《数控机床机械结构与装调工艺》教材习题解答
第一章
题 1-1：按实际记录的机床型号解释含义。
题 1-2 ：
X6132--工作台面宽度为 320 毫米的卧式普通铣床。 XK5032--工作台面宽度为 320 毫米的立式数控铣床。 L6120--拉力为 20 吨的卧式普通拉床。
CB3463--床身上最大回转直径为 630 毫米的卧式半自动车床。 C1312--最大棒料直径为 12 毫米的单轴自动车床。 B2010--工作台面宽度为 1200 毫米的龙门刨床。
CK5112--最大回转直径为 1200 毫米的立式数控车床。 T6112--主轴直径为 120 毫米的卧式普通镗床。 题 1-3：
1）设主轴转速级数为 k，
k=3×3=9（级）
2）n Vmax =1440×140/170×34/48×34/48×65/34
=1138（r/min）
n Vmin =1440×140/170×21/61×34/48×17/68
=72（r/min）
第二章
题 2-1：
滚珠丝杠副综合了滚动轴承与滑动螺旋机构传动的优点，同步带传动结合了三角 带与齿轮传动方式的优点而形成的新型传动副。 题 2-2：
D 2 = D 1 - d/2 -（D-D2 ） D = 2 D1 -d- D2
题 2-3：
滚动导轨与滚动导轨块的相同点为：都是将滑动摩擦转变为滚动摩擦的机械组件； 区别在于：导轨组件由固定和活动两大部分组成，滚动导轨的固定部分是导轨的组成部分，而滚动导轨块只有活动部分，其固定部分即机床的上与导轨块接触的平面。 题 2-4：
滚珠作为滚动轴承的滚动体能承受高速运转，但是由于其在滚道内为点接触，故不能承受重载荷；滚子作为滚动体则由于其在滚道内为线接触，承载能力高于滚珠，与滚珠的球体相比，转动惯量较大，故不能承受高速载荷。
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题 2-5：
根据“紧圈应安装在转动件上，松圈应安装在静止件上”的判断原则，图 2-43 所示的推力球轴承装置，如图 2-43 所示的推力球轴承装置中，轴固定不转，轮毂 3 作转动，则应将图中的 5 和 4 做镜像对换，3 和 2 件也同样做镜像对换。 题 2-6：
凸缘式刚性联轴器虽然联接刚度好，结构简单，但是缺少挠性件，不能进行安装和传动误差的补偿。万向节虽然具有安装和传动误差的补偿功能，但是万向节为变转角速度传动，所以不能用于数控机床的传动。
第三章
题 3-1 ：
（1）从电动机输出端观察，电机的正转转向应该是。
（2）设鼠牙盘齿部从啮合状态到完全脱开电动机轴要转过的最少圈数 n，
n=58×6/10=34.8（圈）。
题 3-2 ：
图 3-13 所示数控车床主轴结构的滚动轴承配置示意图如下： 图 3-14 所示数控车床主轴结构的滚动轴承配置示意图如下： 前者主轴轴承配置特点为：前支承由一个双列短圆柱滚子轴承和一对背靠背安装的角接触球轴承组成，滚子轴承受径向载荷，一对角接触球轴承承受双向的轴向和径向载荷，主轴轴承配置有利于在中高速下承受较大载荷。
后者主轴前支承采用 3 个角接触球轴承，一对为背靠背安装，另一个开口朝右，有利于在高速条件下以径向载荷为主，兼承受一定的向左为主的轴向载荷。 题 3-3 ：
因普通车床的进给运动从光杠到滑板主要采用齿轮传动机构，承载能力和效率均较 高，车螺纹采用滑动丝杠传动保证加工导程的精度；数控车床采用了滚珠丝杠传动实现进给运动和车螺纹运动，效率、精度和承载能力都大幅度提高，取消了光杠和齿轮传动。 题 3-4 ：
表 3-4 电磁铁动作表
动作 电磁铁 1YA ＋ － ＋ － 2YA － ＋ － ＋ 3YA － － ＋ ＋ 卡盘高压夹紧 卡盘高压松开 卡盘低压夹紧 卡盘低压松开
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第四章
题 4-1：
加工中心与数控铣床的主要区别在于刀具能实现自动交换，主轴具有准停功能。 五轴联动数控机床在加工中心的基础上具有主轴可摆动或工作可回转，或装有摇篮式数 控回转台等，实现五轴及以上进给坐标轴。 题 4-2
数控铣床和数控车床主轴结构的主要区别在于，前者需要快速装卸刀具（刀柄），所以装有刀具拉紧机构、碟形弹簧组与顶出装置（打刀缸）等，数控车床主轴分为普通卡盘夹紧工件和液压夹紧工件等不同类型，卡盘上具有自动或单动夹紧机构，液压夹紧工件机构由液压缸-拉杆-液压夹紧卡盘等组成。
题 4-3：
BT 类刀柄的锥度为 7:24，与普通铣床的主轴内孔锥度一致，通用性好，在数控铣床中应用广泛，缺点是不能实现圆锥面和端面同时接触，影响了安装精度，在高速转动时由于转动
惯量较大影响联接刚度，从而影响加工精度。HSK 刀柄采用空心结构，实现圆锥面和端面双接触，1:10 锥度的短圆锥转动惯量小，可在高速下运行，缺点是：通用性差，中低速下优点不明显。 题 4-4：
数控铣刀的刀柄圆锥面与主轴内锥孔圆锥面实现定位，主轴拉紧装置通过刀柄上的拉钉拉紧刀柄实现紧固，采用打刀缸进行气-液增压，实现刀柄的松开。 题 4-5：
主轴换刀的优点在于结构简单，换刀装置故障率相对低，缺点是换刀动作多，换刀时间长，机械手换刀则相反。 题 4-6：
用斗笠式刀库不能进行机械手换刀，因为斗笠式刀库用刀柄的 V 型环作为刀具的安装固定表面，与机械手换刀的夹持表面冲突。用圆盘式刀库不能进行主轴换刀，因为圆盘式刀库用刀柄的圆锥面作为刀具的安装固定表面，与主轴换刀时主轴抓刀时采用的刀具圆锥面冲突。 题 4-7：
加工中心机械手传动箱的输入电动机一直作正转，臂式机械手进行正转和反转是依靠与机械手轴上的弧形凸轮上的曲面形状保证的。 题 4-8
图 4-25 所示的立式铣床垂直进给传动装置装配图绘制成传动示意图如下：
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第五章
题 5-1：
数控机床电主轴单元与传统的主传动装置比较，有传动链短、传动精度高、稳定性和动态性能好、变速范围大，标准化专业化，单元化和规模化程度高等优点。存在高速精密轴承的制造和成本高等问题。 题 5-2：
直线电动机进给装置装配时需要重视隔磁和防护措施的原因是：直线电动机次级构芯的永磁体有一个强大的静态磁场和相当高铁磁吸力。 题 5-3：
并联式数控机床没有直线型导轨，刀具的直线运动是通过与改变电主轴并联联接的各伸缩杆长度改变实现的。 题 5-4：
因为工业机器人动作要求的速度和力矩变化幅度大，特别是回差精度要求高，蜗杆-蜗轮传动效率低，磨损快，达不到速度变化幅度大和回差变化小的要求，所以一般不采用。 题 5-5：
工业机器人常采用谐波减速器和 RV 减速器，简述这两种减速器的简单传动原理；各自的特点与使用场合。
第六章
题 6-1：
数控机床精度静态精度包括：机床的几何精度，传动精度，位置精度，精度的保 持性等。数控机床静态精度的检测条件是空载，静止或低速。数控机床动态精度的检测条件是在受载荷的工作状况。 题 6-2：
因为杠杆表的测量杆只能摆动，不能移动，所以必须与被测表面保持平行才能减小测量误差。
如图所示：
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修正值为 a， a=bcosα°
α=20°，b=0.01×5=0.05mm，
所以： a=0.05×cos20°=0.047mm
题 6-3：
应调整 (M-N)/2 格。
题 6-4：
定位精度： 200.05-200=0.05mm
重复定位精度：200.05-200.01=0.04mm
第七章
题 7-1：
交钥匙工程的主要步骤和内容如下：
1.选择机床厂商，调研三家及以上厂商，深入分析评价，重点是售后服务； 2.进行主要加工件图与分析，包括材料，精度，结构，功能等； 3.制订工艺方案，包括定位夹紧，生产节拍，多套工艺方案选优； 4.配置刀具与参数，确定刀具规格或刀片型号； 5.机床选型，确定机床类型、规格和技术参数； 6.签订机床购销合同（或经招投标）； 7.机床下单生产及刀具采购等；
8.机床验收，包括预验收和最终验收。 题 7-2：
大型或价格较高的机床或为国家投资项目，需要按照国家规定进行公开招投标才能与中标的厂商签订购销合同。
按照预先规定的条件，对外公开邀请符合条件的制造商或承包商报价投标，选出价格和条件优惠的投标者与其签定合同。 题 7-3：
简述中大型数控机床预验收和最终验收的概念和方法。 1.预验收
预验收是为了检查、验证机床能否满足用户的加工质量及生产率，检查供应商提供的资料、备件而进行的验收。预验收通常在机床制造公司的总装车间进行。 2.最终验收
最终验收工作主要根据机床出厂合格证上规定的验收标准及用户实际能提供的检测 条件，测定机床合格证上各项指标。最终验收主要包括：
（1）开箱检验，（2）外观检查，（3）机床性能及数控功能的验收，（4）数控机床精度验收等。
题 7-4：
机床就位是指把机床从运输设备上搬运下来，安装在使用单位指定的位置上的过程。 机床就位具体由运输公司负责，机床制造商技术指导，机床使用方监督就位过程。
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