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1、数控机床基础知识 课程大纲 一.常用物料的认识（机械部分 ） 二.常用物料的认识（电气部分 ） 一.常用物料的认识 机械部分 目 录 1.1 铸件 1.2 功能部件 1.3. 小零件及标准件 一.常用物料的认识 铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶 炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注 入预先准备好的铸型中，冷却后经落砂、清理和热处理等 ，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。 立式加工中心、卧式加工中心常用的五大铸件有：机 头、立柱、底座、鞍座、工作台。 龙门加工中心常用的七大铸件有：机头、鞍座、横 梁、左立柱、右立柱、底座、工作台 1.1铸件 一.常用物料的认识
2、立柱 机头 底座 工作台 鞍座 一.常用物料的认识 一.常用物料的认识 左立柱 右立柱 一.常用物料的认识 江诚 这里功能部件是指由若干装配在一起的零件所组成。在机械装配 过程中，这些零件先被装配成部件，然后才进入总装配。 机床的主要功能部件： 光机部分主要有主轴、滚珠螺杆、线型滑轨、打刀缸、润滑泵、内 防护（伸缩护罩、风琴护罩）等。 整机部分主要包括：水泵、油冷机、刀库、四轴等。 1.2功能部件 功能部件：主轴 2017年2月23日 主轴：机床主轴指的是机床上带动工件或工具旋 转的轴。机床所用主轴分为皮带式主轴、直结式主 轴、内藏式主轴、齿轮式主轴。 现在我们公司加工中心上常用的是皮带式主轴
3、和直 结式主轴。皮带式主轴是指主电机通过同步带与主轴 连接传递动力，直结式主轴是指主电机通过联轴器与 主轴连接传递动力。 功能部件：主轴 江诚 常见型号 ：皮带式BT40-8000 直结式BT40-12000 皮带式BT50-6000 传动形式刀柄形式最高转速 皮带式主轴 直结式主轴 功能部件：主轴 2017年2月23日 齿轮式主轴： BT50-6000 功能部件：主轴 2017年2月23日 主轴图纸 ： 功能部件：滚珠螺杆 2017年2月23日 滚珠螺杆（丝杠）：是一种钢珠介于螺帽与 螺杆之间做运动，将传统螺杆之滑动接触转换成滚动 接触然后在将螺帽内的钢珠回转运动转为直线运动的 传动机械组件
4、。 滚珠螺杆主要为螺杆、螺帽、钢珠、固定座、刮 刷器及回流管所构成的，依其循环系统的不同更分为 外循环式、内循环式、端塞循环式滚珠螺杆。我们公 司一般使用的是内循环式滚珠螺杆，品牌有HIWIN（ 上银）、PMI（银泰）、THK等等。 功能部件：滚珠螺杆 2017年2月23日 举例：（HIWIN）上银 X轴使用螺杆 型号 ：R40-8K5-FDC-1050-1347-0.008 螺纹方向：右旋 螺杆公称直径 导程 回流圈数 法兰式 双螺帽 特别码 螺纹长度 螺杆全长 精度等级 螺帽回流管数 功能性部件：导轨 2017年2月23日 导轨 对导轨的要求：高的导向精度、良好的精度保持 性、良好的摩擦特
5、性、运动平稳、高灵敏度、寿命 长。 一、滑动导轨 摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、工艺性好、 速度较低、 二、线性导轨 摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精度 高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、防护要求较 高。 功能性部件：线性滑轨 2017年2月23日 线性滑轨：用于直线往复运动场合，由钢珠在 滑块与导轨之间做无限滚动循环，负载平台能沿着滑 轨轻易的以高精度做线性运动。 功能部件：线性滑轨 2017年2月23日 举例：PMI(银泰) YHMC-V8L X轴 型号 ：MSA30LS2SSF1A+R1720-20/20PII 系列名称 尺寸 滑块种类 单支滑轨滑块数 密封垫片种类 预压形式
6、非标准滑块标记 滑轨种类 滑轨长度 滑轨末端孔距 精度等级 同平面滑轨使 用支数 滑轨起始端孔距 线性滑轨与滑动导轨 2017年2月23日 LONG SHENG PRECISION MACHINNERY Co.,LTD18 导轨面有安装 直线滚动导轨 导轨面由铸铁经 过特殊工艺，研 磨而成矩形滑动 导轨 功能性部件：打刀缸、增压缸 2017年2月23日 打刀缸是一种增力气液转换装置，压缩空气作 用于气缸活塞，产生推力，推动油缸活塞，使高于压 缩空气数倍的油压作用于压杆，产生推力，实现机械 装置的动作。一般配合使用在皮带式主轴上，作打刀 用。打刀缸的主要参数 增压缸是能将输入压力变换，以较高压力
7、输出 的液压元件。一般配合使用在直结式主轴上，作打刀 用。 功能性部件：打刀缸、增压缸 2017年2月23日2017年2月23日 打刀缸：（喜拿卡） 型号 ：BPT W -10 U 5 S 30 P 13 M 4.5 型号 两段行程缸 气压缸直径 适用机种 油压缸直径 单缸 气压源于6kgf/cm 时的出力 近接开关 总行程 有液位检出装置 预压行程 功能性部件：打刀缸、增压缸 2017年2月23日2017年2月23日2017年2月23日 增压缸：（喜拿卡） 型号 ：BPF W -10 U 39 M 70 FA 10 型号 两段行程缸 气压缸直径 适用机种 增压油压比 有液位检出装置 吐出量
8、安装方式 预压吐出量 功能部件：注油机 2017年2月23日 注油机（润滑泵）：用于机床设备中各润滑系 统中输送润滑油：通过机床移动多长时间，进行对油 路的供给。 润滑泵的主要注意 多少升容量，是否 满足机床的消耗。 功能部件：注油机油路图 2017年2月23日 功能部件：内防护 2017年2月23日 内防护：有钢板和不锈钢防护罩、风琴式防护罩， 具有密封好，能防铁屑，防冷却液。 伸缩护罩 风琴护罩 功能部件：水泵 2017年2月23日 水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动 机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量 增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化 液、悬乳液和液态金
9、属等，也可输送液体、气体混合 物以及含悬浮固体物的液体。 衡量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、 轴功率、水功率、效率等；根据不同的工作原理可分 为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室 容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水 的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵 等类型。 功能部件：水泵 2017年2月23日 机床上使用水泵多为离心泵。离心泵有 立式、卧式、单级、多级、单吸、双吸、自 吸式等多种形式。 立 式 泵 卧式泵 功能部件：水泵 2017年2月23日 机床上使用水泵主要：工件冷却水泵（主轴环形出水 ）、主轴中心冷却水泵、底盘冲屑水泵。 工件冷却水泵： 该系
10、统起工件表面冷却作用，是通 过水泵将冷却液吸至主轴箱侧，从竹 节管喷至工件表面。 功能部件：水泵 2017年2月23日 主轴环形出水： 该配置用于用户加工时对冷却液需 求较大时。标准机床的工件表面冷却 是通过水泵将冷却液吸至主轴箱侧， 从竹节管喷至工件表面。增加环形喷 水后，冷却液吸至主轴箱侧后分为两 路，一路继续通过竹节管喷出，另一 路进主轴后从主轴端面的出水口喷出 ，冷却工件表面。 功能部件：水泵 2017年2月23日 主轴中心冷却水泵： 该系统作为一般冷却方式的补充， 特别适合于深孔加工的冷却方式。根 据加工需要，通过编程控制该路冷却 液的通断，冷却液经主轴及刀具中心 直达被加工表面，可
11、大大提高冷却及 排屑效果。 由于该系统经过主轴送水，且较小 的中心出水刀具的出水孔很小，故该 系统用水需经过精密离心式过滤机过 滤。 功能部件：水泵 2017年2月23日 底盘冲屑水泵：该配置只适用与 立式加工中心。作用是将防护底 盘上的铁屑通过机床后面竹节管 喷出的高压冷却液冲到漏屑口漏 出，一般配合排屑器使用。 功能部件：油冷机 2017年2月23日 油冷机：机床主轴单元冷却系统主要的 设备。根据其用途有单泵、双泵区分。 当主轴长时间高速运转或重切削时， 主轴自身旋转摩擦产生的热量及切削发热 传导至主轴，使主轴受热而引起热变形， 从而导致加工精度丧失。主轴油冷系统是 平衡主轴温度的循环冷却
12、，能有效消除各 种原因引起的主轴热变形。在用户长时间 使用高速切削、重切削或对加工精度要求 较高时，建议加装主轴油冷系统。 功能部件：油冷机 2017年2月23日 功能部件：热交换器及电柜空调 2017年2月23日 热交换器：能保证电气控制 系统在运行时产生的热量，通 过两组完全分开的空气循环系 统将电箱内外热量转移。 电柜空调：吸收电控箱内部 热空气的热量，对其进行降 温、除湿、除尘处理，以达到 预定的工作温度，同时，电控 箱外循环空气流经冷凝器，将 其中的热量排放到空气中去。 功能部件：刀库 2017年2月23日 刀库系统的主要构件 刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一
13、种装置；其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库；改变了传统 以人为主的生产方式。由电脑程序的控制，可以完成各种不同的加 工需求，如铣削、钻孔、镗孔、攻牙等。大幅缩短加工时程，降低 生产成本；这是刀库系统的最大特点。 刀库主要是提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加 以定位，以进行刀具交换；换刀机构则是执行刀具交换的动作。刀库 必须与换刀机构同时存在，若无刀库则加工所需刀具无法事先储备； 若无换刀机构，则加工所需刀具无法自刀库依序更换，而失去降低非 切削时间的目的。此二者在功能及运用上相辅相成缺一不可。 刀库 功能部件：刀库 2017年2月23日 刀库的容量、布局，针对不同的机床，其形式
14、也有所不同，根据刀 库的容量、外型和取刀方式可概分为以下几种： a、斗笠式刀库 一般只能存16-24把刀具，斗笠式 刀库在换刀时整个刀库向主轴移动。当 主轴上的刀具进入刀库的卡槽时，主轴 向上移动脱离刀具，这时刀库转动。当 要换的刀具对正主轴正下方时主轴下移 ，使刀具进入主轴锥孔内，夹紧刀具后 ，刀库退回原来的位置。 功能部件：刀库 2017年2月23日 b、圆盘式刀库 圆盘式刀库通常应用在小型立式综合 加工机上。“圆盘刀库”一般俗称“盘式 刀库”，以便和“斗笠式刀库”、“链条 式刀库”相区分。圆盘式的刀库容量不大 ，顶多二、三十把刀。需搭配自动换刀机 构ATC(Auto Tools Chan
15、ge)进行刀具交 换。 功能部件：刀库 2017年2月23日 功能部件：刀库 2017年2月23日 c、链条式刀库 链条式刀库的特点是可储放较多数量之刀具，一般都在20把以 上，有些可储放120把以上。它是藉由链条将要换的刀具传到指定 位置，由机械手将刀具装到主轴上。换刀动作均采用马达加机械凸 轮的结构，此设计之结构简单、动作快速、确实、可靠，但是价格 较高，通常为客制化产品。 功能部件：排屑器 2017年2月23日 数控机床排屑机排屑器分为链板式排屑机、 刮板式排屑机、螺旋式排屑机、永磁性排屑机。 造型主要与钣金、排屑机电机的型号有关。 链板式排屑机可处理各类切屑。 功能部件：排屑器 201
16、7年2月23日 刮板排屑机是铜、铝、铸铁等碎屑除送之最 适合机型，在处理磨削加工中的金属砂粒、磨粒 ，以及各种金属碎屑效果比较好。 功能部件：排屑器 2017年2月23日 螺旋式排屑机主要用于机械加工过程中金 属、非金属材料所切割下来的颗粒状、粉状、块状 及卷状切屑的输送。可用于数控车床、加工中心或 其它机床安放空间比较狭窄的地方。与其他排屑装 置联合使用，可组成不同结构型式的排屑系统。 功能部件：数控转台 2017年2月23日 又称第四轴、小五轴。当客户加 工零件需回转加工或翻面加工时选 择，可提高一次装夹时的加工范围 ，减少多次装夹引起的装配误差， 能提高多面加工时的相对位置精度 。加工效率较高。 转台种类较多，主要根据客户工 件进行选择，机床的大小对转台大 小也有限制。 第四轴，可带动工件旋转，使工 件的多个待加工面处于与主轴垂直 位置。 功能部件：光栅尺 2017年2月23日 光栅尺：将原机床的半 闭环系统提升为全闭环系 统。直接检测至移动部件 上。作用是提高机床的定 位及重复定位精度。 功能部件：光栅尺 2017年2月23日 关于全闭环与半闭
