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

1、第六章第六章 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) 提提 要要 本章討論了數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求，介紹本章討論了數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求，介紹 了提高機(jī)床剛度，減少機(jī)床的熱變形，減少了提高機(jī)床剛度，減少機(jī)床的熱變形，減少 運(yùn)動(dòng)副的摩擦，提高傳動(dòng)精度，提高機(jī)床壽運(yùn)動(dòng)副的摩擦，提高傳動(dòng)精度，提高機(jī)床壽 命和精度保持性的措施，介紹數(shù)控機(jī)床主運(yùn)命和精度保持性的措施，介紹數(shù)控機(jī)床主運(yùn) 動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及典型機(jī)械結(jié)構(gòu)。動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及典型機(jī)械結(jié)構(gòu)。 學(xué)時(shí)：學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 第六章第六章 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) 目目 標(biāo)標(biāo) 了解數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；了解數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；

2、v 掌握掌握提高機(jī)床剛度，減少機(jī)床的熱變形，減提高機(jī)床剛度，減少機(jī)床的熱變形，減 v 少運(yùn)動(dòng)副的摩擦的措施；少運(yùn)動(dòng)副的摩擦的措施； v 了解了解數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及典數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及典 v 型機(jī)械結(jié)構(gòu)及其工作原理型機(jī)械結(jié)構(gòu)及其工作原理 v 了解了解提高傳動(dòng)精度，提高機(jī)床壽命和精度保提高傳動(dòng)精度，提高機(jī)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(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 建建 議議 了解了解數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求，掌握提高數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求，掌握提高 機(jī)床剛度，減少機(jī)床的熱變形，減少運(yùn)動(dòng)副機(jī)床剛度，減少機(jī)床的熱變形，減少

3、運(yùn)動(dòng)副 的摩擦，提高傳動(dòng)精度，提高機(jī)床壽命和精的摩擦，提高傳動(dòng)精度，提高機(jī)床壽命和精 度保持性的措施，了解數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)系度保持性的措施，了解數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)系 統(tǒng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及典型機(jī)械結(jié)構(gòu)。統(tǒng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及典型機(jī)械結(jié)構(gòu)。 第六章第六章 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) 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)要求數(shù)控機(jī)床的機(jī)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(dòng)化、高自動(dòng)化 要求數(shù)控機(jī)床必須具有很高的要求數(shù)控機(jī)床必須具有很高的 強(qiáng)度強(qiáng)度、剛度剛度和和抗振性抗振性 因此，數(shù)控機(jī)床的功能要求和設(shè)計(jì)要求與普通機(jī)床有較大的因此，數(shù)控機(jī)床的功能要求和設(shè)計(jì)要求與普

4、通機(jī)床有較大的 差異。數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求可以歸納為如下幾方面：差異。數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求可以歸納為如下幾方面： 1、具有大切削功率，高的靜、動(dòng)剛度和良好的抗振性能；、具有大切削功率，高的靜、動(dòng)剛度和良好的抗振性能； 2、具有較高的幾何精度、傳動(dòng)精度、定位精度和熱穩(wěn)定性；、具有較高的幾何精度、傳動(dòng)精度、定位精度和熱穩(wěn)定性； 3、具有實(shí)現(xiàn)輔助操作自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)部件。、具有實(shí)現(xiàn)輔助操作自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)部件。 數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有更高的靜、動(dòng)剛度 提高剛度的原因： 在重載荷的作用下，機(jī)床的各部件、構(gòu)件會(huì)受 力變形，引起刀具和工件的相對(duì)位置的變化 機(jī)床剛度差影響機(jī)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(dòng)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(gè)立柱截面形狀為個(gè)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(gè)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(duì)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(duì)中心距超過(guò) 1500mm的長(zhǎng)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(chē)床上應(yīng)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(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:支承件在連接處抵抗變形的能力。 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) u在結(jié)合面之間施加足夠大的預(yù)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(bǔ)償變形的措施采用補(bǔ)償變形的措施 測(cè)出受力點(diǎn)的 相對(duì)變形的大 小和方向，或 者預(yù)

8、知構(gòu)件的 變形規(guī)律，就 可采取補(bǔ)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(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，阻鑄鐵的內(nèi)摩擦力大，阻 尼尼 系數(shù)大，振動(dòng)的衰減性能好，成本低。鑄件的周期較長(zhǎng)，系數(shù)大，振動(dòng)的衰減性能好，成本低。鑄件的周期較長(zhǎng)， 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(qiáng)度比鑄鐵高，質(zhì)量可比鑄件減輕鋼材

9、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。 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(shù)脂混凝土或人造花崗巖作支承件的材料采用混凝土、樹(shù)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(jī)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(jī)中分離出去 措施措施1 主運(yùn)動(dòng)采用直流或交流調(diào)速電

10、動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速主運(yùn)動(dòng)采用直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速 減少傳動(dòng)軸和傳動(dòng)齒輪數(shù)量 減少主傳動(dòng)箱內(nèi)的發(fā)熱量 進(jìn)行熱變形補(bǔ)償 措施措施2 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 采用滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌或滾動(dòng)軸承采用滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌或滾動(dòng)軸承 控制溫升 措施措施 通過(guò)散熱和冷卻通過(guò)散熱和冷卻方法方法 改善機(jī)床結(jié)構(gòu) 措施1 采用對(duì)稱(chēng)原則設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu) 措施2 使機(jī)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(fēng)管 對(duì)機(jī)床熱源進(jìn)行強(qiáng)制冷卻對(duì)機(jī)床熱源進(jìn)行強(qiáng)制冷卻 第三節(jié) 減少機(jī)床的熱變形 主軸主軸 冷卻風(fēng)管冷卻風(fēng)管 對(duì)機(jī)床熱源進(jìn)行強(qiáng)制冷卻對(duì)機(jī)床熱源進(jìn)行強(qiáng)制

11、冷卻 第三節(jié) 減少機(jī)床的熱變形 對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)立柱 措施措施1 采用對(duì)稱(chēng)原則設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)采用對(duì)稱(chēng)原則設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu) 措施措施2 使機(jī)床主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上使機(jī)床主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上 機(jī)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(dòng)箱和主電動(dòng)機(jī)放在機(jī)床的外面 第四節(jié)第四節(jié) 減少運(yùn)動(dòng)副的摩擦，提高傳動(dòng)精度減少運(yùn)動(dòng)副的摩擦，提高傳動(dòng)精度 措施措施1 采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌來(lái)減少摩擦副之間的摩擦采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌來(lái)減少摩擦副之間的摩擦 措施措施2 采用滾珠絲杠或無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)采用滾珠

12、絲杠或無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)減小摩擦減小摩擦 滾珠絲杠螺母副+滾動(dòng)導(dǎo)軌副 第五節(jié)第五節(jié) 提高機(jī)床壽命和精度保持性提高機(jī)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(jī)床運(yùn)動(dòng)部件間具有良好的潤(rùn)滑機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件間具有良好的潤(rùn)滑 第六節(jié)第六節(jié) 對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求 2、對(duì)主傳動(dòng)的要求、對(duì)主傳動(dòng)的要求 1、主傳動(dòng)的作用、主傳動(dòng)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(yīng)具有足夠的精度、強(qiáng)度、剛度和抗振性各零部件應(yīng)具有足夠的精度、強(qiáng)度、剛度和抗振性 噪聲低、運(yùn)行平穩(wěn)噪聲低

13、、運(yùn)行平穩(wěn) 3、主傳動(dòng)的配置方式、主傳動(dòng)的配置方式 主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)（一體化主軸，電主軸）主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)（一體化主軸，電主軸） 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 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(dòng)機(jī)主軸電動(dòng)機(jī) 、電動(dòng)機(jī)經(jīng)同步齒形帶傳動(dòng)主軸、電動(dòng)機(jī)經(jīng)同步齒形帶傳動(dòng)主軸 、電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪變速傳動(dòng)主軸、電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪變速傳動(dòng)主軸 主軸電動(dòng)機(jī)主軸電動(dòng)機(jī) 4、主軸部件、主軸部件 5、對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求、對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求 （1）、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)作用 接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給脈沖，經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。 （2 2）、傳統(tǒng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)與數(shù)控伺服

14、進(jìn)給系統(tǒng)的區(qū)別）、傳統(tǒng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)與數(shù)控伺服進(jìn)給系統(tǒng)的區(qū)別 傳統(tǒng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)：多采用一個(gè)電機(jī)，執(zhí)行件之間采用大量 的齒輪傳動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外傳動(dòng)鏈的各種傳動(dòng)比要求。故傳動(dòng) 鏈很長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜 數(shù)控伺服進(jìn)給系統(tǒng)：每一個(gè)運(yùn)動(dòng)都由單獨(dú)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 傳動(dòng)鏈大大縮短，傳動(dòng)件大大減少，有利于減少傳動(dòng)誤差， 提高傳動(dòng)精度 （3 3）、對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求）、對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求 減少運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力 提高機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能和運(yùn)動(dòng)精度，減少爬行現(xiàn)象 響應(yīng)性能：是進(jìn)給伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的指標(biāo)， 反映了系統(tǒng)的跟蹤精度 運(yùn)動(dòng)精度：是機(jī)床的主要零、部件在以工作狀態(tài) 的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度 爬行現(xiàn)象：低速時(shí)運(yùn)動(dòng)不平

15、衡的現(xiàn)象稱(chēng)為爬行現(xiàn)象 機(jī)床爬行現(xiàn)象一般發(fā)生在低速度、重載荷的運(yùn)動(dòng)情況下機(jī)床爬行現(xiàn)象一般發(fā)生在低速度、重載荷的運(yùn)動(dòng)情況下 當(dāng)主傳動(dòng)件當(dāng)主傳動(dòng)件1作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)3往往會(huì)出現(xiàn)明顯的往往會(huì)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(shí)停時(shí)走時(shí)停時(shí)走的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或時(shí)快時(shí)時(shí)快時(shí) 慢慢現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 提高傳動(dòng)精度和剛度 措施1 保證部件加工精度 措施2 在傳動(dòng)鏈中加入減速齒輪減小脈沖當(dāng)量，提 高傳動(dòng)精度 措施3 預(yù)緊支撐絲杠的軸承消除齒輪、蝸輪傳動(dòng)件 間隙 措施4 預(yù)緊消除滾珠絲杠螺母副的軸向傳動(dòng)間隙 減小各運(yùn)動(dòng)零部件的慣量減小各運(yùn)動(dòng)零部件的慣量 穩(wěn)定性

16、好，壽命長(zhǎng)穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng) 穩(wěn)定性好：保證低速時(shí)不產(chǎn)生爬行，外負(fù)載變化時(shí)穩(wěn)定性好：保證低速時(shí)不產(chǎn)生爬行，外負(fù)載變化時(shí) 不發(fā)生振動(dòng)不發(fā)生振動(dòng) 壽命：是指數(shù)控機(jī)床保持傳動(dòng)精度和定位精度時(shí)間壽命：是指數(shù)控機(jī)床保持傳動(dòng)精度和定位精度時(shí)間 的長(zhǎng)短，即保持原制造精度的能力的長(zhǎng)短，即保持原制造精度的能力 第六節(jié)第六節(jié) 對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)作用：將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) （2 2）、滾珠絲杠螺母副的特

17、點(diǎn)）、滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高傳動(dòng)效率高 摩擦阻力小摩擦阻力小 傳動(dòng)精度高傳動(dòng)精度高 有可逆性有可逆性 使用壽命長(zhǎng)使用壽命長(zhǎng) 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜制造工藝復(fù)雜 不能實(shí)現(xiàn)自鎖不能實(shí)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(guò)程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱(chēng)為外循環(huán)外循環(huán)：滾珠在循環(huán)過(guò)程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱(chēng)為外循環(huán) 內(nèi)循環(huán)：滾珠在循環(huán)過(guò)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(guò)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(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求 （4 4）、滾珠絲杠螺母副的

18、預(yù)緊）、滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 預(yù)緊的目的：減小軸向間隙預(yù)緊的目的：減小軸向間隙 軸向間隙：指絲杠和螺母間無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，二者之間的最大軸向間隙：指絲杠和螺母間無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，二者之間的最大 軸向竄動(dòng)量軸向竄動(dòng)量 預(yù)緊的方法預(yù)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(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)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(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)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(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)

19、和進(jìn)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(diǎn)：其承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠特點(diǎn)：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(diǎn)：軸向剛度較小，絲杠有伸縮余地，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅特點(diǎn)：軸向剛度較小，絲杠有伸縮余地，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅 適用于長(zhǎng)絲杠適用于長(zhǎng)絲杠 第六節(jié)第六節(jié) 對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求 兩端裝止推軸承兩端裝止推軸承 特點(diǎn)：將裝止推軸承裝在滾珠絲杠兩端，并施加

20、預(yù)緊拉特點(diǎn)：將裝止推軸承裝在滾珠絲杠兩端，并施加預(yù)緊拉 力，有助于提高傳動(dòng)剛度，但對(duì)熱伸長(zhǎng)較敏感力，有助于提高傳動(dòng)剛度，但對(duì)熱伸長(zhǎng)較敏感 第六節(jié)第六節(jié) 對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)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(diǎn)：傳動(dòng)剛度高，結(jié)構(gòu)和安裝工藝復(fù)雜，適用于長(zhǎng)絲特點(diǎn)：傳動(dòng)剛度高，結(jié)構(gòu)和安裝工藝復(fù)雜，適用于長(zhǎng)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(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的的要求 （6 6）、滾珠絲杠螺母副的潤(rùn)滑與防護(hù)）、滾珠絲杠螺母副

21、的潤(rùn)滑與防護(hù) u潤(rùn)滑的作用：減少摩擦，降低溫升，并與密封裝置一起潤(rùn)滑的作用：減少摩擦，降低溫升，并與密封裝置一起 保護(hù)絲杠不受外物的保護(hù)絲杠不受外物的 損傷與腐蝕損傷與腐蝕 潤(rùn)滑油：機(jī)油、潤(rùn)滑油：機(jī)油、90180號(hào)透平油、號(hào)透平油、140號(hào)主軸油號(hào)主軸油 潤(rùn)滑脂：鋰基油脂或高壓潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂：鋰基油脂或高壓潤(rùn)滑脂 u防護(hù)：防止塵埃、切屑等硬質(zhì)顆粒進(jìn)入防護(hù)：防止塵埃、切屑等硬質(zhì)顆粒進(jìn)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(hù)罩：采用螺旋鋼帶、伸縮套筒、錐形套筒或皮革、防護(hù)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(jī)床導(dǎo)軌數(shù)控

22、機(jī)床導(dǎo)軌 （2 2）、對(duì)導(dǎo)軌的基本要求）、對(duì)導(dǎo)軌的基本要求 （1 1）、導(dǎo)軌的功能：支承和導(dǎo)向）、導(dǎo)軌的功能：支承和導(dǎo)向 導(dǎo)向精度：是指機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)的直線(xiàn)性導(dǎo)向精度：是指機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)的直線(xiàn)性 和它與有關(guān)基面之間相互位置的準(zhǔn)確性和它與有關(guān)基面之間相互位置的準(zhǔn)確性 精度保持性：是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用中保持導(dǎo)向精度的能力精度保持性：是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用中保持導(dǎo)向精度的能力 低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性：低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好： （3 3）、導(dǎo)軌的分類(lèi)和特點(diǎn)）、導(dǎo)軌的分類(lèi)和特點(diǎn) 按運(yùn)動(dòng)軌跡按運(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線(xiàn) 圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為圓圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為圓 主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：動(dòng)導(dǎo)軌作主運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌副間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度高主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：動(dòng)導(dǎo)軌作主運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌副間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度高 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：動(dòng)導(dǎo)軌作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌副間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：動(dòng)導(dǎo)軌作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌副間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低 調(diào)整導(dǎo)軌：實(shí)現(xiàn)部件之間的相對(duì)位置調(diào)整，在機(jī)床工作時(shí)無(wú)相調(diào)整導(dǎo)軌：實(shí)現(xiàn)部件之間的相對(duì)位置調(diào)整，在機(jī)床工作時(shí)無(wú)相 對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng) 滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便

24、、剛度好、抗振性高等優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn), , 在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛，目前多數(shù)使用金屬對(duì)塑料形式，稱(chēng)在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛，目前多數(shù)使用金屬對(duì)塑料形式，稱(chēng) 為為貼塑導(dǎo)軌貼塑導(dǎo)軌或或注塑導(dǎo)軌注塑導(dǎo)軌 u滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌 注塑導(dǎo)軌：環(huán)氧樹(shù)脂為基體，加入二硫化鉬和膠體石墨及鉛粉注塑導(dǎo)軌：環(huán)氧樹(shù)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(dǎo)軌：聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬、石墨貼塑導(dǎo)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(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌 特點(diǎn)：摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)輕便、位移精度和定位精特點(diǎn)：摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)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(fù)雜、度高、耐磨性好、抗震性較差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 防護(hù)要求較高防護(hù)要求較高 u靜壓導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1、純液體摩擦，工作時(shí)摩擦系數(shù)極低（、純液體摩擦，工作時(shí)摩擦系數(shù)極低（f=0.0005f=0.0005）；）； 2 2、導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)不受負(fù)載和速度的限制，且低速時(shí)移動(dòng)、導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)不受負(fù)載和速度的限制，且低速時(shí)移動(dòng) 均勻，無(wú)爬行現(xiàn)象；均勻，無(wú)爬行現(xiàn)象； 3 3、由于液體具有吸振作用，因而導(dǎo)軌的抗振性好；、由于液體具有吸振作用，因而導(dǎo)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(dǎo)軌溫升小。、摩擦發(fā)熱小，導(dǎo)軌溫升小。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：

26、1 1、液體靜壓導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多了一套液壓系統(tǒng)；、液體靜壓導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)復(fù)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(dǎo)軌主要用于大型、重型數(shù)控機(jī)床上。使用范圍：液體靜壓導(dǎo)軌主要用于大型、重型數(shù)控機(jī)床上。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) 一、主軸準(zhǔn)停裝置一、主軸準(zhǔn)停裝置 機(jī)機(jī) 械械 式式 主主 軸軸 準(zhǔn)準(zhǔn) 停停 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) 二、自動(dòng)換刀裝置二、自動(dòng)換刀裝置 自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置 刀庫(kù)刀庫(kù) 機(jī)械手機(jī)械手 (ATC) 作用作用交換主軸與刀庫(kù)

27、中的刀（工）具交換主軸與刀庫(kù)中的刀（工）具 對(duì)自動(dòng)換刀裝置的對(duì)自動(dòng)換刀裝置的 基本要求基本要求 換刀時(shí)間短換刀時(shí)間短 刀具重復(fù)定位精度高刀具重復(fù)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(kù)占地面積小及安全可靠刀庫(kù)占地面積小及安全可靠 自動(dòng)換刀裝置的形式自動(dòng)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(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng) 二、自動(dòng)換刀裝置二、自動(dòng)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(qiáng)度和剛性）回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)要求：良好的強(qiáng)度和剛性 2）回轉(zhuǎn)刀架的換刀動(dòng)作）回轉(zhuǎn)刀架的換刀動(dòng)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(diǎn)：換刀時(shí)間短，換刀的可靠性強(qiáng)。優(yōu)點(diǎn)：換刀時(shí)間短，換刀的可靠性強(qiáng)。 缺點(diǎn)：主軸系統(tǒng)的剛度較差。缺點(diǎn)：主軸系統(tǒng)的剛度較差。 適用場(chǎng)合：適應(yīng)于工序較少、精度要求不太高的機(jī)床適用場(chǎng)合：適應(yīng)于工序較少、精度要求不太高的機(jī)床 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)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(chǎng)合：適用場(chǎng)合： 適用于箱適用于箱 體類(lèi)零件體類(lèi)零件 的加工的加工 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) 4、帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)、帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng) 組成組成

29、 刀庫(kù)刀庫(kù) 選刀系統(tǒng)選刀系統(tǒng) 刀具交換機(jī)構(gòu)刀具交換機(jī)構(gòu) 刀具自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)刀具自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，換刀過(guò)程動(dòng)作多，換刀時(shí)間長(zhǎng)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，換刀過(guò)程動(dòng)作多，換刀時(shí)間長(zhǎng)。 適用場(chǎng)合：多用于鉆床、鏜銑床和數(shù)控組合機(jī)床。適用場(chǎng)合：多用于鉆床、鏜銑床和數(shù)控組合機(jī)床。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) 三、刀庫(kù)三、刀庫(kù) 2 2、刀庫(kù)的種類(lèi)、刀庫(kù)的種類(lèi) 1、刀庫(kù)的功能、刀庫(kù)的功能 功能：儲(chǔ)存加工工序所需的各種刀具及輔助工具。功能：儲(chǔ)存加工工序所需的各種刀具及輔助工具。 直線(xiàn)式直線(xiàn)式 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刀庫(kù)容量小，一般可容納特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刀庫(kù)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(pán)式）鼓輪式（圓盤(pán)式） 1）單鼓輪式 刀具、鼓輪軸線(xiàn)平行 刀具、鼓輪軸線(xiàn)垂直 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) 盤(pán)式刀庫(kù) 刀具、鼓輪軸線(xiàn)成銳角刀具、鼓輪軸線(xiàn)成銳角 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，應(yīng)用較多，但刀具單 環(huán)排列，空間利用率低，適用于刀庫(kù) 容量較小的場(chǎng)合，一般不多于50-60把刀。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)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(diǎn)：刀庫(kù)空間利用率較高，但裝刀、取 刀機(jī)構(gòu)復(fù)雜，僅適用于機(jī)床空間有 限制而刀庫(kù)容量較大的場(chǎng)合。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)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(cāng)式鼓輪彈倉(cāng)式 2）多鼓輪式 雙鼓輪式 主軸 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) 三鼓輪式 行星鼓輪式 特點(diǎn)：不同類(lèi)型的刀具及輕重型刀具可分別放置， 空間利用率高，但傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制裝置 復(fù)雜，適用于刀庫(kù)容量大的場(chǎng)合。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) 鏈?zhǔn)芥準(zhǔn)?單環(huán)鏈?zhǔn)絾苇h(huán)鏈?zhǔn)?特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫(kù)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫(kù) 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(kù)容量大的場(chǎng)合。刀庫(kù)容量大的場(chǎng)合。 第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控

32、機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) 多環(huán)鏈?zhǔn)蕉喹h(huán)鏈?zhǔn)?第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床典型數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) 三、刀庫(kù) 加長(zhǎng)鏈?zhǔn)?格子箱式 單面網(wǎng)格式 特點(diǎn)：刀庫(kù)結(jié)構(gòu)緊湊，空間利用率高，但換刀時(shí)間 較長(zhǎng)，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(kù)安置在 工作臺(tái)上，應(yīng)用較少。 三、刀庫(kù) 三、刀庫(kù) 多面網(wǎng)格式 特點(diǎn)：刀庫(kù)容量大，輔助裝置較復(fù)雜，用于需刀庫(kù) 容量大的機(jī)床上。 三、刀庫(kù)三、刀庫(kù) 3 3、刀庫(kù)的容量、刀庫(kù)的容量銑削加工 車(chē)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(dòng)選刀：在自動(dòng)換刀裝置換刀時(shí)，按數(shù)控裝、自動(dòng)選刀：在自動(dòng)換刀裝置換刀時(shí)，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(kù)中挑選各工序所需刀具的操?gòu)牡稁?kù)中挑選各工序所需刀具的操 作稱(chēng)為自動(dòng)換刀。作稱(chēng)為自動(dòng)換刀。 2、刀具的選擇方式、刀具