數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)總結(jié)課件

1第4章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2項(xiàng)目訓(xùn)練73數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)5自動換刀裝置6數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺1第4章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)24.1認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1、熟悉數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)

24.1認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1、熟悉數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)34.1認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2、熟悉加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)

34.1認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2、熟悉加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)4

4.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）靜剛度和動剛度高合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，如基礎(chǔ)件采用封閉的完整箱體結(jié)構(gòu)；合理選擇及布局隔板和筋條，盡量減小接合面，提高部件間接觸剛度等；合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局；采取補(bǔ)償構(gòu)件變形的結(jié)構(gòu)措施。

2）抗振性高

44.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5

4.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

立柱結(jié)構(gòu)筋條結(jié)構(gòu)54.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)立柱結(jié)構(gòu)筋條結(jié)構(gòu)6

4.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3）靈敏度高4）熱變形小在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)中可考慮盡量采用對稱結(jié)構(gòu)（如對稱立柱等），進(jìn)行強(qiáng)制冷卻（如采用空冷機(jī)），使排屑通道對稱布置等措施。5）自動化程度高，操作方便64.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)回轉(zhuǎn)交換式APC移動交換式APC回轉(zhuǎn)交換式APC移動交換式APC二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)1、不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重量數(shù)控銑床四種布局方案適應(yīng)的工件重量、尺寸卻不同。（a）適應(yīng)較輕工件，（b）適應(yīng)較大尺寸工件，（c）適應(yīng)較重工件，（d）適應(yīng)更重更大工件。

二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)1、不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)2、不同布局有不同的運(yùn)動分配及工藝范圍數(shù)控鏜銑床的三種布局方案中，（a）主軸立式布置，上下運(yùn)動，對工件頂面進(jìn)行加工；（b）主軸臥式布置，加工工作臺上分度工作臺的配合，可加工工件多個側(cè)面；（c）在（b）基礎(chǔ)上再增加一個數(shù)控轉(zhuǎn)臺，可完成工件上更多內(nèi)容的加工。

二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)2、不同布局有不同的運(yùn)動分配及工藝范圍二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)3、不同布局有不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)性能數(shù)控臥式鏜銑床中，（a）、（b）為T形床身布局，工作臺支承于床身，剛度好，工作臺承載能力強(qiáng)；(c)、(d)工作臺為十字形布局，（c）主軸箱懸掛于單立柱一側(cè)，使立柱受偏載，(d)主軸箱裝在框式立柱中間，對稱布局，受力后變形小，有利于提高加工精度。二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)3、不同布局有不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)性能數(shù)二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度數(shù)控車床的四種不同布局方案，（a）為水平床身-水平滑板，床身工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工，下部空間小，故排屑困難，刀架水平放置加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸；二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度數(shù)二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度（b）為傾斜床身-傾斜滑板，排屑亦較方便，中小規(guī)格的數(shù)控車床其床身的傾斜度以60°為宜；（c）水平床身-傾斜滑板，具有水平床身工藝性好，寬度方向的尺寸小，且排屑方便，是臥式數(shù)控車床的最佳布局形式。二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度（b）為134.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.1數(shù)控機(jī)床主傳動的特點(diǎn)1）具有更大的調(diào)速范圍并實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。一般要求主軸具備1∶（100～1000）的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍和1∶10的恒功率調(diào)速范圍。2）具有較高的精度與剛度，傳遞平穩(wěn)，噪聲低3）良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。4）在車削中心上，要求主軸具有C軸控制功能。5）在加工中心上，要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能。6）具有恒線速度切削控制功能。134.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.1數(shù)控機(jī)床主傳動的144.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式1、帶有變速齒輪的主軸傳動大中型數(shù)控機(jī)床較常采用的配置方式，確保低速時有較大的扭矩，滑移齒輪的移位大多采用液壓撥叉或直接由液壓缸驅(qū)動齒輪來實(shí)現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床主傳動的四種配置方式(a)齒輪變速；(b)帶傳動；(c)兩個電機(jī)分別驅(qū)動；(d)調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動

144.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變154.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式2、通過帶傳動的主軸傳動主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的小型數(shù)控機(jī)床上?？梢员苊庥升X輪傳動所引起的振動和噪聲。適用于高速低轉(zhuǎn)矩特性的主軸，常用有多楔帶和同步齒形帶。帶的結(jié)構(gòu)形式(a)多楔帶;(b)同步齒形帶

154.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式2、通過帶傳動16

同步齒形帶傳動是一種綜合了帶傳動和鏈傳動優(yōu)點(diǎn)的新型傳動方式，帶型有梯形齒和圓弧齒。

同步齒形帶的結(jié)構(gòu)和傳動

4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式16同步齒形帶傳動是一種綜合了帶傳動和鏈傳動優(yōu)點(diǎn)的新型傳17

3、用兩個電機(jī)分別驅(qū)動主軸傳動高速時，由一個電機(jī)通過帶傳動；低速時，由另一個電機(jī)通過齒輪傳動，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，避免了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且電機(jī)功率不能充分利用的問題。

4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式173、用兩個電機(jī)分別驅(qū)動主軸傳動4.3.2數(shù)控機(jī)床18

4、調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動主軸傳動大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出的扭矩小，電機(jī)發(fā)熱對主軸的精度影響較大。

直接驅(qū)動式

4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式184、調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動主軸傳動直接驅(qū)動式4.3.219主軸軸承常見的支撐形式(a)形式一；(b)形式二；(c)形式三

1、主軸軸承的支撐形式

1）前支撐采用雙列短圓柱滾子軸承和60°角接觸雙列向心推力球軸承組合，后支撐采用成對向心推力球軸承?？商岣咧鬏S的綜合剛度，滿足強(qiáng)力切削的要求。普遍用于各類數(shù)控機(jī)床主軸。4.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.3主軸部件19主軸軸承常見的支撐形式1、主軸軸承的支撐形式1

2）前支撐采用高精度雙列向心推力球軸承。向心推力軸承有良好的高速性，主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)4000r／min，但承載能力小，適于高速、輕載、高精密的數(shù)控機(jī)床主軸。

3）前后支撐分別采用雙列和單列圓錐滾子軸承。徑向和軸向剛度高，能承受重載荷，其安裝、調(diào)整性能好，但限制了主軸轉(zhuǎn)速和精度，因此可用于中等精度、低速、重載的數(shù)控機(jī)床的主軸。

2）前支撐采用高精度雙列向心推力球軸承。向心推力軸承有良212、刀具自動裝卸切屑清除裝置4.3.3主軸部件機(jī)床執(zhí)行換刀指令，機(jī)械手從主軸拔刀時，主軸需松開刀具。這時，液壓缸上腔通壓力油，活塞推動拉桿向下移動，使碟形彈簧壓縮，鋼球進(jìn)入主軸錐孔上端的槽內(nèi)，刀柄尾部的拉釘被松開，機(jī)械手拔刀。

加工中心主軸前端有7∶24號錐孔，內(nèi)部和后端安裝的是刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)。212、刀具自動裝卸切屑清除裝置4.3.3主軸部件22

壓縮空氣進(jìn)入活塞和拉桿的中孔，吹凈主軸錐孔，為裝入新刀具做好準(zhǔn)備。當(dāng)機(jī)械手將下一把刀具插入主軸后，液壓缸上腔無油壓，在碟形彈簧和彈簧的恢復(fù)力作用下，拉桿、鋼球和活塞退回到圖示的位置，使刀具被夾緊。刀桿夾緊機(jī)構(gòu)用彈簧夾緊，液壓放松，以保證在工作中突然停電時，刀桿不會自行松脫。4.3.3主軸部件2、刀具自動裝卸切屑清除裝置22壓縮空氣進(jìn)入活塞和拉桿的中孔，吹凈主軸23機(jī)床采用的是7∶24號錐柄刀具，錐柄的尾端安裝有拉釘，拉桿通過4個鋼球拉住拉釘?shù)陌疾郏沟毒咴谥鬏S錐孔內(nèi)定位及夾緊。2、刀具自動裝卸切屑清除裝置4.3.3主軸部件23機(jī)床采用的是7∶24號錐柄刀具，錐柄的尾端安裝有拉釘243、主軸的準(zhǔn)停主軸準(zhǔn)停換刀示意圖

又稱為主軸定位功能，這是自動換刀所必需的功能。在自動換刀的鏜銑加工中心上，切削的轉(zhuǎn)矩通常是通過刀桿的端面鍵來傳遞的，這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位于圓周上特定角度的功能。

4.3.3主軸部件243、主軸的準(zhǔn)停主軸準(zhǔn)停換刀示意圖又稱為主軸定位25主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖

當(dāng)加工階梯孔或精鏜孔后退刀時，為防止刀具與小階梯孔碰撞或拉毛已精加工的孔表面，必須先讓刀，再退刀，因此，刀具就必須具有定位功能。3、主軸的準(zhǔn)停4.3.3主軸部件25主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖當(dāng)加工階梯26

1）機(jī)械準(zhǔn)?？刂撇捎脵C(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)或光電盤方式進(jìn)行粗定位，然后有一個液動或氣動的定位銷插入主軸上的銷孔或銷槽實(shí)現(xiàn)精確定位，完成換刀后定位銷退出，主軸才開始旋轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在早期數(shù)控機(jī)床上使用較多。典型的V形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)停原理示意圖

4.3.3主軸部件261）機(jī)械準(zhǔn)停控制典型的V形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)停原理示272）電氣準(zhǔn)?？刂朴谰么盆F與磁傳感器在主軸上的位置

4.3.3主軸部件磁傳感器主軸準(zhǔn)?？刂圃谥鬏S上安裝一個永久磁鐵與主軸一起旋轉(zhuǎn)，在距離發(fā)磁體旋轉(zhuǎn)外軌跡1~2mm處固定一個磁傳感器，它經(jīng)過放大器并與主軸控制單元相連接，當(dāng)主軸需要定向時，便可停止在調(diào)整好的位置上。272）電氣準(zhǔn)?？刂朴谰么盆F與磁傳感器在主軸上的位置4.28編碼器主軸準(zhǔn)?？刂圃韴D

4.3.3主軸部件編碼器主軸準(zhǔn)?？刂仆ㄟ^主軸電動機(jī)內(nèi)置安裝的位置編碼器或在機(jī)床主軸箱上安裝一個與主軸1：1同步旋轉(zhuǎn)的位置編碼器來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)停控制，準(zhǔn)停角度可任意設(shè)定。28編碼器主軸準(zhǔn)?？刂圃韴D4.3.3主軸部件編碼器主軸29非接觸式密封(a)形式一；(b)形式二；(c)形式三

4、主軸的密封4.3.3主軸部件29非接觸式密封4、主軸的密封4.3.3主軸部件30接觸式密封(a)油氈圈密封；(b)耐油橡膠密封圈密封

4.3.3主軸部件30接觸式密封4.3.3主軸部件311）摩擦阻力要小廣泛采用滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌以及塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。

2）傳動剛度要高

3）轉(zhuǎn)動慣量要小

4）諧振頻率要高

5）傳動間隙要小4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)

4.4.1對數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的要求311）摩擦阻力要小4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4321、工作原理與特點(diǎn)滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)原理4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)321、工作原理與特點(diǎn)滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)原理4.4數(shù)控機(jī)床33滾珠絲杠螺母副優(yōu)點(diǎn)：1)傳動效率高，摩擦損失小。2)運(yùn)動平穩(wěn)無爬行。3)傳動精度高，反向時無空程。4)磨損小，精度保持性好，使用壽命長。5)具有運(yùn)動的可逆性。4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)1、工作原理與特點(diǎn)33滾珠絲杠螺母副優(yōu)點(diǎn)：4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)1、工342、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)類型外循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)

1)外循環(huán)。滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后，通過螺母外表面上的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，承載能力較高，但徑向尺寸較大。應(yīng)用最為廣泛，也可用于重載傳動系統(tǒng)。

4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)342、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)類型外循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)35

2）內(nèi)循環(huán)?？柯菽干习惭b的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠成單圈循環(huán)。反向器2的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相等。結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，滾珠流通性好，摩擦損失小，制造較困難，適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)。

內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)

4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)352）內(nèi)循環(huán)。靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠363、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法雙螺母消隙通常采用預(yù)加載荷的方法來減小彈性變形所帶來的軸向間隙，以保證反向傳動精度和軸向剛度。4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)（1）墊片調(diào)隙式363、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法雙螺母消隙通常采用37（2）螺紋調(diào)隙式3、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)37（2）螺紋調(diào)隙式3、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法4.4（3）齒差調(diào)隙式在兩個螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與套筒兩端內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)相差一個齒。調(diào)整時，讓兩個螺母相對于套筒方向都轉(zhuǎn)動一個齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個螺母便產(chǎn)生相對角位移，其軸向位移量s=（1/z1-1/z2)Pn。齒差調(diào)隙式

能精確調(diào)整預(yù)緊量，調(diào)整方便、可靠，結(jié)構(gòu)尺寸較大，多用于高精度的傳動。

3、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法（3）齒差調(diào)隙式齒差調(diào)隙式能精確調(diào)整預(yù)緊量，調(diào)整方39單螺母消隙（4）單螺母變位螺距預(yù)緊4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)39單螺母消隙（4）單螺母變位螺距預(yù)緊4.4.2滾珠絲杠40（5）單螺母螺釘預(yù)緊螺母在專業(yè)生產(chǎn)工廠完成精磨之后，沿徑向開一薄槽，通過內(nèi)六角調(diào)整螺釘實(shí)現(xiàn)間隙的調(diào)整和預(yù)緊。間隙的調(diào)整和預(yù)緊極為方便。

4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)40（5）單螺母螺釘預(yù)緊4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)41滾珠絲杠的支撐方式(a)僅一端裝推力軸承；(b)一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承；(c)兩端裝推力軸承，(d)兩端裝推力軸承和深溝球軸承

4、滾珠絲杠的支撐4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)41滾珠絲杠的支撐方式4、滾珠絲杠的支撐4.4.2滾珠42

5、滾珠絲杠副的制動裝置機(jī)床工作時，電磁鐵通電，使摩擦離合器脫開，運(yùn)動由電機(jī)經(jīng)減速齒輪傳給絲杠，使主軸箱上、下移動。當(dāng)加工完畢或中間停車時，電機(jī)和電磁鐵同時斷電，借壓力彈簧作用合上摩擦離合器，使絲杠不能轉(zhuǎn)動，主軸箱便不會下落。

數(shù)控銑鏜床主軸箱進(jìn)給絲杠制動示意圖

4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)425、滾珠絲杠副的制動裝置數(shù)控銑鏜床主軸箱進(jìn)給絲杠制動431、直齒圓柱齒輪傳動副消除間隙的方法1）偏心套調(diào)整法偏心套消除間隙結(jié)構(gòu)4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)431、直齒圓柱齒輪傳動副消除間隙的方法偏心套消除間隙結(jié)442）錐度齒輪軸向墊片調(diào)整法錐度齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)442）錐度齒輪軸向墊片調(diào)整法錐度齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)453）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法雙片薄齒輪錯齒消除間隙結(jié)構(gòu)(a)結(jié)構(gòu)一；(b)結(jié)構(gòu)二

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)453）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法雙片薄齒輪錯齒消除間隙結(jié)構(gòu)4.461）斜齒輪軸向墊片調(diào)整法薄片斜齒輪1和2的齒形拼裝在一起加工，裝配時在兩薄片齒輪間裝入已知厚度為t的墊片3，這樣螺旋線便錯開了，使兩薄片斜齒輪分別與寬齒輪4的左、右齒面貼緊，從而消除間隙。承載能力較小，且不能自動補(bǔ)償消除間隙，屬剛性消除間隙的范疇。斜齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)

2、斜齒圓柱齒輪傳動副消除間隙的方法

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)461）斜齒輪軸向墊片調(diào)整法斜齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)472）斜齒輪軸向壓簧錯齒調(diào)整法軸向尺寸較大，只適合于負(fù)載較小的場合。

斜齒輪軸向壓簧錯齒消除間隙結(jié)構(gòu)

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)472）斜齒輪軸向壓簧錯齒調(diào)整法斜齒輪軸向壓簧錯齒消除間隙結(jié)484、錐齒輪傳動副消除間隙的方法錐齒輪軸向壓簧消除間隙結(jié)構(gòu)

1）錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)484、錐齒輪傳動副消除間隙的方法錐齒輪軸向壓簧消除間隙結(jié)492）錐齒輪周向彈簧調(diào)整法錐齒輪周向彈簧消除間隙結(jié)構(gòu)

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)492）錐齒輪周向彈簧調(diào)整法錐齒輪周向彈簧消除間隙結(jié)構(gòu)4.

5、齒輪齒條傳動副消除間隙的方法如果通過彈簧在軸2上作用一個軸向力F，使斜齒輪產(chǎn)生微量軸向移動，這時軸1和軸3便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小的角度，使齒輪4和5分別與齒條的兩齒面貼緊，從而消除間隙。

齒輪齒條消除間隙結(jié)構(gòu)

5、齒輪齒條傳動副消除間隙的方法齒輪齒條消除間隙結(jié)構(gòu)51錐環(huán)無鍵消隙聯(lián)軸器1、錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.4聯(lián)軸器51錐環(huán)無鍵消隙聯(lián)軸器1、錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)52撓性聯(lián)軸器

4.4.4聯(lián)軸器52撓性聯(lián)軸器4.4.4聯(lián)軸器532、套筒式聯(lián)軸器套筒式聯(lián)軸器(a)結(jié)構(gòu)一；(b)結(jié)構(gòu)二；(c)結(jié)構(gòu)三

其結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，但拆裝困難(要求兩中心軸線嚴(yán)格對準(zhǔn))，使用受到一定限制。4.4.4聯(lián)軸器532、套筒式聯(lián)軸器套筒式聯(lián)軸器其結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸541、對導(dǎo)軌的要求4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌1）高的導(dǎo)向精度。

2）良好的耐磨性。

3）足夠的剛度。

4）具有低速運(yùn)動的平穩(wěn)性。541、對導(dǎo)軌的要求4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.455（1)直線滾動導(dǎo)軌4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌2、滾動導(dǎo)軌導(dǎo)軌體固定在不動部件上，滑塊固定在運(yùn)動部件上。除導(dǎo)向外還能承受顛覆力矩，其制造精度高，可高速運(yùn)行，并能長時間保持精度，通過預(yù)加負(fù)載可提高剛性，具有自調(diào)的能力，安裝基面允許誤差大。55（1)直線滾動導(dǎo)軌4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌2、滾動導(dǎo)軌56直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu)

4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌直線滾動導(dǎo)軌56直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu)4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌直線574.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌（2）滾動導(dǎo)軌塊滾動導(dǎo)軌塊多用于中等負(fù)荷導(dǎo)軌。使用時導(dǎo)軌塊裝在運(yùn)動部件上，每一導(dǎo)軌應(yīng)至少用兩塊或更多塊，導(dǎo)軌塊的數(shù)目取決于導(dǎo)軌的長度和負(fù)載的大小。與之相對的導(dǎo)軌多用鑲鋼淬火導(dǎo)軌。

574.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌（2）滾動導(dǎo)軌塊滾動導(dǎo)58滾柱式滾動導(dǎo)軌塊(a)單元滾動塊;(b)在加工中心上的應(yīng)用

4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌58滾柱式滾動導(dǎo)軌塊4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌59（3）滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度，應(yīng)對滾動導(dǎo)軌進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)緊可提高接觸剛度，消除間隙；在立式滾動導(dǎo)軌上，預(yù)緊可防止?jié)L動體脫落和歪斜。常見的預(yù)緊方法：①采用過盈配合。②調(diào)整法。調(diào)整螺釘、斜塊或偏心輪來進(jìn)行預(yù)緊。4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌59（3）滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度，應(yīng)對60滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊方法(a)滾柱或滾針導(dǎo)軌自由支撐;(b)滾柱或滾針導(dǎo)軌預(yù)加載荷；(c)交叉式滾柱導(dǎo)軌;(d)循環(huán)式滾動導(dǎo)軌塊

4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌60滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊方法4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌3、滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌常見的截面形狀(a)矩形導(dǎo)軌；(b)三角形導(dǎo)軌；(c)燕尾槽導(dǎo)軌；(d)圓柱形導(dǎo)軌

在矩形和三角形導(dǎo)軌中，M面主要起支撐作用，N面是保證直線移動精度的導(dǎo)向面，J面是防止運(yùn)動部件抬起的壓板面；而在燕尾形導(dǎo)軌中，M面起導(dǎo)向和壓板作用，J面起支撐作用。

在數(shù)控機(jī)床上，滑動導(dǎo)軌的組合形式主要是三角形配矩形式和矩形配矩形式。只有少部分結(jié)構(gòu)采用燕尾式。

3、滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌常見的截面形狀在矩形和三角形導(dǎo)軌62現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床采用鑄鐵-塑料滑動導(dǎo)軌和鑲鋼-塑料滑動導(dǎo)軌。導(dǎo)軌上的塑料常用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層兩類。4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌62現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床采用鑄鐵-塑料滑動導(dǎo)軌和鑲鋼-塑料滑

聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶以聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬和石墨等填充劑混合燒結(jié)，并做成軟帶狀。特點(diǎn)：（1）摩擦特性好圖中Turcite-B和TSF分別是美國霞板公司和廣州機(jī)床研究所生產(chǎn)的聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶。采用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶的摩擦副的摩擦系數(shù)小，靜、動摩擦系數(shù)差別小，且曲線斜率為正值。這種良好的摩擦特性能防止導(dǎo)軌低速爬行，使運(yùn)行平穩(wěn)和獲得高的定位精度。

摩擦-速度曲線

1一鑄鐵-鑄鐵；

2—Turcite-B-鑄鐵(干摩擦)；

3—Turcite-B-鑄鐵(機(jī)油)；

4—TSF-鑄鐵(干摩擦)；5—TSF-鑄鐵(機(jī)油)

聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶以聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉64首先，將導(dǎo)軌粘貼面加工至表面粗糙度為3.2~1.6的表面，為了對軟帶起定位作用，導(dǎo)軌粘貼面應(yīng)加工成0.5~1.0mm深的凹槽，用汽油或金屬清潔劑或丙酮清洗粘接面后，用膠粘劑粘合，加壓初固化1~2小時后再合攏到配對的固定導(dǎo)軌或?qū)Ｓ脢A具上，施以一定壓力，并在室溫下固化24小時，取下清除余膠，即可開油槽和進(jìn)行精加工。

（2）耐磨性（3）減振性好（4）工藝性好4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌64首先，將導(dǎo)軌粘貼面加工至表面粗糙度為65鑲粘塑料—金屬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)

4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌65鑲粘塑料—金屬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌66

4、靜壓導(dǎo)軌

在兩個相對運(yùn)動的導(dǎo)軌面間通以壓力油，將運(yùn)動件浮起，使導(dǎo)軌面間處于純液體摩擦狀態(tài)。導(dǎo)軌不會磨損，精度保持性好，壽命長，而且導(dǎo)軌摩擦系數(shù)極小(約為0.0005)，功率消耗少。油膜承載能力大，剛度高，吸振性好，導(dǎo)軌運(yùn)行平穩(wěn)，既無爬行，也不會產(chǎn)生振動。靜壓導(dǎo)軌較多應(yīng)用在大型、重型數(shù)控機(jī)床上。

4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌664、靜壓導(dǎo)軌4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌67閉式靜壓導(dǎo)軌恒壓供油原理

由于承載的要求不同，靜壓導(dǎo)軌分為開式和閉式兩種。

開式靜壓導(dǎo)軌只能承受垂直方向的負(fù)載，承受顛覆力矩的能力差。而閉式靜壓導(dǎo)軌能承受較大的顛覆力矩，導(dǎo)軌剛度也較高。67閉式靜壓導(dǎo)軌恒壓供油原理由于承載的要求不同684.5自動換刀裝置4.5.1數(shù)控車床的回轉(zhuǎn)刀架684.5自動換刀裝置4.5.1數(shù)控車床的691.刀庫(1)盤式刀庫A、徑向取刀B、軸向取刀C、刀具徑向安裝D、刀具軸線與刀盤軸線成一定角度(2)鏈?zhǔn)降稁霢、單鏈環(huán)布局B、多鏈環(huán)布局B、折疊鏈環(huán)布局(3)格子盒式刀庫4.5.2加工中心自動換刀裝置691.刀庫4.5.2加工中心自動換刀裝置702.刀具的選擇方式(1)順序選刀(2)任意選刀A、刀具編碼方式B、編碼附件方式C、刀座編碼方式D、計(jì)算機(jī)記憶方式4.5.2加工中心自動換刀裝置704.5.2加工中心自動換刀裝置713.刀具識別裝置

4.5.2加工中心自動換刀裝置(1)接觸式刀具識別裝置(2)非接觸式刀具識別裝置713.刀具識別裝置4.5.2加工中心自動換刀裝置(1)724.5.2加工中心自動換刀裝置4.刀具交換裝置(1)無機(jī)械手換刀724.5.2加工中心自動換刀裝置4.刀具交換裝置(1)734.5.2加工中心自動換刀裝置4.刀具交換裝置(2)機(jī)械手換刀734.5.2加工中心自動換刀裝置4.刀具交換裝置(2)74第4章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2項(xiàng)目訓(xùn)練73數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)5自動換刀裝置6數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺1第4章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)754.1認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1、熟悉數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)

24.1認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1、熟悉數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)764.1認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2、熟悉加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)

34.1認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2、熟悉加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)77

4.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）靜剛度和動剛度高合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，如基礎(chǔ)件采用封閉的完整箱體結(jié)構(gòu)；合理選擇及布局隔板和筋條，盡量減小接合面，提高部件間接觸剛度等；合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局；采取補(bǔ)償構(gòu)件變形的結(jié)構(gòu)措施。

2）抗振性高

44.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)78

4.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

立柱結(jié)構(gòu)筋條結(jié)構(gòu)54.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)立柱結(jié)構(gòu)筋條結(jié)構(gòu)79

4.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3）靈敏度高4）熱變形小在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)中可考慮盡量采用對稱結(jié)構(gòu)（如對稱立柱等），進(jìn)行強(qiáng)制冷卻（如采用空冷機(jī)），使排屑通道對稱布置等措施。5）自動化程度高，操作方便64.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)回轉(zhuǎn)交換式APC移動交換式APC回轉(zhuǎn)交換式APC移動交換式APC二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)1、不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重量數(shù)控銑床四種布局方案適應(yīng)的工件重量、尺寸卻不同。（a）適應(yīng)較輕工件，（b）適應(yīng)較大尺寸工件，（c）適應(yīng)較重工件，（d）適應(yīng)更重更大工件。

二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)1、不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)2、不同布局有不同的運(yùn)動分配及工藝范圍數(shù)控鏜銑床的三種布局方案中，（a）主軸立式布置，上下運(yùn)動，對工件頂面進(jìn)行加工；（b）主軸臥式布置，加工工作臺上分度工作臺的配合，可加工工件多個側(cè)面；（c）在（b）基礎(chǔ)上再增加一個數(shù)控轉(zhuǎn)臺，可完成工件上更多內(nèi)容的加工。

二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)2、不同布局有不同的運(yùn)動分配及工藝范圍二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)3、不同布局有不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)性能數(shù)控臥式鏜銑床中，（a）、（b）為T形床身布局，工作臺支承于床身，剛度好，工作臺承載能力強(qiáng)；(c)、(d)工作臺為十字形布局，（c）主軸箱懸掛于單立柱一側(cè)，使立柱受偏載，(d)主軸箱裝在框式立柱中間，對稱布局，受力后變形小，有利于提高加工精度。二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)3、不同布局有不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)性能數(shù)二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度數(shù)控車床的四種不同布局方案，（a）為水平床身-水平滑板，床身工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工，下部空間小，故排屑困難，刀架水平放置加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸；二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度數(shù)二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度（b）為傾斜床身-傾斜滑板，排屑亦較方便，中小規(guī)格的數(shù)控車床其床身的傾斜度以60°為宜；（c）水平床身-傾斜滑板，具有水平床身工藝性好，寬度方向的尺寸小，且排屑方便，是臥式數(shù)控車床的最佳布局形式。二、數(shù)控機(jī)床布局特點(diǎn)4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度（b）為864.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.1數(shù)控機(jī)床主傳動的特點(diǎn)1）具有更大的調(diào)速范圍并實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。一般要求主軸具備1∶（100～1000）的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍和1∶10的恒功率調(diào)速范圍。2）具有較高的精度與剛度，傳遞平穩(wěn)，噪聲低3）良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。4）在車削中心上，要求主軸具有C軸控制功能。5）在加工中心上，要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能。6）具有恒線速度切削控制功能。134.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.1數(shù)控機(jī)床主傳動的874.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式1、帶有變速齒輪的主軸傳動大中型數(shù)控機(jī)床較常采用的配置方式，確保低速時有較大的扭矩，滑移齒輪的移位大多采用液壓撥叉或直接由液壓缸驅(qū)動齒輪來實(shí)現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床主傳動的四種配置方式(a)齒輪變速；(b)帶傳動；(c)兩個電機(jī)分別驅(qū)動；(d)調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動

144.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變884.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式2、通過帶傳動的主軸傳動主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的小型數(shù)控機(jī)床上?？梢员苊庥升X輪傳動所引起的振動和噪聲。適用于高速低轉(zhuǎn)矩特性的主軸，常用有多楔帶和同步齒形帶。帶的結(jié)構(gòu)形式(a)多楔帶;(b)同步齒形帶

154.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式2、通過帶傳動89

同步齒形帶傳動是一種綜合了帶傳動和鏈傳動優(yōu)點(diǎn)的新型傳動方式，帶型有梯形齒和圓弧齒。

同步齒形帶的結(jié)構(gòu)和傳動

4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式16同步齒形帶傳動是一種綜合了帶傳動和鏈傳動優(yōu)點(diǎn)的新型傳90

3、用兩個電機(jī)分別驅(qū)動主軸傳動高速時，由一個電機(jī)通過帶傳動；低速時，由另一個電機(jī)通過齒輪傳動，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，避免了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且電機(jī)功率不能充分利用的問題。

4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式173、用兩個電機(jī)分別驅(qū)動主軸傳動4.3.2數(shù)控機(jī)床91

4、調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動主軸傳動大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出的扭矩小，電機(jī)發(fā)熱對主軸的精度影響較大。

直接驅(qū)動式

4.3.2數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式184、調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動主軸傳動直接驅(qū)動式4.3.292主軸軸承常見的支撐形式(a)形式一；(b)形式二；(c)形式三

1、主軸軸承的支撐形式

1）前支撐采用雙列短圓柱滾子軸承和60°角接觸雙列向心推力球軸承組合，后支撐采用成對向心推力球軸承?？商岣咧鬏S的綜合剛度，滿足強(qiáng)力切削的要求。普遍用于各類數(shù)控機(jī)床主軸。4.3數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.3主軸部件19主軸軸承常見的支撐形式1、主軸軸承的支撐形式1

2）前支撐采用高精度雙列向心推力球軸承。向心推力軸承有良好的高速性，主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)4000r／min，但承載能力小，適于高速、輕載、高精密的數(shù)控機(jī)床主軸。

3）前后支撐分別采用雙列和單列圓錐滾子軸承。徑向和軸向剛度高，能承受重載荷，其安裝、調(diào)整性能好，但限制了主軸轉(zhuǎn)速和精度，因此可用于中等精度、低速、重載的數(shù)控機(jī)床的主軸。

2）前支撐采用高精度雙列向心推力球軸承。向心推力軸承有良942、刀具自動裝卸切屑清除裝置4.3.3主軸部件機(jī)床執(zhí)行換刀指令，機(jī)械手從主軸拔刀時，主軸需松開刀具。這時，液壓缸上腔通壓力油，活塞推動拉桿向下移動，使碟形彈簧壓縮，鋼球進(jìn)入主軸錐孔上端的槽內(nèi)，刀柄尾部的拉釘被松開，機(jī)械手拔刀。

加工中心主軸前端有7∶24號錐孔，內(nèi)部和后端安裝的是刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)。212、刀具自動裝卸切屑清除裝置4.3.3主軸部件95

壓縮空氣進(jìn)入活塞和拉桿的中孔，吹凈主軸錐孔，為裝入新刀具做好準(zhǔn)備。當(dāng)機(jī)械手將下一把刀具插入主軸后，液壓缸上腔無油壓，在碟形彈簧和彈簧的恢復(fù)力作用下，拉桿、鋼球和活塞退回到圖示的位置，使刀具被夾緊。刀桿夾緊機(jī)構(gòu)用彈簧夾緊，液壓放松，以保證在工作中突然停電時，刀桿不會自行松脫。4.3.3主軸部件2、刀具自動裝卸切屑清除裝置22壓縮空氣進(jìn)入活塞和拉桿的中孔，吹凈主軸96機(jī)床采用的是7∶24號錐柄刀具，錐柄的尾端安裝有拉釘，拉桿通過4個鋼球拉住拉釘?shù)陌疾?，使刀具在主軸錐孔內(nèi)定位及夾緊。2、刀具自動裝卸切屑清除裝置4.3.3主軸部件23機(jī)床采用的是7∶24號錐柄刀具，錐柄的尾端安裝有拉釘973、主軸的準(zhǔn)停主軸準(zhǔn)停換刀示意圖

又稱為主軸定位功能，這是自動換刀所必需的功能。在自動換刀的鏜銑加工中心上，切削的轉(zhuǎn)矩通常是通過刀桿的端面鍵來傳遞的，這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位于圓周上特定角度的功能。

4.3.3主軸部件243、主軸的準(zhǔn)停主軸準(zhǔn)停換刀示意圖又稱為主軸定位98主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖

當(dāng)加工階梯孔或精鏜孔后退刀時，為防止刀具與小階梯孔碰撞或拉毛已精加工的孔表面，必須先讓刀，再退刀，因此，刀具就必須具有定位功能。3、主軸的準(zhǔn)停4.3.3主軸部件25主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖當(dāng)加工階梯99

1）機(jī)械準(zhǔn)?？刂撇捎脵C(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)或光電盤方式進(jìn)行粗定位，然后有一個液動或氣動的定位銷插入主軸上的銷孔或銷槽實(shí)現(xiàn)精確定位，完成換刀后定位銷退出，主軸才開始旋轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在早期數(shù)控機(jī)床上使用較多。典型的V形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)停原理示意圖

4.3.3主軸部件261）機(jī)械準(zhǔn)?？刂频湫偷腣形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)停原理示1002）電氣準(zhǔn)?？刂朴谰么盆F與磁傳感器在主軸上的位置

4.3.3主軸部件磁傳感器主軸準(zhǔn)?？刂圃谥鬏S上安裝一個永久磁鐵與主軸一起旋轉(zhuǎn)，在距離發(fā)磁體旋轉(zhuǎn)外軌跡1~2mm處固定一個磁傳感器，它經(jīng)過放大器并與主軸控制單元相連接，當(dāng)主軸需要定向時，便可停止在調(diào)整好的位置上。272）電氣準(zhǔn)?？刂朴谰么盆F與磁傳感器在主軸上的位置4.101編碼器主軸準(zhǔn)停控制原理圖

4.3.3主軸部件編碼器主軸準(zhǔn)?？刂仆ㄟ^主軸電動機(jī)內(nèi)置安裝的位置編碼器或在機(jī)床主軸箱上安裝一個與主軸1：1同步旋轉(zhuǎn)的位置編碼器來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)?？刂?，準(zhǔn)停角度可任意設(shè)定。28編碼器主軸準(zhǔn)?？刂圃韴D4.3.3主軸部件編碼器主軸102非接觸式密封(a)形式一；(b)形式二；(c)形式三

4、主軸的密封4.3.3主軸部件29非接觸式密封4、主軸的密封4.3.3主軸部件103接觸式密封(a)油氈圈密封；(b)耐油橡膠密封圈密封

4.3.3主軸部件30接觸式密封4.3.3主軸部件1041）摩擦阻力要小廣泛采用滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌以及塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。

2）傳動剛度要高

3）轉(zhuǎn)動慣量要小

4）諧振頻率要高

5）傳動間隙要小4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)

4.4.1對數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的要求311）摩擦阻力要小4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.41051、工作原理與特點(diǎn)滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)原理4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)321、工作原理與特點(diǎn)滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)原理4.4數(shù)控機(jī)床106滾珠絲杠螺母副優(yōu)點(diǎn)：1)傳動效率高，摩擦損失小。2)運(yùn)動平穩(wěn)無爬行。3)傳動精度高，反向時無空程。4)磨損小，精度保持性好，使用壽命長。5)具有運(yùn)動的可逆性。4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)1、工作原理與特點(diǎn)33滾珠絲杠螺母副優(yōu)點(diǎn)：4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)1、工1072、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)類型外循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)

1)外循環(huán)。滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后，通過螺母外表面上的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，承載能力較高，但徑向尺寸較大。應(yīng)用最為廣泛，也可用于重載傳動系統(tǒng)。

4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)342、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)類型外循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)108

2）內(nèi)循環(huán)。靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠成單圈循環(huán)。反向器2的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相等。結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，滾珠流通性好，摩擦損失小，制造較困難，適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)。

內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)

4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)352）內(nèi)循環(huán)?？柯菽干习惭b的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠1093、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法雙螺母消隙通常采用預(yù)加載荷的方法來減小彈性變形所帶來的軸向間隙，以保證反向傳動精度和軸向剛度。4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)（1）墊片調(diào)隙式363、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法雙螺母消隙通常采用110（2）螺紋調(diào)隙式3、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)37（2）螺紋調(diào)隙式3、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法4.4（3）齒差調(diào)隙式在兩個螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與套筒兩端內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)相差一個齒。調(diào)整時，讓兩個螺母相對于套筒方向都轉(zhuǎn)動一個齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個螺母便產(chǎn)生相對角位移，其軸向位移量s=（1/z1-1/z2)Pn。齒差調(diào)隙式

能精確調(diào)整預(yù)緊量，調(diào)整方便、可靠，結(jié)構(gòu)尺寸較大，多用于高精度的傳動。

3、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法（3）齒差調(diào)隙式齒差調(diào)隙式能精確調(diào)整預(yù)緊量，調(diào)整方112單螺母消隙（4）單螺母變位螺距預(yù)緊4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)39單螺母消隙（4）單螺母變位螺距預(yù)緊4.4.2滾珠絲杠113（5）單螺母螺釘預(yù)緊螺母在專業(yè)生產(chǎn)工廠完成精磨之后，沿徑向開一薄槽，通過內(nèi)六角調(diào)整螺釘實(shí)現(xiàn)間隙的調(diào)整和預(yù)緊。間隙的調(diào)整和預(yù)緊極為方便。

4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)40（5）單螺母螺釘預(yù)緊4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)114滾珠絲杠的支撐方式(a)僅一端裝推力軸承；(b)一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承；(c)兩端裝推力軸承，(d)兩端裝推力軸承和深溝球軸承

4、滾珠絲杠的支撐4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)41滾珠絲杠的支撐方式4、滾珠絲杠的支撐4.4.2滾珠115

5、滾珠絲杠副的制動裝置機(jī)床工作時，電磁鐵通電，使摩擦離合器脫開，運(yùn)動由電機(jī)經(jīng)減速齒輪傳給絲杠，使主軸箱上、下移動。當(dāng)加工完畢或中間停車時，電機(jī)和電磁鐵同時斷電，借壓力彈簧作用合上摩擦離合器，使絲杠不能轉(zhuǎn)動，主軸箱便不會下落。

數(shù)控銑鏜床主軸箱進(jìn)給絲杠制動示意圖

4.4.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)425、滾珠絲杠副的制動裝置數(shù)控銑鏜床主軸箱進(jìn)給絲杠制動1161、直齒圓柱齒輪傳動副消除間隙的方法1）偏心套調(diào)整法偏心套消除間隙結(jié)構(gòu)4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)431、直齒圓柱齒輪傳動副消除間隙的方法偏心套消除間隙結(jié)1172）錐度齒輪軸向墊片調(diào)整法錐度齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)442）錐度齒輪軸向墊片調(diào)整法錐度齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)1183）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法雙片薄齒輪錯齒消除間隙結(jié)構(gòu)(a)結(jié)構(gòu)一；(b)結(jié)構(gòu)二

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)453）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法雙片薄齒輪錯齒消除間隙結(jié)構(gòu)4.1191）斜齒輪軸向墊片調(diào)整法薄片斜齒輪1和2的齒形拼裝在一起加工，裝配時在兩薄片齒輪間裝入已知厚度為t的墊片3，這樣螺旋線便錯開了，使兩薄片斜齒輪分別與寬齒輪4的左、右齒面貼緊，從而消除間隙。承載能力較小，且不能自動補(bǔ)償消除間隙，屬剛性消除間隙的范疇。斜齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)

2、斜齒圓柱齒輪傳動副消除間隙的方法

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)461）斜齒輪軸向墊片調(diào)整法斜齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)1202）斜齒輪軸向壓簧錯齒調(diào)整法軸向尺寸較大，只適合于負(fù)載較小的場合。

斜齒輪軸向壓簧錯齒消除間隙結(jié)構(gòu)

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)472）斜齒輪軸向壓簧錯齒調(diào)整法斜齒輪軸向壓簧錯齒消除間隙結(jié)1214、錐齒輪傳動副消除間隙的方法錐齒輪軸向壓簧消除間隙結(jié)構(gòu)

1）錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)484、錐齒輪傳動副消除間隙的方法錐齒輪軸向壓簧消除間隙結(jié)1222）錐齒輪周向彈簧調(diào)整法錐齒輪周向彈簧消除間隙結(jié)構(gòu)

4.4.3傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)492）錐齒輪周向彈簧調(diào)整法錐齒輪周向彈簧消除間隙結(jié)構(gòu)4.

5、齒輪齒條傳動副消除間隙的方法如果通過彈簧在軸2上作用一個軸向力F，使斜齒輪產(chǎn)生微量軸向移動，這時軸1和軸3便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小的角度，使齒輪4和5分別與齒條的兩齒面貼緊，從而消除間隙。

齒輪齒條消除間隙結(jié)構(gòu)

5、齒輪齒條傳動副消除間隙的方法齒輪齒條消除間隙結(jié)構(gòu)124錐環(huán)無鍵消隙聯(lián)軸器1、錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.4聯(lián)軸器51錐環(huán)無鍵消隙聯(lián)軸器1、錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)125撓性聯(lián)軸器

4.4.4聯(lián)軸器52撓性聯(lián)軸器4.4.4聯(lián)軸器1262、套筒式聯(lián)軸器套筒式聯(lián)軸器(a)結(jié)構(gòu)一；(b)結(jié)構(gòu)二；(c)結(jié)構(gòu)三

其結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，但拆裝困難(要求兩中心軸線嚴(yán)格對準(zhǔn))，使用受到一定限制。4.4.4聯(lián)軸器532、套筒式聯(lián)軸器套筒式聯(lián)軸器其結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸1271、對導(dǎo)軌的要求4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌1）高的導(dǎo)向精度。

2）良好的耐磨性。

3）足夠的剛度。

4）具有低速運(yùn)動的平穩(wěn)性。541、對導(dǎo)軌的要求4.4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4128（1)直線滾動導(dǎo)軌4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌2、滾動導(dǎo)軌導(dǎo)軌體固定在不動部件上，滑塊固定在運(yùn)動部件上。除導(dǎo)向外還能承受顛覆力矩，其制造精度高，可高速運(yùn)行，并能長時間保持精度，通過預(yù)加負(fù)載可提高剛性，具有自調(diào)的能力，安裝基面允許誤差大。55（1)直線滾動導(dǎo)軌4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌2、滾動導(dǎo)軌129直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu)

4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌直線滾動導(dǎo)軌56直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu)4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌直線1304.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌（2）滾動導(dǎo)軌塊滾動導(dǎo)軌塊多用于中等負(fù)荷導(dǎo)軌。使用時導(dǎo)軌塊裝在運(yùn)動部件上，每一導(dǎo)軌應(yīng)至少用兩塊或更多塊，導(dǎo)軌塊的數(shù)目取決于導(dǎo)軌的長度和負(fù)載的大小。與之相對的導(dǎo)軌多用鑲鋼淬火導(dǎo)軌。

574.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌（2）滾動導(dǎo)軌塊滾動導(dǎo)131滾柱式滾動導(dǎo)軌塊(a)單元滾動塊;(b)在加工中心上的應(yīng)用

4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌58滾柱式滾動導(dǎo)軌塊4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌132（3）滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度，應(yīng)對滾動導(dǎo)軌進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)緊可提高接觸剛度，消除間隙；在立式滾動導(dǎo)軌上，預(yù)緊可防止?jié)L動體脫落和歪斜。常見的預(yù)緊方法：①采用過盈配合。②調(diào)整法。調(diào)整螺釘、斜塊或偏心輪來進(jìn)行預(yù)緊。4.4.5數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌59（3）滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度，應(yīng)對133滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊方法(a)滾柱或滾針導(dǎo)軌自由支撐;(b)滾柱或滾針導(dǎo)軌預(yù)加載荷；(c)交叉式滾柱導(dǎo)