數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

1、數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)一、主軸準(zhǔn)停裝置機(jī)械式主軸準(zhǔn)停二、自動換刀裝置自動換刀裝置刀庫機(jī)械手(ATC)作用交換主軸與刀庫中的刀（工）具對自動換刀裝置的 基本要求v換刀時間短v刀具重復(fù)定位精度高v有足夠的刀具貯存量v刀庫占地面積小及安全可靠自動換刀裝置的形式回轉(zhuǎn)刀架換刀更換主軸頭換刀更換主軸箱換刀帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)二、自動換刀裝置1、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2）回轉(zhuǎn)刀架的換刀動作刀架抬起刀架轉(zhuǎn)位刀架壓緊二、自動換刀裝置2、更換主軸換刀優(yōu)點：換刀時間短，換刀的可靠性強(qiáng)。缺點：主軸系統(tǒng)的剛度較差。適用場合：適應(yīng)于工序較少、精度要求不太高的機(jī)床 回轉(zhuǎn)刀架換刀3、更換主軸箱換刀適

2、用場合：適用于箱體類零件的加工二、自動換刀裝置4、帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)組成刀庫選刀系統(tǒng)刀具交換機(jī)構(gòu)刀具自動裝卸機(jī)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)較復(fù)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(jī)床。二、自動換刀裝置三、刀庫2、刀庫的種類1、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。直線式特點：結(jié)構(gòu)簡單，刀庫容量小，一般可容納 8-12把刀具，故少用。三、刀庫鼓輪式（圓盤式）1）單鼓輪式刀具、鼓輪軸線平行刀具、鼓輪軸線垂直盤式刀庫三、刀庫刀具、鼓輪軸線成銳角特點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊，應(yīng)用較多，但刀具單 環(huán)排列，空間利用率低，適用于刀庫 容量較小的場合，一般不多于50-60把刀。三、刀

3、庫鼓輪端面上雙環(huán)排列特點：刀庫空間利用率較高，但裝刀、取 刀機(jī)構(gòu)復(fù)雜，僅適用于機(jī)床空間有 限制而刀庫容量較大的場合。三、刀庫鼓輪端面上多環(huán)排列鼓輪彈倉式2）多鼓輪式雙鼓輪式主軸三、刀庫三鼓輪式 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(jī)構(gòu)和運(yùn)動控制裝置 復(fù)雜，適用于刀庫容量大的場合。三、刀庫鏈?zhǔn)絾苇h(huán)鏈?zhǔn)教攸c：結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫容量大，可充分利用空間，通常為軸向取刀，位置精度較低，適用于刀庫容量大的場合。龍門加工中心三、刀庫多環(huán)鏈?zhǔn)饺⒌稁旒娱L鏈?zhǔn)礁褡酉涫絾蚊婢W(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

4、局不靈活，通常刀庫安置在 工作臺上，應(yīng)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(fù)雜，用于需刀庫 容量大的機(jī)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102040305060708010090105015202530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、刀具的選擇

5、方式順序選擇方式順序選擇方式任意選擇方式任意選擇方式刀座編碼方式刀座編碼方式刀具編碼方式刀具編碼方式四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式順序選擇方式順序選擇方式 刀具的順序選擇方式是將刀具按加工工序刀具的順序選擇方式是將刀具按加工工序的順序，依次放入刀庫的每一個刀座中。的順序，依次放入刀庫的每一個刀座中。特點：不需要刀具識別裝置，結(jié)構(gòu)簡單，特點：不需要刀具識別裝置，結(jié)構(gòu)簡單， 工作可工作可 靠，但刀庫中刀具在不同工序中不能重復(fù)靠，但刀庫中刀具在不同工序中不能重復(fù) 使用，因此，刀具的數(shù)量的刀庫的容量大。使用，因此，刀具的數(shù)量的刀庫的容量大。四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式刀具編碼方式刀具編碼

6、方式u接觸式識別裝置接觸式識別裝置四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式刀柄刀柄刀具識別裝置刀具識別裝置觸針觸針編碼環(huán)編碼環(huán)特點：結(jié)構(gòu)簡單，壽命較短，可靠性較差，難于快速換刀特點：結(jié)構(gòu)簡單，壽命較短，可靠性較差，難于快速換刀四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式u非接觸式識別裝置非接觸式識別裝置11010特點：無磨損，無噪音，壽命長，反應(yīng)速度快，適用于高特點：無磨損，無噪音，壽命長，反應(yīng)速度快，適用于高 速，換刀頻繁的場合。速，換刀頻繁的場合。四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式u光電識別裝置光電識別裝置四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式刀座編碼方式刀座編碼方式永久性編碼永久性編碼臨時性編碼臨時

7、性編碼刀座編碼刀座編碼四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式刀座編碼刀座編碼四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式識別碼塊識別碼塊識別傳感器識別傳感器刀柄編碼刀柄編碼四、刀具的選刀方式四、刀具的選刀方式臨時性編碼臨時性編碼五、刀具交換裝置五、刀具交換裝置1、無機(jī)械手換刀、無機(jī)械手換刀五、刀具交換裝置五、刀具交換裝置1、無機(jī)械手換刀、無機(jī)械手換刀2、機(jī)械手換刀、機(jī)械手換刀五、刀具交換裝置五、刀具交換裝置機(jī)械手形式五、刀具交換裝置五、刀具交換裝置機(jī)機(jī)械械手手換換刀刀五、刀具交換裝置五、刀具交換裝置機(jī)機(jī)械械手手傳傳動動結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)六、滾珠絲杠螺母副六、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

8、副的結(jié)構(gòu)滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副六、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)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動作用：將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副2 2、滾珠絲杠螺母副的特點、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(fù)雜制造工藝復(fù)雜 不能實現(xiàn)自鎖不能實現(xiàn)自鎖 六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副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

9、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)六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副4 4、滾珠絲杠螺母副的預(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(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六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副u雙螺母螺紋式

10、雙螺母螺紋式六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副u雙螺母齒差式雙螺母齒差式六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副5 5、滾珠絲杠螺母副的安裝、滾珠絲杠螺母副的安裝六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副特點：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）5 5、滾珠絲杠螺母副的安裝、滾珠絲杠螺母副的安裝六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副 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(fù)雜，僅特點：軸向剛度較小，絲

11、杠有伸縮余地，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅 適用于長絲杠適用于長絲杠5 5、滾珠絲杠螺母副的安裝、滾珠絲杠螺母副的安裝六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副 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，并施加預(yù)緊拉特點：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5 5、滾珠絲杠螺母副的安裝、滾珠絲杠螺母副的安裝六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副 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(fù)雜，適用于長絲特點：傳動剛度高，結(jié)構(gòu)和安裝工

12、藝復(fù)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6 6、滾珠絲杠螺母副的潤滑與防護(hù)、滾珠絲杠螺母副的潤滑與防護(hù)六、滾珠絲杠螺母副六、滾珠絲杠螺母副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(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滑油：機(jī)油、潤滑油：機(jī)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(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

13、（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 不銹鋼卷筒式防護(hù)罩不銹鋼卷筒式防護(hù)罩工程塑料防護(hù)套工程塑料防護(hù)套 七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌2 2、對導(dǎo)軌的基本要求、對導(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?qū)蚓龋菏侵笝C(jī)床的運(yùn)動部件沿導(dǎo)軌移動時的直線性導(dǎo)向精度：是指機(jī)床的運(yùn)動部件沿導(dǎo)軌移動時的直線性 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)軌在長期使用中保持導(dǎo)向精度的能力

14、低速運(yùn)動平穩(wěn)性：低速運(yùn)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： 七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌3 3、導(dǎo)軌的分類和特點、導(dǎo)軌的分類和特點按運(yùn)動軌跡按運(yùn)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)直線運(yùn)動導(dǎo)軌：相對運(yùn)動軌跡為直線直線運(yùn)動導(dǎo)軌：相對運(yùn)動軌跡為直線圓周運(yùn)動導(dǎo)軌：相對運(yùn)動軌跡為圓圓周運(yùn)動導(dǎo)軌：相對運(yùn)動軌跡為圓主運(yùn)動導(dǎo)軌：動導(dǎo)軌作主運(yùn)動，導(dǎo)軌副間相對運(yùn)動速度高主運(yùn)動導(dǎo)軌：動導(dǎo)軌作主運(yùn)動，導(dǎo)軌副間相對運(yùn)動速度高進(jìn)給運(yùn)動導(dǎo)軌：動導(dǎo)軌作進(jìn)給運(yùn)動，導(dǎo)軌副間相對運(yùn)動速度低進(jìn)給運(yùn)動導(dǎo)軌：動導(dǎo)軌作進(jìn)給運(yùn)動，導(dǎo)軌副間相對運(yùn)動速度低調(diào)整導(dǎo)軌：實現(xiàn)部件之間的相對位置調(diào)整，在機(jī)床

15、工作時無相調(diào)整導(dǎo)軌：實現(xiàn)部件之間的相對位置調(diào)整，在機(jī)床工作時無相對對 運(yùn)動運(yùn)動滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 滑動導(dǎo)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(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點點, , 在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛，目前多數(shù)使用金屬對塑料形式，稱在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛，目前多數(shù)使用金屬對塑料形式，稱為為貼塑導(dǎo)軌貼塑導(dǎo)軌或或注塑導(dǎo)軌注塑導(dǎo)軌 u滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌注塑導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌：聚四氟乙烯為基體，加

16、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七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌u滾動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌特點：摩擦系數(shù)小、運(yùn)動輕便、位移精度和定位精 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u靜壓導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌優(yōu)點：優(yōu)點：1 1、液體靜壓導(dǎo)軌由于其導(dǎo)軌的工作面完全處于純液體、液體靜壓導(dǎo)軌由于其導(dǎo)軌的工作面完全處于純液體 摩擦下，因而工作時摩擦系數(shù)極低（摩擦下，因而工作時摩擦系數(shù)極低（f=0.0005f=0.0005）；）； 2 2、導(dǎo)軌的運(yùn)動不受負(fù)載和速度的限制，且低速時移動、導(dǎo)軌的運(yùn)動不受負(fù)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(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：缺點：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