第三章 金属切削机床

第三章金属切削机床一、单项选择题1、下列有关柔性连结生产线的特点正确的是（）。

A、柔性连结生产线由加工中心和数控机床组成B、柔性连结生产线主要采用通用机床C、柔性连结生产线适合于箱体加工D、柔性连结生产线设有工件储料装置，可以储存一定数量的工件2、下列经济技术指标中，不属于机械加工生产线经济效果评价指标的是（）。

A、生产线占地面积B、机床平均负荷率C、制造零件的生产成本D、投资回收期3、下列属于非接触传感器的是（）。

A、视觉传感器B、压觉传感器C、滑觉传感器D、硬觉传感器4、采用液压驱动的工业机器人，其液压力可以达到（）MPa。

A、0.5B、1C、7D、1005、对于动作复杂、操作精度要求高的工业机器人一般采用（）方式编程。

A、手把手编程B、工业机器人语言编程C、示教盒示教编程D、示教编程方式6、CNC系统由程序、输入输出（I/O）设备、CNC装置及主轴、进给控制单元组成，其中（）是CNC系统的核心部件。

A、程序B、CNC装置C、主轴控制单元D、进给控制单元7、（）能够减小乃至消除由于传动部件制造、装配所带来的误差，达到很高的加工精度，但其伺服系统的设计和调试都具有很大的难度。

A、开环控制数控机床B、闭环控制数控机床C、半闭环控制数控机床D、加工中心8、（）的检测元件不是安装在工作台上而是安装在电动机的轴端或丝杠的端头。

A、开环控制数控机床B、闭环控制数控机床C、半闭环控制数控机床D、加工中心9、自动换刀装置是加工中心的基本特征，它的投资往往占整机投资的（）。

A、10%～20%B、20%～30%C、30%～50%D、40%～60%10、按照CNC装置的功能水平大致可以把数控机床分为高、中、低三档，就目前的发展水平，有无（）可以作为一个区分标准。

A、通信功能B、显示功能C、PLCD、CPU11、（2009）必须配置间隙自动调节器的机床是（）。

A、超精加工磨床B、电火花成型加工机床C、超声波加工机床D、激光加工机床12、下图中2表示的是（）。

6.精度保持性
在规定的工作期间内，保持机床所要求的精度，称之为 精度保持性。影响精度保持性的主要因素是磨损。磨损的影 响因素十分复杂，如结构设计、工艺、材料、热处理、润滑 、防护、使用条件等。
第二节 金属切削机床部件
一、传动系统
1.主传动系统
交流电动机驱动和直流电动机驱动。
分级变速传动和无级变速传动。
电主轴一般工作在两个转速 范围内。在基本转速范围内 (0至额定转速)，驱动电机运 行在恒转矩状态，并且功率 随转速呈线性增长。超过了 额定转速，则电机工作在调 磁区以恒功率运行，转矩随 转速增加而下降。
主要特点
③ 在电主轴轴承及润滑方面，高速电主轴轴承已 经普遍采用先进的油汽润滑技术；对于超高速 电主轴采用动、静压液(气)浮轴承 (瑞士IBAG 等)和磁浮轴承，保证主轴的高速使用性能。
2.运动精度
运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，主要零部 件的几何位置精度。如高速回转主轴的回转精度。对于高速 精密机床，运动精度是评价机床质量的一个重要指标。它与 结构设计及制造等因素有关。
第一节 概述
3.传动精度
传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运动的协 调性和均匀性。影响传动精度的主要因素是传动系统的设 计，传动元件的制造和装配精度。
主要特点
① 在电主轴的低转速大转矩方面，低速段的输出 转矩可以达到300Nm以上，有的更是高达 600Nm(如德国的CYTEC)，满足加工中对低速 扭矩的要求；
主要特点
② 在高速方面，用于加工中心电主轴的转速已达 到75000r/min(意大利CAMFIOR)，其它用途的 电主轴，已经达到了260000r/min(日本SEIKO SEIKI)，满足高速加工需要，提高生产率。

(4）运动精度
指机床空载并以工作速度运动时，主要零部件的几何位置精 度。
(5)工作精度
加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工 作精度。
(6)精度保持性
在规定的工作期间内，对规定试件切削加工，坚 持加工精度、耐磨性。
二.刚度（静刚度）
(一)概述
抵抗静载荷能力：静刚度 刚度
抵抗交变载荷能力：动刚度
(1)提高机床的刚度。如构件的材料选择，截面形 状、尺寸、肋板分布、几个尺寸等。 (2)提高阻尼。 (3)激振频率远离固有频率，将不出现共振。
四.热变形
(一) 概述 定义：机床部件受热温升之后，其形状位置的热畸
变，影响几何精度。 (二) 减少热变形措施
减少发热量 减少温升 减少温升不均 热补偿
五.噪声
2.包括几何精度、传动精度、运动精度、定位精度及精度保持 性。
3.精度等级：普通精度级、精密级和高精度级。 4.提高机床精度的措施：从机床的精度分配、元件及材料选
择。
5.名词定义
(1)几何精度 机床在空载、静止（主轴不转或工作台不 移动）或低速时各主要部件的形状、相不动 弹簧使从动件受力，储能。 F弹<F静，从动件静止，但F弹 (2)主动件运动，从动件加速运动 当F弹>F静，静摩擦变为动摩擦，F动<F静，
摩擦系数µ降低。从动件加速运动. 当加速到V从>V主，F弹
(3)主动件运动，从动件减速
当F弹<F动，V从减小 ，F动 ，V从
，
直至停止。
机械制造装备设计
第二节 金属切削机床设计的基本 理论
本节主要讨论引起刀具、工件之间相对位 移误差的因素。机床是用来生产其它机械 的工作母机，因此在刚度、精度及运动特

• （一）拟定转速图和结构式 • 1. 转速图 • 转速图是设计、分析机床分级变速主传动系统
时用的一种特殊线图。 • 转速图是由“三线一点”即传动轴格线、转速
格线、传动线以及转速点所组成。
a）
b）
图3-13 卧式车床主变速传动系统图和转速图
a）传动系统图 b）转速图
• 转速图可以直观地表达出在主传动系统中传动 轴的数目，传动轴 之间的传动关系， 主轴的各级转速值 及其传动路线，各 传动轴的转速分级 和转速值，各传动 副的传动比等。
• 对照分析 6 种不同结构式所对应的结构网，不 难看出，第 1 种方案较其他 5 种方案为好。
• 因此，在设计主变速传动系统时，应尽可能做 到变速组的传动顺序与扩大顺序相一致。
• 从结构网中可发现，当变速组的传动顺序与扩 大顺序相一致时，传动线为“前密后疏”特征 规律分布。
• 3. 变速组的降速要“前慢后快”，中间轴的转 速不宜超过电动机的转速。
• 在设计主变速传动系统时，为改善其传动性能， 还应该注意以下几点：
• 1）传动链要短； • 2）转速和要小； • 3）齿轮线速度要低； • 4）空转件要少。 • 综上所述，主变速传动系统的设计要点是： • 一个规律，两个限制，三条原则，四项注意。
• 例 拟定卧式中型铣床的主传动系统的转速图。 • 已知主轴的转速范围为30~1500r/min，异步电
• 2）无级变速传动 • 能在一定的变速范围内实现连续变速，以得到
最有利的切削速度； • 能在运转中变速，便于实现变速自动化； • 能在负载下变速，使切削速度恒定，以提高生
产效率和加工质量。
• 无级变速传动可由机械摩擦无级变速器、液压 无级变速器和无级变速电动机实现。
• 机械摩擦无级变速器结构简单、使用可靠，常 用在中小型车床、铣床等的主传动中。