《數(shù)控機床結(jié)構(gòu)》課件

第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1概述2.2數(shù)控機床的總體布局2.3數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)2.4數(shù)控機床的進給系統(tǒng)2.5數(shù)控機床的導軌2.6數(shù)控機床的自動換刀裝置2.7數(shù)控機床的回轉(zhuǎn)工作臺本章要點下頁返回圖庫某卜揣蹲謠胯凸呈粟簧誹僅矮疚齲曬絆塹得啟西斧茬矣員胞吵飽爺浮肅誅數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1概述

下頁上頁返回數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的根本要求提高數(shù)控機床性能的措施圖庫綱或捧豢找搶脫件毋實鋅濁迄報翔乓納瞞螟辭嗜兆瘴扒券倦戍屬閏鉀映挪數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自動化程度高下頁上頁返回數(shù)控機床需要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，自動完成對進給速度、主軸轉(zhuǎn)速、道具運動軌跡以及其他機床輔助技能〔如自動換刀，自動冷卻〕的控制。它必須利用伺服進給系統(tǒng)代替普通機床的進給系統(tǒng)，并可以通過主軸調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)主軸自動變速。因此，在機械結(jié)構(gòu)上，數(shù)控機床的主軸箱、進給變速箱結(jié)構(gòu)一般非常簡單；齒輪、軸類零件、軸承的數(shù)量大為減少；電動機可以直接連接主軸和滾珠絲杠，不用齒輪；在使用直線電動機，電主軸的場合，甚至可以不用絲杠、主軸箱。在操作上，它不像普通機床那樣，需要操作者通過手柄進行調(diào)整和變速，操作機構(gòu)比普通機床要簡單多，許多機床甚至沒有手動機械操作系統(tǒng)。此外，由于數(shù)控機床的大局部輔助動作都可以通過數(shù)控系統(tǒng)的輔助技能〔M技能〕進行控制，因此，常用的操作按鈕也較普通機床少。結(jié)構(gòu)簡單、操作更方便，更簡單圖庫枝芯蹦念槍婆科貓遮蘿黎抑嗚價扔盤漁假設(shè)梳痙梢菲炕枚慷使王蔚販潘臭甫數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.1數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點下頁上頁返回圖庫捕迫婿坦傷仆溝博忘鯨瓢囪殖苑頂語箋騾擠援姜敬廣府侖述娶熙觸臨拔池數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.1數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點具有適應(yīng)無人化、柔性化加工的特殊部件下頁上頁返回“工藝復合化〞和“功能集成化〞是無人化、柔性加工的根本要求，也是數(shù)控機床最顯著的特點和當前的開展方向。因此，自動換刀裝置〔ATC〕、動力刀架、自動換屑裝置、自動潤滑裝置等特殊機械部件是必不可少，有的機床還帶有自開工作臺交換裝置〔APC〕。“功能集成化〞是當前數(shù)控機床的另一重要開展方向。在現(xiàn)代數(shù)控機床上，自動換刀裝置、自開工作臺交換裝置等已經(jīng)成為根本裝置。隨著數(shù)控機床向無人化、柔性化加工開展，功能集成化更多表達在：工件的自動裝卸、自動定位，刀具的自動對刀、破損檢測、壽命管理，工件的自動測量和自動補償功能上，因此，國外還新近開發(fā)了集中突破傳統(tǒng)機床界限，集鉆、銑、鏜、車、磨等加工于一體的所謂“萬能加工機床〞，大大提高了附加值，并隨之不斷出現(xiàn)新的機械部件。圖庫奇隊蚊蝸捕吞霄還驟沃魁富趙腔峽雕瓣市裴開邪夷喚創(chuàng)尾煞桃鋼聶塹銜隋數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.1數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點對機械結(jié)構(gòu)、零部件的要求高下頁上頁返回高速、高效、高精度的加工要求，無人化管理以及工藝復合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生產(chǎn)率，同時，也必然會使機床的開機時間，工作負載隨之增加，機床必須在高負荷下，長時間可靠工作。因此，對組成機床的各種零部件和控制系統(tǒng)的可靠性要求很高。此外，為了提高加工效率，充分發(fā)揮機床性能，數(shù)控機床通常都能夠同時進行粗細加工。這就要求機床技能滿足大切削量的粗加工對機床的剛度、強度和抗震性的要求，而且也能到達精密加工機床對機床精度的要求。因此，數(shù)控機床的主軸電機的功率一般比同規(guī)格的普通機床大，主要部件和根底件的加工精度通常比普通機床高，對組成機床各部件的動、靜態(tài)性能以及熱穩(wěn)定性的精度保持性也提出了更高的要求。圖庫臭壟宏突苦偷碉稗撩內(nèi)唆滴簽宗瘡祭盧慌雪筑鋁遙錫拎峪穩(wěn)磚貝望漣熄范數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.2數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的根本要求具有較高的靜、動剛度和良好抗震性下頁上頁返回圖庫機床的剛度反映了機床機構(gòu)抵抗變形的能力，。機床變形產(chǎn)生的誤差，通常很難通過調(diào)整和補償?shù)姆椒ㄓ枰詮氐椎慕鉀Q。為了滿足數(shù)控機床高效、高精度、高可靠性以及自動化的要求，與普通機床相比，數(shù)控機床應(yīng)具有更高的精剛度。此外，為了充分發(fā)揮機床的效率，加大切削用量，還必須提高機床的抗震性，防止切削時產(chǎn)生的共振和顫振。而提高機構(gòu)的動剛度是提高機床抗震性的根本途徑。酮霓縣婪溝罪鋪肺敞蠱雍妄峙倘調(diào)惰籍駛物嶺星斃賊叔撥盡薯誹疽似育淳數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.2數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的根本要求具有較好的熱穩(wěn)定性下頁上頁返回圖庫機床的熱變性是影響機床加工精度的主要因素之一。由于數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速、快速進給都遠遠超過普通機床，機床又長時間處于連續(xù)工作狀態(tài)，電動機、絲杠、軸承、導軌的發(fā)熱都比較嚴重，加上高速切削產(chǎn)生的切屑的影響，使得數(shù)控機床的熱變性影響比普通機床要嚴重得多。雖然在先進的數(shù)控系統(tǒng)具有熱變性補償功能，但是它并不能完全消除熱變性對于加工精度的影響，在數(shù)控機床上還應(yīng)采取必要的措施，盡可能減小機床的熱變性。緘菲侶敬費秉陰燎櫻伸轟伯媳簡跑淮膛彈瞄鄂鎂渾罪券招曲禍節(jié)苔然蠶嗽數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.2數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的根本要求具有較高的運動精度和良好的低速穩(wěn)定性下頁上頁返回圖庫利用伺服系統(tǒng)代替普通機床的進給系統(tǒng)是數(shù)控機床的主要特點。伺服系統(tǒng)最小的移動量〔脈沖當量〕，一般只有0.001mm，甚至更??；最低進給速度，一般只有1mm/min，甚至更低。這就要求進給系統(tǒng)具有較高的運動精度，良好的跟蹤性能和低速穩(wěn)定性，才能對數(shù)控系統(tǒng)的位置指令做出準確的響應(yīng)，從而得到要求的定位精度。傳動裝置的間隙直接影響著機床的定位精度，雖然在數(shù)控系統(tǒng)中可以通過間隙補償、單向定位等措施減小這一影響，但不能完全消除。特別是對于非均勻間隙，必須機械消除間隙措施，才能得到較好的解決。詭何位袁義見籃鄂漂眨怖噪幣遼扼選社漂拳哭翹癡饒匪鑿王妻敏蘊練嚴貯數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.2數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的根本要求具有良好的操作、平安防護性能下頁上頁返回圖庫方便、舒適的操作性能，是操作者普遍關(guān)心的問題。在大局部數(shù)控機床上，刀具和工件的裝卸、刀具和夾具的調(diào)整、還需要操作者完成，機床的維修更離不開人，而且由于加工效率的提高，數(shù)控機床的工件裝卸可能比普通機床更加頻繁，因此良好的操作性能是數(shù)控機床設(shè)計時必須的問題。數(shù)控機床是一種高度自動化的加工設(shè)備，動作復雜，高速運動部件較多，對機床動作互鎖、平安防護性能的要求也比普通機床要高很多。同時，數(shù)控機床一般都有高壓、大流量的冷卻系統(tǒng)，為了防止切屑、冷卻液的飛濺，數(shù)控機床通常都應(yīng)采用封閉和半封閉的防護形式，增加防護性能。詠潔烴簧魏霖孤憤浸納兒籠灌汞睡些矛式慚亡兩導個燒洪羽衷喧伊立葦挖數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.3提高數(shù)控機床性能的措施合理選擇數(shù)控機床的總體布局下頁上頁返回圖庫機床的總體布局直接影響到機床的結(jié)構(gòu)和性能。合理選擇機床布局，不但可以使機械結(jié)構(gòu)更簡單、合理、經(jīng)濟，而且能提高機床剛度、改善機床受力情況，提高熱穩(wěn)定性和操作性能，使機床滿足數(shù)控化的要求。如：在數(shù)控機床上采用斜床身布局，可以改善受力情況，提高床身的剛度，提高操作性能。臥式數(shù)控鏜床采用T形床身，框架結(jié)構(gòu)雙立柱、立柱移動式〔Z〕布局，可以減少機床的機構(gòu)層次，大大提高機床結(jié)構(gòu)剛度和加工精度，精度的穩(wěn)定性好，熱變性的影響小。在高速加工機床上，那么通過采用固定門式立柱、“箱中箱〞等特殊的布局型式，以最大限度地降低運動部件的質(zhì)量，提高機床部件的快進速度和加速度，以滿足高速加工的需要。鋁抄唆阮觀嘴挾衛(wèi)貶喻蝴代諱零沖督埔洋醒幽鼎攘泣靛簽爪喉較府邀邁脫數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.3提高數(shù)控機床性能的措施提高結(jié)構(gòu)件的剛度下頁上頁返回圖庫結(jié)構(gòu)的剛度直接影響機床的精度和動態(tài)性能。機床的剛度主要決定于組成機械系統(tǒng)的部件質(zhì)量、剛度、阻尼、固有頻率以及負載激振頻率等。提高機床結(jié)構(gòu)剛度主要措施有：改善機械局部構(gòu)件；利用平衡機構(gòu)補償部件變性；改善并構(gòu)件間的連接形式；縮短傳動鏈，適當加大傳動軸，對軸承和滾珠絲杠等傳動部件進行預(yù)緊等等。2.1.3提高數(shù)控機床性能的措施提高機床抗振性下頁上頁返回圖庫高速轉(zhuǎn)動零部件的動態(tài)不平衡力與切削產(chǎn)生的振動，是引起機床振動的主要原因。提高數(shù)控機床抗振性的主要措施有：對機床高速轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)部件，特別是主軸部件進行動平衡，對傳動部件進行消隙處理，減少機床激振力；提高機械部件的靜態(tài)剛度和固有頻率，防止共振，在機床結(jié)構(gòu)大件中充填阻尼材料，在大件外表噴涂阻尼涂層抑制振動等。竅雍右赦蝗瀾鴨摔復詹虐彌窖汞咸苗嚷分厚拼裔侶教帕薛廷輿廄熬漳晃灶數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.3提高數(shù)控機床性能的措施改善機床的熱變形下頁上頁返回圖庫引起機床熱變形的主要原因是機床內(nèi)部熱源發(fā)熱，摩擦以及切削產(chǎn)生的發(fā)熱。減少機床熱變形的措施主要有：采用伺服電動機和主軸電動機、變量泵等低能耗執(zhí)行元件，減少熱量的產(chǎn)生；簡化傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少傳動齒輪、傳動軸，采用低摩擦系數(shù)的導軌和軸承，減少摩擦發(fā)熱；改善散熱條件、增加隔熱措施、對發(fā)熱部件〔如：電柜、絲桿、油箱等〕進行強制冷卻，吸收熱量，防止溫升；采用對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計，使部件均勻受熱；對切削局部采用高壓、大流量冷卻系統(tǒng)冷卻等等。轍濤船蚊叔揀爽閣罪煎燙淫族披員閱陷淚違逛荒景窖條廠狼侗次祥美慶廖數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.1.3提高數(shù)控機床性能的措施保證運動的精度和穩(wěn)定性下頁上頁返回圖庫機床的運動精度和穩(wěn)定性，不僅和數(shù)控系統(tǒng)的分辨率、伺服系統(tǒng)的精度的穩(wěn)定性有關(guān)，而且還在很大程度上取決于機械傳動的精度。傳動系統(tǒng)的剛度、間隙、摩擦死區(qū)、非線性環(huán)節(jié)都對機床的精度和穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響。減小運動部件的質(zhì)量，采用低摩擦系數(shù)的導軌和軸承以及滾珠絲桿副、靜壓導軌、直線滾動導軌、塑料滑動導軌等高效執(zhí)行部件，可以減少系統(tǒng)的摩擦阻力，提高運動精度，防止低速爬行。縮短傳動鏈，對傳動部件進行消隙，對軸承和滾珠絲杠進行預(yù)緊，可以減消機械系統(tǒng)的間隙和非線性影響，提高機床的運動精度和穩(wěn)定性。喧播桃戴韶晾淬峭草茵渦綱砒育砌滴陣腳邏氛滯巫烷咯盯壺召嘆吞拈森懼數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.2數(shù)控機床的總體布局數(shù)控車床的常用布局形式臥式數(shù)控鏜銑床〔臥式加工中心〕的常用布局形式立式數(shù)控鏜銑床〔立式加工中心〕的常用布局形式數(shù)控機床交換工作臺的布局高速加工數(shù)控機床的特殊布局虛擬軸機床下頁上頁返回圖庫滿藍境芭兩詠哇詣旗姓傻爬叮繩渡疹搐店警忘罪密糖片如割檢撤困部疲耿數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控車床的常用布局形式平床身斜床身立式床身圖2-1數(shù)控車床的三種常用布局(a)平床身布局(b)斜床身布局(c)立式床身布局常用布局形式下頁上頁返回圖庫這三種布局方式各有特點，一般經(jīng)濟型、普及型數(shù)控車床以及數(shù)控化改造的車床，大都采用平床身；性能要求較高的中、小規(guī)格數(shù)控車床采用斜床身〔有的機床是用平床身斜滑板〕；大型數(shù)控車床或精密數(shù)控車床采用立式床身?？髅Э瞥鹌缤魃閬y科釜木蒸考辭利侍管蛤扔卷吞沽奈粱堯深蝦企烏拴穢數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控車床的常用布局形式常用布局形式下頁上頁返回圖庫斜床身布局的數(shù)控車床〔導軌傾斜角度通常選擇45o、60o或75o〕，不僅可以在同等條件下，改善受力情況，而且還可通過整體封閉式截面設(shè)計，提高床身的剛度，特別是自動換刀裝置的布置較方便。而平床身、立式床身布局的機床受結(jié)構(gòu)的局限，布置比較困難，限制了機床性能。因此，斜床身布局的數(shù)控車床應(yīng)用比較廣泛。霖澈漱咆燥鼻兢操曠楊牌堿庶猜礎(chǔ)液抹鞭茍興突挫嚇雜邪鴿雇丹漢肉粘憫數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控車床的常用布局形式常用布局形式下頁上頁返回圖庫在其他方面那么三種布局方式各具特點：〔1〕熱穩(wěn)定性：當主軸箱因發(fā)熱使主軸軸線產(chǎn)生熱變位時，斜床身的影響最?。恍贝采?、立式床身因排屑性能好，受切屑產(chǎn)生的熱量影響也小。〔2〕運動精度：平床身布局由于刀架水平布置，不受刀架、滑板自重的影響，容易提高定位精度；立式床身受自重的影響最大，有時需要加平衡機構(gòu)消除；斜床身介于兩者之間。數(shù)控車床的常用布局形式常用布局形式下頁上頁返回圖庫〔3〕加工制造：平床身的加工工藝性較好，部件精度較容易保證。另外，平床身機床工件重量產(chǎn)生的變形方向豎直向下，它和刀具運動方向垂直，對加工精度的影響較?。涣⑹酱采懋a(chǎn)生的變形方向正好沿著運動方向，對精度影響最大；斜床身介于兩者之間?！?〕操作、防護、排屑性能：斜床身的觀察角度最好、工件的調(diào)整比較方便，平床身有刀架的影響，加上滑板突出前方，觀察、調(diào)整較困難。但是，在大型工件和刀具的裝卸方面，平床身因其敞開面寬，起吊容易，裝卸比較方便。立式床身因切屑可以自由落下，排屑性能最好，導軌防護也較容易。在防護罩的設(shè)計上，斜床身和立式床身結(jié)構(gòu)較簡單，安裝也比較方便；而平床身那么需要三面封閉，結(jié)構(gòu)較復雜，制造本錢較高。右哩耍先篆靛獎圣痕徒茅踴臭哼揮咳噴燭吝泊諾裂顆親芳頹啥秒砂阻維鄧數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.2.2臥式數(shù)控鏜銑床〔臥式加工中心〕的常用布局形式

臥式數(shù)控鏜銑床〔臥式加工中心〕的布局形式種類較多，其主要區(qū)別在于立柱的結(jié)構(gòu)形式和X、Z坐標軸的移動方式上〔Y軸移動方式無區(qū)別〕。單立柱框架結(jié)構(gòu)雙立柱圖2-2臥式數(shù)控鏜銑床〔臥式加工中心〕常見的布局形式常用的立柱下頁上頁返回圖庫Z坐標軸的移動方式有工作臺移動式〔圖2-2a、b〕和立柱移動式〔圖2-2c〕兩種。以上根本形式通過不同組合，還可以派生其他多種變形，如X、Z兩軸都采用立柱移動，工作臺完全固定的結(jié)構(gòu)形式；或X軸為立柱移動、Z軸為工作臺移動的結(jié)構(gòu)形式等。廄汀欺新姥堵鮑特刪偉眶灸廠審呻紡盾事故垂登疤蔗粉吼奈饑鹽材暈主疼數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.2.2臥式數(shù)控鏜銑床〔臥式加工中心〕的常用布局形式下頁上頁返回圖庫在圖2-2所示的三種中、小規(guī)格臥式數(shù)控鏜銑床〔臥式加工中心〕常見的布局形式中，圖2-2a所示的結(jié)構(gòu)形式和傳統(tǒng)的臥式鏜床相同，多見于早期的數(shù)控機床或數(shù)控化改造的機床；圖2-2b所示的采用了框架結(jié)構(gòu)雙立柱、Z軸工作臺移動式布局，為中、小規(guī)格臥式數(shù)控機床常用的結(jié)構(gòu)形式。圖2-2c所示的采用了T形床身、框架結(jié)構(gòu)雙立柱、立柱移動式〔Z軸〕布局，為臥式數(shù)控機床典型結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)雙立柱采用了對稱結(jié)構(gòu)，主軸箱在兩立柱中間上、下運動，與傳統(tǒng)的主軸箱側(cè)掛式結(jié)構(gòu)相比，大大提高了結(jié)構(gòu)剛度。另外，主軸箱是從左、右兩導軌的內(nèi)側(cè)進行定位，熱變形產(chǎn)生的主軸軸線變位被限制在垂直方向上，因此，可以通過對Y軸的補償，減小熱變形的影響。純封紗木績賄脆效餅澳衛(wèi)囂見禿世涯缸愛鄙顴尾現(xiàn)妖斯掣自頰蔫歐距賂甥數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.2.2臥式數(shù)控鏜銑床〔臥式加工中心〕的常用布局形式下頁上頁返回圖庫T形床身布局可以使工作臺沿床身做X方向移動時，在全行程范圍內(nèi)，工作臺和工件完全支承在床身上，因此，機床剛性好，工作臺承載能力強，加工精度容易得到保證。而且，這種結(jié)構(gòu)可以很方便地增加X軸行程，便于機床品種的系列化、零部件的通用化和標準化。立柱移動式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：首先，這種形式減少了機床的結(jié)構(gòu)層次，使床身上只有回轉(zhuǎn)工作臺、工作臺，共三層結(jié)構(gòu)，它比傳統(tǒng)的四層十字工作臺，更容易保證大件結(jié)構(gòu)剛性；同時又降低了工件的裝卸高度，提高了操作性能。其次，Z軸的移動在后床身上進行，進給力與軸向切削力在同一平面內(nèi)，承受的扭曲力小，鏜孔和銑削精度高。此外，由于Z軸的導軌的承重是固定不變的，它不隨工件重量改變而改變，因此有利于提高Z軸的定位精度和精度的穩(wěn)定性。但是，由于Z軸承載較重，對提高Z軸的快速性不利，這是其缺乏之處。棍掠蔬臂絕茸諾蠢幌啡礁草卜入纏妊蓬檻漠僑該改爭咐丹利駁三翌蒙卜剖數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.2.3立式數(shù)控鏜銑床〔立式加工中心〕的常用布局形式下頁上頁返回圖庫立式數(shù)控鏜銑床〔立式加工中心〕的布局形式與臥式數(shù)控鏜銑床類似，圖2-3所示的是三種常見布局形式。這三種布局形式中，圖2-3a所示的結(jié)構(gòu)形式是常見的工作臺移動式數(shù)控鏜銑床〔立式加工中心〕的布局，為中、小規(guī)格機床的常用結(jié)構(gòu)形式；圖2-3b所示的采用了T形床身，X、Y、Z三軸都是立柱移動式的布局，多見于長床身〔大X軸行程〕或采用交換工作臺的立式數(shù)控機床。這三種布局形式的結(jié)構(gòu)特點，根本和臥式數(shù)控鏜銑床〔臥式加工中心〕的對應(yīng)結(jié)構(gòu)相同。同樣，以上根本形式通過不同組合，還可以派生其他多種變形，如X、Z兩軸都采用立柱移動、工作臺完全固定的結(jié)構(gòu)形式，或X軸為立柱移動、Z軸為工作臺移動的結(jié)構(gòu)形式等等。圖2-3立式數(shù)控鏜銑床〔立式加工中心〕常見的布局形式緝變硬協(xié)蚤庚貶雙焙盛呸驢咐測拾近祥柴韻龍負布拜氈得漓欽贊攝腦船絡(luò)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.2.4數(shù)控機床交換工作臺的布局

下頁上頁返回圖庫為了提高數(shù)控機床的加工效率，在加工中心上經(jīng)常采用雙交換工作臺，進行工件的自動交換，以進一步縮短輔助加工時間，提高機床效率。圖2-4a是移動式雙交換工作臺布局圖，用于工作臺移動式加工中心。對于圖示的初始狀態(tài)，其工作過程是：首先在Ⅱ工位工作臺上裝上工件，交換開始后，X軸自動運動到Ⅰ工位的位置，并松開工作臺夾緊機構(gòu)；交換機構(gòu)通過液壓缸或輔助電動機將機床上的工作臺拉到Ⅰ工位上；X軸再自動運動到Ⅱ工位的位置，交換機構(gòu)將裝有工件的Ⅱ工位工作臺送到機床上，并夾緊。在機床進行工件加工的同時，操作者可以在Ⅰ工位裝卸工件，準備第二次交換。這樣就使得工件的裝卸和機床加工可以同時進行，節(jié)省了加工輔助時間，提高了機床的效率。圖2-4所示的是兩種常見的雙交換工作臺布局形式2.2.4數(shù)控機床交換工作臺的布局

下頁上頁返回圖庫圖2-4b是回轉(zhuǎn)式雙交換工作臺布局圖，用于立柱移動式加工中心。其工作過程是：首先在Ⅱ工位〔裝卸工位〕工作臺上裝上工件，交換開始后，Ⅰ工位〔加工工位〕的工作臺夾緊機構(gòu)自動松開；交換回轉(zhuǎn)臺抬起，進行180o回轉(zhuǎn)，將Ⅱ工位上工作臺轉(zhuǎn)到Ⅰ工位的位置，并夾緊。在機床進行工件加工的同時，操作者可以在Ⅱ工位裝卸工件，準備第二次交換。回轉(zhuǎn)式雙交換工作臺的優(yōu)點是交換速度快，定位精度高；對冷卻、切屑的防護容易；缺點是結(jié)構(gòu)較復雜，占地面積大。逾錄灰存膠掉蒲么鵑嘯唾期肌招沽睡漸爪惰厄訝院豹豢碌翌趕坊雕旨琴凝數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.2.4數(shù)控機床交換工作臺的布局

下頁上頁返回圖庫此外，還有一種通過雙工作區(qū)，進行工件交換的布局形式〔如圖2-5所示〕，多用于長床身〔X軸行程在1500mm以上〕，且X、Y、Z三軸都是立柱移動式的加工中心上。它的根本結(jié)構(gòu)和立柱移動式機床完全相同，區(qū)別僅在于利用中間防護，使機床原工作臺分成了兩個相對獨立的操作區(qū)域。其工作過程是：立柱首先運動到Ⅰ區(qū)，對安裝在該區(qū)的零件進行正常加工；與此同時，操作者可以在Ⅱ區(qū)裝卸工件。在Ⅰ區(qū)的零件加工完成后，通過X軸的快速移動，將立柱運動到Ⅱ區(qū)，進行Ⅱ區(qū)零件的加工；操作者可以在Ⅰ區(qū)裝卸工件，如此循環(huán)。機床通過電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)嚴格的互鎖，對于加工區(qū)的防護門也需要通過機電聯(lián)鎖裝置予以封閉，確保機床的平安性、可靠性。圖2-5雙工作區(qū)交換的布局圖屈乓湃必薩婦嘶頻疼保皿逐唁躍向歡憎帥崎悉飯負惑邱昏屈莆勉般隧匿墟數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.2.5高速加工數(shù)控機床的特殊布局

下頁上頁返回圖庫圖2-6高速加工機床布局1-X軸導軌2-內(nèi)框3-主軸箱4-Y軸導軌立式數(shù)控機床采用的固定門式立柱布局形式臥式數(shù)控機床采用的“內(nèi)外雙框架〞結(jié)構(gòu)布局即“箱中箱〞〔BoxinBox)結(jié)構(gòu)常用布局形式數(shù)筷竅戍小訊梳汽撣保瘓適籠柴除潘綠燃渺弘齒翟曬崩典噬碎呂賤節(jié)另茵數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.2.6虛擬軸機床

下頁上頁返回圖庫圖2-7虛擬軸機床立式布局形式臥式布局形式常用布局形式屢緯埠美蟹哲冬斜珍堂吉梧盎鐘螺交轄撤滅候沽人楊反蛋叔澄琶醛逢基野數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.3數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)主傳動的根本要求和變速方式主軸的聯(lián)接形式主軸部件的支承電主軸與高速主軸系統(tǒng)主軸部件的結(jié)構(gòu)下頁上頁返回圖庫愚瘍敝霜琉蝶每巡撮考鬃肪毋擾氏平濾撇捉蹲掄桓局詠骸艘拋坊亂忱戰(zhàn)龍數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.3.1主傳動的根本要求和變速方式下頁上頁返回圖庫數(shù)控機床和普通機床一樣，主傳動系統(tǒng)也必須通過變速，才能使主軸獲得不同的傳遞，以適應(yīng)不同的加工要求，并且，在變速的同時，還要求傳遞一定的功率和足夠的轉(zhuǎn)矩，滿足切削的需要。數(shù)控機床作為高度自動化的設(shè)備，它對主傳動系統(tǒng)的根本要求有以下幾點：1)為了到達最正確的切削效果，一般都應(yīng)在最正確的切削條件下工作，因此，主軸一般都要求能自動實現(xiàn)無級變速。2)要求機床主軸系統(tǒng)必須具有足夠高的轉(zhuǎn)速和足夠大的功率，以適應(yīng)高效、高速的加工需要。閹狗減籍襲蕩薔巾諄緊寢腦眼血掉舵凈奇爐爸賺掂鮮矛燙鋒梅膊蔗淚捕蚌數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.3.1主傳動的根本要求和變速方式下頁上頁返回圖庫主傳動的變速方式主傳動的無極變速通常有以下三種方法：1)采用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)無級變速傳動，在早期的數(shù)控機床或大型數(shù)控機床〔主軸功率超過100KW〕上，也有采用直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的情況。2)在經(jīng)濟性、普及性數(shù)控機床上，為了降低本錢，可以采用變頻帶變頻電動機或普通交流電動機實現(xiàn)無級變速的方式。3)在高速加工機床上，廣泛使用主軸和電動機一體化的新穎功能部件---電主軸。電主軸的電動機轉(zhuǎn)子和主軸一體，無須任何傳動件，可以使主軸到達每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)，甚至十幾萬轉(zhuǎn)的高速。但是，不管采用任何形式，數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都要比普通機床簡單得多。峙醫(yī)烏撅婚鈾釀聞典具躺韓姑噓慰蔫炊糖潛粳戳零劫施鍘帕伊敢墊撐兇雛數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.3.1主傳動的根本要求和變速方式下頁上頁返回圖庫3)為了降低噪聲、減輕發(fā)熱、減少振動，主傳動系統(tǒng)應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)，減少傳動件。4)在加工中心上，還必須具有安裝道具和刀具交換所需要的自動夾緊裝置，以及主軸定向準停裝置，以保證刀具和主軸、刀庫、機械手的正確嚙合。5)為了擴大機床的功能，實現(xiàn)對C軸的控制，主軸還需安裝位置檢測裝置，以便實現(xiàn)對主軸位置的控制。涵郊德懸靖坡滓憲蹄焰習躁安吼除加何鏈好腫鋼字像拋炙拴屠藩剛機雛幽數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)主軸的聯(lián)接形式用輔助機械變速機構(gòu)聯(lián)結(jié)定傳動比的聯(lián)接方式采用電主軸常用聯(lián)接形式下頁上頁返回圖庫閘承粗糾魏糯督樁舍虞嫉續(xù)渙奏場梅僳書悉屢忱教宵征騙寂扯蹭府擱寢烘數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)主軸的聯(lián)接形式用輔助機械變速機構(gòu)聯(lián)結(jié)下頁上頁返回圖庫在大、中型數(shù)控機床上，為了使主軸在低速時獲得大轉(zhuǎn)矩和擴大恒功率調(diào)速范圍，通常在使用無級變速傳動的根底上，在增加兩級或三級輔助機械變速機構(gòu)作為補充。通過分段變速方式，確保低速時的大扭矩，擴大恒功率調(diào)速范圍，滿足機床重切削時對扭矩的要求。輔助機械變速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、原理和普通機床相同，可以通過電磁離合器、液壓或氣動帶動滑移齒輪等方式實現(xiàn)。輔助變速的動作控制，可以通過數(shù)控系統(tǒng)的“自動傳動級變換〞功能自動實現(xiàn)。輔助機械變速機構(gòu)的變速比應(yīng)根據(jù)實際機床的參數(shù)進行選擇，并盡可能保持功率曲線的連續(xù)。圖2-8霞腦啥舉趕汽恿稻困爹霜短霹棲雁猩遲訟履豪武敦詩羊棒疽木編鄲般叔窩數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)主軸的聯(lián)接形式定傳動比的聯(lián)接方式下頁上頁返回圖庫在小型數(shù)控機床上，主電動機和主軸一般采用定傳動比的聯(lián)結(jié)形式，或是主電動機和主軸直接連接的形式。在使用定傳動比傳動時，為了降低噪聲與振動，通常采用V帶和同步皮帶傳動。電動機和主軸直接連接的形式，可以大大簡化主軸傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，有效提高主軸剛度和可靠性。但是，其主軸的輸出轉(zhuǎn)矩、功率、恒功率調(diào)速范圍決定于主電動機本身。另外，主電動機的發(fā)熱對主軸的精度有一定的影響。誰踴瘦窯響俘兆鮮赤聲交澡啤酒菊勝者佑鋼該本蹄撣駝褐叁達肚脯瓦惶史數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)主軸的聯(lián)接形式采用電主軸下頁上頁返回圖庫在高速加工機床上，大多數(shù)使用電動機轉(zhuǎn)子和主軸一體的電主軸，可以使主軸到達每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)、甚至十幾萬轉(zhuǎn)的高速，主軸傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更簡單，剛性更好。車床用電主軸銑床用電主軸誕焙斯敢潞裕拼晌喉奠鍺齋孟吉言持晌掐蔽印姜娘窄癬梅撈津繼給尾齋鎖數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)主軸部件的支承錐孔雙列圓柱滾子軸承雙列推力角接觸球軸承雙列圓錐滾子軸承帶凸肩的雙列圓錐滾子軸承常用主軸軸承下頁上頁返回圖庫主軸部件是數(shù)控機床的關(guān)鍵部件之一，它直接影響機床的加工質(zhì)量。主軸部件包括主軸的支承、安裝在主軸上的傳動零件等。圖2-9主軸常用的幾種滾動軸承滾動軸承的精度有E級(高級)、D級(精密級)、C級(特精級)、B級(超精級)四種等級。前軸承的精度一般比后軸承高一個精度等級。數(shù)控機床前支承通常采用B、C級精度的軸承,后支承那么常采用C、D級。防卡紹麻宅嘛訂仿杉榮帝龜東溪提卜鐳守伍狂憲諾勞棘頹呸貓險簇匝衣卜數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)主軸部件的支承采用后端定位,推力軸承布置在后支承的兩側(cè),軸向載荷由后支承承受。采用前、后兩端定位,推力軸承布置在前、后支承的兩外側(cè),軸向載荷由前支承承受,軸向間隙由后端調(diào)整。采用前端定位,推力軸承布置在前支承,軸向載荷由前支承承受。軸承的配置合理配置軸承,可以提高主軸精度,降低溫升,簡化支承結(jié)構(gòu)。在數(shù)控機床上配制軸承時,前后軸承都應(yīng)能承受徑向載荷,支承間的距離要選擇合理,并根據(jù)機床的實際情況配制軸向力的軸承。下頁上頁返回圖庫圖2-10幾種常見的軸承配置形式電主軸與高速主軸系統(tǒng)下頁上頁返回圖庫在高速加工機床上,大多數(shù)使用電動機轉(zhuǎn)子和主軸一體的電主軸,可以使主軸到達每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)、甚至十幾萬轉(zhuǎn)的高速,主軸傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更簡單、剛性更好。電主軸最早應(yīng)用于磨床上,隨著高速加工機床的開展,電主軸以其卓越的高速性能,被廣泛用于其他數(shù)控機床。雖然電主軸外形各不相同,但其實質(zhì)都是一只轉(zhuǎn)子中空的電動機(如圖2-11所示)。外殼有進行強制冷卻的水槽,中空套筒用于直接安裝各種機床主軸。從而取消了從主電動機到主軸之間一切中間的機械傳動環(huán)節(jié)(如傳動帶、齒輪、離合器等),實現(xiàn)了主電動機與機床主軸的一體化,使機床的主傳動系統(tǒng)實現(xiàn)了所謂的“零傳動〞。吻蛛也騷殖奈傘秤繞轍峨漓沸聽卓擦懾纂監(jiān)福戚軌黑巴狀蹄拿尹樁嚷眠馳數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)電主軸與高速主軸系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)最為簡單,傳動慣量小,因而快速響應(yīng)性好,能實現(xiàn)極高的速度、加(減)速度和定角度的快速準停(C軸控制)。通過采用交流變頻調(diào)速或磁場矢量控制的交流主軸驅(qū)動裝置,輸出功率大,調(diào)速范圍寬,并有比較理想的轉(zhuǎn)矩—功率特性?？梢詫崿F(xiàn)了主軸部件的單元化。電主軸可獨立做成標準功能部件,并由專業(yè)廠進行系列化生產(chǎn)；機床生產(chǎn)廠只需根據(jù)用戶的不同要求進行選用,可很方便的組成各種性能的高速機床,符合現(xiàn)代機床設(shè)計模塊化的開展方向。電主軸的主要特點下頁上頁返回圖庫主軸部件采用電主軸的傳動方式有以下特點:彈癢備根拂逞瀑咆酶扮攘鴉搖尋柴捧袍詩惟鈴瓣呢宦瑯娶葉世阻頰并昆銥數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)電主軸與高速主軸系統(tǒng)主電動機置于主軸前、后軸承之間。這種方式的優(yōu)點是:主軸單元的軸向尺寸較短,主軸剛度高,出力大,較適用于中、大型高速加工中心,目前大多數(shù)加工中心都采用這種結(jié)構(gòu)形式。主電動機置于主軸后軸承之后,即主軸箱和主電動機作軸向的同軸布置(有的用聯(lián)軸器)。這種布局方式有利于減小電主軸前端的徑向尺寸,電動機的散熱條件也較好。但整個主軸單元的軸向尺寸較大,常用于小型高速數(shù)控機床,尤其適用于模具型腔的高速精密加工。電主軸的安裝形式根據(jù)主電動機和主軸軸承相對位置的不同,高速電主軸有兩種安裝形式:下頁上頁返回圖庫境著丈星瀉物迅跋翹痞捉勾神洗叭賤猿輔課簾柑瑯鉗爪浦六廟漸驟緝少磕數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)電主軸與高速主軸系統(tǒng)電主軸的發(fā)熱及其解決方法下頁上頁返回圖庫與一般的主軸部件不同,電主軸最突出的問題之一是內(nèi)藏式高速主電動機的發(fā)熱。由于主電動機旁邊就是主軸軸承,電動機的發(fā)熱會直接降低軸承的工作精度。如果主電動機的散熱問題解決不好,就會影響機床工作的可靠性。為此,電主軸一般都采用外循環(huán)油一水冷卻系統(tǒng)進行冷卻。即:在主電動機定子的外面加工有帶螺旋槽的鋁質(zhì)外套(圖2-11),機床工作時,冷卻水不斷在該螺旋槽中流動,從而把主電動機的熱量及時、迅速地帶走。為了進一步降低主軸軸承的溫升,軸承一般都采用油一氣潤滑系統(tǒng)。朱咱兵椽澳矣語韌漁仕茁蘆影竄妨刨菠嶺沽臂驢垣株董碉隔猙恐巾萬型臟數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)電主軸與高速主軸系統(tǒng)電主軸的動平衡設(shè)計下頁上頁返回圖庫電主軸的最高轉(zhuǎn)速一般在10000r/min以上,甚至高達60000～100000r/min,主軸運轉(zhuǎn)局部微小的不平衡量,都會引起巨大的離心力,造成機床的振動,影響加工精度和外表質(zhì)量,因此必須對電主軸進行嚴格的動平衡。采用電主軸后,主軸和主軸上的零件都要經(jīng)過十分精密的加工、裝配和調(diào)校,一般要使主軸組件動平衡精度到達0.4級以上的水平。在設(shè)計電主軸時,必須嚴格遵守結(jié)構(gòu)對稱性原那么,鍵連接和螺紋連接在電主軸上被禁止使用。迅埋匡褂踏總鋁訂褒寐締虱黍氯勸小欄燴冀徒青扶帚逮蔬繹終瘧瓤芬寬趙數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)電主軸與高速主軸系統(tǒng)提高軸承尺寸公差及旋轉(zhuǎn)精度。采用角接觸球軸承取代圓柱滾子軸承和推力球軸承。應(yīng)減小徑向截面尺寸,以減小系統(tǒng)的體積,并有利于系統(tǒng)的熱傳導。應(yīng)盡量采用小而多的滾動體,提高軸系的動剛度。采用高強度、輕質(zhì)保持架,選擇合理的引導方式,。盡量采用配對軸承,以保證軸承的旋轉(zhuǎn)精度與剛度。高速主軸系統(tǒng)的軸承配置要求下頁上頁返回圖庫隨著機床主軸高速化的開展,在主軸傳動代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械傳動后,為適應(yīng)高速傳動,并使軸承可實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn),且溫升低、剛性好,它對機床用軸承提出了更為嚴格的要求,這些要求概括起來有以下幾點:庚旱菜毋鉤翁駱幅翁矽鍵別太楚創(chuàng)躁洼它劉沾贏情效蓑蹈削猖狗杖您鵑趣數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)主軸部件的結(jié)構(gòu)主軸和電動機間采用的是傳動帶聯(lián)接的定傳動比傳動方式采用電主軸兩種臥式車床的主軸部件結(jié)構(gòu)下頁上頁返回圖庫機床主軸部件的結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的機床有較大的差異2.4數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)數(shù)控機床對進給傳動系統(tǒng)的根本要求數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)的根本形式直線電動機與高速進給單元滾珠絲杠螺母副的原理滾珠絲杠螺母副的支承滾珠絲杠螺母副與電動機的聯(lián)接滾珠絲杠螺母副的選擇與計算〔略〕下頁上頁返回圖庫侯膜無戈軟猩進執(zhí)丫締肖昔漢趟癸砂純紫拆刨蕭藻午沼企能峨刀弛蝸砧崎數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.4.1數(shù)控機床對進給系統(tǒng)的根本要求下頁上頁返回圖庫為確保數(shù)控機床進給系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性等，在設(shè)計機械傳動裝置時，提出如下要求。1)提高傳動部件的剛度。2)減小傳動部件的慣量。3)減小傳動部件的間隙進給系統(tǒng)的傳動間隙一般指反向間隙，即反向死區(qū)誤差，它存在于整個傳動鏈的各傳動副中，直接影響數(shù)控機床的加工精度；因此，應(yīng)盡量消除傳動間隙，減小反向死區(qū)誤差。設(shè)計中可采用消除間隙的聯(lián)軸節(jié)及有消除間隙措施的傳動副等方法。4)減小系統(tǒng)的摩擦阻力鎖娠蔚輝麗蔥榷鋅強梢伶馮輾頗戀突罵孝粒瞻掐刷瑟勝東榜養(yǎng)碟惋友述創(chuàng)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.4.2數(shù)控機床進給系統(tǒng)的根本形式下頁上頁返回圖庫滾珠絲杠螺母副靜壓絲杠螺母副靜壓蝸桿蝸條副和齒輪齒條副直線電動機直接驅(qū)動額碴貍又課質(zhì)舶叼且縛隔烈損悔瞪倪游翼彬擾故鋁鄒災(zāi)摔宅穗墜懇持暮歷數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)直線電動機與高速進給單元下頁上頁返回圖庫直線電動機的主要特點高速進給單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計直線電動機進給系統(tǒng)設(shè)計注意點汁熙婉億琳一琺抗桶賠困肉茶巨河滿豢哉滿怒涪倦虜婪稠揍畏麥摩妖玫決數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)直線電動機與高速進給單元不需轉(zhuǎn)換裝置能直接實現(xiàn)直線運動可獲得較高旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)速消除傳動環(huán)節(jié),精度高、剛度大、穩(wěn)定性好采用直線電動機驅(qū)動的優(yōu)點下頁上頁返回圖庫效率和功率因數(shù)低，低速更明顯對驅(qū)動器要求高，受電源電壓影響大和導軌、工作臺成一體，要采取措施防止磁力和熱變形影響

直線電動機的缺乏之處直線電動機的主要特點綴浦伎袖灶抽闊擰浙元媚吱秘裂悉欲把踞道好溝閣碩液專褥嬌淪酵沖踴陣數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)直線電動機與高速進給單元防磁問題散熱問題下頁上頁返回圖庫直線電動機進給系統(tǒng)設(shè)計注意點出嘴額詳膳悶添貴漿剖噴伐窯鼻叢繩仕陶分埠按趁桅躲腰擅腎糾鐵賺夏拴數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)滾珠絲杠螺母副的原理下頁上頁返回圖庫滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)原理滾珠絲杠副是一種新型的傳動機構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)特點是具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動件，以減少摩擦。圖中絲杠和螺母上都磨有圓弧形的螺旋槽，這兩個圓弧形的螺旋槽對合起來就形成螺旋線滾道，在滾道內(nèi)裝有滾珠。當絲杠回轉(zhuǎn)時，滾珠相對于螺母上的滾道滾動，因此絲杠與螺母之間根本上為滾動摩擦。為了防止?jié)L珠從螺母中滾出來，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導裝置，使?jié)L珠能循環(huán)流動。滾珠絲杠螺母副的原理下頁上頁返回圖庫滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)原理目前國內(nèi)外生產(chǎn)的滾珠絲杠副，可分為內(nèi)循環(huán)及外循環(huán)兩類。外循環(huán)螺旋槽式滾珠絲杠副，在螺母的外圓上銑有螺旋槽，并在螺母內(nèi)部裝上擋珠器，擋珠器的舌部切斷螺紋滾道，迫使?jié)L珠流入通向螺旋槽的孔中而完成循環(huán)。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副，在螺母外側(cè)孔中裝有接通相鄰滾道的反向器，以迫使?jié)L珠翻越絲杠的齒頂而進入相鄰滾道。須羞浮銘腿薛幀害帖悄衰邀協(xié)到昔撿沙賠羹獸探棠同默惟膀翌凌逐舀也佛數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)滾珠絲杠螺母副的原理下頁上頁返回圖庫滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)型式有以下三種墊片調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式齒差調(diào)隙式單螺母變導程自預(yù)緊及單螺母鋼球過盈預(yù)緊方式。各種預(yù)緊方式的特點及適用場合見表2-2誕何段醉糾蕾應(yīng)抒徑吸代易虞維犧塊甜稀囂漿汾鎂疵西曰甲藤炔會且婉陳數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)滾珠絲杠螺母副的支承下頁上頁返回圖庫滾珠絲杠螺母副的支承形式滾珠絲杠螺母副的支承軸承螺母座、絲杠的軸承及其支架等剛性缺乏，將嚴重地影響滾珠絲杠副的傳動剛度。因此，螺母座應(yīng)有加強肋，以減少受力后的變形，螺母座與床身的接觸面積宜大，其連接螺釘?shù)膭偠纫矐?yīng)高，定位銷要緊密配合，不能松動。滾珠絲杠常用推力軸承支承，以提高軸向剛度〔當滾珠絲杠的軸向負載很小時，也可用深溝球軸承支承〕滾珠絲杠的支承方式有以下幾種一端裝推力軸承一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承兩端裝推力軸承兩端裝推力軸承及深溝球軸承滾珠絲杠螺母副與電動機的聯(lián)接下頁上頁返回圖庫滾珠絲杠螺母副與驅(qū)動電機的聯(lián)接形式主要有以下三種聯(lián)軸器直接聯(lián)接通過齒輪聯(lián)接通過同步齒形帶聯(lián)接滾珠絲杠螺母副的選擇與計算下頁上頁返回圖庫滾珠絲杠副的精度等級為1、2、3、4、5、7、10級精度，代號分別為1、2、3、4、5、7、10。其中1級為最高，依次逐級降低。滾珠絲杠副的精度包括各元件的精度和裝配后的綜合精度，其中包括導程誤差、絲杠大徑對螺紋軸線的徑向圓跳動、絲杠和螺母外表粗糙度、有預(yù)加載荷時螺母安裝端面對絲杠螺紋軸線的圓跳動、有預(yù)加載荷時螺母安裝直徑對絲杠螺紋軸線的徑向圓跳動以及滾珠絲杠名義直徑尺寸變動量等。在開環(huán)數(shù)控機床和其他精密機床中，滾珠絲杠的精度直接影響定位精度和隨動精度。對于閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床，絲杠的制造誤差使得它在工作時負載分布不均勻，從而降低承載能力和接觸剛度，并使預(yù)緊力和驅(qū)動力矩不穩(wěn)定。因此，傳動精度始終是滾珠絲杠最重要的質(zhì)量指標。顧拙服舶輻措袋猾英蛹緞唆賂余浴接雄衙的諾姿啼捏擺擬析臻渝為銀磁罕數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.5數(shù)控機床的導軌數(shù)控機床對導軌的根本要求數(shù)控機床導軌的種類與特點滾動導軌的結(jié)構(gòu)原理與特點滾動導軌的選擇與計算〔略〕滾動導軌的安裝與使用下頁上頁返回圖庫忿肌質(zhì)諜嫌吟儲囪講勇浸準風潦長勝疆奴六乾脫衍盞處酶惰硬斂省寫走漁數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.5.1數(shù)控機床對導軌的根本要求下頁上頁返回圖庫機床上的直線運動部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等上的導軌進行運動的,導軌的作用概括地說是對運動部件起導向和支承作用,導軌的制造精度及精度保持性對機床加工精變有著重要作用的影響。數(shù)控機床對導軌的要求主要有:導向精度高精度保持性好足夠的剛度良好的摩擦特性此外,導軌結(jié)構(gòu)工藝性要好,便于制造和裝配,便于檢驗、調(diào)整和維修,而且有合理的導軌防護和潤滑措施等。親中調(diào)紫邏尖消矩夠兜故釬太齲內(nèi)促贛跌孕秘譚梁魯偵突隧袱債左息見榜數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.5.2數(shù)控機床導軌的種類與特點下頁上頁返回圖庫導軌按接觸面的摩擦性質(zhì)可以分為滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌三種,其中,數(shù)控機床最常用的是鑲粘塑料滑動導軌和滾動導軌?；瑒訉к墲L動導軌靜壓導軌沏酶惺隨兇蘑拙茄縫壞戰(zhàn)勘叁貯屯烘關(guān)惕提諄蛆敗碰締焦蜒穗愿郊深勉襖數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床導軌的種類與特點下頁上頁返回圖庫滑動導軌奸锨阮銜玄叁葷攝鴨商設(shè)彩侍遼悲恤鍺艱存幣鋁酸恩腫滲撞吃蘇搪彤棵賃數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床導軌的種類與特點下頁上頁返回圖庫滾動導軌滾動導軌是在導軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動體,使導軌面之間的滑動摩擦變成為滾動摩擦。滾動導軌與滑動導軌相比的優(yōu)點是:①靈敏度高,且其動摩擦與靜摩擦系數(shù)相差甚微,因而運動平穩(wěn),低速移動時,不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。②定位精度高,重復定位精度可達0.2μm。③摩擦阻力小,移動輕便,磨損小,精度保持性好,壽命長。但滾動導軌的抗振性較差,對防護要求較高。峰操吏仟躬綴材虹鳥汐汾心卒查蚌氮預(yù)蒙衣惰倔正魄目除捎強彌鍺冗鴦沉數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床導軌的種類與特點下頁上頁返回圖庫滾動導軌滾動導軌特別適用于機床的工作部件要求移動均勻,運動靈敏及定位精度高的場合。這是滾動導軌在數(shù)控機床上得到廣泛應(yīng)用的原因。根據(jù)滾動體的類型,滾動導軌有以下三種結(jié)構(gòu)形式:滾珠導軌滾柱導軌滾針導軌根據(jù)滾動導軌是否預(yù)加負載,滾動導軌還可以分為預(yù)加載和無預(yù)加載兩類。炒魔斜崎皇臻嘻芭逼解籌齡呸歡畢耘恥侶暑穢蜜朽到僑惜曾俱錘戊暖涌碗數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床導軌的種類與特點下頁上頁返回圖庫靜壓導軌靜壓導軌的滑動面之間開有油腔,將有一定的油通過節(jié)流輸入油腔,形成壓力油膜,浮起運動部件,使導軌工作外表處于純液體摩擦,不產(chǎn)生磨損,精度保持性好。同時摩擦系數(shù)也極低(0.0005),使驅(qū)動功率大大降低;低速無爬行,承載能力大,剛度好；此外，油液有吸振作用,抗振性好。其缺點是結(jié)構(gòu)復雜,要有供油系統(tǒng),油的清潔度要求高。靜壓導軌橫截面的幾何形狀一般V形和矩形兩種。采用V形便于導向和回油,采用矩形便于做成閉式靜壓導軌。另外,油腔的結(jié)構(gòu),對靜壓導軌性能影響很大。靜壓導軌在數(shù)控機床上應(yīng)用較少,有關(guān)詳細介紹,在此從略。矚竣語贏耍謂暑炎哄耍黑淖氣牟拖趙腺稗拔糧誠顏票營靴廓揣猜快滿姐萊數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.5.3滾動導軌的結(jié)構(gòu)原理與特點下頁上頁返回圖庫滾動導軌的結(jié)構(gòu)原理使用滾珠的滾動直線導軌副的結(jié)構(gòu)原理,是由導軌、滑塊、鋼球、反向器、密封端蓋及擋板等局部組成。當導軌與滑塊作相對運動時,鋼球就沿著導軌上經(jīng)過淬硬并精密磨削加工而成的四條滾道滾動；在滑塊端部,鋼球通過反向器反向,進入回珠孔后再返回到滾道,鋼球就這樣周而復始地進行滾動運動。反向器兩端裝有防塵密封端蓋,可有效地防止灰塵、屑末進入滑塊內(nèi)部。龐誰棉偷催柑辮嵌豺聾驅(qū)澳諾邱畫習英蒂人宅姐秀妮埂縛常雨贛慕群豺拯數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.5.3滾動導軌的結(jié)構(gòu)原理與特點下頁上頁返回圖庫滾動導軌的特點滾動直線導軌副是在滑塊與導軌之間放入適當?shù)匿撉?使滑塊與導軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦,因此,在大大降低兩者間的運動摩擦阻力的同時,使得它還具有以下特點:1)動、靜摩擦力之差很小,靈敏性極好,驅(qū)動信號與機械動作間的滯后時間極短。2)可以使驅(qū)動電動機的功率大幅度下降3)適合于高速、高精度加工的機床4)可以實現(xiàn)無間隙運動,提高進給系統(tǒng)的運動精度。5)滾動導軌成對使用時,具有“誤差均化效應(yīng)〞6)導軌副的滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽,接觸應(yīng)力小7)導軌采用外表硬化處理工藝8)滾動導軌對安裝面的要求較低,嬰恰三融站審毒音自生辯華匈塵堰蔡勿煙駁糠掏粗獨砍鈴晃過窄撾涪蛹蝦數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.5.4滾動導軌的選擇與計算下頁上頁返回圖庫滾動導軌的精度等級與通用數(shù)據(jù)滾動導軌的選擇與計算主要包括額定壽命、載荷、預(yù)載荷等方面的計算,精度等級的選擇等等。滾動導軌的精度分四個等級,即2、3,4、5級,其中2級精度最高,依次遞減。各類機床推薦采用的精度為:數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心(坐標鏜床、坐標磨床)的X、Y軸可以采用2、3,4級精度,Z軸通?？梢允褂门cX、Y軸相同或低一級的精度。滾動導軌的預(yù)緊等級可以分為P0、P1、P2、P3四個等級。滾動導軌的摩擦系數(shù)一般為0.002～0.003左右。滾動直線導軌副的額定壽命函純們諺菲怪攝脹隔熒孔龜糟討懊餃孫件甫撻友伙吐忙沛稀窟余鑰貍坦皖數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)下頁上頁返回圖庫滾動直線導軌副的載荷計算2.5.4滾動導軌的選擇與計算滾動直線導軌副的載荷特點作用于滾動直線導軌副的載荷計算對于全行程中大小變化的載荷,在計算出載荷后,還應(yīng)根據(jù)不同情況,通過以下方法算出其當量載荷Pc。差禹窺拱厄格黃艙篙被搶堡蟄蟬聲駕翁霄眠俗蜜巖粒懇吼痞柑轟巷漁恿畝數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)下頁上頁返回圖庫滾動導軌的安裝2.5.5滾動導軌的安裝與使用滾動直線導軌副的安裝、固定方式主要有使用螺栓固定、使用斜模塊固定、使用壓板固定和使用定位銷固定等,。在數(shù)控機床上,通常是兩根導軌成對使用,這時其中的一根為基準導軌,通過對基準導軌的正確安裝,可以保證運動部件相對于支承件的正確導向。在這種情況下,圖2-24適用于對基準導軌的安裝。對于從動導軌,安裝時應(yīng)保證其位置可以調(diào)整,使運動輕便,元干預(yù)。譜籌犬癡痔銷孟泅涸伸抗讕撫摧囂坍篡竹趙原犧寵式附果呂啼鴨墮稍吧希數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)下頁上頁返回圖庫滾動直線導軌副的防護與潤滑2.5.5滾動導軌的安裝與使用使用滾動直線導軌副時,應(yīng)注意工作環(huán)境與裝配過程中的清潔,不能有鐵屑、雜質(zhì)、灰塵等粘附在導軌副上。假設(shè)在工作環(huán)境有灰塵時,除利用導軌本身的密封外,還應(yīng)考慮增加防塵裝置。良好的潤滑可以減少摩擦和磨損,防止導軌因發(fā)熱過大而破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu),影響導軌副的運動功能。當滾動直線導軌副的運動速度為高速時(v≥151m/min)。通常使用N32潤滑油潤滑,低速時(v<15m/min)通常推薦使用鈕基潤滑脂潤滑。無洋沛咒上逼哆腎秧款旅僚相稅悅蠢甫注鋁渦卒潭聳聰?shù)渌幢乒坛鸨煨箶?shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.6數(shù)控機床的自動換刀裝置自動換刀裝置的根本要求和形式回轉(zhuǎn)刀架加工中心刀庫的類型與布局無機械手換刀機械手換刀凸輪機械手換刀裝置自動換刀機床的主軸結(jié)構(gòu)機械手手爪結(jié)構(gòu)下頁上頁返回圖庫禹屈壟撐氰身得軍膳誅遇懂搪率的擔全維僧峭墮冬棲奔娠期挺尹適韓戚旱數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)數(shù)控機床第2章數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)2.6.1自動換刀裝置的根本要求和形式換刀時間盡可能短刀具重復定位精度高刀具儲存量足夠結(jié)構(gòu)緊湊，便于制造、維修、調(diào)整布局應(yīng)合理，使機床總布局美觀大方較好的剛性