內(nèi)工大 數(shù)控和技術(shù) 第六章 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)

1、第六章第六章 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu) 提提 要要 本章討論了數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的要求，介紹本章討論了數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的要求，介紹 了提高機床剛度，減少機床的熱變形，減少了提高機床剛度，減少機床的熱變形，減少 運動副的摩擦，提高傳動精度，提高機床壽運動副的摩擦，提高傳動精度，提高機床壽 命和精度保持性的措施，介紹數(shù)控機床主運命和精度保持性的措施，介紹數(shù)控機床主運 動系統(tǒng)和進給運動系統(tǒng)以及典型機械結(jié)構(gòu)。動系統(tǒng)和進給運動系統(tǒng)以及典型機械結(jié)構(gòu)。 學時：學時：4學時學時 第六章第六章 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu) 目目 標標 了解數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)特點；了解數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)特點；

2、v 掌握掌握提高機床剛度，減少機床的熱變形，減提高機床剛度，減少機床的熱變形，減 v 少運動副的摩擦的措施；少運動副的摩擦的措施； v 了解了解數(shù)控機床的主運動系統(tǒng)和進給運動系統(tǒng)以及典數(shù)控機床的主運動系統(tǒng)和進給運動系統(tǒng)以及典 v 型機械結(jié)構(gòu)及其工作原理型機械結(jié)構(gòu)及其工作原理 v 了解了解提高傳動精度，提高機床壽命和精度保提高傳動精度，提高機床壽命和精度保 v 持性的措施；持性的措施； 第六章第六章 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu) 建建 議議 了解了解數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的要求，掌握提高數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的要求，掌握提高 機床剛度，減少機床的熱變形，減少運動副機床剛度，減少機床的熱變形，減少

3、運動副 的摩擦，提高傳動精度，提高機床壽命和精的摩擦，提高傳動精度，提高機床壽命和精 度保持性的措施，了解數(shù)控機床的主運動系度保持性的措施，了解數(shù)控機床的主運動系 統(tǒng)和進給運動系統(tǒng)以及典型機械結(jié)構(gòu)。統(tǒng)和進給運動系統(tǒng)以及典型機械結(jié)構(gòu)。 第六章第六章 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu) 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)要求數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)要求 1、高精度、高精度 2、高速度、高速度 3、高自動化、高自動化 要求數(shù)控機床必須具有很高的要求數(shù)控機床必須具有很高的 強度強度、剛度剛度和和抗振性抗振性 因此，數(shù)控機床的功能要求和設(shè)計要求與普通機床有較大的因此，數(shù)控機床的功能要求和設(shè)計要求與普

4、通機床有較大的 差異。數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求可以歸納為如下幾方面：差異。數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求可以歸納為如下幾方面： 1、具有大切削功率，高的靜、動剛度和良好的抗振性能；、具有大切削功率，高的靜、動剛度和良好的抗振性能； 2、具有較高的幾何精度、傳動精度、定位精度和熱穩(wěn)定性；、具有較高的幾何精度、傳動精度、定位精度和熱穩(wěn)定性； 3、具有實現(xiàn)輔助操作自動化的結(jié)構(gòu)部件。、具有實現(xiàn)輔助操作自動化的結(jié)構(gòu)部件。 數(shù)控機床應具有更高的靜、動剛度 提高剛度的原因： 在重載荷的作用下，機床的各部件、構(gòu)件會受 力變形，引起刀具和工件的相對位置的變化 機床剛度差影響機床抗振性 剛度:是指支承件在恒定載荷或交變載荷

5、作用下抵抗變形的能力 (靜剛度)(動剛度) 第二節(jié) 提高剛度的措施 合理選擇支承件的結(jié)構(gòu)形式合理選擇支承件的結(jié)構(gòu)形式 措施措施1 1 支承件截面形狀盡量選用抗彎的方截面和抗扭支承件截面形狀盡量選用抗彎的方截面和抗扭 的圓截面或采用封閉型床身的圓截面或采用封閉型床身 封閉整體箱形結(jié)構(gòu) 左圖為臥式加工中左圖為臥式加工中 心的框式立柱結(jié)構(gòu)。心的框式立柱結(jié)構(gòu)。 從正面看，立柱截從正面看，立柱截 面成封閉框形輪面成封閉框形輪 廓尺寸大，保證以廓尺寸大，保證以 高扭轉(zhuǎn)剛度承受切高扭轉(zhuǎn)剛度承受切 削扭矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)削扭矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn) 載荷。載荷。 從俯視截面看，兩從俯視截面看，兩 個立柱截面形狀為個立柱截面形狀

6、為 矩形，矩形尺寸大矩形，矩形尺寸大 的方向正是因切削的方向正是因切削 力作用產(chǎn)生大的彎力作用產(chǎn)生大的彎 曲載荷的方向。曲載荷的方向。這這 種結(jié)構(gòu)具有很高的種結(jié)構(gòu)具有很高的 剛度。剛度。 措施措施2 2 合理布置支承件隔板的筋條合理布置支承件隔板的筋條 隔板的作用是將作用于支承板的局部載荷傳遞給其它壁板， 從而使整個支承件承受載荷，提高支承件的自身剛度。 “T”形隔板連接，主 要提高水平面抗彎剛 度，對提高垂直面抗 彎剛度和抗扭剛度不 顯著，多用在剛度要 求不高的床身上。 “W”形隔板，能較大地 提高水平面上的抗彎抗 扭剛度，對中心距超過 1500mm的長床身，效 果最為顯著 第二節(jié) 提高剛度

7、的措施 “”形隔板，在垂直面 和水平面上的抗彎剛度 都比較高，鑄造性能好， 在大中型車床上應用較 多 斜向拉筋，床身剛度最高，排屑容易 第二節(jié) 提高剛度的措施 措施措施3 增加導軌與支承件的連接部分的剛度增加導軌與支承件的連接部分的剛度 連接剛度:支承件在連接處抵抗變形的能力。 措施措施4 增加機床各部件的接觸剛度和承載能力增加機床各部件的接觸剛度和承載能力 u采用刮研的方法增加單位面積上的 接觸點 u在結(jié)合面之間施加足夠大的預加載 荷,增加接觸面積 合理的結(jié)構(gòu)布局合理的結(jié)構(gòu)布局 合理的結(jié)構(gòu)布局合理的結(jié)構(gòu)布局 采用補償變形的措施采用補償變形的措施 測出受力點的 相對變形的大 小和方向，或 者預

8、知構(gòu)件的 變形規(guī)律，就 可采取補償變 形的方法消除 受力變形的影 響 合理選用構(gòu)件的材料合理選用構(gòu)件的材料 措施措施1 床身、立柱等支承件采用鋼板或型鋼焊接床身、立柱等支承件采用鋼板或型鋼焊接 增加剛度、減輕重量、提高抗振性。增加剛度、減輕重量、提高抗振性。 鑄件鑄件: 容易獲得復雜結(jié)構(gòu)的支承件容易獲得復雜結(jié)構(gòu)的支承件,鑄鐵的內(nèi)摩擦力大，阻鑄鐵的內(nèi)摩擦力大，阻 尼尼 系數(shù)大，振動的衰減性能好，成本低。鑄件的周期較長，系數(shù)大，振動的衰減性能好，成本低。鑄件的周期較長， 需做木型模，易產(chǎn)生縮孔、氣泡等缺陷。需做木型模，易產(chǎn)生縮孔、氣泡等缺陷。 焊接件焊接件:鋼材的強度比鑄鐵高，質(zhì)量可比鑄件減輕鋼材

9、的強度比鑄鐵高，質(zhì)量可比鑄件減輕20%- -50%， 不需要木模和澆注，生產(chǎn)周期短，不易出現(xiàn)廢品。不需要木模和澆注，生產(chǎn)周期短，不易出現(xiàn)廢品。 措施措施2 采用封砂床身結(jié)構(gòu)采用封砂床身結(jié)構(gòu) 在鑄件中不清除 砂心，在焊接件 中灌注混凝土或 砂增加摩擦阻力 人造大理石床身（混凝土聚合物） 措施措施3 采用混凝土、樹脂混凝土或人造花崗巖作支承件的材料采用混凝土、樹脂混凝土或人造花崗巖作支承件的材料 天然大理石床身 第三節(jié) 減少機床的熱變形 （1）產(chǎn)生熱變形的原因： 內(nèi)外熱源的影響 不能人工修正熱變形誤差 （2）減少熱變形的措施： 減少發(fā)熱將熱源從主機中分離出去 措施措施1 主運動采用直流或交流調(diào)速電

10、動機進行無級調(diào)速主運動采用直流或交流調(diào)速電動機進行無級調(diào)速 減少傳動軸和傳動齒輪數(shù)量 減少主傳動箱內(nèi)的發(fā)熱量 進行熱變形補償 措施措施2 采用低摩擦系數(shù)的導軌和軸承采用低摩擦系數(shù)的導軌和軸承 采用滾動導軌、靜壓導軌或滾動軸承采用滾動導軌、靜壓導軌或滾動軸承 控制溫升 措施措施 通過散熱和冷卻通過散熱和冷卻方法方法 改善機床結(jié)構(gòu) 措施1 采用對稱原則設(shè)計數(shù)控機床結(jié)構(gòu) 措施2 使機床主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上 措施3 采用排屑系統(tǒng) 主軸 冷卻風管 對機床熱源進行強制冷卻對機床熱源進行強制冷卻 第三節(jié) 減少機床的熱變形 主軸主軸 冷卻風管冷卻風管 對機床熱源進行強制冷卻對機床熱源進行強制

11、冷卻 第三節(jié) 減少機床的熱變形 對稱結(jié)構(gòu)立柱 措施措施1 采用對稱原則設(shè)計數(shù)控機床結(jié)構(gòu)采用對稱原則設(shè)計數(shù)控機床結(jié)構(gòu) 措施措施2 使機床主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上使機床主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上 機床排屑系統(tǒng) 措施措施3 采用排屑系統(tǒng)采用排屑系統(tǒng) 傾斜床身 措施措施4 將熱源置于易散熱的位置將熱源置于易散熱的位置 將主傳動箱和主電動機放在機床的外面 第四節(jié)第四節(jié) 減少運動副的摩擦，提高傳動精度減少運動副的摩擦，提高傳動精度 措施措施1 采用滾動導軌或靜壓導軌來減少摩擦副之間的摩擦采用滾動導軌或靜壓導軌來減少摩擦副之間的摩擦 措施措施2 采用滾珠絲杠或無間隙齒輪傳動采用滾珠

12、絲杠或無間隙齒輪傳動減小摩擦減小摩擦 滾珠絲杠螺母副+滾動導軌副 第五節(jié)第五節(jié) 提高機床壽命和精度保持性提高機床壽命和精度保持性 措施措施1 采用耐磨性好的零部件采用耐磨性好的零部件 措施措施2 機床運動部件間具有良好的潤滑機床運動部件間具有良好的潤滑 第六節(jié)第六節(jié) 對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求 2、對主傳動的要求、對主傳動的要求 1、主傳動的作用、主傳動的作用：產(chǎn)生主切削力產(chǎn)生主切削力 足夠的轉(zhuǎn)速范圍足夠的轉(zhuǎn)速范圍 足夠的功率和扭矩足夠的功率和扭矩 各零部件應具有足夠的精度、強度、剛度和抗振性各零部件應具有足夠的精度、強度、剛度和抗振性 噪聲低、運行平穩(wěn)噪聲低

13、、運行平穩(wěn) 3、主傳動的配置方式、主傳動的配置方式 主軸電動機直接驅(qū)動（一體化主軸，電主軸）主軸電動機直接驅(qū)動（一體化主軸，電主軸） 特點：特點： 有效提高主軸部件剛度，但主軸輸出扭矩小有效提高主軸部件剛度，但主軸輸出扭矩小 電主軸 主軸電動機主軸電動機 、電動機經(jīng)同步齒形帶傳動主軸、電動機經(jīng)同步齒形帶傳動主軸 、電動機經(jīng)齒輪變速傳動主軸、電動機經(jīng)齒輪變速傳動主軸 主軸電動機主軸電動機 4、主軸部件、主軸部件 5、對進給傳動系統(tǒng)的要求、對進給傳動系統(tǒng)的要求 （1）、進給傳動系統(tǒng)作用 接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給脈沖，經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后 驅(qū)動執(zhí)行元件實現(xiàn)預期的運動。 （2 2）、傳統(tǒng)進給傳動系統(tǒng)與數(shù)控伺服

14、進給系統(tǒng)的區(qū)別）、傳統(tǒng)進給傳動系統(tǒng)與數(shù)控伺服進給系統(tǒng)的區(qū)別 傳統(tǒng)進給傳動系統(tǒng)：多采用一個電機，執(zhí)行件之間采用大量 的齒輪傳動，以實現(xiàn)內(nèi)外傳動鏈的各種傳動比要求。故傳動 鏈很長，結(jié)構(gòu)相當復雜 數(shù)控伺服進給系統(tǒng)：每一個運動都由單獨的伺服電機驅(qū)動， 傳動鏈大大縮短，傳動件大大減少，有利于減少傳動誤差， 提高傳動精度 （3 3）、對進給傳動系統(tǒng)的要求）、對進給傳動系統(tǒng)的要求 減少運動件的摩擦阻力 提高機床進給系統(tǒng)的快速響應性能和運動精度，減少爬行現(xiàn)象 響應性能：是進給伺服系統(tǒng)動態(tài)性能的指標， 反映了系統(tǒng)的跟蹤精度 運動精度：是機床的主要零、部件在以工作狀態(tài) 的速度運動時的精度 爬行現(xiàn)象：低速時運動不平

15、衡的現(xiàn)象稱為爬行現(xiàn)象 機床爬行現(xiàn)象一般發(fā)生在低速度、重載荷的運動情況下機床爬行現(xiàn)象一般發(fā)生在低速度、重載荷的運動情況下 當主傳動件當主傳動件1作勻速運動時，工作臺作勻速運動時，工作臺3往往會出現(xiàn)明顯的往往會出現(xiàn)明顯的速速 度不均勻度不均勻，產(chǎn)生跳躍式的，產(chǎn)生跳躍式的時停時走時停時走的運動狀態(tài)，或的運動狀態(tài)，或時快時時快時 慢慢現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 提高傳動精度和剛度 措施1 保證部件加工精度 措施2 在傳動鏈中加入減速齒輪減小脈沖當量，提 高傳動精度 措施3 預緊支撐絲杠的軸承消除齒輪、蝸輪傳動件 間隙 措施4 預緊消除滾珠絲杠螺母副的軸向傳動間隙 減小各運動零部件的慣量減小各運動零部件的慣量 穩(wěn)定性

16、好，壽命長穩(wěn)定性好，壽命長 穩(wěn)定性好：保證低速時不產(chǎn)生爬行，外負載變化時穩(wěn)定性好：保證低速時不產(chǎn)生爬行，外負載變化時 不發(fā)生振動不發(fā)生振動 壽命：是指數(shù)控機床保持傳動精度和定位精度時間壽命：是指數(shù)控機床保持傳動精度和定位精度時間 的長短，即保持原制造精度的能力的長短，即保持原制造精度的能力 第六節(jié)第六節(jié) 對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求 6、滾珠絲杠螺母副、滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠螺母副 （1 1）、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)）、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu) 絲杠絲杠 滾珠滾珠 螺母螺母 作用：將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動作用：將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動 （2 2）、滾珠絲杠螺母副的特

17、點）、滾珠絲杠螺母副的特點 優(yōu)點：優(yōu)點：傳動效率高傳動效率高 摩擦阻力小摩擦阻力小 傳動精度高傳動精度高 有可逆性有可逆性 使用壽命長使用壽命長 缺點：缺點：制造工藝復雜制造工藝復雜 不能實現(xiàn)自鎖不能實現(xiàn)自鎖 （3 3）、滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式）、滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式 外循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)外循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán) 內(nèi)循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠保持接觸的成為內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠保持接觸的成為內(nèi)循環(huán) 第六節(jié)第六節(jié) 對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求 （4 4）、滾珠絲杠螺母副的

18、預緊）、滾珠絲杠螺母副的預緊 預緊的目的：減小軸向間隙預緊的目的：減小軸向間隙 軸向間隙：指絲杠和螺母間無相對轉(zhuǎn)動時，二者之間的最大軸向間隙：指絲杠和螺母間無相對轉(zhuǎn)動時，二者之間的最大 軸向竄動量軸向竄動量 預緊的方法預緊的方法 雙螺母墊片式雙螺母墊片式 雙螺母螺紋式雙螺母螺紋式 雙螺母齒差式雙螺母齒差式 u雙螺母墊片式雙螺母墊片式 第六節(jié)第六節(jié) 對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求 u雙螺母螺紋式雙螺母螺紋式 第六節(jié)第六節(jié) 對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求 u雙螺母齒差式雙螺母齒差式 第六節(jié)第六節(jié) 對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求對主傳動系統(tǒng)

19、和進給系統(tǒng)的的要求 （5 5）、滾珠絲杠螺母副的安裝）、滾珠絲杠螺母副的安裝 特點：其承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠特點：其承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠 一端裝止推軸承（固定一端裝止推軸承（固定自由式）自由式） 一端裝止推軸承，另一端裝深溝球軸承（固定一端裝止推軸承，另一端裝深溝球軸承（固定支承式）支承式） 特點：軸向剛度較小，絲杠有伸縮余地，結(jié)構(gòu)復雜，僅特點：軸向剛度較小，絲杠有伸縮余地，結(jié)構(gòu)復雜，僅 適用于長絲杠適用于長絲杠 第六節(jié)第六節(jié) 對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求 兩端裝止推軸承兩端裝止推軸承 特點：將裝止推軸承裝在滾珠絲杠兩端，并施加

20、預緊拉特點：將裝止推軸承裝在滾珠絲杠兩端，并施加預緊拉 力，有助于提高傳動剛度，但對熱伸長較敏感力，有助于提高傳動剛度，但對熱伸長較敏感 第六節(jié)第六節(jié) 對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求 兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承（固定兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承（固定固定式）固定式） 特點：傳動剛度高，結(jié)構(gòu)和安裝工藝復雜，適用于長絲特點：傳動剛度高，結(jié)構(gòu)和安裝工藝復雜，適用于長絲 杠或高轉(zhuǎn)速、高剛度、高精度的絲杠杠或高轉(zhuǎn)速、高剛度、高精度的絲杠 第六節(jié)第六節(jié) 對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求對主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的的要求 （6 6）、滾珠絲杠螺母副的潤滑與防護）、滾珠絲杠螺母副

21、的潤滑與防護 u潤滑的作用：減少摩擦，降低溫升，并與密封裝置一起潤滑的作用：減少摩擦，降低溫升，并與密封裝置一起 保護絲杠不受外物的保護絲杠不受外物的 損傷與腐蝕損傷與腐蝕 潤滑油：機油、潤滑油：機油、90180號透平油、號透平油、140號主軸油號主軸油 潤滑脂：鋰基油脂或高壓潤滑脂潤滑脂：鋰基油脂或高壓潤滑脂 u防護：防止塵埃、切屑等硬質(zhì)顆粒進入防護：防止塵埃、切屑等硬質(zhì)顆粒進入 密封圈：采用毛氈圈（耐油橡膠、尼龍）密封圈：采用毛氈圈（耐油橡膠、尼龍） 防護罩：采用螺旋鋼帶、伸縮套筒、錐形套筒或皮革、防護罩：采用螺旋鋼帶、伸縮套筒、錐形套筒或皮革、 人造革制成的人造革制成的 數(shù)控機床導軌數(shù)控

22、機床導軌 （2 2）、對導軌的基本要求）、對導軌的基本要求 （1 1）、導軌的功能：支承和導向）、導軌的功能：支承和導向 導向精度：是指機床的運動部件沿導軌移動時的直線性導向精度：是指機床的運動部件沿導軌移動時的直線性 和它與有關(guān)基面之間相互位置的準確性和它與有關(guān)基面之間相互位置的準確性 精度保持性：是指導軌在長期使用中保持導向精度的能力精度保持性：是指導軌在長期使用中保持導向精度的能力 低速運動平穩(wěn)性：低速運動平穩(wěn)性： 結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好：結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好： （3 3）、導軌的分類和特點）、導軌的分類和特點 按運動軌跡按運動軌跡 按工作性質(zhì)按工作性質(zhì) 按接觸面的摩擦性質(zhì)按接觸面的摩擦性質(zhì)

23、直線運動導軌：相對運動軌跡為直線直線運動導軌：相對運動軌跡為直線 圓周運動導軌：相對運動軌跡為圓圓周運動導軌：相對運動軌跡為圓 主運動導軌：動導軌作主運動，導軌副間相對運動速度高主運動導軌：動導軌作主運動，導軌副間相對運動速度高 進給運動導軌：動導軌作進給運動，導軌副間相對運動速度低進給運動導軌：動導軌作進給運動，導軌副間相對運動速度低 調(diào)整導軌：實現(xiàn)部件之間的相對位置調(diào)整，在機床工作時無相調(diào)整導軌：實現(xiàn)部件之間的相對位置調(diào)整，在機床工作時無相 對運動對運動 滑動導軌滑動導軌 滾動導軌滾動導軌 靜壓導軌靜壓導軌 滑動導軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)滑動導軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便

24、、剛度好、抗振性高等優(yōu) 點點, , 在數(shù)控機床上應用廣泛，目前多數(shù)使用金屬對塑料形式，稱在數(shù)控機床上應用廣泛，目前多數(shù)使用金屬對塑料形式，稱 為為貼塑導軌貼塑導軌或或注塑導軌注塑導軌 u滑動導軌滑動導軌 注塑導軌：環(huán)氧樹脂為基體，加入二硫化鉬和膠體石墨及鉛粉注塑導軌：環(huán)氧樹脂為基體，加入二硫化鉬和膠體石墨及鉛粉 等混合而成等混合而成 貼塑導軌：聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬、石墨貼塑導軌：聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬、石墨 及鉛粉等混合而成及鉛粉等混合而成 u滾動導軌滾動導軌 特點：摩擦系數(shù)小、運動輕便、位移精度和定位精特點：摩擦系數(shù)小、運動輕便、位移精度和定位精 度高、耐磨

25、性好、抗震性較差、結(jié)構(gòu)復雜、度高、耐磨性好、抗震性較差、結(jié)構(gòu)復雜、 防護要求較高防護要求較高 u靜壓導軌靜壓導軌 優(yōu)點：優(yōu)點：1 1、純液體摩擦，工作時摩擦系數(shù)極低（、純液體摩擦，工作時摩擦系數(shù)極低（f=0.0005f=0.0005）；）； 2 2、導軌的運動不受負載和速度的限制，且低速時移動、導軌的運動不受負載和速度的限制，且低速時移動 均勻，無爬行現(xiàn)象；均勻，無爬行現(xiàn)象； 3 3、由于液體具有吸振作用，因而導軌的抗振性好；、由于液體具有吸振作用，因而導軌的抗振性好； 4 4、承載能力大、剛性好；、承載能力大、剛性好； 5 5、摩擦發(fā)熱小，導軌溫升小。、摩擦發(fā)熱小，導軌溫升小。 缺點：缺點：

26、1 1、液體靜壓導軌的結(jié)構(gòu)復雜，多了一套液壓系統(tǒng)；、液體靜壓導軌的結(jié)構(gòu)復雜，多了一套液壓系統(tǒng)； 2 2、成本高；、成本高； 3 3、油膜厚度難以保持恒定不變。、油膜厚度難以保持恒定不變。 使用范圍：液體靜壓導軌主要用于大型、重型數(shù)控機床上。使用范圍：液體靜壓導軌主要用于大型、重型數(shù)控機床上。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 一、主軸準停裝置一、主軸準停裝置 機機 械械 式式 主主 軸軸 準準 停停 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 二、自動換刀裝置二、自動換刀裝置 自動換刀裝置自動換刀裝置 刀庫刀庫 機械手機械手 (ATC) 作用作用交換主軸與刀庫

27、中的刀（工）具交換主軸與刀庫中的刀（工）具 對自動換刀裝置的對自動換刀裝置的 基本要求基本要求 換刀時間短換刀時間短 刀具重復定位精度高刀具重復定位精度高 有足夠的刀具貯存量有足夠的刀具貯存量 刀庫占地面積小及安全可靠刀庫占地面積小及安全可靠 自動換刀裝置的形式自動換刀裝置的形式 回轉(zhuǎn)刀架換刀回轉(zhuǎn)刀架換刀 更換主軸頭換刀更換主軸頭換刀 更換主軸箱換刀更換主軸箱換刀 帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)帶刀庫的自動換刀系統(tǒng) 二、自動換刀裝置二、自動換刀裝置 1、回轉(zhuǎn)刀架換刀、回轉(zhuǎn)刀架換刀 1）回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)要求：良好的強度和剛性）回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)要求：良好的強度和剛性 2）回轉(zhuǎn)刀架的換刀動作）回轉(zhuǎn)刀架的換刀動作 刀架

28、抬起刀架抬起 刀架轉(zhuǎn)位刀架轉(zhuǎn)位 刀架壓緊刀架壓緊 2、更換主軸換刀、更換主軸換刀 優(yōu)點：換刀時間短，換刀的可靠性強。優(yōu)點：換刀時間短，換刀的可靠性強。 缺點：主軸系統(tǒng)的剛度較差。缺點：主軸系統(tǒng)的剛度較差。 適用場合：適應于工序較少、精度要求不太高的機床適用場合：適應于工序較少、精度要求不太高的機床 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 回 轉(zhuǎn) 刀 架 換 刀 3、更換主軸箱換刀、更換主軸箱換刀 適用場合：適用場合： 適用于箱適用于箱 體類零件體類零件 的加工的加工 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 4、帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)、帶刀庫的自動換刀系統(tǒng) 組成組成

29、 刀庫刀庫 選刀系統(tǒng)選刀系統(tǒng) 刀具交換機構(gòu)刀具交換機構(gòu) 刀具自動裝卸機構(gòu)刀具自動裝卸機構(gòu) 特點：結(jié)構(gòu)較復雜，換刀過程動作多，換刀時間長。特點：結(jié)構(gòu)較復雜，換刀過程動作多，換刀時間長。 適用場合：多用于鉆床、鏜銑床和數(shù)控組合機床。適用場合：多用于鉆床、鏜銑床和數(shù)控組合機床。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 三、刀庫三、刀庫 2 2、刀庫的種類、刀庫的種類 1、刀庫的功能、刀庫的功能 功能：儲存加工工序所需的各種刀具及輔助工具。功能：儲存加工工序所需的各種刀具及輔助工具。 直線式直線式 特點：結(jié)構(gòu)簡單，刀庫容量小，一般可容納特點：結(jié)構(gòu)簡單，刀庫容量小，一般可容納 8-12把

30、刀具，故少用。把刀具，故少用。 鼓輪式（圓盤式）鼓輪式（圓盤式） 1）單鼓輪式 刀具、鼓輪軸線平行 刀具、鼓輪軸線垂直 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 盤式刀庫 刀具、鼓輪軸線成銳角刀具、鼓輪軸線成銳角 特點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊，應用較多，但刀具單 環(huán)排列，空間利用率低，適用于刀庫 容量較小的場合，一般不多于50-60把刀。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 鼓輪端面上雙環(huán)排列鼓輪端面上雙環(huán)排列 特點：刀庫空間利用率較高，但裝刀、取 刀機構(gòu)復雜，僅適用于機床空間有 限制而刀庫容量較大的場合。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 鼓輪端

31、面上多環(huán)排列鼓輪端面上多環(huán)排列 鼓輪彈倉式鼓輪彈倉式 2）多鼓輪式 雙鼓輪式 主軸 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 三鼓輪式 行星鼓輪式 特點：不同類型的刀具及輕重型刀具可分別放置， 空間利用率高，但傳動機構(gòu)和運動控制裝置 復雜，適用于刀庫容量大的場合。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 鏈式鏈式 單環(huán)鏈式單環(huán)鏈式 特點：結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫特點：結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫 容量大，可充分利用空容量大，可充分利用空 間，通常為軸向取刀，間，通常為軸向取刀， 位置精度較低，適用于位置精度較低，適用于 刀庫容量大的場合。刀庫容量大的場合。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控

32、機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 多環(huán)鏈式多環(huán)鏈式 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機床典型數(shù)控機床典型機械結(jié)構(gòu)機械結(jié)構(gòu) 三、刀庫 加長鏈式 格子箱式 單面網(wǎng)格式 特點：刀庫結(jié)構(gòu)緊湊，空間利用率高，但換刀時間 較長，小直徑刀具為軸向取刀，大直徑刀具 為徑向取刀，布局不靈活，通常刀庫安置在 工作臺上，應用較少。 三、刀庫 三、刀庫 多面網(wǎng)格式 特點：刀庫容量大，輔助裝置較復雜，用于需刀庫 容量大的機床上。 三、刀庫三、刀庫 3 3、刀庫的容量、刀庫的容量銑削加工 車削加工 刀具數(shù) 可 加 工 件 的 比 率 10 20 40 30 50 60 70 80 100 90 105 0 15202530 鉆削加工 四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式 1、自動選刀：在自動換刀裝置換刀時，按數(shù)控裝、自動選刀：在自動換刀裝置換刀時，按數(shù)控裝 置發(fā)出的換刀指令，刀具交換裝置置發(fā)出的換刀指令，刀具交換裝置 從刀庫中挑選各工序所需刀具的操從刀庫中挑選各工序所需刀具的操 作稱為自動換刀。作稱為自動換刀。 2、刀具的選擇方式、刀具