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1、第第2 2章章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构2.1概述概述2.2数控机床的总体布局数控机床的总体布局2.3数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统2.4数控机床的进给系统数控机床的进给系统2.5数控机床的导轨数控机床的导轨2.6数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置2.7数控机床的回转工作台数控机床的回转工作台本章要点本章要点下页下页返回返回图库图库溉盾坎徐者咎荚卢哉均的拾唱吓析类链溜睛柱豪压盛早槽锐巾羽廷偶可堡第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1 概述概述下页下页上页上页返回返回|数控机床机械结构的主要特点数控机床机械结构的主要特点|数控机床对机械结构的基本要
2、求数控机床对机械结构的基本要求|提高数控机床性能的措施提高数控机床性能的措施图库图库 从本质上说，数控机床和普通机床一样，也是一种经过切削将金属材从本质上说，数控机床和普通机床一样，也是一种经过切削将金属材料加工成各种不同形状零件的设备。早期的数控机床，包括目前部分改造、料加工成各种不同形状零件的设备。早期的数控机床，包括目前部分改造、改装的数控机床，大都是在普通机床的基础上，通过对进给系统的革新、改装的数控机床，大都是在普通机床的基础上，通过对进给系统的革新、改造而成的。因此，在许多场合，普通机床的构成模式、零部件的设计计改造而成的。因此，在许多场合，普通机床的构成模式、零部件的设计计算方法
3、仍然适用于数控机床。但是，随着数控技术（包括伺服驱动、主轴算方法仍然适用于数控机床。但是，随着数控技术（包括伺服驱动、主轴驱动）的迅速发展，为了适应现代制造业对生产效率、加工精度、安全环驱动）的迅速发展，为了适应现代制造业对生产效率、加工精度、安全环保等方面越来越高的要求，现代数控机床的机械结构已经从初期对普通机保等方面越来越高的要求，现代数控机床的机械结构已经从初期对普通机床的局部改造，逐步发展形成了自己独特的结构。特别是随着电主轴、直床的局部改造，逐步发展形成了自己独特的结构。特别是随着电主轴、直线电动机等新技术、新产品在数控机床上的推广应用，部分机械结构日趋线电动机等新技术、新产品在数控
4、机床上的推广应用，部分机械结构日趋简化，新的结构、功能部件不断涌现，数控机床的机械机构正在发生重大简化，新的结构、功能部件不断涌现，数控机床的机械机构正在发生重大的变化，虚拟轴机床的出现和实用化，使传统的机床结构面临着更严峻的的变化，虚拟轴机床的出现和实用化，使传统的机床结构面临着更严峻的挑战。挑战。茵溺涝撑框佳慌酶兼绚谴唐奔亲鞍匀撩不圃整裤指欠咙杂冯蔷嫁惮爽中径第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.1数控机床机械结构的主要特点数控机床机械结构的主要特点|结构简单、操作方便、自动化程度高结构简单、操作方便、自动化程度高 下页下页上页上页返回返回 数控机床需要根据数控系统的指令
5、，自动完成对进给速度、主数控机床需要根据数控系统的指令，自动完成对进给速度、主轴转速、道具运动轨迹以及其他机床辅助技能（如自动换刀，自动冷轴转速、道具运动轨迹以及其他机床辅助技能（如自动换刀，自动冷却）的控制。它必须利用伺服进给系统代替普通机床的进给系统，并却）的控制。它必须利用伺服进给系统代替普通机床的进给系统，并可以通过主轴调速系统实现主轴自动变速。因此，在机械结构上，数可以通过主轴调速系统实现主轴自动变速。因此，在机械结构上，数控机床的主轴箱、进给变速箱结构一般非常简单；齿轮、轴类零件、控机床的主轴箱、进给变速箱结构一般非常简单；齿轮、轴类零件、轴承的数量大为减少；电动机可以直接连接主轴
6、和滚珠丝杠，不用齿轴承的数量大为减少；电动机可以直接连接主轴和滚珠丝杠，不用齿轮；在使用直线电动机，电主轴的场合，甚至可以不用丝杠、主轴箱。轮；在使用直线电动机，电主轴的场合，甚至可以不用丝杠、主轴箱。在操作上，在操作上，它不像普通机床那样，需要操作者通过手柄进行调整和变它不像普通机床那样，需要操作者通过手柄进行调整和变速，操作机构比普通机床要简单多，速，操作机构比普通机床要简单多，许多机床甚至没有手动机械操作许多机床甚至没有手动机械操作系统。此外，由于数控机床的大部分辅助动作都可以通过数控系统的系统。此外，由于数控机床的大部分辅助动作都可以通过数控系统的辅助技能（辅助技能（M技能）进行控制，
7、因此，常用的操作按钮也较普通机床技能）进行控制，因此，常用的操作按钮也较普通机床少。少。结构简单、结构简单、 操作更方便，更简单操作更方便，更简单图库图库煮出嫉髓序鼠固许役宋肢鞋踩渡翌膀藉汇堆殊焉揍噬肋剪豪洋吼产仰补札第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.1数控机床机械结构的主要特点数控机床机械结构的主要特点|广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品下页下页上页上页返回返回 数控机床进行的是高速、高精度加工，再简化机械结构的数控机床进行的是高速、高精度加工，再简化机械结构的同时，对于机械传动装置和元件也提出了更高的要求。高效、无
8、同时，对于机械传动装置和元件也提出了更高的要求。高效、无间隙传动装置和元件在数控机床上去得了广泛的应用。如：滚珠间隙传动装置和元件在数控机床上去得了广泛的应用。如：滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨等高效执行部丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨等高效执行部件，不仅可以减少进给系统的摩擦阻力，提高传动效率；而且还件，不仅可以减少进给系统的摩擦阻力，提高传动效率；而且还可以使运动平稳和获得较高的定位精度。可以使运动平稳和获得较高的定位精度。 特别是随着新材料，新工艺的普及、应用，高速加工已经特别是随着新材料，新工艺的普及、应用，高速加工已经成为目前数控机床的发展方向之一，快
9、进速度达到了每分钟数十成为目前数控机床的发展方向之一，快进速度达到了每分钟数十米，甚至上百米，主轴转速达到了每分钟上万转、甚至十几万转，米，甚至上百米，主轴转速达到了每分钟上万转、甚至十几万转，采用电主轴、支线电动机、直线滚动导轨等新产品、新技术已势采用电主轴、支线电动机、直线滚动导轨等新产品、新技术已势在必行。在必行。图库图库晶矮关同佐蛙疾硅歪趟谣霖青殿诣碗函冒腾王瞄遣戈釉鸦族痛窘扇脑脉悍第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.1数控机床机械结构的主要特点数控机床机械结构的主要特点|具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件下页下页上页上页返回返
10、回 “工艺复合化工艺复合化”和和“功能集成化功能集成化”是无人化、柔性加工的基本是无人化、柔性加工的基本要求，也是数控机床最显著的特点和当前的发展方向。因此，自动换要求，也是数控机床最显著的特点和当前的发展方向。因此，自动换刀装置（刀装置（ATC）、动力刀架、自动换屑装置、自动润滑装置等特殊机）、动力刀架、自动换屑装置、自动润滑装置等特殊机械部件是必不可少，有的机床还带有自动工作台交换装置（械部件是必不可少，有的机床还带有自动工作台交换装置（APC）。）。 “功能集成化功能集成化”是当前数控机床的另一重要发展方向。在现代是当前数控机床的另一重要发展方向。在现代数控机床上，自动换刀装置、自动工作
11、台交换装置等已经成为基本装数控机床上，自动换刀装置、自动工作台交换装置等已经成为基本装置。随着数控机床向无人化、柔性化加工发展，功能集成化更多体现置。随着数控机床向无人化、柔性化加工发展，功能集成化更多体现在：工件的自动装卸、自动定位，刀具的自动对刀、破损检测、寿命在：工件的自动装卸、自动定位，刀具的自动对刀、破损检测、寿命管理，工件的自动测量和自动补偿功能上，因此，国外还新近开发了管理，工件的自动测量和自动补偿功能上，因此，国外还新近开发了集中突破传统机床界限，集钻、铣、镗、车、磨等加工于一体的所谓集中突破传统机床界限，集钻、铣、镗、车、磨等加工于一体的所谓“万能加工机床万能加工机床”，大大
12、提高了附加值，并随之不断出现新的机械部，大大提高了附加值，并随之不断出现新的机械部件。件。图库图库根警帅搏猪专鹿眷献自嘻拨喜呕潮林睦只厘议隔绪够衙便误这酶泳拘砰半第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.1数控机床机械结构的主要特点数控机床机械结构的主要特点|对机械结构、零部件的要求高对机械结构、零部件的要求高下页下页上页上页返回返回 高速、高效、高精度的加工要求，无人化管理以及工艺复高速、高效、高精度的加工要求，无人化管理以及工艺复合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生产率，同时，也合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生产率，同时，也必然会使机床的开机时间，工作负载随之增加
13、，机床必须在高必然会使机床的开机时间，工作负载随之增加，机床必须在高负荷下，长时间可靠工作。因此，对组成机床的各种零部件和负荷下，长时间可靠工作。因此，对组成机床的各种零部件和控制系统的可靠性要求很高。控制系统的可靠性要求很高。 此外，为了提高加工效率，充分发挥机床性能，数控机此外，为了提高加工效率，充分发挥机床性能，数控机床通常都能够同时进行粗细加工。这就要求机床技能满足大切床通常都能够同时进行粗细加工。这就要求机床技能满足大切削量的粗加工对机床的刚度、强度和抗震性的要求，而且也能削量的粗加工对机床的刚度、强度和抗震性的要求，而且也能达到精密加工机床对机床精度的要求。因此，数控机床的主轴达到
14、精密加工机床对机床精度的要求。因此，数控机床的主轴电机的功率一般比同规格的普通机床大，主要部件和基础件的电机的功率一般比同规格的普通机床大，主要部件和基础件的加工精度通常比普通机床高，对组成机床各部件的动、静态性加工精度通常比普通机床高，对组成机床各部件的动、静态性能以及热稳定性的精度保持性也提出了更高的要求。能以及热稳定性的精度保持性也提出了更高的要求。图库图库壳黔哗咖痛倔董研景古勒伸忆开玖顾尧蓬题锄坚靛劫寸抿得袍卷伍徽碳膛第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.2数控机床对机械结构的基本要求数控机床对机械结构的基本要求|具有较高的静、动刚度和良好抗震性具有较高的静、动刚度和
15、良好抗震性下页下页上页上页返回返回图库图库 机床的刚度反映了机床机构抵抗变形的能力，。机床机床的刚度反映了机床机构抵抗变形的能力，。机床变形产生的误差，通常很难通过调整和补偿的方法予以彻变形产生的误差，通常很难通过调整和补偿的方法予以彻底的解决。为了满足数控机床高效、高精度、高可靠性以底的解决。为了满足数控机床高效、高精度、高可靠性以及自动化的要求，与普通机床相比，数控机床应具有更高及自动化的要求，与普通机床相比，数控机床应具有更高的精刚度。此外，为了充分发挥机床的效率，加大切削用的精刚度。此外，为了充分发挥机床的效率，加大切削用量，还必须提高机床的抗震性，避免切削时产生的共振和量，还必须提高
16、机床的抗震性，避免切削时产生的共振和颤振。而提高机构的动刚度是提高机床抗震性的基本途径。颤振。而提高机构的动刚度是提高机床抗震性的基本途径。 谊叛帆世铸捎椽萝拔蝶凄碧盟纱淑勺泞殷郁貌棍攫逛帖玫幼爹啦艇卞滤实第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.2数控机床对机械结构的基本要求数控机床对机械结构的基本要求|具有较好的热稳定性具有较好的热稳定性下页下页上页上页返回返回图库图库 机床的热变性是影响机床加工精度的主要因素之一。机床的热变性是影响机床加工精度的主要因素之一。由于数控机床的主轴转速、快速进给都远远超过普通机床，由于数控机床的主轴转速、快速进给都远远超过普通机床，机床又长时间
17、处于连续工作状态，电动机、丝杠、轴承、机床又长时间处于连续工作状态，电动机、丝杠、轴承、导轨的发热都比较严重，加上高速切削产生的切屑的影响，导轨的发热都比较严重，加上高速切削产生的切屑的影响，使得数控机床的热变性影响比普通机床要严重得多。虽然使得数控机床的热变性影响比普通机床要严重得多。虽然在先进的数控系统具有热变性补偿功能，但是它并不能完在先进的数控系统具有热变性补偿功能，但是它并不能完全消除热变性对于加工精度的影响，在数控机床上还应采全消除热变性对于加工精度的影响，在数控机床上还应采取必要的措施，尽可能减小机床的热变性。取必要的措施，尽可能减小机床的热变性。宝无耽兽铆龄凄刷讲善遣介青蔑媒牡
18、硅赶隅图炯窃瓮募蔡盆格竹听程蓬侗第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.2数控机床对机械结构的基本要求数控机床对机械结构的基本要求|具有较高的运动精度和良好的低速稳定性具有较高的运动精度和良好的低速稳定性下页下页上页上页返回返回图库图库 利用伺服系统代替普通机床的进给系统是数控机床的利用伺服系统代替普通机床的进给系统是数控机床的主要特点。伺服系统最小的移动量（脉冲当量），一般只有主要特点。伺服系统最小的移动量（脉冲当量），一般只有0.001mm，甚至更小；最低进给速度，一般只有，甚至更小；最低进给速度，一般只有1mm/min，甚至更低。这就要求进给系统具有较高的运动精度，良好，
19、甚至更低。这就要求进给系统具有较高的运动精度，良好的跟踪性能和低速稳定性，才能对数控系统的位置指令做出的跟踪性能和低速稳定性，才能对数控系统的位置指令做出准确的响应，从而得到要求的定位精度。准确的响应，从而得到要求的定位精度。 传动装置的间隙直接影响着机床的定位精度，虽然在传动装置的间隙直接影响着机床的定位精度，虽然在数控系统中可以通过间隙补偿、单向定位等措施减小这一影数控系统中可以通过间隙补偿、单向定位等措施减小这一影响，但不能完全消除。特别是对于非均匀间隙，必须机械消响，但不能完全消除。特别是对于非均匀间隙，必须机械消除间隙措施，才能得到较好的解决。除间隙措施，才能得到较好的解决。却庙鲁地
20、铝奔顷蔼冻危舞澳新熙屎斡等照走畜践简羞葫作焕箔鲤斧矮栏猿第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.2数控机床对机械结构的基本要求数控机床对机械结构的基本要求|具有良好的操作、安全防护性能具有良好的操作、安全防护性能下页下页上页上页返回返回图库图库 方便、舒适的操作性能，是操作者普遍关心的问题。在方便、舒适的操作性能，是操作者普遍关心的问题。在大部分数控机床上，刀具和工件的装卸、刀具和夹具的调整、大部分数控机床上，刀具和工件的装卸、刀具和夹具的调整、还需要操作者完成，机床的维修更离不开人，而且由于加工效还需要操作者完成，机床的维修更离不开人，而且由于加工效率的提高，数控机床的工件装
21、卸可能比普通机床更加频繁，因率的提高，数控机床的工件装卸可能比普通机床更加频繁，因此良好的操作性能是数控机床设计时必须的问题。数控机床是此良好的操作性能是数控机床设计时必须的问题。数控机床是一种高度自动化的加工设备，动作复杂，高速运动部件较多，一种高度自动化的加工设备，动作复杂，高速运动部件较多，对机床动作互锁、安全防护性能的要求也比普通机床要高很多。对机床动作互锁、安全防护性能的要求也比普通机床要高很多。同时，数控机床一般都有高压、大流量的冷却系统，为了防止同时，数控机床一般都有高压、大流量的冷却系统，为了防止切屑、冷却液的飞溅，数控机床通常都应采用封闭和半封闭的切屑、冷却液的飞溅，数控机床
22、通常都应采用封闭和半封闭的防护形式，增加防护性能。防护形式，增加防护性能。 窍侗咽此爵填颅飘搭遭秩摸癌掘算搂鲍痪猫丛茵职磷咖朋柏蕉汞氨剁掣芜第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.3提高数控机床性能的措施提高数控机床性能的措施|合理选择数控机床的总体布局合理选择数控机床的总体布局 下页下页上页上页返回返回图库图库 机床的总体布局直接影响到机床的结构和性能。合理选择机床的总体布局直接影响到机床的结构和性能。合理选择机床布局，不但可以使机械结构更简单、合理、经济，而且能提机床布局，不但可以使机械结构更简单、合理、经济，而且能提高机床刚度、改善机床受力情况，提高热稳定性和操作性能，使
23、高机床刚度、改善机床受力情况，提高热稳定性和操作性能，使机床满足数控化的要求。如：在数控机床上采用斜床身布局，可机床满足数控化的要求。如：在数控机床上采用斜床身布局，可以改善受力情况，提高床身的刚度，提高操作性能。卧式数控镗以改善受力情况，提高床身的刚度，提高操作性能。卧式数控镗床采用床采用T形床身，框架结构双立柱、立柱移动式（形床身，框架结构双立柱、立柱移动式（Z）布局，可以）布局，可以减少机床的机构层次，大大提高机床结构刚度和加工精度，精度减少机床的机构层次，大大提高机床结构刚度和加工精度，精度的稳定性好，热变性的影响小。在高速加工机床上，则通过采用的稳定性好，热变性的影响小。在高速加工机
24、床上，则通过采用固定门式立柱、固定门式立柱、“箱中箱箱中箱”等特殊的布局型式，以最大限度地降等特殊的布局型式，以最大限度地降低运动部件的质量，提高机床部件的快进速度和加速度，以满足低运动部件的质量，提高机床部件的快进速度和加速度，以满足高速加工的需要。高速加工的需要。凛狭迅桑湍熏驴剖嘶碱笋挽迎季月沦臣完膝菇过饮开提儒察狰肿轧落绽茨第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.3提高数控机床性能的措施提高数控机床性能的措施|提高结构件的刚度提高结构件的刚度下页下页上页上页返回返回图库图库 结构的刚度直接影响机床的精度和动态性能。机床结构的刚度直接影响机床的精度和动态性能。机床的刚度主要
25、决定于组成机械系统的部件质量、刚度、阻尼、的刚度主要决定于组成机械系统的部件质量、刚度、阻尼、固有频率以及负载激振频率等。提高机床结构刚度主要措施固有频率以及负载激振频率等。提高机床结构刚度主要措施有：改善机械部分构件；利用平衡机构补偿部件变性；改善有：改善机械部分构件；利用平衡机构补偿部件变性；改善并构件间的连接形式；缩短传动链，适当加大传动轴，对轴并构件间的连接形式；缩短传动链，适当加大传动轴，对轴承和滚珠丝杠等传动部件进行预紧等等。承和滚珠丝杠等传动部件进行预紧等等。苑卑顷兽并倾祖篱邻滩歼石蒋雨茄觉酉悲秤筹财亡焦乾氢焕慎哺乞阉芋秤第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.3
26、提高数控机床性能的措施提高数控机床性能的措施|提高机床抗振性提高机床抗振性下页下页上页上页返回返回图库图库 高速转动零部件的动态不平衡力与切削产生的振动，高速转动零部件的动态不平衡力与切削产生的振动，是引起机床振动的主要原因。提高数控机床抗振性的主要措施是引起机床振动的主要原因。提高数控机床抗振性的主要措施有：对机床高速转旋转部件，特别是主轴部件进行动平衡，对有：对机床高速转旋转部件，特别是主轴部件进行动平衡，对传动部件进行消隙处理，减少机床激振力；提高机械部件的静传动部件进行消隙处理，减少机床激振力；提高机械部件的静态刚度和固有频率，避免共振，在机床结构大件中充填阻尼材态刚度和固有频率，避免
27、共振，在机床结构大件中充填阻尼材料，在大件表面喷涂阻尼涂层抑制振动等。料，在大件表面喷涂阻尼涂层抑制振动等。抒研凸唆捏歹澡效畦肤耿胡离谴梯粘即管困烤啄戌斜诫查迎瞬驾馏厨讼敷第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.3提高数控机床性能的措施提高数控机床性能的措施|改善机床的热变形改善机床的热变形下页下页上页上页返回返回图库图库 引起机床热变形的主要原因是机床内部热源发热，摩引起机床热变形的主要原因是机床内部热源发热，摩擦以及切削产生的发热。减少机床热变形的措施主要有：擦以及切削产生的发热。减少机床热变形的措施主要有：采用采用伺服电动机和主轴电动机、变量泵等低能耗执行元件，减少热伺服
28、电动机和主轴电动机、变量泵等低能耗执行元件，减少热量的产生；简化传动系统的结构，减少传动齿轮、传动轴，采量的产生；简化传动系统的结构，减少传动齿轮、传动轴，采用低摩擦系数的导轨和轴承，减少摩擦发热；改善散热条件、用低摩擦系数的导轨和轴承，减少摩擦发热；改善散热条件、增加隔热措施、对发热部件（如：电柜、丝杆、油箱等）进行增加隔热措施、对发热部件（如：电柜、丝杆、油箱等）进行强制冷却，吸收热量，避免温升；采用对称结构设计，使部件强制冷却，吸收热量，避免温升；采用对称结构设计，使部件均匀受热；对切削部分采用高压、大流量冷却系统冷却均匀受热；对切削部分采用高压、大流量冷却系统冷却等等。等等。征倾牟上倔
29、宇费蹈码儿戊沫迂吩咨上根恤擒候茨坞嘉瞒宛敏礁喘朗续砖啮第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.1.3提高数控机床性能的措施提高数控机床性能的措施|保证运动的精度和稳定性保证运动的精度和稳定性下页下页上页上页返回返回图库图库 机床的运动精度和稳定性，不仅和数控系统的分辨率、机床的运动精度和稳定性，不仅和数控系统的分辨率、伺服系统的精度的稳定性有关，而且还在很大程度上取决于机伺服系统的精度的稳定性有关，而且还在很大程度上取决于机械传动的精度。传动系统的刚度、间隙、摩擦死区、非线性环械传动的精度。传动系统的刚度、间隙、摩擦死区、非线性环节都对机床的精度和稳定性产生很大的影响。减小运动部件
30、的节都对机床的精度和稳定性产生很大的影响。减小运动部件的质量，采用低摩擦系数的导轨和轴承以及滚珠丝杆副、静压导质量，采用低摩擦系数的导轨和轴承以及滚珠丝杆副、静压导轨、直线滚动导轨、塑料滑动导轨等高效执行部件，可以减少轨、直线滚动导轨、塑料滑动导轨等高效执行部件，可以减少系统的摩擦阻力，提高运动精度，避免低速爬行。缩短传动链，系统的摩擦阻力，提高运动精度，避免低速爬行。缩短传动链，对传动部件进行消隙，对轴承和滚珠丝杠进行预紧，可以减消对传动部件进行消隙，对轴承和滚珠丝杠进行预紧，可以减消机械系统的间隙和非线性影响，提高机床的运动精度和稳定性。机械系统的间隙和非线性影响，提高机床的运动精度和稳定
31、性。古雀坦暑募信卞亚祷挟卒尔厌茂辛樱荫砌页竿忿茎龄赤惹香幻瘴罐愧闲氨第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2 数控机床的总体布局数控机床的总体布局|数控车床的常用布局形式数控车床的常用布局形式|卧式数控镗铣床（卧式加工中心）卧式数控镗铣床（卧式加工中心）的常用布局形式的常用布局形式 |立式数控镗铣床（立式加工中心）立式数控镗铣床（立式加工中心）的常用布局形式的常用布局形式|数控机床交换工作台的布局数控机床交换工作台的布局|高速加工数控机床的特殊布局高速加工数控机床的特殊布局 |虚拟轴机床虚拟轴机床下页下页上页上页返回返回图库图库离牟拂霹擦挚揩奴琼徘瓢托咋说铣酸沙奢个冕语戍蕾船淳聋
32、众雀并韩咕恶第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.1数控车床的常用布局形式数控车床的常用布局形式平床身平床身斜床身斜床身立式床身立式床身 图图2-1 数控车床的三种常用布局数控车床的三种常用布局(a)平床身布局平床身布局(b)斜床身布局斜床身布局(c)立式床身布局立式床身布局| 常用布局形式常用布局形式下页下页上页上页返回返回图库图库 这三种布局方式各有特点，一般经济型、普及型数控车这三种布局方式各有特点，一般经济型、普及型数控车床以及数控化改造的车床，大都采用平床身；性能要求较高床以及数控化改造的车床，大都采用平床身；性能要求较高的中、小规格数控车床采用斜床身（有的机床是用
33、平床身斜的中、小规格数控车床采用斜床身（有的机床是用平床身斜滑板）；大型数控车床或精密数控车床采用立式床身。滑板）；大型数控车床或精密数控车床采用立式床身。 屎瞬卖脏拣佩碾晨衷赐五踏桥浅逝琳孰画憎识犁尸丑凸曾垛糕厨妻千间镑第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.1数控车床的常用布局形式数控车床的常用布局形式| 常用布局形式常用布局形式下页下页上页上页返回返回图库图库 斜床身布局的数控车床（导轨倾斜角度通常选择斜床身布局的数控车床（导轨倾斜角度通常选择45、60或或75），不仅可以在同等条件下，改善受力情况，而），不仅可以在同等条件下，改善受力情况，而且还可通过整体封闭式截面设计
34、，提高床身的刚度，特别且还可通过整体封闭式截面设计，提高床身的刚度，特别是自动换刀装置的布置较方便。而平床身、立式床身布局是自动换刀装置的布置较方便。而平床身、立式床身布局的机床受结构的局限，布置比较困难，限制了机床性能。的机床受结构的局限，布置比较困难，限制了机床性能。因此，斜床身布局的数控车床应用比较广泛。因此，斜床身布局的数控车床应用比较广泛。 利蹭柠坤芋并操咒士哄圭钧堂枪甲葬湾太孝晰墨峡骚饮梭傈良溯醛爱刊叹第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.1数控车床的常用布局形式数控车床的常用布局形式| 常用布局形式常用布局形式下页下页上页上页返回返回图库图库 在其他方面则三种布
35、局方式各具特点：在其他方面则三种布局方式各具特点： （1）热稳定性：）热稳定性：当主轴箱因发热使主轴轴线产生热变当主轴箱因发热使主轴轴线产生热变位时，斜床身的影响最小；斜床身、立式床身因排屑性能好，位时，斜床身的影响最小；斜床身、立式床身因排屑性能好，受切屑产生的热量影响也小。受切屑产生的热量影响也小。 （2）运动精度：）运动精度：平床身布局由于刀架水平布置，不受平床身布局由于刀架水平布置，不受刀架、滑板自重的影响，容易提高定位精度；立式床身受自重刀架、滑板自重的影响，容易提高定位精度；立式床身受自重的影响最大，有时需要加平衡机构消除；斜床身介于两者之间。的影响最大，有时需要加平衡机构消除；斜
36、床身介于两者之间。帜涣羽虞凭脯郑杰内剖儿菏抱腻鬃坡课竟闲仇族垃仓俗文砷呛耽答检奖竖第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.1数控车床的常用布局形式数控车床的常用布局形式| 常用布局形式常用布局形式下页下页上页上页返回返回图库图库 （3）加工制造）加工制造 ： 平床身的加工工艺性较好，部件精度平床身的加工工艺性较好，部件精度较容易保证。另外，平床身机床工件重量产生的变形方向竖直较容易保证。另外，平床身机床工件重量产生的变形方向竖直向下，它和刀具运动方向垂直，对加工精度的影响较小；立式向下，它和刀具运动方向垂直，对加工精度的影响较小；立式床身产生的变形方向正好沿着运动方向，对精度影
37、响最大；斜床身产生的变形方向正好沿着运动方向，对精度影响最大；斜床身介于两者之间。床身介于两者之间。 （4）操作、防护、排屑性能）操作、防护、排屑性能 ：斜床身的观察角度最好、斜床身的观察角度最好、工件的调整比较方便，平床身有刀架的影响，加上滑板突出前工件的调整比较方便，平床身有刀架的影响，加上滑板突出前方，观察、调整较困难。但是，在大型工件和刀具的装卸方面，方，观察、调整较困难。但是，在大型工件和刀具的装卸方面，平床身因其敞开面宽，起吊容易，装卸比较方便。立式床身因平床身因其敞开面宽，起吊容易，装卸比较方便。立式床身因切屑可以自由落下，排屑性能最好，导轨防护也较容易。在防切屑可以自由落下，排
38、屑性能最好，导轨防护也较容易。在防护罩的设计上，斜床身和立式床身结构较简单，安装也比较方护罩的设计上，斜床身和立式床身结构较简单，安装也比较方便；而平床身则需要三面封闭，结构较复杂，制造成本较高。便；而平床身则需要三面封闭，结构较复杂，制造成本较高。万屯失选陪虑怒咎亏舟阻潍铰爹负捻此敬训这跑贵墟摸灭辽福助蹿唇睁瞎第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.2卧式数控镗铣床（卧式数控镗铣床（卧式加工中心）的常用布）的常用布局形式局形式 卧式数控镗铣床（卧式加工中心）的布局形式种类较多，卧式数控镗铣床（卧式加工中心）的布局形式种类较多，其主要区别在于立柱的结构形式和其主要区别在于立柱的
39、结构形式和X、Z坐标轴的移动方式坐标轴的移动方式上（上（Y轴移动方式无区别）。轴移动方式无区别）。 单立柱单立柱框架结构双立柱框架结构双立柱图图2-2卧式数控镗铣床（卧式加工中心）常见的布局形式卧式数控镗铣床（卧式加工中心）常见的布局形式|常用的立柱常用的立柱下页下页上页上页返回返回图库图库 Z坐标轴的移动方式有工作台移动式（图坐标轴的移动方式有工作台移动式（图2-2a、b）和立柱移动式）和立柱移动式（图（图2-2c）两种。以上基本形式通过不同组合，还可以派生其他）两种。以上基本形式通过不同组合，还可以派生其他多种变形，如多种变形，如X、Z两轴都采用立柱移动，工作台完全固定的结构两轴都采用立柱
40、移动，工作台完全固定的结构形式；或形式；或X轴为立柱移动、轴为立柱移动、Z轴为工作台移动的结构形式等。轴为工作台移动的结构形式等。瞩碍恰线不叉丽鹿容刃夫辗叔铲酪耿卒嗡屈段参几栖框饥乍舜珐骤民逐涸第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.2卧式数控镗铣床（卧式数控镗铣床（卧式加工中心）的常用布）的常用布局形式局形式 下页下页上页上页返回返回图库图库 在图在图2-2所示的三种中、小规格卧式数控镗铣床（卧式加工中心）所示的三种中、小规格卧式数控镗铣床（卧式加工中心）常见的布局形式中，图常见的布局形式中，图2-2a所示的结构形式和传统的卧式镗床相所示的结构形式和传统的卧式镗床相同，多见于
41、早期的数控机床或数控化改造的机床；图同，多见于早期的数控机床或数控化改造的机床；图2-2b所示的所示的采用了框架结构双立柱、采用了框架结构双立柱、Z轴工作台移动式布局，为中、小规格卧轴工作台移动式布局，为中、小规格卧式数控机床常用的结构形式。图式数控机床常用的结构形式。图2-2c所示的采用了所示的采用了T形床身、框架形床身、框架结构双立柱、立柱移动式（结构双立柱、立柱移动式（Z轴）布局，为卧式数控机床典型结构。轴）布局，为卧式数控机床典型结构。 框架结构双立柱采用了对称结构，主轴箱在两立柱中间上、下框架结构双立柱采用了对称结构，主轴箱在两立柱中间上、下运动，与传统的主轴箱侧挂式结构相比，大大提
42、高了结构刚度。运动，与传统的主轴箱侧挂式结构相比，大大提高了结构刚度。另外，主轴箱是从左、右两导轨的内侧进行定位，热变形产生的另外，主轴箱是从左、右两导轨的内侧进行定位，热变形产生的主轴轴线变位被限制在垂直方向上，因此，可以通过对主轴轴线变位被限制在垂直方向上，因此，可以通过对Y轴的补偿，轴的补偿，减小热变形的影响。减小热变形的影响。耐馁腑段辕底赊凋斌载俘放圃捶霄吼抚撂酬氨靳一拣闷叉槐峦芬画鞭镑恕第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.2卧式数控镗铣床（卧式数控镗铣床（卧式加工中心）的常用布）的常用布局形式局形式 下页下页上页上页返回返回图库图库 T形床身布局可以使工作台沿床身
43、做形床身布局可以使工作台沿床身做X 方向移动时，在全行程方向移动时，在全行程范围内，工作台和工件完全支承在床身上，因此，机床刚性好，范围内，工作台和工件完全支承在床身上，因此，机床刚性好，工作台承载能力强，加工精度容易得到保证。而且，这种结构可工作台承载能力强，加工精度容易得到保证。而且，这种结构可以很方便地增加以很方便地增加X轴行程，便于机床品种的系列化、零部件的通用轴行程，便于机床品种的系列化、零部件的通用化和标准化。化和标准化。 立柱移动式结构的优点是：首先，这种形式减少了机床的结构立柱移动式结构的优点是：首先，这种形式减少了机床的结构层次，使床身上只有回转工作台、工作台，共三层结构，它
44、比传层次，使床身上只有回转工作台、工作台，共三层结构，它比传统的四层十字工作台，更容易保证大件结构刚性；同时又降低了统的四层十字工作台，更容易保证大件结构刚性；同时又降低了工件的装卸高度，提高了操作性能。其次，工件的装卸高度，提高了操作性能。其次，Z轴的移动在后床身上轴的移动在后床身上进行，进给力与轴向切削力在同一平面内，承受的扭曲力小，镗进行，进给力与轴向切削力在同一平面内，承受的扭曲力小，镗孔和铣削精度高。此外，由于孔和铣削精度高。此外，由于Z轴的导轨的承重是固定不变的，它轴的导轨的承重是固定不变的，它不随工件重量改变而改变，因此有利于提高不随工件重量改变而改变，因此有利于提高Z轴的定位精
45、度和精度轴的定位精度和精度的稳定性。但是，由于的稳定性。但是，由于Z轴承载较重，对提高轴承载较重，对提高Z轴的快速性不利，轴的快速性不利，这是其不足之处。这是其不足之处。蛹咀羔喂溢垢歹炽蹭伐权垮遇符兔度候竣闽纺症间锅琅绷羌洼宽攒私渺畔第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.3立式数控镗铣床（立式数控镗铣床（立式加工中心）的常用布）的常用布局形式局形式 下页下页上页上页返回返回图库图库立式数控镗铣床（立式加工中心）的布局形式与卧式数控镗铣床立式数控镗铣床（立式加工中心）的布局形式与卧式数控镗铣床类似，图类似，图2-3所示的是三种常见布局形式。所示的是三种常见布局形式。 这三种布局
46、形式中，图这三种布局形式中，图2-3a所示的结构形式是常见的工所示的结构形式是常见的工作台移动式数控镗铣床（立式加工中心）的布局，为中、小规格作台移动式数控镗铣床（立式加工中心）的布局，为中、小规格机床的常用结构形式；图机床的常用结构形式；图2-3b所示的采用了所示的采用了T形床身，形床身，X、Y、Z三三轴都是立柱移动式的布局，多见于长床身（大轴都是立柱移动式的布局，多见于长床身（大X轴行程）或采用交轴行程）或采用交换工作台的立式数控机床。这三种布局形式的结构特点，基本和换工作台的立式数控机床。这三种布局形式的结构特点，基本和卧式数控镗铣床（卧式加工中心）的对应结构相同。卧式数控镗铣床（卧式加
47、工中心）的对应结构相同。 同样，以上基本形式通过不同组合，还可以派生其他多种变同样，以上基本形式通过不同组合，还可以派生其他多种变形，如形，如X、Z两轴都采用立柱移动、工作台完全固定的结构形式，两轴都采用立柱移动、工作台完全固定的结构形式，或或X轴为立柱移动、轴为立柱移动、Z轴为工作台移动的结构形式等等。轴为工作台移动的结构形式等等。图图2-3立式数控镗铣床（立式加工中心）常见的布局形式立式数控镗铣床（立式加工中心）常见的布局形式琼锥魔汞澎迟芜名渺云悟速秘答阁影蔑等瞻狱词网脐卜靛锈迎蹄蹬西帜锗第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.4数控机床交换工作台的布局数控机床交换工作台的
48、布局 下页下页上页上页返回返回图库图库 为了提高数控机床的加工效率，在加工中心上经常采用双交换为了提高数控机床的加工效率，在加工中心上经常采用双交换工作台，进行工件的自动交换，以进一步缩短辅助加工时间，提工作台，进行工件的自动交换，以进一步缩短辅助加工时间，提高机床效率。高机床效率。 图图2-4a是移动式双交换工作台布局图，用于工作台移动是移动式双交换工作台布局图，用于工作台移动式加工中心。对于图示的初始状态，其工作过程是：首先在式加工中心。对于图示的初始状态，其工作过程是：首先在工工位工作台上装上工件，交换开始后，位工作台上装上工件，交换开始后，X轴自动运动到轴自动运动到工位的位置，工位的位
49、置，并松开工作台夹紧机构；交换机构通过液压缸或辅助电动机将机并松开工作台夹紧机构；交换机构通过液压缸或辅助电动机将机床上的工作台拉到床上的工作台拉到工位上；工位上；X轴再自动运动到轴再自动运动到工位的位置，交工位的位置，交换机构将装有工件的换机构将装有工件的工位工作台送到机床上，并夹紧。在机床工位工作台送到机床上，并夹紧。在机床进行工件加工的同时，操作者可以在进行工件加工的同时，操作者可以在工位装卸工件，准备第二工位装卸工件，准备第二次交换。这样就使得工件的装卸和机床加工可以同时进行，节省次交换。这样就使得工件的装卸和机床加工可以同时进行，节省了加工辅助时间，提高了机床的效率。了加工辅助时间，
50、提高了机床的效率。图图2-4所示的是两种常见的双交换工作台布局形式所示的是两种常见的双交换工作台布局形式征戴浓崩赠豢寸扁篷涛脖幻慈挥利板抹拜谁苔送嚣移桥晶揩怂辱涉蝎舷整第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.4数控机床交换工作台的布局数控机床交换工作台的布局 下页下页上页上页返回返回图库图库 图图2-4b 是回转式双交换工作台布局图，用于立柱移动是回转式双交换工作台布局图，用于立柱移动式加工中心。其工作过程是：首先在式加工中心。其工作过程是：首先在工位（装卸工位）工作工位（装卸工位）工作台上装上工件，交换开始后，台上装上工件，交换开始后，工位（加工工位）的工作台夹工位（加工工位
51、）的工作台夹紧机构自动松开；交换回转台抬起，进行紧机构自动松开；交换回转台抬起，进行180 回转，将回转，将工位工位上工作台转到上工作台转到工位的位置，并夹紧。在机床进行工件加工的工位的位置，并夹紧。在机床进行工件加工的同时，操作者可以在同时，操作者可以在工位装卸工件，准备第二次交换。工位装卸工件，准备第二次交换。 回转式双交换工作台的优点是交换速度快，定位精度高；回转式双交换工作台的优点是交换速度快，定位精度高；对冷却、切屑的防护容易；缺点是结构较复杂，占地面积大。对冷却、切屑的防护容易；缺点是结构较复杂，占地面积大。赵啸团捌递县坷匿阳防契拨赂傍假捍蓬敖怯生饼郑盛窘供忽假郡描切咯吃第2章数控
52、机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.4数控机床交换工作台的布局数控机床交换工作台的布局 下页下页上页上页返回返回图库图库 此外，还有一种通过双工作区，进行工件交换的布局形此外，还有一种通过双工作区，进行工件交换的布局形式（如图式（如图2-5所示），多用于长床身（所示），多用于长床身（X轴行程在轴行程在1500mm以上）以上），且，且X、Y、Z三轴都是立柱移动式的加工中心上。它的基本结三轴都是立柱移动式的加工中心上。它的基本结构和立柱移动式机床完全相同，区别仅在于利用中间防护，使构和立柱移动式机床完全相同，区别仅在于利用中间防护，使机床原工作台分成了两个相对独立的操作区域。其工作过程是
53、：机床原工作台分成了两个相对独立的操作区域。其工作过程是：立柱首先运动到立柱首先运动到区，对安装在该区的零件进行正常加工；与区，对安装在该区的零件进行正常加工；与此同时，操作者可以在此同时，操作者可以在区装卸工件。在区装卸工件。在区的零件加工完成区的零件加工完成后，通过后，通过X轴的快速移动，将立柱运动到轴的快速移动，将立柱运动到区，进行区，进行区零件区零件的加工；操作者可以在的加工；操作者可以在区装卸工件，如此循环。机床通过电区装卸工件，如此循环。机床通过电气控制系统实现严格的互锁，对于加工区的防护门也需要通过气控制系统实现严格的互锁，对于加工区的防护门也需要通过机电联锁装置予以封闭，确保机
54、床的安全性、可靠性。机电联锁装置予以封闭，确保机床的安全性、可靠性。 图图2-5 双工作区交换的布局图双工作区交换的布局图孔弊酱到苟回眨克鱼潭铰赠聋许之汽郧扫株郑蛀狮茧刺粳揉狂福霜得靠惊第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.5高速加工数控机床的特殊布局高速加工数控机床的特殊布局 下页下页上页上页返回返回图库图库图图2-6 高速加工机床布局高速加工机床布局1-X轴导轨轴导轨 2-内框内框 3-主轴箱主轴箱 4-Y轴导轨轴导轨立式数控机床采用的固定门式立柱布局形式立式数控机床采用的固定门式立柱布局形式卧式数控机床采用的卧式数控机床采用的“内外双框架内外双框架”结构布局结构布局 即
55、即“箱中箱箱中箱”（Box in Box)结构结构| 常用布局形式常用布局形式士艘究锚袜幻祟绍伊溜捧匹粉狂少邵戎俐醋偿裳浙丘今眯磨友歧屋界攒庐第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.2.6虚拟轴机床虚拟轴机床 下页下页上页上页返回返回图库图库图图2-7虚拟轴机床虚拟轴机床立式布局形式立式布局形式卧式布局形式卧式布局形式| 常用布局形式常用布局形式鞭潍儡呕呵发烛铝河凯池桐斑固估础搽束扯嘛状贤荚萧饵门箍菜赃存喀摈第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统|主传动的基本要求和变速方式主传动的基本要求和变速方式|主轴的联接形式主轴的联接
56、形式 |主轴部件的支承主轴部件的支承|电主轴与高速主轴系统电主轴与高速主轴系统|主轴部件的结构主轴部件的结构 下页下页上页上页返回返回图库图库怀植吩亥吃厄谢嗡勇缓义五偷比翠流夫番琴僳躺尖恫邵愚谣伍舱炼慢娘章第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.1主传动的基本要求和变速方式主传动的基本要求和变速方式下页下页上页上页返回返回图库图库 数控机床和普通机床一样，主传动系统也必须通过变速，才数控机床和普通机床一样，主传动系统也必须通过变速，才能使主轴获得不同的传递，以适应不同的加工要求，并且，在变能使主轴获得不同的传递，以适应不同的加工要求，并且，在变速的同时，还要求传递一定的功率和速
57、的同时，还要求传递一定的功率和 足够的转矩，满足切削的足够的转矩，满足切削的需要。需要。 | 数控机床作为高度自动化的设备，它对主传动系统的基本数控机床作为高度自动化的设备，它对主传动系统的基本要求有以下几点：要求有以下几点： 1)为了达到最佳的切削效果，一般都应在最佳的切削条件为了达到最佳的切削效果，一般都应在最佳的切削条件下工作，因此，主轴一般都要求能自动实现无级变速。下工作，因此，主轴一般都要求能自动实现无级变速。 2)要求机床主轴系统必须具有足够高的转速和足够大的功要求机床主轴系统必须具有足够高的转速和足够大的功率，以适应高效、高速的加工需要。率，以适应高效、高速的加工需要。阴寻位毖诉
58、成畦刮总尿邪剐敛耗茬壬真彼详箱杨滩带亿锻谩楼毅衫拓稗馒第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.1主传动的基本要求和变速方式主传动的基本要求和变速方式下页下页上页上页返回返回图库图库|主传动的变速方式主传动的变速方式 主传动的无极变速通常有以下三种方法：主传动的无极变速通常有以下三种方法： 1)采用交流主轴驱动系统实现无级变速传动，在早期的采用交流主轴驱动系统实现无级变速传动，在早期的数控机床或大型数控机床（主轴功率超过数控机床或大型数控机床（主轴功率超过100KW）上，也有采）上，也有采用直流主轴驱动系统的情况。用直流主轴驱动系统的情况。 2)在经济性、普及性数控机床上，为了降
59、低成本，可以在经济性、普及性数控机床上，为了降低成本，可以采用变频带变频电动机或普通交流电动机实现无级变速的方式。采用变频带变频电动机或普通交流电动机实现无级变速的方式。 3)在高速加工机床上，广泛使用主轴和电动机一体化的在高速加工机床上，广泛使用主轴和电动机一体化的新颖功能部件新颖功能部件-电主轴。电主轴的电动机转子和主轴一体，无电主轴。电主轴的电动机转子和主轴一体，无须任何传动件，可以使主轴达到每分钟数万转，甚至十几万转须任何传动件，可以使主轴达到每分钟数万转，甚至十几万转的高速。的高速。 但是，不管采用任何形式，数控机床的主传动系统结构都要但是，不管采用任何形式，数控机床的主传动系统结构
60、都要比普通机床简单得多。比普通机床简单得多。厕渺天檀译炳搂啃嫁肛嘿罪伊惺贝吮娟此力用魏颠绑棺斩好硫侍粟彰赘掇第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.1主传动的基本要求和变速方式主传动的基本要求和变速方式下页下页上页上页返回返回图库图库 3)为了降低噪声、减轻发热、减少振动，主传动系统应为了降低噪声、减轻发热、减少振动，主传动系统应简化结构，减少传动件。简化结构，减少传动件。 4)在加工中心上，还必须具有安装道具和刀具交换所需在加工中心上，还必须具有安装道具和刀具交换所需要的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和要的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和主轴、
61、刀库、机械手的正确啮合。主轴、刀库、机械手的正确啮合。 5)为了扩大机床的功能，实现对为了扩大机床的功能，实现对C轴的控制，主轴还需轴的控制，主轴还需安装位置检测装置，以便实现对主轴位置的控制。安装位置检测装置，以便实现对主轴位置的控制。打舌争补勿玄戮誉扯妙湛托催项匆肯次飘褐伞丁荣编懊往洪卫剃惮苹斗刀第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.2主轴的联接形式主轴的联接形式用辅助机械变速机构联结用辅助机械变速机构联结 定传动比的联接方式定传动比的联接方式 采用电主轴采用电主轴 | 常用联接形式常用联接形式下页下页上页上页返回返回图库图库驴狱捂鸵窍戍汰率是潮嘿完侮碍琢仰遗靛悉叁告坊书
62、病尸如蝶烛仟伏挖诺第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.2主轴的联接形式主轴的联接形式|用辅助机械变速机构联结用辅助机械变速机构联结下页下页上页上页返回返回图库图库 在大、中型数控机床上，为了使主轴在低速时获得大转矩和在大、中型数控机床上，为了使主轴在低速时获得大转矩和扩大恒功率调速范围，通常在使用无级变速传动的基础上，在扩大恒功率调速范围，通常在使用无级变速传动的基础上，在增加两级或三级辅助机械变速机构作为补充。通过分段变速方增加两级或三级辅助机械变速机构作为补充。通过分段变速方式，确保低速时的大扭矩，扩大恒功率调速范围，满足机床重式，确保低速时的大扭矩，扩大恒功率调速范围
63、，满足机床重切削时对扭矩的要求。切削时对扭矩的要求。 辅助机械变速机构的结构、原理和普通机床相同，可以通过辅助机械变速机构的结构、原理和普通机床相同，可以通过电磁离合器、液压或气动带动滑移齿轮等方式实现。辅助变速的电磁离合器、液压或气动带动滑移齿轮等方式实现。辅助变速的动作控制，可以通过数控系统的动作控制，可以通过数控系统的“自动传动级变换自动传动级变换”功能自动实功能自动实现。辅助机械变速机构的变速比应根据实际机床的参数进行选择，现。辅助机械变速机构的变速比应根据实际机床的参数进行选择，并尽可能保持功率曲线的连续。并尽可能保持功率曲线的连续。 图图2-8设晨板邵蝎孜浪础獭买桐熙拦碘衍贺耕慎绥
64、佐摸证咨廉撞哄哆迷妆枣蛆习第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.2主轴的联接形式主轴的联接形式|定传动比的联接方式定传动比的联接方式下页下页上页上页返回返回图库图库 在小型数控机床上，主电动机和主轴一般采用定传动比的联在小型数控机床上，主电动机和主轴一般采用定传动比的联结形式，或是主电动机和主轴直接连接的形式。在使用定传动结形式，或是主电动机和主轴直接连接的形式。在使用定传动比传动时，为了降低噪声与振动，通常采用比传动时，为了降低噪声与振动，通常采用V带和同步皮带传动。带和同步皮带传动。电动机和主轴直接连接的形式，可以大大简化主轴传动系统的电动机和主轴直接连接的形式，可以大大
65、简化主轴传动系统的结构，有效提高主轴刚度和可靠性。但是，其主轴的输出转矩、结构，有效提高主轴刚度和可靠性。但是，其主轴的输出转矩、功率、恒功率调速范围决定于主电动机本身。另外，主电动机功率、恒功率调速范围决定于主电动机本身。另外，主电动机的发热对主轴的精度有一定的影响。的发热对主轴的精度有一定的影响。遗妓谐见把跨靛扎玄梯疽猎茅孕压皆戈坟二诫泳蛙绘拦蝴再汞锌骤皱喉垫第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.2主轴的联接形式主轴的联接形式|采用电主轴采用电主轴下页下页上页上页返回返回图库图库 在高速加工机床上，大多数使用电动机转子和主轴一体的在高速加工机床上，大多数使用电动机转子和主
66、轴一体的电主轴，可以使主轴达到每分钟数万转、甚至十几万转的高速，电主轴，可以使主轴达到每分钟数万转、甚至十几万转的高速，主轴传动系统的结构更简单，刚性更好。主轴传动系统的结构更简单，刚性更好。 车床用电主轴车床用电主轴铣床用电主轴铣床用电主轴讹怕趴项树桅响虹宿跪界鸡醉膳壁脓俘率伐往丢站跨女么壁乒咳奈酷饲膝第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.3主轴部件的支承主轴部件的支承锥孔双列圆柱滚子轴承锥孔双列圆柱滚子轴承 双列推力角接触球轴承双列推力角接触球轴承 双列圆锥滚子轴承双列圆锥滚子轴承带凸肩的双列圆锥滚子轴承带凸肩的双列圆锥滚子轴承 | 常用主轴轴承常用主轴轴承下页下页上页上
67、页返回返回图库图库 主轴部件是数控机床的关键部件之一，它直接影响机床的加主轴部件是数控机床的关键部件之一，它直接影响机床的加工质量。主轴部件包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件工质量。主轴部件包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。等。 图图2-9主轴常用的几种滚动轴承主轴常用的几种滚动轴承 滚动轴承的精度有滚动轴承的精度有E级级(高级高级)、D级级(精密级精密级)、C级级(特精级特精级)、B级级(超精级超精级)四种等级。前轴承的精度一般比后轴承高一个精度四种等级。前轴承的精度一般比后轴承高一个精度等级。数控机床前支承通常采用等级。数控机床前支承通常采用B、C级精度的轴承级精度的轴承,后支
68、承则常后支承则常采用采用C、D级。级。 库异斤戚战朔小识轿宇器明扦糟圣鸿减这渝羞势撕瓢妊携境柠锰跟妇责尊第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.3主轴部件的支承主轴部件的支承采用后端定位采用后端定位,推力轴承布置在后支承的两侧推力轴承布置在后支承的两侧,轴向载荷由轴向载荷由后支承承受。后支承承受。采用前、后两端定位采用前、后两端定位,推力轴承布置在前、后支承的两外推力轴承布置在前、后支承的两外侧侧,轴向载荷由前支承承受轴向载荷由前支承承受,轴向间隙由后端调整。轴向间隙由后端调整。采用前端定位采用前端定位,推力轴承布置在前支承推力轴承布置在前支承,轴向载荷由前支承轴向载荷由前支承
69、承受。承受。|轴承的配置轴承的配置 合理配置轴承合理配置轴承,可以提高主轴精度可以提高主轴精度,降低温升降低温升,简化支承简化支承结构。在数控机床上配制轴承时结构。在数控机床上配制轴承时,前后轴承都应能承受径向前后轴承都应能承受径向载荷载荷,支承间的距离要选择合理支承间的距离要选择合理,并根据机床的实际情况配制并根据机床的实际情况配制轴向力的轴承。轴向力的轴承。 下页下页上页上页返回返回图库图库 图图2-10几种常见的轴承配置形式几种常见的轴承配置形式 冰增滁举硕钒沟旧榔友甩孤捞螟奈挽离观逛琉乡幕暇庚请友痔服讨蜜蒙吵第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.4电主轴与高速主轴系统
70、电主轴与高速主轴系统下页下页上页上页返回返回图库图库 在高速加工机床上在高速加工机床上,大多数使用电动机转子和主轴一体的电主大多数使用电动机转子和主轴一体的电主轴轴,可以使主轴达到每分钟数万转、甚至十几万转的高速可以使主轴达到每分钟数万转、甚至十几万转的高速,主轴传主轴传动系统的结构更简单、刚性更好。电主轴最早应用于磨床上动系统的结构更简单、刚性更好。电主轴最早应用于磨床上,随着随着高速加工机床的发展高速加工机床的发展,电主轴以其卓越的高速性能电主轴以其卓越的高速性能,被广泛用于其被广泛用于其他数控机床。虽然电主轴外形各不相同他数控机床。虽然电主轴外形各不相同,但其实质都是一只转子中但其实质都
71、是一只转子中空的电动机空的电动机(如图如图2-11 所示所示)。外壳有进行强制冷却的水槽。外壳有进行强制冷却的水槽,中空套中空套筒用于直接安装各种机床主轴。筒用于直接安装各种机床主轴。 从而取消了从主电动机到主轴之从而取消了从主电动机到主轴之间一切中间的机械传动环节间一切中间的机械传动环节(如传动带、齿轮、离合器等如传动带、齿轮、离合器等),实现了实现了主电动机主电动机 与机床主轴的一体化与机床主轴的一体化,使机床的主传动系统实现了所谓的使机床的主传动系统实现了所谓的“零传动零传动”。 媚退租封证跳批篇剐姐欠邀欠脏疙久示星崎醉浅坯凸络酌奎撑雀抨诣幸卯第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械
72、结构2.3.4电主轴与高速主轴系统电主轴与高速主轴系统机械结构最为简单机械结构最为简单,传动惯量小传动惯量小,因而快速响应性好因而快速响应性好,能实能实现极高的速度、加现极高的速度、加(减减)速度和定角度的快速准停速度和定角度的快速准停(C轴控制轴控制)。通过采用交流变频调速或磁场矢量控制的交流主轴驱动装通过采用交流变频调速或磁场矢量控制的交流主轴驱动装置置,输出功率大输出功率大,调速范围宽调速范围宽,并有比较理想的转矩并有比较理想的转矩功率特功率特性。性。可以实现了主轴部件的单元化。电主轴可独立做成标准功可以实现了主轴部件的单元化。电主轴可独立做成标准功能部件能部件,并由专业厂进行系列化生产
73、；机床生产厂只需根据并由专业厂进行系列化生产；机床生产厂只需根据用户的不同要求进行选用用户的不同要求进行选用,可很方便的组成各种性能的高速可很方便的组成各种性能的高速机床机床,符合现代机床设计模块化的发展方向。符合现代机床设计模块化的发展方向。|电主轴的主要特点电主轴的主要特点 下页下页上页上页返回返回图库图库主轴部件采用电主轴的传动方式有以下特主轴部件采用电主轴的传动方式有以下特点点:柿欢蛋磐磐磁琐缚习孙僚缓苏译佣报唐蛊状阮姻鳞旱栖圃宗演袒并咆兼平第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.4电主轴与高速主轴系统电主轴与高速主轴系统主电动机置于主轴前、后轴承之间。这种方式的优点是
74、主电动机置于主轴前、后轴承之间。这种方式的优点是:主轴单元的轴向尺寸较短主轴单元的轴向尺寸较短,主轴刚度高主轴刚度高,出力大出力大,较适用于中、较适用于中、大型高速加工中心大型高速加工中心,目前大多数加工中心都采用这种结构形目前大多数加工中心都采用这种结构形式。式。主电动机置于主轴后轴承之后主电动机置于主轴后轴承之后,即主轴箱和主电动机作轴即主轴箱和主电动机作轴向的同轴布置向的同轴布置(有的用联轴器有的用联轴器)。这种布局方式有利于减小电。这种布局方式有利于减小电主轴前端的径向尺寸主轴前端的径向尺寸,电动机的散热条件也较好。但整个主电动机的散热条件也较好。但整个主轴单元的轴向尺寸较大轴单元的轴
75、向尺寸较大,常用于小型高速数控机床常用于小型高速数控机床,尤其适用尤其适用于模具型腔的高速精密加工。于模具型腔的高速精密加工。 |电主轴的安装形式电主轴的安装形式 根据主电动机和主轴轴承相对位置的不同根据主电动机和主轴轴承相对位置的不同,高速高速电主轴有两种安装形式电主轴有两种安装形式:下页下页上页上页返回返回图库图库沥驶熟街岂紫辙姿锥嘎古龚它近恕墨疆贩藕骤盖除时角唉铅诺播腺氢妹诱第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.4电主轴与高速主轴系统电主轴与高速主轴系统|电主轴的发热及其解决方法电主轴的发热及其解决方法 下页下页上页上页返回返回图库图库 与一般的主轴部件不同与一般的主轴
76、部件不同,电主轴最突出的问题之一电主轴最突出的问题之一是内藏式高速主电动机的发热。由于主电动机旁边就是主轴是内藏式高速主电动机的发热。由于主电动机旁边就是主轴轴承轴承,电动机的发热会直接降低轴承的工作精度。如果主电电动机的发热会直接降低轴承的工作精度。如果主电动机的散热问题解决不好动机的散热问题解决不好,就会影响机床工作的可靠性。就会影响机床工作的可靠性。 为此为此,电主轴一般都采用外循环油一水冷却系统进电主轴一般都采用外循环油一水冷却系统进行冷却。即行冷却。即:在主电动机定子的外面加工有带螺旋槽的铝质在主电动机定子的外面加工有带螺旋槽的铝质外套外套(图图2-11) ,机床工作时机床工作时,冷
77、却水不断在该螺旋槽中流动冷却水不断在该螺旋槽中流动,从而把主电动机的热量及时、迅速地带走。从而把主电动机的热量及时、迅速地带走。 为了进一步降低主轴轴承的温升为了进一步降低主轴轴承的温升,轴承一般都采用轴承一般都采用油一气润滑系统。油一气润滑系统。 襟缝苗斟核碉几姥慎舟捞乾抄龙撕伙乓赎仔展凋惜驳驮阀舱拦刁沪汤键炳第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.4电主轴与高速主轴系统电主轴与高速主轴系统|电主轴的动平衡设计电主轴的动平衡设计下页下页上页上页返回返回图库图库 电主轴的最高转速一般在电主轴的最高转速一般在10000r/min以上以上,甚至高甚至高达达60000100000r/
78、min,主轴运转部分微小的不平衡量主轴运转部分微小的不平衡量,都会都会引起巨大的离心力引起巨大的离心力,造成机床的振动造成机床的振动,影响加工精度和表面质影响加工精度和表面质量量, 因此必须对电主轴进行严格的动平衡。因此必须对电主轴进行严格的动平衡。 采用电主轴后采用电主轴后,主轴和主轴上的零件都要经过十分主轴和主轴上的零件都要经过十分精密的加工、装配和调校精密的加工、装配和调校,一般要使主轴组件动平衡精度达到一般要使主轴组件动平衡精度达到0.4级以上的水平。级以上的水平。 在设计电主轴时在设计电主轴时,必须严格遵守结构对称性原则必须严格遵守结构对称性原则,键键连接和螺纹连接在电主轴上被禁止使
79、用。连接和螺纹连接在电主轴上被禁止使用。 毒缄擒墨邹迷市搀眶乌稿梁筷螟胸织央澡扎衷批其呜戈梆杖干仙婴宽地慌第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.4电主轴与高速主轴系统电主轴与高速主轴系统提高轴承尺寸公差及旋转精度。提高轴承尺寸公差及旋转精度。 采用角接触球轴承取代圆柱滚子轴承和推力球轴承。采用角接触球轴承取代圆柱滚子轴承和推力球轴承。 应减小径向截面尺寸应减小径向截面尺寸,以减小系统的体积以减小系统的体积,并有利于系统的并有利于系统的热传导。热传导。应尽量采用小而多的滚动体应尽量采用小而多的滚动体, 提高轴系的动刚度。提高轴系的动刚度。采用高强度、轻质保持架采用高强度、轻质保
80、持架,选择合理的引导方式选择合理的引导方式,。尽量采用配对轴承尽量采用配对轴承,以保证轴承的旋转精度与刚度。以保证轴承的旋转精度与刚度。|高速主轴系统的轴承配置要求高速主轴系统的轴承配置要求 下页下页上页上页返回返回图库图库 随着机床主轴高速化的发展随着机床主轴高速化的发展,在主轴传动代替传统机械传动在主轴传动代替传统机械传动后后,为适应高速传动为适应高速传动,并使并使 轴承可实现高速旋转轴承可实现高速旋转,且温升低、刚性且温升低、刚性好好,它对机床用轴承提出了更为严格的要求它对机床用轴承提出了更为严格的要求,这些要求概括起来有这些要求概括起来有以下几点以下几点:屠腆墙质斩补朵碾卿拯室制巴域飘
81、历什秩铱封酉命狙喊刨谷士偷靠椰廓雨第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.3.5主轴部件的结构主轴部件的结构主轴和电动机间采用的是传动带联接的定传动比传动方式主轴和电动机间采用的是传动带联接的定传动比传动方式采用电主轴采用电主轴 |两种卧式车床的主轴部件结构两种卧式车床的主轴部件结构 下页下页上页上页返回返回图库图库机床主轴部件的结构根据不同的机床有较大的差别机床主轴部件的结构根据不同的机床有较大的差别蝎赛桐愿哦朝饼蔽镐晋札焕妈闭娄婚肉陡约朗她邮棺镀慌糟硒绎鸦凝裁贤第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4 数控机床的进给传动系统数控机床的进给传动系统|数控机床对进给传
82、动系统的基本要求数控机床对进给传动系统的基本要求|数控机床进给传动系统的基本形式数控机床进给传动系统的基本形式 |直线电动机与高速进给单元直线电动机与高速进给单元|滚珠丝杠螺母副的原理滚珠丝杠螺母副的原理|滚珠丝杠螺母副的支承滚珠丝杠螺母副的支承|滚珠丝杠螺母副与电动机的联接滚珠丝杠螺母副与电动机的联接|滚珠丝杠螺母副的选择与计算（略）滚珠丝杠螺母副的选择与计算（略）下页下页上页上页返回返回图库图库炊所齿一枢迫捆朴魄盘移肚雄寺朵大您蛆你母献卡篙蹬述阔继勉不低中殆第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.1数控机床对进给系统的基本要求数控机床对进给系统的基本要求下页下页上页上页返回
83、返回图库图库|为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性等，在设计为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性等，在设计机械传动装置时，提出如下要求。机械传动装置时，提出如下要求。 1)提高传动部件的刚度。提高传动部件的刚度。 2)减小传动部件的惯量。减小传动部件的惯量。 3)减小传动部件的间隙减小传动部件的间隙 进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误差，进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误差，它存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工它存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工精度；因此，应尽量消除传动间隙，减小反向死区误差。设计精度；因此，应尽量消
84、除传动间隙，减小反向死区误差。设计中可采用消除间隙的联轴节及有消除间隙措施的传动副等方法。中可采用消除间隙的联轴节及有消除间隙措施的传动副等方法。 4)减小系统的摩擦阻力减小系统的摩擦阻力挚帕殃砌货壶仇大擒骇抵搬丫儡问靠啡闽憋菩小莉戍妄份咳虫侥捡难均雕第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.2数控机床进给系统的基本形式数控机床进给系统的基本形式下页下页上页上页返回返回图库图库滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副 静压丝杠螺母副静压丝杠螺母副 静压蜗杆蜗条副和齿轮齿条副静压蜗杆蜗条副和齿轮齿条副 直线电动机直接驱动直线电动机直接驱动涅芜境宴查弓懂濒剖卢秉故倡潜鸡刁艺句法升休究贸贡雄征谩杏
85、叹歉冗窿第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.3直线电动机与高速进给单元直线电动机与高速进给单元下页下页上页上页返回返回图库图库直线电动机的主要特点直线电动机的主要特点 高速进给单元的结构设计高速进给单元的结构设计 直线电动机进给系统设计注意点直线电动机进给系统设计注意点 巢饭葛辗瘪线雌肪硬捻俺盐眉翟掀法箩孕哼刃同邓盏贾赣抄急栗锯霄唐萝第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.3直线电动机与高速进给单元直线电动机与高速进给单元不需转换装置能直接实现直线运动不需转换装置能直接实现直线运动 可获得较高可获得较高旋转速度和转速旋转速度和转速 消除传动环节消除传动环节,
86、精度高、刚度大、稳定性好精度高、刚度大、稳定性好 | 采用直线电动机驱动的优点采用直线电动机驱动的优点下页下页上页上页返回返回图库图库效率和功率因数低，低速更明显效率和功率因数低，低速更明显 对驱动器要求高，受电源电压影响大对驱动器要求高，受电源电压影响大 和导轨、工作台成一体，要采取措施防止磁力和热变和导轨、工作台成一体，要采取措施防止磁力和热变形影响形影响 | 直线电动机的不足之处直线电动机的不足之处|直线电动机的主要特点直线电动机的主要特点擅贺暇涛型寂弱拄尤锯吹莉晚最呐凯嘎双哲啃蕴逮松皂踞静煎忧峙引硷灼第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.3直线电动机与高速进给单元直线
87、电动机与高速进给单元防磁问题防磁问题 散热问题散热问题 下页下页上页上页返回返回图库图库|直线电动机进给系统设计注意点直线电动机进给系统设计注意点殊啡泥捕脾掺材殴子礁讥谓弧墩意辛市细濒灿买萍囱妖兑窄泊价蒸迪男倔第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.4滚珠丝杠螺母副的原理滚珠丝杠螺母副的原理下页下页上页上页返回返回图库图库|滚珠丝杠螺母副的结构原理滚珠丝杠螺母副的结构原理 滚珠丝杠副是一种新型的传动机构，它的结构特点是具有螺滚珠丝杠副是一种新型的传动机构，它的结构特点是具有螺旋槽的丝杠螺母间装有滚珠作为中间传动件，以减少摩擦。图旋槽的丝杠螺母间装有滚珠作为中间传动件，以减少摩擦
88、。图中丝杠和螺母上都磨有圆弧形的螺旋槽，这两个圆弧形的螺旋中丝杠和螺母上都磨有圆弧形的螺旋槽，这两个圆弧形的螺旋槽对合起来就形成螺旋线滚道，在滚道内装有滚珠。当丝杠回槽对合起来就形成螺旋线滚道，在滚道内装有滚珠。当丝杠回转时，滚珠相对于螺母上的滚道滚动，因此丝杠与螺母之间基转时，滚珠相对于螺母上的滚道滚动，因此丝杠与螺母之间基本上为滚动摩擦。为了防止滚珠从螺母中滚出来，在螺母的螺本上为滚动摩擦。为了防止滚珠从螺母中滚出来，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置，使滚珠能循环流动。旋槽两端设有回程引导装置，使滚珠能循环流动。稿冈腔俯碾嗡梦疯侗懒梧凰钒籍沃胞泥衬唤框拣珊硫邓四搅储丛凌救吱进第2章数控机
89、床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.4滚珠丝杠螺母副的原理滚珠丝杠螺母副的原理下页下页上页上页返回返回图库图库|滚珠丝杠螺母副的结构原理滚珠丝杠螺母副的结构原理 目前国内外生产的滚珠丝杠副，可分为内循环及外循环目前国内外生产的滚珠丝杠副，可分为内循环及外循环两类。两类。外循环螺旋槽式滚珠丝杠副，在螺母的外圆上铣有螺旋槽，外循环螺旋槽式滚珠丝杠副，在螺母的外圆上铣有螺旋槽，并在螺母内部装上挡珠器，挡珠器的舌部切断螺纹滚道，迫并在螺母内部装上挡珠器，挡珠器的舌部切断螺纹滚道，迫使滚珠流入通向螺旋槽的孔中而完成循环。使滚珠流入通向螺旋槽的孔中而完成循环。内循环滚珠丝杠副，在螺母外侧孔中装有接
90、通相邻滚道的内循环滚珠丝杠副，在螺母外侧孔中装有接通相邻滚道的反向器，以迫使滚珠翻越丝杠的齿顶而进入相邻滚道。反向器，以迫使滚珠翻越丝杠的齿顶而进入相邻滚道。 响枕理埋弦宾薄熬彬履惯蚁埔沼整远拟密站彬晕谱执氖亭开塞太账贵喻皂第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.4滚珠丝杠螺母副的原理滚珠丝杠螺母副的原理下页下页上页上页返回返回图库图库|滚珠丝杠螺母副的预紧滚珠丝杠螺母副的预紧 常用的双螺母消除轴向间隙的结构型式有以常用的双螺母消除轴向间隙的结构型式有以下三种下三种 垫片调隙式垫片调隙式 螺纹调隙式螺纹调隙式齿差调隙式齿差调隙式单螺母变导程自预紧及单螺母钢球过盈预紧方式。单螺母
91、变导程自预紧及单螺母钢球过盈预紧方式。各种预紧方式的特点及适用场合见表各种预紧方式的特点及适用场合见表2-2人仿铰企剖棍胖保竣疟贾以沫助徐涉佰力限街近裔尉惠锌外疚剑擒汛蕾叉第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.5滚珠丝杠螺母副的支承滚珠丝杠螺母副的支承下页下页上页上页返回返回图库图库|滚珠丝杠螺母副的支承形式滚珠丝杠螺母副的支承形式|滚珠丝杠螺母副的支承轴承滚珠丝杠螺母副的支承轴承 螺母座、丝杠的轴承及其支架等刚性不足，将严重地影响滚珠丝杠副的传动螺母座、丝杠的轴承及其支架等刚性不足，将严重地影响滚珠丝杠副的传动刚度。因此，螺母座应有加强肋，以减少受力后的变形，螺母座与床身的
92、接触刚度。因此，螺母座应有加强肋，以减少受力后的变形，螺母座与床身的接触面积宜大，其连接螺钉的刚度也应高，定位销要紧密配合，不能松动。面积宜大，其连接螺钉的刚度也应高，定位销要紧密配合，不能松动。 滚珠丝杠常用推力轴承支承，以提高轴向刚度（当滚珠丝杠滚珠丝杠常用推力轴承支承，以提高轴向刚度（当滚珠丝杠的轴向负载很小时，也可用深沟球轴承支承）的轴向负载很小时，也可用深沟球轴承支承） 滚珠丝杠的支承方式有以下几种滚珠丝杠的支承方式有以下几种 一端装推力轴承一端装推力轴承一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承两端装推力轴承两端装推力轴承两端装推力轴承及深沟球轴承两端装推
93、力轴承及深沟球轴承身懒呐垮炎骆椿穆蔽硝庆仍酌送舶座歧职携樟蔬氦柠斑蒸亚耽诡葛粳迢兽第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.6滚珠丝杠螺母副与电动机的联接滚珠丝杠螺母副与电动机的联接下页下页上页上页返回返回图库图库滚珠丝杠螺母副与驱动电机的联接形式主要有以下三种滚珠丝杠螺母副与驱动电机的联接形式主要有以下三种 联轴器直接联接联轴器直接联接通过齿轮联接通过齿轮联接通过同步齿形带联接通过同步齿形带联接醒增谍瑰它蚜瘫纬丫低铲疽磺炉鞋跺垣庸琅念场芭升既肄京沦蓑灯射抹哉第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.4.7滚珠丝杠螺母副的选择与计算滚珠丝杠螺母副的选择与计算下页下页上页
94、上页返回返回图库图库 滚珠丝杠副的精度等级为滚珠丝杠副的精度等级为1、2、3、4、5、7、10级精度，级精度，代号分别为代号分别为1、2、3、4、5、7、10。其中。其中1级为最高，依次逐级为最高，依次逐级降低。级降低。 滚珠丝杠副的精度包括各元件的精度和装配后的综合精度，滚珠丝杠副的精度包括各元件的精度和装配后的综合精度，其中包括导程误差、丝杠大径对螺纹轴线的径向圆跳动、丝杠其中包括导程误差、丝杠大径对螺纹轴线的径向圆跳动、丝杠和螺母表面粗糙度、有预加载荷时螺母安装端面对丝杠螺纹轴和螺母表面粗糙度、有预加载荷时螺母安装端面对丝杠螺纹轴线的圆跳动、有预加载荷时螺母安装直径对丝杠螺纹轴线的径线的
95、圆跳动、有预加载荷时螺母安装直径对丝杠螺纹轴线的径向圆跳动以及滚珠丝杠名义直径尺寸变动量等。向圆跳动以及滚珠丝杠名义直径尺寸变动量等。 在开环数控机床和其他精密机床中，滚珠丝杠的精度直接在开环数控机床和其他精密机床中，滚珠丝杠的精度直接影响定位精度和随动精度。对于闭环系统的数控机床，丝杠的影响定位精度和随动精度。对于闭环系统的数控机床，丝杠的制造误差使得它在工作时负载分布不均匀，从而降低承载能力制造误差使得它在工作时负载分布不均匀，从而降低承载能力和接触刚度，并使预紧力和驱动力矩不稳定。因此，传动精度和接触刚度，并使预紧力和驱动力矩不稳定。因此，传动精度始终是滚珠丝杠最重要的质量指标。始终是滚
96、珠丝杠最重要的质量指标。蝎邻谎纤峡喀正蛹触集唯航立础坞肌乘茄赔盗吟画岗寨睦韧翔绣旬逗筷恕第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5数控机床的导轨数控机床的导轨|数控机床对导轨的基本要求数控机床对导轨的基本要求|数控机床导轨的种类与特点数控机床导轨的种类与特点 |滚动导轨的结构原理与特点滚动导轨的结构原理与特点|滚动导轨的选择与计算（略）滚动导轨的选择与计算（略）|滚动导轨的安装与使用滚动导轨的安装与使用下页下页上页上页返回返回图库图库凄酝论瘪踊始皑矾眉烁件匹麦叶痞患率脑娃豫艺梗谐烃除纵畜勺瞅柏雾活第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5.1数控机床对导轨的基本要求数控
97、机床对导轨的基本要求下页下页上页上页返回返回图库图库 机床上的直线运动部件都是沿着它的床身、立柱、横梁等上机床上的直线运动部件都是沿着它的床身、立柱、横梁等上的导轨进行运动的的导轨进行运动的,导轨的作用概括地说是对运动部件起导向和导轨的作用概括地说是对运动部件起导向和支承作用支承作用,导轨的制造精度及精度保持性对机床加工精变有着重导轨的制造精度及精度保持性对机床加工精变有着重要作用的影响。要作用的影响。 数控机床对导轨的要求主要有数控机床对导轨的要求主要有:导向精度高导向精度高精度保持性好精度保持性好足够的刚度足够的刚度良好的摩擦特性良好的摩擦特性此外此外,导轨结构工艺性要好导轨结构工艺性要好
98、,便于制造和装配便于制造和装配,便于检便于检验、调整和维修验、调整和维修,而且有合理的而且有合理的 导轨防护和润滑措施导轨防护和润滑措施等。等。芭姿烂纹扎硷袭愁阐萌奉妇神似鸟支富搭商萎堑祁蔓这甭啡缓殉哆言寺应第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5.2数控机床导轨的种类与特点数控机床导轨的种类与特点下页下页上页上页返回返回图库图库 导轨按接触面的摩擦性质可以分为滑动导轨、滚动导轨导轨按接触面的摩擦性质可以分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨三种和静压导轨三种,其中其中,数控机床最常用的是镶粘塑料滑动导数控机床最常用的是镶粘塑料滑动导轨和滚动导轨。轨和滚动导轨。滑动导轨滑动导轨滚动导轨
99、滚动导轨静压导轨静压导轨岸刃焙汾嘎邀号裔正颈视销脉甥纱碌叫逊救书敦给莉贞挟茹般客吝爆啥帧第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5.2数控机床导轨的种类与特点数控机床导轨的种类与特点下页下页上页上页返回返回图库图库|滑动导轨滑动导轨 滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优点优点,是机床上使用最广泛的导轨形式。但普通的铸铁一铸铁、是机床上使用最广泛的导轨形式。但普通的铸铁一铸铁、铸铁一淬火钢导轨铸铁一淬火钢导轨,存在的缺点是静摩擦系数大存在的缺点是静摩擦系数大,而且动摩擦因而且动摩擦因数随速度变化而变化数随速度变化而变化
100、,摩擦损失大摩擦损失大,低速低速(1 60mm/min)时易时易出现爬行现象出现爬行现象,降低了运动部件的定位精度。降低了运动部件的定位精度。 镶粘塑料导轨不仅可以满足机床对导轨的低摩擦、耐磨、镶粘塑料导轨不仅可以满足机床对导轨的低摩擦、耐磨、无爬行、高刚度的要求无爬行、高刚度的要求,同时又具有生产成本低、应用工艺简同时又具有生产成本低、应用工艺简单、经济效益显著等特点。因此单、经济效益显著等特点。因此,在数控机床上得到了广泛的在数控机床上得到了广泛的应用。应用。榆如期叫甲哀金咆竹迪晴杠绰厢驹跌瘸彪钩钩蝎咳死地邓堕惩喇例沙休甸第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5.2数控机床导
101、轨的种类与特点数控机床导轨的种类与特点下页下页上页上页返回返回图库图库|滚动导轨滚动导轨 滚动导轨是在导轨面之间放置滚珠、滚柱、滚针等滚动体滚动导轨是在导轨面之间放置滚珠、滚柱、滚针等滚动体,使导轨面之间的滑动摩擦变成为滚动摩擦。滚动导轨与滑动导使导轨面之间的滑动摩擦变成为滚动摩擦。滚动导轨与滑动导轨相比的优点是轨相比的优点是: 灵敏度高灵敏度高,且其动摩擦与静摩擦系数相差甚微且其动摩擦与静摩擦系数相差甚微,因而运动因而运动平稳平稳,低速移动时低速移动时,不易出现爬行现象。不易出现爬行现象。 定位精度高定位精度高,重复定位精度可达重复定位精度可达0.2m。 摩擦阻力小摩擦阻力小,移动轻便移动轻
102、便,磨损小磨损小,精度保持性好精度保持性好,寿命长。寿命长。但滚动导轨的抗振性较差但滚动导轨的抗振性较差,对防护要求较高。对防护要求较高。哩卢墟鹃生送倦贞赋器磕噎硝抗疲堪棕鬃英吓茨淡嚣羡瘪棕炒睛咕诀京岗第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5.2数控机床导轨的种类与特点数控机床导轨的种类与特点下页下页上页上页返回返回图库图库|滚动导轨滚动导轨 滚动导轨特别适用于机床的工作部件要求移动均匀滚动导轨特别适用于机床的工作部件要求移动均匀,运动灵运动灵敏及定位精度高的场合。这是滚动导轨在数控机床上得到广泛敏及定位精度高的场合。这是滚动导轨在数控机床上得到广泛应用的原因。根据滚动体的类型应
103、用的原因。根据滚动体的类型,滚动导轨有下列三种结构形式滚动导轨有下列三种结构形式: 滚珠导轨滚珠导轨滚柱导轨滚柱导轨滚针导轨滚针导轨根据滚动导轨是否预加负载根据滚动导轨是否预加负载,滚动导轨还可以分为预加载和滚动导轨还可以分为预加载和无预加载两类。无预加载两类。 俄义定卡障透挪况打钳踩递甄彦迄污恨椭茅爵靛誓峡焊阶唯团面说锨罐摹第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5.2数控机床导轨的种类与特点数控机床导轨的种类与特点下页下页上页上页返回返回图库图库|静压导轨静压导轨 静压导轨的滑动面之间开有油腔静压导轨的滑动面之间开有油腔,将有一定的油通过节流输将有一定的油通过节流输入油腔入油腔
104、,形成压力油膜形成压力油膜,浮起运动部件浮起运动部件,使导轨工作表面处于纯液使导轨工作表面处于纯液体摩擦体摩擦,不产生磨损不产生磨损,精度保持性好。同时摩擦系数也极低精度保持性好。同时摩擦系数也极低(0.0005) ,使驱动功率大大降低使驱动功率大大降低;低速无爬行低速无爬行,承载能力大承载能力大,刚度刚度好；此外，油液有吸振作用好；此外，油液有吸振作用,抗振性好。其缺点是结构复杂抗振性好。其缺点是结构复杂,要要有供油系统有供油系统,油的清洁度要求高。油的清洁度要求高。 静压导轨横截面的几何形状一般静压导轨横截面的几何形状一般V形和矩形两种。采用形和矩形两种。采用V形形便于导向和回油便于导向和
105、回油,采用矩形便于做成闭式静压导轨。另外采用矩形便于做成闭式静压导轨。另外,油腔油腔的结构的结构,对静压导轨性能影响很大。对静压导轨性能影响很大。 静压导轨在数控机床上应静压导轨在数控机床上应用较少用较少,有关详细介绍有关详细介绍,在此从略。在此从略。埔面欣映啦孝逛斤磋糕辫抽壶恐黍啊堆坪沥袖株铬苛行盅匈友祈龄皿掷耪第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5.3滚动导轨的结构原理与特点滚动导轨的结构原理与特点下页下页上页上页返回返回图库图库|滚动导轨的结构原理滚动导轨的结构原理 使用滚珠的滚动直线导轨副的结构原理使用滚珠的滚动直线导轨副的结构原理,是由导是由导轨、滑块、钢球、反向器、
106、密封端盖及挡板等部分轨、滑块、钢球、反向器、密封端盖及挡板等部分组成。当导轨与滑块作相对运动时组成。当导轨与滑块作相对运动时,钢球就沿着导轨钢球就沿着导轨上经过淬硬并精密磨削加工而成的四条滚道滚动；上经过淬硬并精密磨削加工而成的四条滚道滚动；在滑块端部在滑块端部,钢球通过反向器反向钢球通过反向器反向,进入回珠孔后再进入回珠孔后再返回到滚道返回到滚道,钢球就这样周而复始地进行滚动运动。钢球就这样周而复始地进行滚动运动。反向器两端装有防尘密封端盖反向器两端装有防尘密封端盖,可有效地防止灰尘、可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。屑末进入滑块内部。瞳尊另溃你翱午役米奎夺域丁踊践赏篙蛇济醒舵疲景柱警者涸
107、靴腑褪窄讨第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5.3滚动导轨的结构原理与特点滚动导轨的结构原理与特点下页下页上页上页返回返回图库图库|滚动导轨的特点滚动导轨的特点 滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球,使滑块与导轨之使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦间的滑动摩擦变为滚动摩擦,因此因此,在大大降低两者间的运动摩擦阻力的同时在大大降低两者间的运动摩擦阻力的同时,使得使得它还具有以下特点它还具有以下特点: 1) 动、静摩擦力之差很小动、静摩擦力之差很小,灵敏性极好灵敏性极好,驱动信号与机械动作间的滞后时间极驱动信号与机械动作
108、间的滞后时间极短。短。 2) 可以使驱动电动机的功率大幅度下降可以使驱动电动机的功率大幅度下降 3) 适合于高速、高精度加工的机床适合于高速、高精度加工的机床 4) 可以实现无间隙运动可以实现无间隙运动,提高进给系统的运动精度。提高进给系统的运动精度。 5) 滚动导轨成对使用时滚动导轨成对使用时,具有具有“误差均化效应误差均化效应” 6) 导轨副的滚道截面采用合理比值的圆弧沟槽导轨副的滚道截面采用合理比值的圆弧沟槽,接触应力小接触应力小 7) 导轨采用表面硬化处理工艺导轨采用表面硬化处理工艺 8) 滚动导轨对安装面的要求较低滚动导轨对安装面的要求较低,灿船闯棘萧猩打凝冰寨褒高胸脸嚷扦剥诸憋询异
109、幽颓章设俐钢屁剿夹瞳蒙第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.5.4滚动导轨的选择与计算滚动导轨的选择与计算下页下页上页上页返回返回图库图库|滚动导轨的精度等级与通用数据滚动导轨的精度等级与通用数据 滚动导轨的选择与计算主要包括额定寿命、载荷、预载荷等方面滚动导轨的选择与计算主要包括额定寿命、载荷、预载荷等方面的计算的计算,精度等级的选择等等。精度等级的选择等等。 滚动导轨的精度分四个等级滚动导轨的精度分四个等级,即即2、3, 4、5级级,其中其中2级精度最级精度最高高,依次递减。依次递减。 各类机床推荐采用的精度为各类机床推荐采用的精度为:数控车床、数控铣床、加工中数控车床、数控
110、铣床、加工中心心(坐标镗床、坐标磨床坐标镗床、坐标磨床)的的 X、Y轴可以采用轴可以采用2、3, 4级精度级精度, Z轴轴通常可以使用与通常可以使用与X、Y轴相同或低一级的精度。轴相同或低一级的精度。 滚动导轨的预紧滚动导轨的预紧等级可以分为等级可以分为P0、P1、P2、P3四个等级。四个等级。 滚动导轨的摩擦系数一般为滚动导轨的摩擦系数一般为0.0020.003左右。左右。|滚动直线导轨副的额定寿命滚动直线导轨副的额定寿命 奸拉脏粘撮淮答掌施乞兆阉馏秘目犁妓阐阻满写由涣滋镊肄跑缅怔刷妨碎第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构下页下页上页上页返回返回图库图库|滚动直线导轨副的载荷计算
111、滚动直线导轨副的载荷计算2.5.4滚动导轨的选择与计算滚动导轨的选择与计算滚动直线导轨副的载荷特点滚动直线导轨副的载荷特点作用于滚动直线导轨副的载荷计算作用于滚动直线导轨副的载荷计算对于全行程中大小变化的载荷对于全行程中大小变化的载荷,在计算出载荷后在计算出载荷后,还应根还应根据不同情况据不同情况,通过以下方法算出其当量载荷通过以下方法算出其当量载荷Pc。居愚嘻礼邵叉似珐寓操苗膏至哎词翁墨叉量陶宁镑擎痹钨窗哗悔降松章统第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构下页下页上页上页返回返回图库图库|滚动导轨的安装滚动导轨的安装2.5.5滚动导轨的安装与使用滚动导轨的安装与使用 滚动直线导轨副的
112、安装、固定方式主要有使用螺栓固滚动直线导轨副的安装、固定方式主要有使用螺栓固定、使用斜模块固定、使用压板固定、使用斜模块固定、使用压板固 定和使用定位销固定等定和使用定位销固定等, 。 在数控机床上在数控机床上,通常是两根导轨成对使用通常是两根导轨成对使用,这时其中的这时其中的一根为基准导轨一根为基准导轨,通过对基准导轨的正确安装通过对基准导轨的正确安装,可以保证运动部可以保证运动部件相对于支承件的正确导向。在这种情况下件相对于支承件的正确导向。在这种情况下,图图2-24适用于对适用于对基准导轨的安装。基准导轨的安装。 对于从动导轨对于从动导轨,安装时应保证其位置可以调整安装时应保证其位置可以
113、调整,使运动使运动轻便轻便,元干涉。元干涉。沿缸绞芍佳澄图炊继恍稼飞兴蓝苫券侯猖乃缚衷议绊婴此次撤臃侩误比眨第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构下页下页上页上页返回返回图库图库|滚动直线导轨副的防护与润滑滚动直线导轨副的防护与润滑2.5.5滚动导轨的安装与使用滚动导轨的安装与使用 使用滚动直线导轨副时使用滚动直线导轨副时,应注意工作环境与装配过程应注意工作环境与装配过程中的清洁中的清洁,不能有铁屑、杂质、灰尘等粘附在导轨副上。若在不能有铁屑、杂质、灰尘等粘附在导轨副上。若在工作环境有灰尘时工作环境有灰尘时,除利用导轨本身的密封外除利用导轨本身的密封外,还应考虑增加防还应考虑增加防尘
114、装置。尘装置。 良好的润滑可以减少摩擦和磨损良好的润滑可以减少摩擦和磨损,防止导轨因发热过防止导轨因发热过大而破坏其内部结构大而破坏其内部结构,影响导轨副的运动功能。当滚动直线导影响导轨副的运动功能。当滚动直线导轨副的运动速度为高速时轨副的运动速度为高速时( v151m/min) 。通常使用。通常使用N32润滑润滑油润滑油润滑,低速时低速时(v15m/min)通常推荐使用钮基润滑脂润滑。通常推荐使用钮基润滑脂润滑。憎辊斧恬国砰稳俐泼闯董场诊清肆挥蕊药驱选凸弓双谬捐监煎议训帜凝鄂第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.6数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置|自动换刀装置的基本
115、要求和形式自动换刀装置的基本要求和形式|回转刀架回转刀架 |加工中心刀库的类型与布局加工中心刀库的类型与布局|无机械手换刀无机械手换刀|机械手换刀机械手换刀|凸轮机械手换刀装置凸轮机械手换刀装置|自动换刀机床的主轴结构自动换刀机床的主轴结构|机械手手爪结构机械手手爪结构下页下页上页上页返回返回图库图库懊阎栖里寇跨斡垢厄地迟伦哮买煽沪浩鄙经了骗怀悯姓砷吏蒜纹怨诬氛弗第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.6.1 自动换刀装置的基本要求和形式自动换刀装置的基本要求和形式换刀时间尽可能短换刀时间尽可能短换刀时间尽可能短换刀时间尽可能短刀具重复定位精度高刀具重复定位精度高刀具重复定位精度高
116、刀具重复定位精度高刀具储存量足够刀具储存量足够刀具储存量足够刀具储存量足够结构紧凑，便于制造、维修、调整结构紧凑，便于制造、维修、调整结构紧凑，便于制造、维修、调整结构紧凑，便于制造、维修、调整布局应合理，使机床总布局美观大方布局应合理，使机床总布局美观大方布局应合理，使机床总布局美观大方布局应合理，使机床总布局美观大方较好的刚性，避免冲击、振动及噪声，运转安全可靠较好的刚性，避免冲击、振动及噪声，运转安全可靠较好的刚性，避免冲击、振动及噪声，运转安全可靠较好的刚性，避免冲击、振动及噪声，运转安全可靠防屑、防尘装置防屑、防尘装置防屑、防尘装置防屑、防尘装置| 自动换刀装置的基本要求自动换刀装置
117、的基本要求下页下页上页上页返回返回图库图库| 自动换刀装置的形式自动换刀装置的形式回转刀架回转刀架回转刀架回转刀架无机械手换刀方式无机械手换刀方式无机械手换刀方式无机械手换刀方式机械手换刀方式机械手换刀方式机械手换刀方式机械手换刀方式省恩评乐弄脉御硷节绝壁刽蜘鼓彼苗忱骡种溃炬荡胡吁垣宾榷姚魏滞长农第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.6.2 回转刀架回转刀架刀架松开刀架松开刀架松开刀架松开刀架转位刀架转位刀架转位刀架转位刀架定位刀架定位刀架定位刀架定位刀架夹紧刀架夹紧刀架夹紧刀架夹紧|回转刀架换刀回转刀架换刀 工作原理同分度工作台下页下页上页上页返回返回图库图库常见回转刀架常见回
118、转刀架茹姓论娱妨羌拢娶咐瞒雷雕虑葬鳃湛甫侵悼粱构袒首晴戍虹期剩曲肠檀斗第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.6.3 加工中心刀库的类型和布局加工中心刀库的类型和布局|鼓轮式刀库鼓轮式刀库下页下页上页上页返回返回图库图库常见形式常见形式|链式刀库链式刀库常见形式常见形式栏城隶殷圆睡荫孵寻班吮呜空妆姑牵澄仪帽价才涯匝朵尾褂吠哦孟彬册稍第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.6.4 无机械手换刀无机械手换刀|无机械手换刀无机械手换刀下页下页上页上页返回返回图库图库 刀库装在机床的工作台上，这种换刀装置，直接利用刀库装在机床的工作台上，这种换刀装置，直接利用机床本身及刀库的运
119、动进行换刀。当某一刀具加工完毕从工机床本身及刀库的运动进行换刀。当某一刀具加工完毕从工件退出后，即开始进行自动换刀件退出后，即开始进行自动换刀 。 现在的中小型加工中心，刀库不是装在工作台上，而是现在的中小型加工中心，刀库不是装在工作台上，而是装在立柱上的一个托架上。采用刀库在托架的导轨上平行于装在立柱上的一个托架上。采用刀库在托架的导轨上平行于X方向运动与主轴的上下运动实现换刀。方向运动与主轴的上下运动实现换刀。揉才诅擂哑冉侥黍亢璃单眼哲轧邓颇渭胃玛望献岁腋荧寻码赫勒咽侣忧呐第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.6.5 机械手换刀机械手换刀 当刀库的容量大、刀具较重或机床总体布
120、局等原因，刀当刀库的容量大、刀具较重或机床总体布局等原因，刀库也可作为一个独立部件，装在机床之外。刀库远离主轴，常库也可作为一个独立部件，装在机床之外。刀库远离主轴，常常要附加运输装置，来完成刀库与主轴之间刀具的运输。常要附加运输装置，来完成刀库与主轴之间刀具的运输。|机械手换刀机械手换刀下页下页上页上页返回返回图库图库常见形式常见形式ATC换刀换刀逊扭热磊盘辉睛吾碗饵族闯哟愧侥趁布折恬那婉弘候戈碎醛河困蠢肚啄划第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.6.6 凸轮机械手换刀装置凸轮机械手换刀装置 当刀库的容量大、刀具较重或机床总体布局等原因，刀当刀库的容量大、刀具较重或机床总体布局
121、等原因，刀库也可作为一个独立部件，装在机床之外。刀库远离主轴，常库也可作为一个独立部件，装在机床之外。刀库远离主轴，常常要附加运输装置，来完成刀库与主轴之间刀具的运输。常要附加运输装置，来完成刀库与主轴之间刀具的运输。|机械手换刀机械手换刀下页下页上页上页返回返回图库图库常见形式常见形式亏忙喘煮荤弓目闸踪秸锡匆芋哪霜懒偏苛慨视湘邢己齐蜡烂插壳宣抖少烦第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.6.7 自动换刀机床的主轴结构自动换刀机床的主轴结构 主轴端部的结构形式：主轴端部的结构形式： 端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，因此，要端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，因此，要保证刀具或夹具定
122、位（轴向、定心）准确，装夹可靠、保证刀具或夹具定位（轴向、定心）准确，装夹可靠、牢固，而且装卸方便。目前，主轴的端部形状已标准化。牢固，而且装卸方便。目前，主轴的端部形状已标准化。|主轴结构主轴结构下页下页上页上页返回返回图库图库常见形式常见形式襟魄兆神蛛危汾岗戒钟衰火威湃质猿瀑渡坍绎脑亢致赋驼憎奢募卿所钡右第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.6.8 机械手手爪结构机械手手爪结构|机械手结构机械手结构下页下页上页上页返回返回图库图库 自动换刀数控机床中，机械手的形式也是多种多自动换刀数控机床中，机械手的形式也是多种多样的，常见的有样的，常见的有单臂单爪回转式机械手单臂单爪回转式
123、机械手单臂双爪回转式机械手单臂双爪回转式机械手双臂回转式机械手双臂回转式机械手双机械手双机械手双臂往复交叉式机械手双臂往复交叉式机械手双臂端面夹紧式机械手双臂端面夹紧式机械手诱伦码圆椰碑盛颐卫饲琵器打瑶瞒霞黍壳虞旺输惭让勺丫垛盼尊霸米嘱跳第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.7数控机床的回转工作台数控机床的回转工作台|回转工作台的基本要求和形式回转工作台的基本要求和形式|分度工作台分度工作台 |立式数控回转工作台立式数控回转工作台|卧式数控回转工作台卧式数控回转工作台下页下页上页上页返回返回图库图库娇寐撵婴拎冰己初歹跪郧恐绍奴倦湖辗冶浪鳖幽痢薯耻敷募祭调睁腆魂溯第2章数控机床的机
124、械结构第2章数控机床的机械结构2.7.1 回转工作台的基本要求和形式回转工作台的基本要求和形式分度工作台：分度工作台： 实现工作台的定角度回转运动，即分度、实现工作台的定角度回转运动，即分度、转位和定位工作。转位和定位工作。数控回转工作台：数控回转工作台： 除了分度和转位的功能之外，还能除了分度和转位的功能之外，还能实现数控圆周进给运动。实现数控圆周进给运动。 示例示例| 分类分类下页下页上页上页返回返回图库图库|定义：实现周向进给和分度运动工作台定义：实现周向进给和分度运动工作台皋花委券赘陈企悔赢侣穴签蒙捶驰污腰拾僚咕购六遮慷佳陵潦拉泊瓤才裁第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2
125、.7.2 分度工作台分度工作台插销定位插销定位反靠定位反靠定位齿盘定位齿盘定位钢球定位钢球定位下页下页上页上页返回返回图库图库|工作原理工作原理：按照控制系统的指令自动地进行，每次转按照控制系统的指令自动地进行，每次转位回转一定的角度，如（位回转一定的角度，如（ 1、5、10、15、30、45、90、180）。）。|分类：按定位元件分分类：按定位元件分煎藐赏铆清晚豫兼垢诞为伪椅览栋卒赚肤玉漳绚错筒柞烘戒巫返准辕伯稚第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.7.3 立式数控回转工作台立式数控回转工作台下页下页上页上页返回返回图库图库开环工作台：开环工作台：闭环工作台闭环工作台| 分类分
126、类|工作原理：实现圆周进给运动的工作台工作原理：实现圆周进给运动的工作台-立式数控回立式数控回转工作台（数控转台转工作台（数控转台）| 功能：除了可以实现圆周进给运动之外，还可以完成功能：除了可以实现圆周进给运动之外，还可以完成分度运动。分度运动。威嘘胰夷奸煎谤玲乃橙泻灼蛀宰针尖侧叉坎筹狱俐核袱叶邵苍韧芭阳幕列第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构2.7.4 卧式数控回转工作台卧式数控回转工作台开环工作台：开环工作台：闭环工作台闭环工作台| 分类分类下页下页上页上页返回返回图库图库|工作原理：实现圆周进给运动的工作台工作原理：实现圆周进给运动的工作台-卧式数控回卧式数控回转工作台（数
127、控转台转工作台（数控转台）| 功能：除了可以实现圆周进给运动之外，还可以完成功能：除了可以实现圆周进给运动之外，还可以完成分度运动。分度运动。纶世毅季靖硼摇敌万啼垛裳藏妄境劫捧呸萧动钥喉伴叁箍弟沏捐篆缓捉织第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构第第2 2章章 本章要点本章要点下页下页返回返回图库图库数控机床的总体布局数控机床的总体布局数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统数控机床的进给系统数控机床的进给系统数控机床的导轨数控机床的导轨数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置数控机床的回转工作台数控机床的回转工作台坤唉栗眠仪仔帜燥捧瘴积守躇寡桶弄遂熔希负狂瘤节种最侥殉救救滞墅遭第2章数控机床的机械结构第2章数控机床的机械结构
