样机的评价结果进行修改设计,最终完成产品的定型设计。

2-3机床设计的基本理论有哪些?其定义、原理、要求如何?

1)机床的运动学原理:研究、分析和实现机床期望的加工功能所需的运动配置

原理:通过刀具与工件之间的相对运动,由刀具切除工件上多余的金属材料,使工件具有要求的尺寸和精度的几何形状

2)精度:机床的精度包括几何精度、传动精度、运动精度、定位和重复定位精度、工作精度和精度保持性等

3)刚度:机床刚度指机床系统抵抗变形的能力。

4)抗振性:机床抗振性指机床在交变载荷作用下,抵抗变形的能力。

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。