机械制造装备设计第五章习题答案

第五章机床夹具设计习题答案1.机床夹具的作用是什麽？有那些要求？（1）机床夹具的作用1）保证加工精度2）提高生产率3)扩大机床的使用范围。4)减轻工人的劳动强度，保证生产安全。（2）机床夹具的要求1）保证加工面的位置精度2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应3)安全、方便、减轻劳动强度4)排屑顺畅5）应有良好的强度、刚度和结构工艺性。2.机床夹具的组成有那些部分？1）定位元件及定位装置2）夹紧元件及夹紧装置3）导向及对刀元件4）动力装置5）夹具体6）其它元件及装置 不同的生产条件下的夹具，其组成会有不同。3.何谓六点定位原理“何谓定位的正常情况和非正常情况，它们各包括那些方面？（1）六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。（2）定位的非正常情况是指凡是保证加工位置精度的自由度均已被约束所限制的情况，它可以是完全定位，即限制了六个自由度，也可以是小于六个约束点。（3）定位的非正常情况包括欠定位和过定位两种。欠定位是指保证加工精度的某自由度应该被限制而没有被限制的情况。此情况不能保证加工精度，因此此定位方案是绝对不允许的。过定位是指为保证加工精度应该被限制的某个自由度被两个或两个以上的约束所重复限制。一般情况下这是不允许的。但在工件定位和定位元件精度很高或者在工件刚度很低的情况下，过定位的情况是被允许的。4.试分析图5－7中a、c方案为什麽属过定位？如何改进的？尚存在什麽问题？5.7过定位及其改进图5.7a）：工件下底面有俩个短圆柱销台阶面支撑，为平面约束，限制3个自由度，而每个短圆柱销插入工件孔内，限制了2个自由度，因此共限制了7个自由度，超出了6个，即y方向的移动自由度被重复限制了，因此属于过定位。C）：工件左端由销的又台阶端面定位，此端面限制了3个自由度，而销的长径比已超过1，属于长销，它限制了4个自由度，共限制了7个自由度，还有转动的自由度没有被限制。所以实际上和都被重复限制，此方案属于过定位。5.确定夹具的定位方案时，要考虑那些方面的要求？设计某工序加工某表面的定位方案时，需要考虑：1）该加工面在图纸上的位置要求，即该加工面的设计基准，尽可能以设计基准为定位基准2）工件整个工艺过程所选定的工艺精基准是否与该加工面的设计基准一致，一致最好，否则应该转换到工艺精基准上去，做到基准统一，有利于保证各个加工面间有较高的位置精度3）定位方案应满足六点定位原理4）因估算此方案的定位误差是否符合要求5）应根据该面的加工方案，机床，刀具等具体情况分析该方案的可行性，完善该定位方案。6.何谓定位误差？定位误差是由那些因素引起的？定位误差是指该定位方案条件下，工序基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，它是加工误差的一部分，差生定位误差的原因有：1）定位基准与设计基准不重合带来的基准转换误差2）定位元件如销与工件上定位表面，如孔之间的配合间隙带来的定位误差。3）与夹具设计制造的误差及定位副作用中的磨损。7.夹紧与定位有何区别？对夹紧装置的基本要求有那些？（1）定位与夹紧的区别：1）其目的不一样，定位是保证工件的加工面获得其准确的位置精度，因此只要工件的定位表面与定位元件的工作面保持接触即完成定位。而夹紧是保证工件已获得的准确位置在加工环境下（外力运动等）不发生改变。2）其顺序必须是限定位后夹紧。若工件先夹紧，虽然工价的6个自由度均不能动了，是有一个确定的位置状态，但这个位置状态不是我们期望的理想的准确的位置状态，它没有完成准确定位的目的。（2）夹紧机构设计应满足的要求1）夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。2）工件和夹具的变形必须在允许的范围内。3）夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。4）夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。5）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。8.设计夹紧机构时，对夹紧力的三要素有何要求？（1）确定夹紧力的方向要求有：1)有利于工件的准确定位，主夹紧力方向优先垂直于第一定位基准2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，有利于减小夹紧变形3)应尽可能与切削力，重力的方向一致，有利于减小夹紧力。（2）夹紧力作用点的选择1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。2）夹紧力的作用点应作用在工件刚度高的部位。3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。4)夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。3）夹紧力的大小应该合适，过大会使工件，夹具产生较大的夹紧变形，过小则不能保证加工条件下定位的准确性和可靠性，以及加工中的安全性，一般应予以计算或试验确定。9.何谓夹具的对定？为什麽使用夹具加工工件时，还需要解决夹具的对定问题？（1）家具的对定是指夹具在机床上的安装，应由其位置要求，否则会影响到加工面的位置精度。（2）车床夹具和铣床夹具常有夹具的对定问题。如铣床夹具安装早铣床工作台上，工作台运动大都在纵向和横向有自动进给，加工面一般就应该放在改方向上。夹具在工作台上安装就不可能在任意方向上。因此在夹具体上必须设计两个在一条线上的定向键，工件的加工面应通过定位保证其与定位键方向平行或垂直。车床夹具的几何中心必须与车床主轴中心同轴，夹具与主轴的对定一是通过夹具几何中心上的莫氏锥柄与主轴上莫氏空配合来实现，另一个方案是夹具几何中心上应有与主轴端部结构一致的结构形式，尺寸来保证对定，例如CA6140车床夹具，夹具体的左端必须有短锥孔和较大左端平面结构和尺寸，使之与CA6140主轴部位的大平台面和短锥配合，实现定位对定。10.使用夹具来加工工件时，产生加工误差的因素有那些方面？它们与零件的公差有何关系？（1）使用夹具加工时，产生加工误差的原因又是那个方面：1）工件在夹具中的定位误差和夹紧误差2)1）工件在夹具中的定位、夹紧误差；2）夹具带着工件安装在机床上,相对机床主轴(或刀具)或运动导轨的位置误差，也称对定误差；3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。设计夹具定位方案时要充分考虑此定位方案的定位误差的大小是否在允许的范围内，一般定位误差应控制在工件允差的之内。11.何谓可调整夹具？调整方式有几种？可调整夹具适用于何种场合？（1）可调夹整夹具是指为一批来自不同产品的某些具有结构，尺寸和工艺相似的一组零件的某工序的加工设计的夹具，经过简单的调整，可使用这一组零件某工序的加工。(2)调整的方式可分为：1）调节式2)更换式3）综合式4）组合式(3)企业为多品种小批量生产的系列产品，具有结构尺寸和工艺上的相似的那些零件适用可调整夹具。12.图5－77中图a夹具用于在三通管中心O处加工一孔，应保证孔轴线与管轴线ox、oz垂直相交；图b为车床夹具，应保证外圆与内孔同轴；图c为车阶梯轴；图d在圆盘零件上钻孔，应保证孔与外圆同轴；图e用于钻铰连杆小头孔，应保证大、小头孔的中心距精度和两孔的平行度。试分析图5－77中各分图的定位方案，指出各定位元件所限制的自由度，判断有无欠定位或过位，对方案中不合理处提出改进意见。图5－77图5.77a）：上下两个短V行程一个长V型定位，限制了、、、四个自由度，左边V型限制了、两个自由度，实现了完全定位，无欠定位和过定位。b)：台阶端面限制了、、3个自由度，内孔圆柱长径比小，可看做短销，限制了、2个自由度，未被限制，属于不完全定位。加工外圆时可以不限制，属于定位正常情况。C）：若工件左端的外圆和中心孔是一次安装下加工出来的，则它们位置精度较高，做顶尖限制了、、3个自由度，右顶尖是移动顶尖，它限制了、2个自由度，可不被限制是属于不完全定位，是定位的正常情况。此时三爪卡盘是夹紧工件并传递运动和动力。若工件左端中心孔和外圆不同轴，存在较大误差，则中心孔与三爪卡盘同时有定位作用，则、存在过定位。d）：工件低用平面定位限制了、、3个自由度，左边用固定V型铁定位，限制了、2个自由度，右边是移动V型铁，限制了自由度，在圆板上钻孔，不需要限制。此方案中若左右V型铁对中性很高，则不构成过定位，共限制了5个自由度，属不完全定位，是定位的正常情况。若两V型铁对中性不好，则有过定位。e）：工件底面用定位板定位，限制了、、3个自由度，左端孔用短销定位，限制了、2个自由度，右端外圆用固定V型铁定位，限制了、，与短销限制了重复属于过定位，此外V限制的实际上是与短销配合限制了，是有效的。所以此方案属于过定位，可去掉右端V型铁，改为在小头外圆上边或下边添加一工艺凸台，在凸台除设置一挡销未限制与原有底面定位板（、、）和左边短销（、）组成定位方案，共同限制了6个自由度，实现完全定位。13．题图5－78中图a工件是过球心钻一孔；图b是加工齿坯两端面，要求保证尺寸A及两端面与孔的垂直度；图c在小轴上铣槽，保证尺寸H和L；图d过轴心钻通孔，保证尺寸L；图e在支座零件上加工两孔，保证尺寸A和H。试分析图5－78所列加工零件所必须限制的自由度；选择定位基准和定位元件，在图中示意画出；确定夹紧力的作用点和方向，在图中示意画出。图5－78解：（b）（c）（d）（e）（a）90○内锥套限制了、、3个自由度。理论上限制、即可，但为夹紧方便，增加（b）小锥度心轴可限制、、、和，并可以涨紧内孔来夹紧工件。（c）选外圆为定位基准，用长V型铁限制、、、自由度，左端用定位钉（或挡销）限制自由度，共5个。（d）选外圆和台阶右端面，用一个长V型铁极其左端面可以限制、、、以及。（e）选支座大平台为第一基准，用板支撑限制、、3个自由度，选底面为第二基准，用条支撑（或两个支撑钉）限制了、2个自由度，选大孔为第三基准，用菱形销限制了自由度实现完全定位，并能保证A、H尺寸。并用压板向第一基准夹紧，且与切削力方向一致。14．在图5－79a所示零件上铣键槽，要求保证尺寸，及对称度。现有三种定位方案，分别如图5－79b、c和d所示。已知内、外圆的同轴度误差为0.02mm，其余参数见图示。试计算三种方案的定位误差，并从中选出最优方案。图5－79铣键槽有三项要求，宽16mm可由刀具保证；对称度0.03mm的设计基准是内孔A，深度设计基准是外圆下母线，主要验算这两项的定位误差。图5-79b）中是外圆用V型铁定位：由于V型铁的对称性，设对刀具时刀具中截面对准了V型铁的对称中心，则产生键槽对孔中心的对称度误差，仅是内孔与外圆的同轴度误差mm,因此会产生△对称=0.01mm2)键槽深度的定位误差可直接按公式计算，参见p。289，(0.14)所以该方案的定位误差收合格的。图5-79c）中是内孔用心轴定位:1)心轴水平放置，虽然心轴与孔有间隙，在自重作用下孔中心与心轴中心自然在同一个垂直面内，若无对刀误差，则△对称=02）如图c所示；分析：定位误差为下母线在L方向上的最大变动量。夹具制造后，对刀块（槽底）与心轴中心距离L1不会变动，所以不会影响L的变动。影响L变动的是心轴中心到外圆下母线这一段L2,其原因有心轴与孔的配合间隙；内孔中心到外圆中心的同轴度；以及外圆半径。L2max的情况下间隙最大，孔中心下移最大；外圆中心在孔中心下方；以及外圆半径最大时：L2min的情况下，孔中心下移最小；外圆中心在孔中心上方；以及外圆半径最小时：所以显然（0.14），该定位方案，定位误差超差，不合格。图c图5-79d）设铣键槽左右位置由对刀块确定，对刀块的左右位置有标准外圆尺寸确定（此方案可减少定位误差），即刀具中截面对准了外圆中心：此时，铣槽对内孔中心的对称度的影响因素有：外圆尺寸变化影响外圆中心的左右位置，内孔中心与外圆中心的同轴度影响内孔中心的左右位置。槽中心对于孔中心偏左的情况是：外圆最小，中心右移；内孔中心对外圆中心右移：△定=外圆半径对于标准外圆半径半径的差+内外同轴度之半=，显然它已超出图纸上关于对称度的要求。2)对要求的验算：由于该定位方案是以外圆下母线为定位基准，与设计基准重合，所以△定=0总体上看，此方案是一项要求合格，另一项要求不合格。所以不合格。上述三种方案中，仅图5-79a）方案是精度满足要求的合格方案。15．图5－80所示齿轮坯的内孔和外孔已加工合格，即，。现在插床上用调整法加工内键槽，要求保证尺寸mm。忽略内孔与外圆同轴度误差，试计算该定位方案能否满足加工要求？若不能满足，应如何改进？图5-80设键槽底的位置由进给最终位置是确定的，则H由槽底到孔中心为H，和孔中心到空下母线H2()组成，外圆用V型定位，其尺寸变化随孔中心变化，产生，孔半径变化产生，所以由于d和D同时做大或同时做小的概率小，因此此方案较为合格。16．指出图5－81所示各定位、夹紧方案及结构设计中不正确的地方，并提出改进意见。图5—81图5—81a）：三爪卡盘装夹长度稍长，应短一些，限制2个自由度较为合适。图示状况而言容易使工件弯曲变形，加工后工件不直。图5—81b）；右边夹紧力没有对准左边支撑钉，没有“点对点”使工件右端抬高，破坏底面定位。图5—81c）：两圆柱面用两个固定V型铁定位是过定位，实际上也是难以实现的，应改其中一个为移动V型铁，并实现工件的夹紧。图示的夹紧力FW虽然它是垂直主基准的，但它会影响到上表面的铣削加工，不可以。图5—81d）：钻套与夹紧在同一个构件上，夹紧力的反作用力使构件变形，影响钻套的导向精度，应与夹紧机构分离；就夹紧来说，台阶平面两处夹紧采用此方案，若此台阶平面均经过加工，位置关系较为精确，可将其中一个改为可调整机构，可以实现两处的均衡夹紧。如台阶平面未经加工，位置不准确，则此方案难以实现两处的均衡夹紧。此情况下，两处夹紧元件应设计成可浮动一个元件。17．阶梯轴工件的定位如图5－81所示，欲钻孔O，保证尺寸A。试计算工序尺寸A的定位误差。图5—82分析：设小孔中心由钻套确定，夹具完成后，钻套中心不变，即即O点不变。A由O到小圆柱中心A1和小圆柱中心到其下母线A2组成。A1生物变化是由外圆固定心和两圆柱同轴度影响的；A2的变化是由小圆柱半径变化产生的。18．工件的定位如图5－83所示，加工C面，要求C面与O1O2平行。工件一端圆柱d1用120°V型块定位，另一端d2定位在支承钉上。已知，，中心距为。试计算其定位误差。图5—83图5—83a由图5—83a）分析的，计算一种情况即可，d1max和d2min时：左边是V型铁定位，d1为标准尺寸时中心O1 ，d1为最大d1max时中心为2，其大小为，右边是支撑钉，影响O2的位置的是d2的半径，=参见上图可知：平行度误差也写成19．图5－84所示为柴油机顶柱套筒铣槽工序的定位简图。已知，，，，。试计算该定位方案能否满足加工的槽与两孔中心连线间成角度α＝45°±10ˊ的要求。图5—84参见p.290一面两销定位时的转角误差公式：20．工件装夹如图5－85所示，欲在φ60±0.01mm的圆柱工件上铣一平面，保证尺寸h＝25±0.05mm。已知90°V型块所确定的标准工件(φ60mm)的中心距安装面为45±0.003mm，塞尺厚度S＝0.002mm。试求：①图5—85图5—85a如图5—58a，按装配尺寸链解：25±0.05为封闭环，其公差应为所有组成环公差之和：2×0.05=（0.003+0.002+0.015+）×2所以=0.03封闭环上偏差=增环上偏差之和-减环下偏差之和：0.05=++0.002+0.015-（-0.003）所以+=0.03同理：-0.005=--0.002-0.015-0.003所以-=-0.0345+25=H+3所以H=67所以H±=67±0.032)定位误差：外圆在V型铁上定位，其中心的变动量为：21．夹紧装置如图5－86所示。如外力Q＝150N，L＝150mm，螺杆为M12×1.75，D＝40mm，d1＝10mm，l1＝l2＝100mm，斜楔楔角α＝30°，各处摩擦系数为图5—86分析：夹紧力FW的反作用力作用在杠杆上，其1:1地作用在30○的斜面上，即FW垂直作用在斜楔上。因为作用在斜面上，它可以求出水平分力FX=FWtgβ。FX通过M12螺纹作用在螺杆上，在螺杆螺纹面上产生转矩M1，螺杆D出于支撑板的摩擦力转矩M2，它们与原动力矩M()平衡。参见p.294螺旋夹紧的计算公式和Fig5—38，螺杆的平衡式为：其中：β为斜楔角β=30○，为螺纹升角=2○56，，为螺纹摩擦角=6○34，为D处的当量摩擦半径=14，为D处右端面与支撑板摩擦角tg=μ=0.1为考虑d1处的摩擦损失，按=0.95计算其余参数均已在题中给出，代入下式计算出夹紧力：22．图5－87所示钻模用于加工图a所示工件的两个孔。试指出该钻模设计中的不当之处，并提出改进意见。图5—87该夹具设计的问题主要有：工件左端面由夹具体上锥窝和夹紧头上下定位，工件的定位面是毛坯面，是过定位。且加工孔很可能不垂直底面，应增加底面定位，改为圆环平台面。工件右端面固定V型铁定位，与左端面也是过定位，或欠定位。右V型铁应该为移动V型铁。左端面夹紧，右端面工件刚度不足，应加辅助支撑。左端钻套与夹紧在一体，且夹具体左端结构会产生变形，导致导向歪斜，提高左侧主墙和钻膜板的刚度。左端钻套过长，不易排屑，导致钻套、钻头磨损加快，所以钻套孔上段应加大孔径。左端工件孔要钻通，无钻头超过空间，且无法排屑，夹具体底板在钻孔处应开通比钻头稍大的孔。第五章课后习题答案1机床夹具的作用是什么？有哪些要求？作用：1、保证加工精度2、提高生产率3、扩大机床的使用范围4、减轻工人的劳动程度，保证生产安全5、降低成本要求：1、保证加工精度2、夹具的总体方案应与生产纲领相适应3、安全、方便、减轻劳动强度4、排屑顺畅5、夹具应有良好的刚度、强度、结构工艺性机床夹具的组成部分有哪些？定位元件及定位装置用于确定工件正确位置的元件或装置夹紧元件及夹紧装置用于固定工件已获得的正确位置的元件或装置3、导向及对刀元件用于确定工件与刀具的相互位置的元件4、动力装置5、夹具体用于将各元件、装置连接在一块，并通过它将整个夹具安装在机床上6、其它元件及装置3.何为六点定位原理？何谓定位的正常情况和非正常情况？它们各包括哪些方面？六点定位原理：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度使工件实现完全定位。正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，称定位的正常情况。正常情况分为：a完全定位六个自由度全部被限制b不完全定位少于六个自由度被限制非正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度没有完全被限制，或某个自由度被两个或两个以上的约束重负限制，称为非正常情况非正常情况分为：a.欠定位需要限制的自由度没有完全被限制b.过定位某个自由度被两个或两个以上的约束重负限制确定夹具的定位方案时，要考虑哪些方面的要求？在多个表面参与定位时：限制自由度最多的定位面——第一定位基准面或主基准面限制自由度较多的定位面——第二定位基准面或导向基准限制一个自由度的定位面——第三定位基准面或定程基准5、何谓定位误差？定位误差是由哪些因素引起的？定位误差：指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差，它是加工误差的一部分产生定位误差的原因：1、基准不重合带来的定位误差2、间隙引起的定位误差3、与夹具有关的因素产生的定位误差6、夹紧和定位的区别？对夹紧装置的基本要求有哪些？定位是确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。

夹紧是工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作要求：1、夹紧必经保证定位准确可靠，不能破坏定位2、工件和夹具的变形必须在允许的范围内3、夹紧机构必须可靠，夹紧元件有足够的强度，刚度，手动夹紧机构应自锁，机动夹紧有联锁保护，夹紧行程足够4、夹紧机构操作须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯5、夹紧机构的复杂程度，自动化程度与生产纲领和工厂条件相适应。设计夹紧机构时，对夹紧力的三要素有何要求？夹紧力方向的确定：1、夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。2、夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。3、夹紧力的方向尽可能与切削力，重力方向一致，有利于减小夹紧力夹紧力的作用点的选择：1、夹紧力的作用点与支承点“点对点”对应。或在支承点确定的范围内，以免破坏定位或造成大的变形。2、夹紧力的作用点应作用在工件刚度高的部位。3、夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。4、夹紧力的反作用不应使夹具产生影响加工精度的变形。夹紧力大小的确定：夹紧力大小需要准确的场合，可经过实验来确定，通常切削力是估算的，工件与支承件间的磨擦因数也是近似的，故夹紧力可估算。

计算方法：根据静力平衡方程，求出理论夹紧力，乘安全系数，作为实际所需的夹紧力。安全系数可取S=2~3S=S1S2S3S48、何谓夹具的对定？为什么使用夹具加工工件时，还需要解决夹具的对定问题？夹具的对定：在机械加工中，使夹具的定位面相对于刀具和切削运动占有一个理想位置的过程，称为夹具的对定。夹具的对定通常包括两个方面：一是夹具的定位，即使夹具相对于切削运动有一个正确的位置；二是夹具的对刀，即使夹具相对于刀具有一个正确的位置。原因：保证加工精度使用夹具来加工工件时，产生加工误差的因素有哪些方面？它们与零件的公差有何关系？原因：1、工件在夹具中的定位、夹紧误差2、夹具带着工件安装在机床上，相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差——对定误差3、加工过程中的误差，如机床几何精度，工艺系统的受力，热变形、切削振动等原因引起的误差公差是允许零件的尺寸、几何形状和相对位置等的最大的变动量，对于不同零件而言，都有其固定的公差值，所以，产生加工误差的因素对于公差值没有影响。何谓可调整夹具？调整的方式有几种？可调整夹具适用于何种场合？可调整夹具：夹具的某些元件可调整或可更换，以适应不同工件的加工.调整方式：1、调节式2、更换式3、综合式4、组合式使用场合：多品种、小批量生产第三章课后习题答案机床设计应满足那些基本要求，其理由是什么？机床设计的主要内容及步骤是什么？确定结构原理方案a、用途b、生产率c、性能指标d、主要参数e、驱动方式f、结构原理g、成本及生产周期总体设计a、总体设计的内容运动功能设计、基本参数设计、传动系统设计、总体机构布局设计、控制系统设计b、总体方案综合评价与选择c、总体方案的设计修或优化机构设计工艺设计机床整机综合评价定型设计机床设计的基本理论有哪些？其定义、原理、要求如何？机床的运动学原理定义：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精度定义：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刚度定义:机床刚度指机床系统抵抗变形的能力。4、抗振性定义：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。机床系列型谱的含义是什么？机床系列型谱就是综合地表明机床产品规格参数的系列性与机构相似性的表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和工件接触并发生相对运动而形成的。7、工件表面发生线的形成方法有哪些？发生线的形成的四种方法：轨迹法（描述法）、成形法（仿形法）、相切法（旋切法）、展成法（创成法）。工件表面的形成方法是什么？是母线形成方法和导线形成方法的组合。因此，加工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。9、机床的运动功能有哪些？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？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。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。11、机床上复合运动、内联系传动链、运动轴的联动的含义及关系如何？复合运动：与其它运动之间有严格的运动关系。内联系传动链：传动链的两个末端件的转角或位移量之间如果有严格的比例关系要求，这样的传动链称为内联系传动链运动轴的联动：各运动轴之间由一定的比例关系实现共同运动关系：对机械传动的机床来说，复合运动是通过内联系传动系来实现的。对于数控机床，复合运动是通过运动轴的联动来实现的12、机床运动功能法案设计的方法及步骤如何？1、工艺分析对所设计的机床的工艺范围进行分析（普通机床，加工对象为工件群，选几个典型工件进行分析）选择确定加工方法（同一个表面有多种加工方法）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。写出机床运动功能式方法：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。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。14、机床运动功能式和运动功能图表达的含义是什么？运动功能式表示机床的运动个数、形式（直线运动X、Y、Z或迴转运动A、B、C）、功能（主运动p、进给运动f、非成形运动a）及排列顺序。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15、虚拟轴机床的原理是什么？有哪些特点？虚拟轴机床又称并联机床,实质上是机器人技术和机床技术相结合的产物。特点：1、优点：比刚度高、响应速度快及运动精度高。2.缺点：运动空间小、空间可转角度（灵活性）小、开放性差17、机床的传动原理如何表现？它与机床运动功能图的区别是什么？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。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。18、机床运动分配式的含义是什么？运动功能分配设计是确定运动功能式中“接地”的位置，用“·”符号表示，“·”符号左侧的运动由工件完成，右侧的运动由刀具完成。机床的运动功能式中添加上“·”接地符号后，称为运动分配式。19、机床总体结构概略设计过程大致如何？①确定末端执行件的概略形状与尺寸。②设计末端执行件与其相邻的下一个功能部件的结合部的形式，概略尺寸选择并确定导轨的类型及尺寸。③根据导轨接合部的设计结果和该运动的行程尺寸，同时考虑部件的刚度要求，确定下一个功能部件（即滑台侧）的概略形状与尺寸。④重复上述过程，直到基础支承件（底座、立柱、床身等）设计完毕。⑤若要进行机床结构模块设计，可将功能部件细分成子部件，根据制造厂的产品规划，进行模块提取与设置。⑥初步进行造型与色彩设计。⑦机床总体结构方案的综合评价。20、机床的主参数及尺寸参数根据什么确定？机床主参数：代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。《GB/T15375-94金属切削机床型号编制方法》尺寸参数—指机床的主要结构尺寸参数,包括:①与被加工件有关的尺寸：②标准化工具或夹具的安装面尺寸21、机床的运动参数如何确定？驱动方式如何选择？数控机床与普通机床确定方法有什么不同？1、主运动参数迴转式主运动的机床其主运动参数为主轴转速①最低（nmin）和最高（nmax）转速的确定②主轴转速的合理排列③标准公比φ值和标准转速数列④公比的选用⑤变速范围Rn，公比φ和级数Z的关系2、进给量的确定3、变速形式与驱动方式选择驱动方式：电动机驱动、液压驱动驱动方式的选择主要是根据机床的变速形式和运动特性要求来确定的。数控机床一般采用伺服电动机无机变速形式其他机床多采用有级变速形式或无极与有级变速的组合形式22、机床的动力参数如何确定？数控机床与普通机床的确定方法有什么不同？动力参数：机床驱动的各种电动机的功率或扭矩。通过类比法、相似机床试验法和计算方法确定对于数控机床的进给运动，伺服电动机按扭矩选择23、机床主传动系都有哪些类型？由哪些部分组成？1、按驱动主传动的电动机类型2、按传动装置类型分机械传动、液压传动、电气传动、以及它们的组合3、按变速的连续性分级变速传动和无级变速传动24、什么是传动组的级比和级比指数？常规变速传动系的各传动组的级比指数有什么规律？级比：指主动轴上同一点传往被动轴相邻两传动线的比值或：变速组内相邻传动比之比，即较大的传动比与相邻的较小传动比之比级比指数：级比中的指数Xi值，它的物理意义为相邻两传动线与被动轴交点之间相距的格数设计时要使主轴转速为连续的等比数列，必须有一个变速组的级比指数为1，称此变速组为基本组。基本组的级比指数用X0表示，X0=1，第二扩大组的作用是将第一扩大组扩大的变速范围第二次扩大，其级比指数为X2等于基本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积如有更多的变速组，则依次类推。34、数控机床主传动系设计有哪些特点？数控机床主传动系设计特点：1、主传动采用直流或交流电动机无级调速2、数控机床驱动电动机和主轴功率特性的匹配设计3、数控机床高速主传动设计35、进给传动系设计要能满足的基本要求是什么？进给传动系设计应满足的基本要求：1、足够的静刚度和动刚度。2、良好的快速响应性，低速微量进给不爬行，运动平稳，灵敏度高。3、抗振性好，不会因摩擦自振而引起传动件的抖动或齿轮传动冲击。4、足够的调速范围：保证实现所要求的进给量，适应不同材料，不同刀具，不同零件要求的加工，传递较大扭矩。5、传动精度、定位精度要高。6、结构简单，加工、装配工艺性好，调整维修方便，操纵轻便灵活。36、试述进给传动与主传动相比较，有哪些不同的特点？1、进给传动是恒扭矩传动（驱动进给运动的传动件是恒扭矩传动）2、进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速故各传动件（包括轴和齿轮）受的扭矩为：Ti=T末·n末/ni=T末·ui3、进给传动的转速图为前疏后密结构4、进给传动的变速范围降 ，变速范围Rn≤1437、进给伺服系的驱动部件有哪几种类型？其作用和应用范围怎么样？伺服驱动部件：1、步进电机：将电脉冲信号变换成角位移（或线位移）的一种机电式数模转换器适用于中、小型机床和速度季度要求不高的地方2、直流伺服电机：一种能直接将电能转化为直线运动机械能的电力驱动装置常用于高速轻载的小型数控机床中3、交流伺服电机：将电动机的电压矢量或电流矢量作操作量，控制其幅值 和相位 常用于中小型数控机床38、试述滚珠丝杠螺母机构的特点，其支撑方式有哪几种？滚珠丝杠是将旋转运动转换成执行件的直线运动的运动转换机构载荷特点：主要承受轴向载荷，对丝杠轴承的轴向精度和刚度要求较高，采用角接触轴承或双向推力园柱滚子与滚针轴承的组合。滚珠丝杠的支承方式：1、一端固定，一端自由：用于短丝杠与竖直丝杠2、一端固定，一端简支：用于较长的卧式安装丝杠3、两端固定：用于长丝杠或高转速，要求高抗压刚度场合39、主轴部件应满足那些基本要求？主轴部件应满足的基本要求：1、旋转精度：概念：主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动的条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。影响因素：旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度径向跳动影响因素：主轴轴颈的园度、轴承滚道及滚子园度、主轴及回转件的动平衡。轴向跳动影响因素：轴承支承端面，轴肩的垂直度，止推轴承的滚道及滚子误差。轴、径向跳动影响因素：主轴主要定心面的轴、径向跳动（锥孔误差，mol精度。）2、刚度：概念：主轴部件的刚度指其在外载荷作用下抵抗变形的能力静刚度：作用力是静力引起的弹性变形动刚度：作用力是交变力引起的弹性变形影响因素：主轴的尺寸和形状，滚动轴承的类型和数量、预紧和配置形式、传动件的布置方式、主轴部件的制造和装配质量3、抗振性：概念：抗振性指抵抗受迫振动和自激振动的能力影响因素：主轴部件的静刚度，质量分布及阻尼4、升温和热变形5、精度保持性：概念精度保持性指长期地保持其原始