數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件相關(guān)知識(shí)

1、數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 模塊一 數(shù)控機(jī)床本體模塊二 工作臺(tái)模塊三 換刀裝置與刀庫(kù)數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 模塊一 數(shù)控機(jī)床本體項(xiàng)目一 認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床本體結(jié)構(gòu)項(xiàng)目二 機(jī)床本體的裝配與調(diào)整項(xiàng)目三 床身關(guān)鍵尺寸檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 一、數(shù)控機(jī)床對(duì)結(jié)構(gòu)的要求一、數(shù)控機(jī)床對(duì)結(jié)構(gòu)的要求1、數(shù)控機(jī)床自身特點(diǎn)、數(shù)控機(jī)床自身特點(diǎn) （1）高自動(dòng)化程度（2）高速大功率和高精度（3）多工序和多功能集成（4）高的可靠性和精度保持性數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 （1）數(shù)控機(jī)床應(yīng)具備更高的靜動(dòng)剛度（2）數(shù)控機(jī)床應(yīng)有更小的熱變形（3）數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦要小，傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙要消除 （4）數(shù)控機(jī)床應(yīng)有更

2、好的宜人性2 2、數(shù)控機(jī)床對(duì)結(jié)構(gòu)的要求、數(shù)控機(jī)床對(duì)結(jié)構(gòu)的要求數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 二、數(shù)控機(jī)床的布局特點(diǎn)1 1、數(shù)控車(chē)床的布局結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、數(shù)控車(chē)床的布局結(jié)構(gòu)特點(diǎn)數(shù)控車(chē)床的床身結(jié)構(gòu)和導(dǎo)軌主要有平床身、斜床身以及立式床身三種等。數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 傾傾斜斜床床身身數(shù)數(shù)控控車(chē)車(chē)床床數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 2、加工中心的布局結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1 1）臥式加工中心）臥式加工中心臥式加工中心通常采用移動(dòng)式立柱，工作臺(tái)不升降，T形床身。 臥式加工中心的立柱普遍采用雙立柱框架結(jié)構(gòu)形式，主軸箱在兩立柱之間，沿導(dǎo)軌上下移動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)剛性大，熱對(duì)稱(chēng)性好，穩(wěn)定性高。小型臥式加工中心多數(shù)采用固定立柱式結(jié)構(gòu)

3、，其床身不大，且都是整體結(jié)構(gòu)。 臥式加工中心各個(gè)坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)可由工作臺(tái)移動(dòng)或由主軸移動(dòng)來(lái)完成，也就是說(shuō)某一方向的運(yùn)動(dòng)可以由刀具固定，工件移動(dòng)來(lái)完成，或者是由工件固定，刀具移動(dòng)來(lái)完成。數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 （2 2）立式加工中心）立式加工中心 立式加工中心與臥式加工中心相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，價(jià)格也便宜。中小型立式加工中心一般都采用固定立柱式，因?yàn)橹鬏S箱吊在立柱一側(cè)，通常采用方形截面框架結(jié)構(gòu)、米字形或井字形筋板，以增強(qiáng)抗扭剛度，而且立柱是中空的，以放置主軸箱的平衡重。 立式加工中心通常也有三個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，由溜板和工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)

4、平面上X、Y兩個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)。數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 龍龍門(mén)門(mén)式式數(shù)數(shù)控控銑銑床床數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)廣泛采用無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)，用交流調(diào)速電機(jī)或直流調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它們能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，且傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)件少，提高了變速的可靠性，其制造精度則要求很高。三、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)1、主傳動(dòng)變速數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 減少運(yùn)動(dòng)件的磨擦阻力：絲杠和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)化是減少摩擦的重要措施之一； 提高傳動(dòng)精度和剛度；（油的壓縮剛度很低，必須限制油缸的最

5、大行程） 減少運(yùn)動(dòng)慣量； 穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)：低速下不產(chǎn)生爬行，適應(yīng)外加載荷的變化而不發(fā)生共振。 使用維修方便。2、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求：、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求：數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 一、一、塞尺的使用、維護(hù)和保養(yǎng)塞尺的使用、維護(hù)和保養(yǎng)塞尺的規(guī)格塞尺的規(guī)格 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 氣泡水平儀氣泡水平儀 檢驗(yàn)機(jī)器安裝面或平板是否水平，及測(cè)知傾斜方向與角度大小的測(cè)量?jī)x器，其外形系用高級(jí)鋼料制造架座，經(jīng)精密加工后，其架座底座必須平整，座面中央裝有縱長(zhǎng)圓曲形狀的玻璃管，也有在左端附加橫向小型水平玻璃管，管內(nèi)充滿(mǎn)醚或酒精，并留有一小氣泡，它在管中永遠(yuǎn)位于最高點(diǎn)。玻璃筒上在氣泡兩端均有

6、刻度分劃。通常，工廠安裝機(jī)器時(shí)，常用氣泡水平儀的靈敏度為0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m、0.3mm/m和0.4mm/m等規(guī)格，即是將水平儀置于 1 m 長(zhǎng)的直規(guī)或平板之上，當(dāng)其中一端點(diǎn)有靈敏度指示大小的差異時(shí)，如靈敏度為0.01 mm/m，即是表示直規(guī)或平板的兩端點(diǎn)有0.01 mm的高低差異 ( 相當(dāng)于兩端點(diǎn)相差2秒 )，當(dāng)1 m長(zhǎng)的有h mm高度差時(shí)，氣泡會(huì)一個(gè)刻度的差異。 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 氣泡水平儀氣泡水平儀(Sprit levels)激光水平儀激光水平儀精密水平儀精密水平儀框式水平儀框式水平儀數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診

7、斷 電子水平儀電子水平儀 (Electronic levels) (Electronic levels) 紅外激光水平儀紅外激光水平儀 用來(lái)測(cè)量高精度的工具機(jī)，如NC車(chē)床、銑床、切削加工機(jī)、三次元量床等床面，其靈敏度非常高，若以測(cè)量時(shí)可左右偏移25刻度計(jì)算，測(cè)量工件只在一定的傾斜范圍內(nèi)均可測(cè)量。電子水平儀的主要原理有電感式和電容式等兩種。根據(jù)測(cè)量方向不同還可分為一維和二維電子水平儀.電感式原理：當(dāng)水平儀的基座因待測(cè)工件傾斜而傾斜時(shí)，其內(nèi)部擺錘因移動(dòng)所造成感應(yīng)線(xiàn)圈的電壓變化。電容式水平儀其測(cè)量原理為一圓形擺錘自由懸掛在細(xì)在線(xiàn)，擺錘受地心重力所影響，且懸浮于無(wú)摩擦狀況。擺錘的兩邊均設(shè)有電極且間隙相

8、同時(shí)電容量是相等，若水平儀受待測(cè)工件所影響而造成，兩間隙不同距離改變即產(chǎn)生電容不同，形成角度的差異。 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 以激光波長(zhǎng)為已知長(zhǎng)度利用邁克耳遜干涉系統(tǒng)測(cè)量位移的通用長(zhǎng)度測(cè)量.工具激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。 激光具有高強(qiáng)度、高度方向性、空間同調(diào)性、窄帶寬和高度單色性等優(yōu)點(diǎn)。目前常用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度的干涉儀，主要是以邁克爾遜干涉儀為主，并以穩(wěn)頻氦氖激光為光源，構(gòu)成一個(gè)具有干涉作用的測(cè)量系統(tǒng)。激光干涉儀可配合各種折射鏡、反射鏡等來(lái)作線(xiàn)性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等測(cè)量工作，并可作為精密工具機(jī)或測(cè)量?jī)x器的校正工作。 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 從激光器發(fā)出

9、的光束，經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直后由分光鏡分為兩路，并分別從固定反射鏡和可動(dòng)反射鏡反射回來(lái)會(huì)合在分光鏡上而產(chǎn)生干涉條紋。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí)，干涉條紋的光強(qiáng)變化由接受器中的光電轉(zhuǎn)換元件和電子線(xiàn)路等轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，經(jīng)整形、放大后輸入可逆計(jì)數(shù)器計(jì)算出總脈沖數(shù)，再由電子計(jì)算機(jī)計(jì)算出可動(dòng)反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時(shí)，要求周?chē)髿馓幱诜€(wěn)定狀態(tài)，各種空氣湍流都會(huì)引起直流電平變化而影響測(cè)量結(jié)果。 單頻激光干涉儀數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 在氦氖激光器上，加上一個(gè)約0.03特斯拉的軸向磁場(chǎng)。由于塞曼分裂效應(yīng)和頻率牽引效應(yīng), 激光器產(chǎn)生1和2兩個(gè)不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經(jīng)1/4波片后成為兩個(gè)互相垂直的線(xiàn)偏振

10、光,再經(jīng)分光鏡分為兩路。一路經(jīng)偏振片1后成為含有頻率為f1-f2的參考光束。另一路經(jīng)偏振分光鏡后又分為兩路：一路成為僅含有f1的光束,另一路成為僅含有f2的光束。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí),含有f2的光束經(jīng)可動(dòng)反射鏡反射后成為含有f2 f的光束，f是可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí)因多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的附加頻率,正負(fù)號(hào)表示移動(dòng)方向(多普勒效應(yīng)是奧地利人C.J.多普勒提出的，即波的頻率在波源或接受器運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生變化)。這路光束和由固定反射鏡反射回來(lái)僅含有f1的光的光束經(jīng)偏振片2后會(huì)合成為f1-(f2f）的測(cè)量光束。測(cè)量光束和上述參考光束經(jīng)各自的光電轉(zhuǎn)換元件、放大器、整形器后進(jìn)入減法器相減,輸出成為僅含有f的電脈沖信號(hào)。經(jīng)可

11、逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后，由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行當(dāng)量換算（乘 1/2激光波長(zhǎng)）后即可得出可動(dòng)反射鏡的位移量。雙頻激光干涉儀數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 雙頻激光干涉儀是應(yīng)用頻率變化來(lái)測(cè)量位移的，這種位移信息載于f1和f2的頻差上，對(duì)由光強(qiáng)變化引起的直流電平變化不敏感，所以抗干擾能力強(qiáng)。它常用于檢定測(cè)長(zhǎng)機(jī)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、光刻機(jī)和加工中心等的坐標(biāo)精度，也可用作測(cè)長(zhǎng)機(jī)、高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等的測(cè)量系統(tǒng)。利用相應(yīng)附件，還可進(jìn)行高精度直線(xiàn)度測(cè)量、平面度測(cè)量和小角度測(cè)量。 雙頻激光干涉儀數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控車(chē)床的種類(lèi)和檢驗(yàn)要點(diǎn)數(shù)控車(chē)床的種類(lèi)和檢驗(yàn)要點(diǎn)數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控車(chē)床檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車(chē)床檢驗(yàn)標(biāo)

12、準(zhǔn)GB5268-85車(chē)床刀架裝刀槽高度車(chē)床刀架裝刀槽高度JB4138-85精整車(chē)床精度精整車(chē)床精度JB3754-84單軸縱切自動(dòng)車(chē)床參數(shù)單軸縱切自動(dòng)車(chē)床參數(shù)JB1464-94單軸縱切自動(dòng)車(chē)床精度單軸縱切自動(dòng)車(chē)床精度JB/T54012-93單軸縱切自動(dòng)車(chē)床技術(shù)條件單軸縱切自動(dòng)車(chē)床技術(shù)條件ZBJ5301089單軸自動(dòng)車(chē)床技術(shù)條件單軸自動(dòng)車(chē)床技術(shù)條件JB3644-84、4321-84臥式多軸自動(dòng)車(chē)床精度、技術(shù)條件臥式多軸自動(dòng)車(chē)床精度、技術(shù)條件GB4683-93、ZBJ53011-89轉(zhuǎn)塔車(chē)床精度、技術(shù)條件轉(zhuǎn)塔車(chē)床精度、技術(shù)條件ZBJ53009-89、ZB/Z123-76立式車(chē)床參數(shù)與系列型譜立式車(chē)床

13、參數(shù)與系列型譜JB4116-96單柱雙柱立式車(chē)床精度單柱雙柱立式車(chē)床精度JB/T2322-93臥式車(chē)床精度、技術(shù)條件臥式車(chē)床精度、技術(shù)條件JB/GQ1125-88、JB/GQ1126-88簡(jiǎn)式數(shù)控臥式車(chē)床精度、技術(shù)條件簡(jiǎn)式數(shù)控臥式車(chē)床精度、技術(shù)條件JB4369-86、JBn4368-86數(shù)控臥式車(chē)床精度、技術(shù)條件數(shù)控臥式車(chē)床精度、技術(shù)條件JB2670-82金屬切削機(jī)床檢驗(yàn)通則金屬切削機(jī)床檢驗(yàn)通則數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控車(chē)床檢驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)控車(chē)床檢驗(yàn)項(xiàng)目(1)幾何精度，即機(jī)床基礎(chǔ)件的精度，它是決定加工性能的基本幾何精度，即機(jī)床基礎(chǔ)件的精度，它是決定加工性能的基本條件。主要包括：床身導(dǎo)軌的直線(xiàn)

14、度、主軸回轉(zhuǎn)精度、溜板、條件。主要包括：床身導(dǎo)軌的直線(xiàn)度、主軸回轉(zhuǎn)精度、溜板、尾座等移動(dòng)部件的移動(dòng)方向與導(dǎo)軌、主軸回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的平行度或尾座等移動(dòng)部件的移動(dòng)方向與導(dǎo)軌、主軸回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的平行度或垂直度等。垂直度等。 (2)傳動(dòng)精度，是指內(nèi)聯(lián)系統(tǒng)傳動(dòng)鏈兩端件運(yùn)動(dòng)相互關(guān)系的準(zhǔn)確傳動(dòng)精度，是指內(nèi)聯(lián)系統(tǒng)傳動(dòng)鏈兩端件運(yùn)動(dòng)相互關(guān)系的準(zhǔn)確度，車(chē)床主要是指主軸和絲杠間傳動(dòng)鏈精度。度，車(chē)床主要是指主軸和絲杠間傳動(dòng)鏈精度。 (3)定位精度，是指機(jī)床某運(yùn)動(dòng)部件從某一位置到達(dá)預(yù)定的另一定位精度，是指機(jī)床某運(yùn)動(dòng)部件從某一位置到達(dá)預(yù)定的另一理論位置和運(yùn)動(dòng)所達(dá)實(shí)際位置的差值。數(shù)控機(jī)床對(duì)定位精度要理論位置和運(yùn)動(dòng)所達(dá)實(shí)際位置的差值。數(shù)

15、控機(jī)床對(duì)定位精度要求很高。求很高。 (4)工作精度，即機(jī)床加工精度，包括：精車(chē)外圓的圓度，即在工作精度，即機(jī)床加工精度，包括：精車(chē)外圓的圓度，即在縱截面內(nèi)直徑的一致性、精車(chē)端面的平面度和精車(chē)螺紋的螺距縱截面內(nèi)直徑的一致性、精車(chē)端面的平面度和精車(chē)螺紋的螺距累積誤差等。累積誤差等。數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 刀刀庫(kù)庫(kù)形形式式數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 常用于數(shù)控車(chē)床：常用于數(shù)控車(chē)床： 四方、六方刀架或圓盤(pán)式軸向裝刀

16、刀架。四方、六方刀架或圓盤(pán)式軸向裝刀刀架。 數(shù)控車(chē)床六方刀架工作原理：數(shù)控車(chē)床六方刀架工作原理： 1）刀架抬起）刀架抬起 2）刀架轉(zhuǎn)位）刀架轉(zhuǎn)位 3）刀架壓緊）刀架壓緊 4）轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位）轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位1、回轉(zhuǎn)刀架換刀、回轉(zhuǎn)刀架換刀數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 1升降活塞 2刀架 3固定件 4配合件 5端齒離合器 6轉(zhuǎn)位活塞 7空套齒輪 8齒條 9固定插銷(xiāo) 10活動(dòng)插銷(xiāo)1）刀架抬起）刀架抬起 3）刀架壓緊）刀架壓緊 數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 1升降活塞 2刀架 3固定件 4配合件 5端齒離合器 6轉(zhuǎn)位活塞 7空套齒輪 8齒條 9固定插銷(xiāo) 10活動(dòng)插銷(xiāo)刀架轉(zhuǎn)位刀架轉(zhuǎn)位數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診

17、斷 1升降活塞 2刀架 3固定件 4配合件 5端齒離合器 6轉(zhuǎn)位活塞 7空套齒輪 8齒條 9固定插銷(xiāo) 10活動(dòng)插銷(xiāo) 11推桿 12觸頭轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位10與9 反靠周向定位，3與4錐面軸向定位數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 二、更換主軸換刀二、更換主軸換刀 機(jī)床的主軸頭就是一個(gè)轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)。 工作原理工作原理： 將所需刀具的主軸轉(zhuǎn)到工作位置（由行程開(kāi)關(guān)組實(shí)現(xiàn)主軸號(hào)的選定），同時(shí)接通主傳動(dòng)。轉(zhuǎn)位動(dòng)作：脫開(kāi)主傳動(dòng)；轉(zhuǎn)塔頭抬起；轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位；轉(zhuǎn)塔頭定位夾緊；主軸傳動(dòng)重新接通。 TK-5525型數(shù)控轉(zhuǎn)塔式鏜銑床數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 二、更換主軸換刀二、更換主軸換刀 特點(diǎn)特點(diǎn): 縮短換刀時(shí)間；提高了換刀可靠性； 主軸數(shù)目會(huì)影響主軸系統(tǒng)的剛度。 適用機(jī)床適用機(jī)床： 工序較少、精度要求不高的數(shù)控鉆床、銑床等TK-5525型數(shù)控轉(zhuǎn)塔式鏜銑床數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷 類(lèi)似組合機(jī)床，采用多主軸的主軸箱 。 工作原理： 主