數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)

1、 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室任務(wù)三任務(wù)三 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)|數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成|數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)|數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求|提高數(shù)控機(jī)床性能的措施提高數(shù)控機(jī)床性能的措施 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室熟悉數(shù)控車(chē)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)熟悉數(shù)控車(chē)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 概述概述 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室加工程序輸入裝置數(shù)控裝置輔助控制裝置伺服驅(qū)動(dòng)裝置檢測(cè)反饋裝置機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床的組成框圖數(shù)控機(jī)床的組成框圖 數(shù)

2、控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 機(jī)床本體機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的是數(shù)控機(jī)床的主體部分。是完成各種切主體部分。是完成各種切削加工的削加工的機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)，來(lái)自，來(lái)自于數(shù)控裝置的各種運(yùn)動(dòng)和于數(shù)控裝置的各種運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作指令，都必須由機(jī)床動(dòng)作指令，都必須由機(jī)床本體轉(zhuǎn)換成真實(shí)的、準(zhǔn)確本體轉(zhuǎn)換成真實(shí)的、準(zhǔn)確的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作，才能的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的功能，并實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的功能，并保證數(shù)控機(jī)床的性能要求。保證數(shù)控機(jī)床的性能要求。 立式數(shù)控銑床 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室1. 主轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)主轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力源、傳動(dòng)件及主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件包括動(dòng)力源、傳動(dòng)件及主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件主軸等。主

3、轉(zhuǎn)主軸等。主轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的作用是將驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳給執(zhí)行件，動(dòng)系統(tǒng)的作用是將驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳給執(zhí)行件，實(shí)實(shí)現(xiàn)主切削運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)主切削運(yùn)動(dòng)。2. 進(jìn)給轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)給轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力源、傳動(dòng)件及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件包括動(dòng)力源、傳動(dòng)件及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件工作臺(tái)、刀工作臺(tái)、刀架等。進(jìn)給轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的作用是將伺服驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)架等。進(jìn)給轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的作用是將伺服驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給執(zhí)行件，力傳給執(zhí)行件，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室3. 基礎(chǔ)支承件基礎(chǔ)支承件包括包括床身、立柱、床身、立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)導(dǎo)軌、工作臺(tái)等。等。基礎(chǔ)支承件的作用基礎(chǔ)支承件的作用是支承機(jī)床的各主

4、是支承機(jī)床的各主要部件，并使它們要部件，并使它們?cè)陟o止或運(yùn)動(dòng)中保在靜止或運(yùn)動(dòng)中保持相對(duì)正確的位置。持相對(duì)正確的位置。4. 輔助裝置輔助裝置包括自動(dòng)換刀包括自動(dòng)換刀裝置、液壓氣動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑冷卻裝置等。裝置等。1-主軸頭主軸頭 2-刀庫(kù)刀庫(kù) 3-立柱立柱 4-立柱底座立柱底座 5-工作臺(tái)工作臺(tái) 6-工作臺(tái)底座工作臺(tái)底座小型立式加工中心的外形圖小型立式加工中心的外形圖 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室5.5.實(shí)現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、分度定位的裝置和附件，實(shí)現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、分度定位的裝置和附件， 如回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。如回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 6.6.刀庫(kù)、刀架和自動(dòng)換刀裝置刀庫(kù)、刀架和自動(dòng)換

5、刀裝置 (ATC) (ATC) 。 7.7.自動(dòng)托盤(pán)交換裝置自動(dòng)托盤(pán)交換裝置 (APC) (APC) 。 8.8.特殊功能裝置，特殊功能裝置，如刀具破損檢測(cè)、精度檢如刀具破損檢測(cè)、精度檢 測(cè)和監(jiān)控裝置等。測(cè)和監(jiān)控裝置等。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室需要說(shuō)明的是：需要說(shuō)明的是： 其中，其中，機(jī)床基礎(chǔ)件、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)以及液機(jī)床基礎(chǔ)件、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)以及液壓、潤(rùn)滑、冷卻等輔助裝置壓、潤(rùn)滑、冷卻等輔助裝置是構(gòu)成數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體是構(gòu)成數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體的基本部件，是的基本部件，是必須必須的；其他部件則按數(shù)控機(jī)床的功能的；其他部件則按數(shù)控機(jī)床的功能和需要選用。和需要選用。

6、盡管數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體的基本構(gòu)成與傳盡管數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體的基本構(gòu)成與傳統(tǒng)的機(jī)床十分相似，但由于數(shù)控機(jī)床在統(tǒng)的機(jī)床十分相似，但由于數(shù)控機(jī)床在功能和性能功能和性能上的上的要求與傳統(tǒng)機(jī)床存在著巨大的要求與傳統(tǒng)機(jī)床存在著巨大的差距差距，所以數(shù)控機(jī)床的機(jī)，所以數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體在總體布局、結(jié)構(gòu)、性能上與傳統(tǒng)機(jī)床有許多明床本體在總體布局、結(jié)構(gòu)、性能上與傳統(tǒng)機(jī)床有許多明顯的差異，出現(xiàn)了許多適應(yīng)數(shù)控機(jī)床功能特點(diǎn)的完全新顯的差異，出現(xiàn)了許多適應(yīng)數(shù)控機(jī)床功能特點(diǎn)的完全新穎的機(jī)械結(jié)構(gòu)和部件。穎的機(jī)械結(jié)構(gòu)和部件。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室|結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、操作方便、自動(dòng)化程度高自動(dòng)化

7、程度高 數(shù)控機(jī)床需要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指數(shù)控機(jī)床需要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，自動(dòng)完成對(duì)進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、令，自動(dòng)完成對(duì)進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡以及其他機(jī)床輔助技能刀具運(yùn)動(dòng)軌跡以及其他機(jī)床輔助技能（如自動(dòng)換刀，自動(dòng)冷卻）的控制。（如自動(dòng)換刀，自動(dòng)冷卻）的控制。它必須利用伺服進(jìn)給系統(tǒng)代替普通機(jī)它必須利用伺服進(jìn)給系統(tǒng)代替普通機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，并可以通過(guò)主軸調(diào)速床的進(jìn)給系統(tǒng)，并可以通過(guò)主軸調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸自動(dòng)變速。因此，在操系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸自動(dòng)變速。因此，在操作上，作上，它不像普通機(jī)床那樣，需要操它不像普通機(jī)床那樣，需要操作者通過(guò)手柄進(jìn)行調(diào)整和變速，操作作者通過(guò)手柄進(jìn)行調(diào)整和變速，操作機(jī)構(gòu)比普通機(jī)床要簡(jiǎn)單

8、多，機(jī)構(gòu)比普通機(jī)床要簡(jiǎn)單多，許多機(jī)床許多機(jī)床甚至沒(méi)有手動(dòng)機(jī)械操作系統(tǒng)。甚至沒(méi)有手動(dòng)機(jī)械操作系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的主數(shù)控機(jī)床的主軸箱、進(jìn)給變速箱軸箱、進(jìn)給變速箱結(jié)構(gòu)一般非常簡(jiǎn)單；結(jié)構(gòu)一般非常簡(jiǎn)單；齒輪、軸類(lèi)零件、齒輪、軸類(lèi)零件、軸承的數(shù)量大為減軸承的數(shù)量大為減少；電動(dòng)機(jī)可以直少；電動(dòng)機(jī)可以直接連接主軸和滾珠接連接主軸和滾珠絲杠，不用齒輪；絲杠，不用齒輪；在使用直線電動(dòng)機(jī)，在使用直線電動(dòng)機(jī)，電主軸的場(chǎng)合，甚電主軸的場(chǎng)合，甚至可以不用絲杠、至可以不用絲杠、主軸箱。主軸箱。數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的大部分輔助的大部分輔助動(dòng)作都可以通動(dòng)作都可以通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的輔助技能（輔助技能（M技能）進(jìn)行控技能）進(jìn)行控制

9、，因此，常制，因此，常用的操作按鈕用的操作按鈕也較普通機(jī)床也較普通機(jī)床少。少。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控機(jī)床進(jìn)行的是高速、高精度加工，再簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行的是高速、高精度加工，再簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的同時(shí)，對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)裝置和元件也提出了更高的要求。高的同時(shí)，對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)裝置和元件也提出了更高的要求。高效、無(wú)間隙傳動(dòng)裝置和元件在數(shù)控機(jī)床上去得了廣泛的應(yīng)用。效、無(wú)間隙傳動(dòng)裝置和元件在數(shù)控機(jī)床上去得了廣泛的應(yīng)用。如：如：等高效執(zhí)行部件，不僅可以減少進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦阻力，提高等高效執(zhí)行部件，不僅可以減少進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦阻力，提高傳動(dòng)效率；而且還可以使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)和獲得較高的定位精度。傳

10、動(dòng)效率；而且還可以使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)和獲得較高的定位精度。 特別是隨著新材料，新工藝的普及、應(yīng)用，高速加工已特別是隨著新材料，新工藝的普及、應(yīng)用，高速加工已經(jīng)成為目前數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向之一，經(jīng)成為目前數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向之一， 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 “工藝復(fù)合化工藝復(fù)合化”和和“功能集成化功能集成化”是無(wú)人化、柔性加工的基本要求，是無(wú)人化、柔性加工的基本要求，也是數(shù)控機(jī)床最顯著的特點(diǎn)和當(dāng)前的發(fā)展方向。因此，也是數(shù)控機(jī)床最顯著的特點(diǎn)和當(dāng)前的發(fā)展方向。因此，等特殊機(jī)械部件是等特殊機(jī)械部件是必不可少，有的機(jī)床還帶有必不可少，有的機(jī)床還帶有。 “功能集成化功能集成化”是當(dāng)前數(shù)控機(jī)床的另一

11、重要發(fā)展方向。在現(xiàn)代數(shù)控是當(dāng)前數(shù)控機(jī)床的另一重要發(fā)展方向。在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上，機(jī)床上，自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置等已經(jīng)成為基本裝置。自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置等已經(jīng)成為基本裝置。隨隨著數(shù)控機(jī)床向無(wú)人化、柔性化加工發(fā)展，功能集成化更多體現(xiàn)在：著數(shù)控機(jī)床向無(wú)人化、柔性化加工發(fā)展，功能集成化更多體現(xiàn)在：工件工件的自動(dòng)裝卸、自動(dòng)定位，刀具的自動(dòng)對(duì)刀、破損檢測(cè)、壽命管理，工件的自動(dòng)裝卸、自動(dòng)定位，刀具的自動(dòng)對(duì)刀、破損檢測(cè)、壽命管理，工件的自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)補(bǔ)償功能上，的自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)補(bǔ)償功能上，因此，國(guó)外還新近開(kāi)發(fā)了集中突破傳統(tǒng)因此，國(guó)外還新近開(kāi)發(fā)了集中突破傳統(tǒng)機(jī)床界限，集鉆、銑、鏜、車(chē)、磨等加工

12、于一體的所謂機(jī)床界限，集鉆、銑、鏜、車(chē)、磨等加工于一體的所謂“萬(wàn)能加工機(jī)萬(wàn)能加工機(jī)床床”，大大提高了附加值，并隨之不斷出現(xiàn)新的機(jī)械部件。，大大提高了附加值，并隨之不斷出現(xiàn)新的機(jī)械部件。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 高速、高效、高精度的加工要求，無(wú)人化管理以及工藝復(fù)高速、高效、高精度的加工要求，無(wú)人化管理以及工藝復(fù)合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生產(chǎn)率，同時(shí)，也合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生產(chǎn)率，同時(shí)，也必然會(huì)必然會(huì)使機(jī)床的開(kāi)機(jī)時(shí)間，工作負(fù)載隨之增加，使機(jī)床的開(kāi)機(jī)時(shí)間，工作負(fù)載隨之增加，機(jī)床必須在高機(jī)床必須在高負(fù)荷下，長(zhǎng)時(shí)間可靠工作。因此，對(duì)組成機(jī)床的各種零部件

13、和負(fù)荷下，長(zhǎng)時(shí)間可靠工作。因此，對(duì)組成機(jī)床的各種零部件和控制系統(tǒng)的可靠性要求很高。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(jī)床性能，數(shù)控機(jī)床此外，為了提高加工效率，充分發(fā)揮機(jī)床性能，數(shù)控機(jī)床通常都能夠通常都能夠同時(shí)進(jìn)行粗細(xì)加工。同時(shí)進(jìn)行粗細(xì)加工。這就要求機(jī)床技能滿足大切削這就要求機(jī)床技能滿足大切削量的粗加工對(duì)機(jī)床的量的粗加工對(duì)機(jī)床的剛度、強(qiáng)度和抗震性剛度、強(qiáng)度和抗震性的要求，而且也能達(dá)的要求，而且也能達(dá)到精密加工機(jī)床對(duì)機(jī)床到精密加工機(jī)床對(duì)機(jī)床精度的要求精度的要求。因此，數(shù)控機(jī)床的。因此，數(shù)控機(jī)床的主軸電主軸電機(jī)的功率一般比同規(guī)格的普通機(jī)床大機(jī)的功率一般比同規(guī)格的普通機(jī)床大，

14、主要部件和基礎(chǔ)件的加，主要部件和基礎(chǔ)件的加工精度通常比普通機(jī)床高，對(duì)組成機(jī)床各部件的動(dòng)、靜態(tài)性能工精度通常比普通機(jī)床高，對(duì)組成機(jī)床各部件的動(dòng)、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。以及熱穩(wěn)定性的精度保持性也提出了更高的要求。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室|具有較高的靜、動(dòng)剛度和良好抗震性具有較高的靜、動(dòng)剛度和良好抗震性 機(jī)床的機(jī)床的剛度剛度反映了機(jī)床機(jī)構(gòu)反映了機(jī)床機(jī)構(gòu)抵抗變形抵抗變形的能力。機(jī)床的能力。機(jī)床變形產(chǎn)生的誤差，通常很難通過(guò)調(diào)整和補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ枰宰冃萎a(chǎn)生的誤差，通常很難通過(guò)調(diào)整和補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ枰詮氐椎慕鉀Q。為了滿足數(shù)控機(jī)床高效、高精度、高可靠徹底的解決。為了

15、滿足數(shù)控機(jī)床高效、高精度、高可靠性以及自動(dòng)化的要求，與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床應(yīng)具性以及自動(dòng)化的要求，與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有更有更高的靜剛度高的靜剛度。此外，為了充分發(fā)揮機(jī)床的效率，加。此外，為了充分發(fā)揮機(jī)床的效率，加大切削用量，還必須提高機(jī)床的抗震性，避免切削時(shí)產(chǎn)大切削用量，還必須提高機(jī)床的抗震性，避免切削時(shí)產(chǎn)生的共振和顫振。而提高機(jī)構(gòu)的生的共振和顫振。而提高機(jī)構(gòu)的動(dòng)剛度是提高機(jī)床抗震動(dòng)剛度是提高機(jī)床抗震性的基本途徑。性的基本途徑。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室|具有較好的熱穩(wěn)定性具有較好的熱穩(wěn)定性 機(jī)床的熱變性是影響機(jī)床加工精度的主要因素之一。機(jī)床的熱變性是影響機(jī)床加

16、工精度的主要因素之一。由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通機(jī)由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通機(jī)床，機(jī)床又長(zhǎng)時(shí)間處于連續(xù)工作狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)、絲杠、床，機(jī)床又長(zhǎng)時(shí)間處于連續(xù)工作狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)、絲杠、軸承、導(dǎo)軌的發(fā)熱都比較嚴(yán)重，加上高速切削產(chǎn)生的切軸承、導(dǎo)軌的發(fā)熱都比較嚴(yán)重，加上高速切削產(chǎn)生的切屑的影響，使得數(shù)控機(jī)床的熱變性影響比普通機(jī)床要嚴(yán)屑的影響，使得數(shù)控機(jī)床的熱變性影響比普通機(jī)床要嚴(yán)重得多。雖然在先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)具有熱變性補(bǔ)償功能，重得多。雖然在先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)具有熱變性補(bǔ)償功能，但是它并不能完全消除熱變性對(duì)于加工精度的影響，在但是它并不能完全消除熱變性對(duì)于加工精度的影響，在數(shù)

17、控機(jī)床上還應(yīng)采取必要的措施，盡可能減小機(jī)床的熱數(shù)控機(jī)床上還應(yīng)采取必要的措施，盡可能減小機(jī)床的熱變性。變性。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室|具有較高的運(yùn)動(dòng)精度和良好的低速穩(wěn)定性具有較高的運(yùn)動(dòng)精度和良好的低速穩(wěn)定性 利用伺服系統(tǒng)代替普通機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的利用伺服系統(tǒng)代替普通機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的主要特點(diǎn)。主要特點(diǎn)。伺服系統(tǒng)最小的移動(dòng)量（脈沖當(dāng)量），一般只伺服系統(tǒng)最小的移動(dòng)量（脈沖當(dāng)量），一般只有有0.001mm，甚至更?。蛔畹瓦M(jìn)給速度，一般只有，甚至更??；最低進(jìn)給速度，一般只有1mm/min，甚至更低。這就要求進(jìn)給系統(tǒng)具有較高的運(yùn)，甚至更低。這就要求進(jìn)給系統(tǒng)具有較高的運(yùn)

18、動(dòng)精度，良好的跟蹤性能和低速穩(wěn)定性，才能對(duì)數(shù)控系統(tǒng)動(dòng)精度，良好的跟蹤性能和低速穩(wěn)定性，才能對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的位置指令做出準(zhǔn)確的響應(yīng)，從而得到要求的定位精度。的位置指令做出準(zhǔn)確的響應(yīng)，從而得到要求的定位精度。 傳動(dòng)裝置的間隙直接影響著機(jī)床的定位精度，雖然在數(shù)傳動(dòng)裝置的間隙直接影響著機(jī)床的定位精度，雖然在數(shù)控系統(tǒng)中可以通過(guò)間隙補(bǔ)償、單向定位等措施減小這一影控系統(tǒng)中可以通過(guò)間隙補(bǔ)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(duì)于非均勻間隙，必須機(jī)械響，但不能完全消除。特別是對(duì)于非均勻間隙，必須機(jī)械消除間隙措施，才能得到較好的解決。消除間隙措施，才能得到較好的解決。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)

19、系機(jī)制教研室|具有良好的操作、安全防護(hù)性能具有良好的操作、安全防護(hù)性能 方便、舒適的操作性能，是操作者普遍關(guān)心的問(wèn)題。在方便、舒適的操作性能，是操作者普遍關(guān)心的問(wèn)題。在大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床上，刀具和工件的裝卸、刀具和夾具的調(diào)整、大部分?jǐn)?shù)控機(jī)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(jī)床的維修更離不開(kāi)人，而且由于加工還需要操作者完成，機(jī)床的維修更離不開(kāi)人，而且由于加工效率的提高，數(shù)控機(jī)床的工件裝卸可能比普通機(jī)床更加頻繁，效率的提高，數(shù)控機(jī)床的工件裝卸可能比普通機(jī)床更加頻繁，因此良好的操作性能是數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)必須的問(wèn)題。數(shù)控機(jī)因此良好的操作性能是數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)必須的問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床是一種

20、高度自動(dòng)化的加工設(shè)備，動(dòng)作復(fù)雜，床是一種高度自動(dòng)化的加工設(shè)備，動(dòng)作復(fù)雜，高速運(yùn)動(dòng)部件高速運(yùn)動(dòng)部件較多，對(duì)機(jī)床動(dòng)作互鎖較多，對(duì)機(jī)床動(dòng)作互鎖、安全防護(hù)性能的要求也比普通機(jī)床、安全防護(hù)性能的要求也比普通機(jī)床要高很多。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床一般都有高壓、大流量的冷卻系要高很多。同時(shí)，數(shù)控機(jī)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(jī)床通常都應(yīng)采用統(tǒng)，為了防止切屑、冷卻液的飛濺，數(shù)控機(jī)床通常都應(yīng)采用封閉和半封閉的防護(hù)形式封閉和半封閉的防護(hù)形式，增加防護(hù)性能。，增加防護(hù)性能。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室1、合理選擇數(shù)控機(jī)床的總體布局、合理選擇數(shù)控機(jī)床的總體布局 機(jī)床的總體

21、布局直接影響到機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性機(jī)床的總體布局直接影響到機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能。合理選擇機(jī)床布局，不但可以使機(jī)械結(jié)構(gòu)更能。合理選擇機(jī)床布局，不但可以使機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)，而且能提高機(jī)床剛度、改善簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)，而且能提高機(jī)床剛度、改善機(jī)床受力情況，提高熱穩(wěn)定性和操作性能，使機(jī)機(jī)床受力情況，提高熱穩(wěn)定性和操作性能，使機(jī)床滿足數(shù)控化的要求。床滿足數(shù)控化的要求。工作臺(tái)完成進(jìn)給工作臺(tái)完成進(jìn)給 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控銑床數(shù)控銑床四種布局方案四種布局方案適應(yīng)的工件重量、尺寸適應(yīng)的工件重量、尺寸卻不同。卻不同。（a）適應(yīng)較輕工件；）適應(yīng)較輕工件；（b）適應(yīng)較大尺寸工件；）適應(yīng)較大

22、尺寸工件；（c）適應(yīng)較重工件；）適應(yīng)較重工件；（d）適應(yīng)更重更大工件。）適應(yīng)更重更大工件。 （1）不同布局適應(yīng)不同的）不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重量工件形狀、尺寸及重量 工作臺(tái)與銑頭完成進(jìn)給工作臺(tái)與銑頭完成進(jìn)給 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控銑床數(shù)控銑床四種布局方案四種布局方案適應(yīng)的工件重量、尺寸適應(yīng)的工件重量、尺寸卻不同。卻不同。（a）適應(yīng)較輕工件；）適應(yīng)較輕工件；（b）適應(yīng)較大尺寸工件；）適應(yīng)較大尺寸工件；（c）適應(yīng)較重工件；）適應(yīng)較重工件；（d）適應(yīng)更重更大工件。）適應(yīng)更重更大工件。 （1）不同布局適應(yīng)不同的）不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重量工件形狀、尺

23、寸及重量 工作臺(tái)與銑頭完成進(jìn)給工作臺(tái)與銑頭完成進(jìn)給多刀加工多刀加工 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控銑床數(shù)控銑床四種布局方案四種布局方案適應(yīng)的工件重量、尺寸適應(yīng)的工件重量、尺寸卻不同。卻不同。（a）適應(yīng)較輕工件；）適應(yīng)較輕工件；（b）適應(yīng)較大尺寸工件；）適應(yīng)較大尺寸工件；（c）適應(yīng)較重工件；）適應(yīng)較重工件；（d）適應(yīng)更重更大工件。）適應(yīng)更重更大工件。 （1）不同布局適應(yīng)不同的）不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重量工件形狀、尺寸及重量 銑頭進(jìn)給銑頭進(jìn)給 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控銑床數(shù)控銑床四種布局方案四種布局方案適應(yīng)的工件重量、尺寸適應(yīng)的工件重量、尺

24、寸卻不同。卻不同。（a）適應(yīng)較輕工件；）適應(yīng)較輕工件；（b）適應(yīng)較大尺寸工件；）適應(yīng)較大尺寸工件；（c）適應(yīng)較重工件；）適應(yīng)較重工件；（d）適應(yīng)）適應(yīng)大型、重型大型、重型 工件。工件。 （1）不同布局適應(yīng)不同的）不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重量工件形狀、尺寸及重量 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控鏜銑床數(shù)控鏜銑床的三種布局方案中：的三種布局方案中：（a）主軸立式布置，）主軸立式布置，上下運(yùn)上下運(yùn) 動(dòng)，對(duì)工件頂面進(jìn)行加工；動(dòng)，對(duì)工件頂面進(jìn)行加工；（b）主軸臥式布置，）主軸臥式布置，加工工加工工 作臺(tái)上分度工作臺(tái)的配作臺(tái)上分度工作臺(tái)的配 合，可加工工件多個(gè)側(cè)面；合，可加工工

25、件多個(gè)側(cè)面； （c）在（在（b）基礎(chǔ)上再增加一）基礎(chǔ)上再增加一 個(gè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，個(gè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，可完成工件可完成工件 上更多內(nèi)容的加工。上更多內(nèi)容的加工。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控臥式鏜銑床中，（數(shù)控臥式鏜銑床中，（a）、（）、（b）為）為T(mén)形床身布局，工形床身布局，工作臺(tái)支承于床身，剛度好，工作臺(tái)承載能力強(qiáng)；作臺(tái)支承于床身，剛度好，工作臺(tái)承載能力強(qiáng)； 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控臥式鏜銑床中，數(shù)控臥式鏜銑床中， (c)、(d)工作臺(tái)為十字形布局，（工作臺(tái)為十字形布局，（c）主）主軸箱懸掛于單立柱一側(cè)，使立柱受偏載，軸箱懸掛于單立柱一側(cè)，使立柱受偏載，(

26、d)主軸箱裝在框式主軸箱裝在框式立柱中間，對(duì)稱布局，受力后變形小，有利于提高加工精度。立柱中間，對(duì)稱布局，受力后變形小，有利于提高加工精度。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 數(shù)控車(chē)床數(shù)控車(chē)床的不同布局方案，的不同布局方案，（a）為）為水平床身水平床身-水平滑水平滑板板，床身工藝性好，便于，床身工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工，下部空間導(dǎo)軌面的加工，下部空間小，故排屑困難，刀架水小，故排屑困難，刀架水平放置加大了機(jī)床寬度方平放置加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸；向的結(jié)構(gòu)尺寸； 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室（b）為）為傾斜床身傾斜床身-傾斜滑板傾斜滑板，排屑亦較方便，中小規(guī)格排

27、屑亦較方便，中小規(guī)格的數(shù)控車(chē)床其床身的傾斜的數(shù)控車(chē)床其床身的傾斜度以度以60，大型的數(shù)控，大型的數(shù)控車(chē)床采用車(chē)床采用75（c）水平床身水平床身-傾斜滑板傾斜滑板，具有水平床身工藝性好，具有水平床身工藝性好，寬度方向的尺寸小，且排寬度方向的尺寸小，且排屑方便，是臥式數(shù)控車(chē)床屑方便，是臥式數(shù)控車(chē)床的最佳布局形式。的最佳布局形式。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室2、提高結(jié)構(gòu)件的剛度抗振性能、提高結(jié)構(gòu)件的剛度抗振性能 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的剛度直接影響機(jī)床的精度和動(dòng)態(tài)性能剛度直接影響機(jī)床的精度和動(dòng)態(tài)性能。機(jī)床的。機(jī)床的剛度主要決定于組成機(jī)械系統(tǒng)的部件質(zhì)量、剛度、阻尼、剛度主要決定于組成機(jī)械系統(tǒng)的部

28、件質(zhì)量、剛度、阻尼、固有頻率以及負(fù)載激振頻率等。提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度主要措固有頻率以及負(fù)載激振頻率等。提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度主要措施有：施有：改善機(jī)械部分構(gòu)件；利用平衡機(jī)構(gòu)補(bǔ)償部件變性；改善機(jī)械部分構(gòu)件；利用平衡機(jī)構(gòu)補(bǔ)償部件變性；改善并構(gòu)件間的連接形式；縮短傳動(dòng)鏈，適當(dāng)加大傳動(dòng)軸，改善并構(gòu)件間的連接形式；縮短傳動(dòng)鏈，適當(dāng)加大傳動(dòng)軸，對(duì)軸承和滾珠絲杠等傳動(dòng)部件進(jìn)行預(yù)緊等等。對(duì)軸承和滾珠絲杠等傳動(dòng)部件進(jìn)行預(yù)緊等等。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：立柱結(jié)構(gòu)立柱結(jié)構(gòu)措施措施1 支承件截面形狀盡量選用支承件截面形狀盡量選用抗彎的方截面抗彎的方截面和和抗扭的圓

29、截面抗扭的圓截面 或或采用封閉型床身采用封閉型床身封閉整封閉整體箱形體箱形結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室措施措施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壁板,從而使整個(gè)支承件承受載荷從而使整個(gè)支承件承受載荷,提高支承件的自身剛度提高支承件的自身剛度“T”形隔板連接，主形隔板連接，主要提高水平面抗彎剛要提高水平面抗彎剛度，對(duì)提高垂直面抗度，對(duì)提高垂直面抗彎剛度和抗扭剛度不彎剛度和抗扭剛度不顯著，多用在剛度要顯著，多用在剛度要求不高的床身上求不高的床身上1 1）提高

30、剛度的措施：）提高剛度的措施： 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室“W”形隔板，能較大地提高水平面上的抗彎抗扭剛形隔板，能較大地提高水平面上的抗彎抗扭剛度，對(duì)中心距超過(guò)度，對(duì)中心距超過(guò)1500mm的長(zhǎng)床身，效果最為顯著的長(zhǎng)床身，效果最為顯著1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施： 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：“”形隔板，在垂直面和水平面上的抗彎剛度都比較形隔板，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(chē)床上應(yīng)用較多。高，鑄造性能好，在大中型車(chē)床上應(yīng)用較多。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室1 1

31、）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：斜向拉筋，床身剛度最高，排屑容易斜向拉筋，床身剛度最高，排屑容易 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：措施措施3 增加導(dǎo)軌與支承件的連接部分的剛度增加導(dǎo)軌與支承件的連接部分的剛度連接剛度連接剛度:支承件在連接處抵抗變形的能力支承件在連接處抵抗變形的能力,稱為支承件的連接剛度。稱為支承件的連接剛度。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室措施措施4 增加機(jī)床各部件的接觸剛度和承載能力增加機(jī)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(diǎn)采用刮研的方法增加單位面積上的接觸點(diǎn)u 在結(jié)合面之

32、間施加足夠大的預(yù)加載荷在結(jié)合面之間施加足夠大的預(yù)加載荷,增加接增加接觸面積。觸面積。1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施： 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：措施措施5 合理選用構(gòu)件的材料合理選用構(gòu)件的材料 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(fù)雜結(jié)構(gòu)的支承件容易獲得復(fù)雜結(jié)構(gòu)的支承件,鑄鐵的內(nèi)摩擦力大鑄鐵的內(nèi)摩擦力大,阻尼阻尼 系數(shù)大系數(shù)大,振動(dòng)的衰減性能好振動(dòng)的衰減性能好,成本低成本低.鑄件的周期較長(zhǎng)鑄件的周期較長(zhǎng),需需

33、 做木型模做木型模,易產(chǎn)生縮孔、氣泡等缺陷。易產(chǎn)生縮孔、氣泡等缺陷。焊接件焊接件:鋼材的強(qiáng)度比鑄鐵高，質(zhì)量可比鑄件減輕鋼材的強(qiáng)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。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室2）提高機(jī)床抗振性）提高機(jī)床抗振性 高速轉(zhuǎn)動(dòng)零部件的動(dòng)態(tài)不平衡力與切削產(chǎn)生的振高速轉(zhuǎn)動(dòng)零部件的動(dòng)態(tài)不平衡力與切削產(chǎn)生的振動(dòng)，是引起機(jī)床振動(dòng)的主要原因。提高數(shù)控機(jī)床抗振性動(dòng)，是引起機(jī)床振動(dòng)的主要原因。提高數(shù)控機(jī)床抗振性的主要措施有：對(duì)機(jī)床高速轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)部件，特別是主軸部的主要措施有：對(duì)機(jī)床高速轉(zhuǎn)

34、旋轉(zhuǎn)部件，特別是主軸部件進(jìn)行件進(jìn)行動(dòng)平衡動(dòng)平衡，對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行，對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行消隙處理消隙處理，減少機(jī)床激，減少機(jī)床激振力；提高機(jī)械部件的振力；提高機(jī)械部件的靜態(tài)剛度和固有頻率靜態(tài)剛度和固有頻率，避免共振，避免共振，在機(jī)床結(jié)構(gòu)大件中在機(jī)床結(jié)構(gòu)大件中充填阻尼材料充填阻尼材料，在大件，在大件表面噴涂阻尼表面噴涂阻尼涂層涂層抑制振動(dòng)等。抑制振動(dòng)等。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室2）提高抗振性措施提高抗振性措施措施措施1 采用封砂床身結(jié)構(gòu)采用封砂床身結(jié)構(gòu)底座內(nèi)所充填的底座內(nèi)所充填的混凝土的內(nèi)摩擦混凝土的內(nèi)摩擦阻尼較高，再配阻尼較高，再配 以封砂的以封砂的 床身，床身，使機(jī)床有較高的使機(jī)

35、床有較高的抗振性?？拐裥?。 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室措施措施2 采用混凝土、樹(shù)脂混凝土或人造花崗巖采用混凝土、樹(shù)脂混凝土或人造花崗巖(AG)作支承件的材料作支承件的材料人造大理石床身（混凝土聚合物）人造大理石床身（混凝土聚合物）2）提高抗振性措施提高抗振性措施 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室天然大理石床身天然大理石床身2）提高抗振性措施提高抗振性措施 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與裝調(diào)工藝 數(shù)控技術(shù)系機(jī)制教研室 引起機(jī)床熱變形的主要原因是機(jī)床內(nèi)部熱源發(fā)熱，摩擦引起機(jī)床熱變形的主要原因是機(jī)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(jī)床熱變形的措施主要有：以及切削產(chǎn)生的發(fā)熱。減少機(jī)床熱變形的措施主要有：采用采用伺服電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)、變量泵等伺服電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)、變量泵等低能耗執(zhí)行元件低能耗執(zhí)行元件，減少，減少熱量的產(chǎn)生；熱量的產(chǎn)生；簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸，減少傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸，采用低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌和軸承采用低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌和軸承，減少摩擦發(fā)熱；，減少摩擦發(fā)熱；改善散熱條改善散熱條件件、增加隔熱措施增加隔熱措施、對(duì)發(fā)熱部件（如：電柜、絲桿、油箱等）、對(duì)發(fā)熱部件（如：電柜、絲桿、油箱等）進(jìn)行進(jìn)行強(qiáng)制冷卻強(qiáng)制冷卻