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1、第第第第 7 7 章章章章 数控机床的结构与传动数控机床的结构与传动数控机床的结构与传动数控机床的结构与传动7. 1 7. 1 7. 1 7. 1 概述概述概述概述 机床本体是数控机床的主体部分。由以下部分组成：机床本体是数控机床的主体部分。由以下部分组成： 1 1、主传动系统：实现主运动；、主传动系统：实现主运动； 2 2、进给系统：实现进给运动；、进给系统：实现进给运动； 3 3、机床基础件：、机床基础件： 4 4、实现每某些部分动作和某些辅助功能的装置：、实现每某些部分动作和某些辅助功能的装置： 5 5、实现工件回转、分度定位的装置和附件、实现工件回转、分度定位的装置和附件 6 6、刀库
2、、刀架和自动换刀装置、刀库、刀架和自动换刀装置 7 7、自动托盘交换装置、自动托盘交换装置 8 8、特殊功能装置、特殊功能装置7. 1. 1 7. 1. 1 7. 1. 1 7. 1. 1 对数控机床机械机构的要求对数控机床机械机构的要求对数控机床机械机构的要求对数控机床机械机构的要求1. 1. 1. 1. 机床的性能要求机床的性能要求机床的性能要求机床的性能要求（1 1 1 1）机床的工艺范围）机床的工艺范围）机床的工艺范围）机床的工艺范围 机床可完成加工工序种类；机床可完成加工工序种类；机床可完成加工工序种类；机床可完成加工工序种类； 加工零件类型；加工零件类型；加工零件类型；加工零件类型
3、； 材料和尺寸范围，毛坯种类。材料和尺寸范围，毛坯种类。材料和尺寸范围，毛坯种类。材料和尺寸范围，毛坯种类。（2 2 2 2）加工精度）加工精度）加工精度）加工精度 尺寸、形状和位置精度。尺寸、形状和位置精度。尺寸、形状和位置精度。尺寸、形状和位置精度。 机床精度：几何精度、定位精度和切削精度。机床精度：几何精度、定位精度和切削精度。机床精度：几何精度、定位精度和切削精度。机床精度：几何精度、定位精度和切削精度。l 数数控控机机床床的的几几何何精精度度是是综综合合反反映映机机床床各各关关键键 部件经组装后的几何形状误差。部件经组装后的几何形状误差。l l 数数数数控控控控机机机机床床床床的的的
4、的定定定定位位位位精精精精度度度度是是是是指指指指机机机机床床床床在在在在数数数数控控控控装装装装置置置置控控控控制下所能达到的位置精度。制下所能达到的位置精度。制下所能达到的位置精度。制下所能达到的位置精度。l l 数数数数控控控控机机机机床床床床切切切切削削削削精精精精度度度度是是是是对对对对机机机机床床床床的的的的几几几几何何何何精精精精度度度度和和和和运运运运动精度在切削和加工条件下的一项综合考核。动精度在切削和加工条件下的一项综合考核。动精度在切削和加工条件下的一项综合考核。动精度在切削和加工条件下的一项综合考核。 注意低速运动的平稳性。注意低速运动的平稳性。注意低速运动的平稳性。注
5、意低速运动的平稳性。 导轨的材料和结构导轨的材料和结构导轨的材料和结构导轨的材料和结构2. 2. 2. 2.满足机床刚度和抗振性的要求满足机床刚度和抗振性的要求满足机床刚度和抗振性的要求满足机床刚度和抗振性的要求 具有抵抗外载荷的能力；具有抵抗外载荷的能力；具有抵抗外载荷的能力；具有抵抗外载荷的能力； 抵抗受迫和自激振动的能力；抵抗受迫和自激振动的能力；抵抗受迫和自激振动的能力；抵抗受迫和自激振动的能力； 改善机床机构。改善机床机构。改善机床机构。改善机床机构。3. 3. 3. 3.减少热变形要求减少热变形要求减少热变形要求减少热变形要求 减少发热减少发热减少发热减少发热 控制温升控制温升控制
6、温升控制温升 改善机床机构改善机床机构改善机床机构改善机床机构4. 4. 4. 4. 机床可靠性要求机床可靠性要求机床可靠性要求机床可靠性要求5. 5. 5. 5. 人机要求人机要求人机要求人机要求7.1.2 7.1.2 7.1.2 7.1.2 数控车床的主体结构数控车床的主体结构数控车床的主体结构数控车床的主体结构7.1.3 7.1.3 7.1.3 7.1.3 加工中心的主体结构加工中心的主体结构加工中心的主体结构加工中心的主体结构 7.2 7.2 主轴驱动及其结构主轴驱动及其结构 7.2.1 7.2.1 7.2.1 7.2.1 数控机床对主传动的要求数控机床对主传动的要求数控机床对主传动的
7、要求数控机床对主传动的要求 1 . 1 . 1 . 1 . 数控机床要有宽的调速范围、静刚度；数控机床要有宽的调速范围、静刚度；数控机床要有宽的调速范围、静刚度；数控机床要有宽的调速范围、静刚度； 2. 2. 2. 2. 尽可能实现无级变速；尽可能实现无级变速；尽可能实现无级变速；尽可能实现无级变速； 3. 3. 3. 3. 车削中心要求主轴具有车削中心要求主轴具有车削中心要求主轴具有车削中心要求主轴具有C C C C轴的控制功能；轴的控制功能；轴的控制功能；轴的控制功能； 4. 4. 4. 4. 加工中心要求主轴具有高精度的准停控制；加工中心要求主轴具有高精度的准停控制；加工中心要求主轴具有
8、高精度的准停控制；加工中心要求主轴具有高精度的准停控制； 5. 5. 5. 5. 旋转精度和运动精度、耐磨性、热变形等。旋转精度和运动精度、耐磨性、热变形等。旋转精度和运动精度、耐磨性、热变形等。旋转精度和运动精度、耐磨性、热变形等。7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 主传动的调速方式主传动的调速方式主传动的调速方式主传动的调速方式 1. 1. 1. 1. 带有二级齿轮变速带有二级齿轮变速带有二级齿轮变速带有二级齿轮变速 2. 2. 2. 2. 带传动的主传动带传动的主传动带传动的主传动带传动的主传动 3. 3. 3. 3. 由主轴电动机直接驱动由主轴电动机直接驱动由主轴电动机直接
9、驱动由主轴电动机直接驱动7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 主传动的机械结构主传动的机械结构主传动的机械结构主传动的机械结构 1. 1. 1. 1. 主轴的支撑主轴的支撑主轴的支撑主轴的支撑 2. 2. 2. 2.主轴内部刀具自动夹紧机构主轴内部刀具自动夹紧机构主轴内部刀具自动夹紧机构主轴内部刀具自动夹紧机构3. 3. 3. 3.主轴准停机构主轴准停机构主轴准停机构主轴准停机构7.3 7.3 7.3 7.3 机床进给传动机构机床进给传动机构机床进给传动机构机床进给传动机构1 1 1 1、数控机床对进给运动的要求：、数控机床对进给运动的要求：、数控机床对进给运动的要求：、数控机床对进
10、给运动的要求： 减少运动件的磨擦阻力：丝杠和导轨结构的滚动化是减减少运动件的磨擦阻力：丝杠和导轨结构的滚动化是减减少运动件的磨擦阻力：丝杠和导轨结构的滚动化是减减少运动件的磨擦阻力：丝杠和导轨结构的滚动化是减少摩擦的重要措施之一；少摩擦的重要措施之一；少摩擦的重要措施之一；少摩擦的重要措施之一； 提高传动精度和刚度；（油的压缩刚度很低，必须限制提高传动精度和刚度；（油的压缩刚度很低，必须限制提高传动精度和刚度；（油的压缩刚度很低，必须限制提高传动精度和刚度；（油的压缩刚度很低，必须限制油缸的最大行程）油缸的最大行程）油缸的最大行程）油缸的最大行程） 减少运动惯量；减少运动惯量；减少运动惯量；减
11、少运动惯量； 稳定性好、寿命长：低速下不产生爬行，适应外加载稳定性好、寿命长：低速下不产生爬行，适应外加载稳定性好、寿命长：低速下不产生爬行，适应外加载稳定性好、寿命长：低速下不产生爬行，适应外加载荷的变化而不发生共振。荷的变化而不发生共振。荷的变化而不发生共振。荷的变化而不发生共振。 使用维修方便。使用维修方便。使用维修方便。使用维修方便。2 2 2 2、进给传动机构、进给传动机构、进给传动机构、进给传动机构 联轴器。联轴器。联轴器。联轴器。 减速机构：减速机构：减速机构：减速机构：a a a a：齿轮传动机构齿轮传动机构齿轮传动机构齿轮传动机构b b b b：同步齿形带同步齿形带同步齿形带
12、同步齿形带 滚珠丝杠螺母副：提高进给系统的灵敏度、定位精度和滚珠丝杠螺母副：提高进给系统的灵敏度、定位精度和滚珠丝杠螺母副：提高进给系统的灵敏度、定位精度和滚珠丝杠螺母副：提高进给系统的灵敏度、定位精度和防止爬行。防止爬行。防止爬行。防止爬行。a a a a：滚珠丝杠的工作原理；滚珠丝杠的工作原理；滚珠丝杠的工作原理；滚珠丝杠的工作原理；b b b b：轴向间隙的消除；轴向间隙的消除；轴向间隙的消除；轴向间隙的消除；c c c c：滚珠丝杠的支撑；滚珠丝杠的支撑；滚珠丝杠的支撑；滚珠丝杠的支撑；d d d d：滚珠丝杠的预拉伸；滚珠丝杠的预拉伸；滚珠丝杠的预拉伸；滚珠丝杠的预拉伸；e e e
13、e：滚珠丝杠的保护。滚珠丝杠的保护。滚珠丝杠的保护。滚珠丝杠的保护。 制动装置制动装置制动装置制动装置 齿侧间隙补偿机构齿侧间隙补偿机构齿侧间隙补偿机构齿侧间隙补偿机构 键连接间隙补偿机构键连接间隙补偿机构键连接间隙补偿机构键连接间隙补偿机构3 3 3 3、机床导轨、机床导轨、机床导轨、机床导轨 对导轨的要求对导轨的要求对导轨的要求对导轨的要求a a a a：导向精度高导向精度高导向精度高导向精度高b b b b：耐磨性好耐磨性好耐磨性好耐磨性好c c c c：足够的刚度；足够的刚度；足够的刚度；足够的刚度；d d d d：低速运动平稳性；低速运动平稳性；低速运动平稳性；低速运动平稳性；e e e e：结构简单、工艺性好。结构简单、工艺性好。结构简单、工艺性好。结构简单、工艺性好。 7.6 7.6 7.6 7.6 刀库和机械手刀库和机械手刀库和机械手刀库和机械手7.6.1 7.6.1 7.6.1 7.6.1 刀库刀库刀库刀库
