第5章數(shù)控機(jī)床機(jī)械傳動系統(tǒng)

第5章

數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)第5章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/41數(shù)控機(jī)床第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)5.1概述5.2

數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動結(jié)構(gòu)

5.3

進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)

5.4

數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置

5.5

數(shù)控機(jī)床的布局

第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/42數(shù)控機(jī)床內(nèi)容提要本章將討論數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)以及典型部件等的功能、實(shí)現(xiàn)方法和安裝調(diào)試方法。第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/43數(shù)控機(jī)床5.1概述數(shù)控機(jī)床的傳動系統(tǒng)，包括主軸運(yùn)動和進(jìn)給傳動，與普通機(jī)床相比，省去了復(fù)雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床的主傳動由主軸電動機(jī)、傳動系統(tǒng)和主軸部件組成。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動由主軸電動機(jī)、傳動系統(tǒng)、滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌組成。第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/44數(shù)控機(jī)床5.1.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自動化程度高

數(shù)控機(jī)床需要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，自動完成對進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、刀具運(yùn)動軌跡以及其他機(jī)床輔助技能（如自動換刀，自動冷卻）的控制。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)，并可以通過主軸調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸自動變速。因此，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，數(shù)控機(jī)床的主軸箱、進(jìn)給變速箱結(jié)構(gòu)一般非常簡單；齒輪、軸類零件、軸承的數(shù)量大為減少；電動機(jī)可以直接連接主軸和滾珠絲杠，不用齒輪；在使用直線電動機(jī)，電主軸的場合，甚至可以不用絲杠、主軸箱。在操作上，它不像普通機(jī)床那樣，需要操作者通過手柄進(jìn)行調(diào)整和變速，操作機(jī)構(gòu)比普通機(jī)床要簡單多，許多機(jī)床甚至沒有手動機(jī)械操作系統(tǒng)。此外，由于數(shù)控機(jī)床的大部分輔助動作都可以通過數(shù)控系統(tǒng)的輔助技能（M技能）進(jìn)行控制，因此，常用的操作按鈕也較普通機(jī)床少。結(jié)構(gòu)簡單、操作更方便，更簡單2023/2/45數(shù)控機(jī)床5.1.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)廣泛采用高效、無間隙傳動裝置和新技術(shù)、新產(chǎn)品

數(shù)控機(jī)床進(jìn)行的是高速、高精度加工，在簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)的同時，對于機(jī)械傳動裝置和元件也提出了更高的要求。高效、無間隙傳動裝置和元件在數(shù)控機(jī)床上取得了廣泛的應(yīng)用。如：滾珠絲杠副、塑料滑動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、直線滾動導(dǎo)軌等高效執(zhí)行部件，不僅可以減少進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦阻力，提高傳動效率；而且還可以使運(yùn)動平穩(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，高速加工已經(jīng)成為目前數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向之一，快進(jìn)速度達(dá)到了每分鐘數(shù)十米，甚至上百米，主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到了每分鐘上萬轉(zhuǎn)、甚至十幾萬轉(zhuǎn)，采用電主軸、直線電動機(jī)、直線滾動導(dǎo)軌等新產(chǎn)品、新技術(shù)已勢在必行。2023/2/46數(shù)控機(jī)床5.1.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)具有適應(yīng)無人化、柔性化加工的特殊部件

“工藝復(fù)合化”和“功能集成化”是無人化、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，自動換刀裝置（ATC）、動力刀架、自動換屑裝置、自動潤滑裝置等特殊機(jī)械部件是必不可少，有的機(jī)床還帶有自動工作臺交換裝置（APC）?！肮δ芗苫笔钱?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，自動換刀裝置、自動工作臺交換裝置等已經(jīng)成為基本裝置。隨著數(shù)控機(jī)床向無人化、柔性化加工發(fā)展，功能集成化更多體現(xiàn)在：工件的自動裝卸、自動定位，刀具的自動對刀、破損檢測、壽命管理，工件的自動測量和自動補(bǔ)償功能上，因此，國外還新近開發(fā)了集中突破傳統(tǒng)機(jī)床界限，集鉆、銑、鏜、車、磨等加工于一體的所謂“萬能加工機(jī)床”，大大提高了附加值，并隨之不斷出現(xiàn)新的機(jī)械部件。2023/2/47數(shù)控機(jī)床5.1.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)對機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件的要求高

高速、高效、高精度的加工要求，無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，也必然會使機(jī)床的開機(jī)時間，工作負(fù)載隨之增加，機(jī)床必須在高負(fù)荷下，長時間可靠工作。因此，對組成機(jī)床的各種零部件和控制系統(tǒng)的可靠性要求很高。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)床通常都能夠同時進(jìn)行粗細(xì)加工。這就要求機(jī)床既能滿足大切削量的粗加工對機(jī)床的剛度、強(qiáng)度和抗震性的要求，而且也能達(dá)到精密加工機(jī)床對機(jī)床精度的要求。因此，數(shù)控機(jī)床的主軸電機(jī)的功率一般比同規(guī)格的普通機(jī)床大，主要部件和基礎(chǔ)件的加工精度通常比普通機(jī)床高，對組成機(jī)床各部件的動、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。2023/2/48數(shù)控機(jī)床5.1.2數(shù)控機(jī)床對機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求具有較高的靜、動剛度和良好抗震性

機(jī)床的剛度反映了機(jī)床機(jī)構(gòu)抵抗變形的能力。機(jī)床變形產(chǎn)生的誤差，通常很難通過調(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、高可靠性以及自動化的要求，與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有更高的精剛度。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，避免切削時產(chǎn)生的共振和顫振。而提高機(jī)構(gòu)的動剛度是提高機(jī)床抗震性的基本途徑。2023/2/49數(shù)控機(jī)床5.1.2數(shù)控機(jī)床對機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求具有較好的熱穩(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。由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通機(jī)床，機(jī)床又長時間處于連續(xù)工作狀態(tài)，電動機(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，但是它并不能完全消除熱變性對于加工精度的影響，在數(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。2023/2/410數(shù)控機(jī)床5.1.2數(shù)控機(jī)床對機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求具有較高的運(yùn)動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)床的主要特點(diǎn)。伺服系統(tǒng)最小的移動量（脈沖當(dāng)量），一般只有0.001mm，甚至更小；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)動精度，良好的跟蹤性能和低速穩(wěn)定性，才能對數(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。傳動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。2023/2/411數(shù)控機(jī)床5.1.2數(shù)控機(jī)床對機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求具有良好的操作、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、還需要操作者完成，機(jī)床的維修更離不開人，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，因此良好的操作性能是數(shù)控機(jī)床設(shè)計時必須的問題。數(shù)控機(jī)床是一種高度自動化的加工設(shè)備，動作復(fù)雜，高速運(yùn)動部件較多，對機(jī)床動作互鎖、安全防護(hù)性能的要求也比普通機(jī)床要高很多。同時，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)采用封閉和半封閉的防護(hù)形式，增加防護(hù)性能。

2023/2/412數(shù)控機(jī)床5.1.3提高數(shù)控機(jī)床性能的措施合理選擇數(shù)控機(jī)床的總體布局

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)更簡單、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)床滿足數(shù)控化的要求。如：在數(shù)控機(jī)床上采用斜床身布局，可以改善受力情況，提高床身的剛度，提高操作性能。臥式數(shù)控鏜床采用T形床身，框架結(jié)構(gòu)雙立柱、立柱移動式（Z）布局，可以減少機(jī)床的機(jī)構(gòu)層次，大大提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度和加工精度，精度的穩(wěn)定性好，熱變性的影響小。在高速加工機(jī)床上，則通過采用固定門式立柱、“箱中箱”等特殊的布局型式，以最大限度地降低運(yùn)動部件的質(zhì)量，提高機(jī)床部件的快進(jìn)速度和加速度，以滿足高速加工的需要。2023/2/413數(shù)控機(jī)床5.1.3提高數(shù)控機(jī)床性能的措施提高結(jié)構(gòu)件的剛度

結(jié)構(gòu)的剛度直接影響機(jī)床的精度和動態(tài)性能。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、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：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；改善善構(gòu)件間的連接形式；縮短傳動鏈，適當(dāng)加大傳動軸，對軸承和滾珠絲杠等傳動部件進(jìn)行預(yù)緊等等。2023/2/414數(shù)控機(jī)床5.1.3提高數(shù)控機(jī)床性能的措施提高機(jī)床抗振性

高速轉(zhuǎn)動零部件的動態(tài)不平衡力與切削產(chǎn)生的振動，是引起機(jī)床振動的主要原因。提高數(shù)控機(jī)床抗振性的主要措施有：對機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)部件，特別是主軸部件進(jìn)行動平衡，對傳動部件進(jìn)行消隙處理，減少機(jī)床激振力；提高機(jī)械部件的靜態(tài)剛度和固有頻率，避免共振，在機(jī)床結(jié)構(gòu)大件中充填阻尼材料，在大件表面噴涂阻尼涂層抑制振動等。2023/2/415數(shù)控機(jī)床5.1.3提高數(shù)控機(jī)床性能的措施改善機(jī)床的熱變形

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：采用伺服電動機(jī)和主軸電動機(jī)、變量泵等低能耗執(zhí)行元件，減少熱量的產(chǎn)生；簡化傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少傳動齒輪、傳動軸，采用低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌和軸承，減少摩擦發(fā)熱；改善散熱條件、增加隔熱措施、對發(fā)熱部件（如：電柜、絲桿、油箱等）進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，吸收熱量，避免溫升；采用對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計，使部件均勻受熱；對切削部分采用高壓、大流量冷卻系統(tǒng)冷卻等等。2023/2/416數(shù)控機(jī)床5.1.3提高數(shù)控機(jī)床性能的措施保證運(yùn)動的精度和穩(wěn)定性

機(jī)床的運(yùn)動精度和穩(wěn)定性，不僅和數(shù)控系統(tǒng)的分辨率、伺服系統(tǒng)的精度的穩(wěn)定性有關(guān)，而且還在很大程度上取決于機(jī)械傳動的精度。傳動系統(tǒng)的剛度、間隙、摩擦死區(qū)、非線性環(huán)節(jié)都對機(jī)床的精度和穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響。減小運(yùn)動部件的質(zhì)量，采用低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌和軸承以及滾珠絲桿副、靜壓導(dǎo)軌、直線滾動導(dǎo)軌、塑料滑動導(dǎo)軌等高效執(zhí)行部件，可以減少系統(tǒng)的摩擦阻力，提高運(yùn)動精度，避免低速爬行?？s短傳動鏈，對傳動部件進(jìn)行消隙，對軸承和滾珠絲杠進(jìn)行預(yù)緊，可以減消機(jī)械系統(tǒng)的間隙和非線性影響，提高機(jī)床的運(yùn)動精度和穩(wěn)定性。2023/2/417數(shù)控機(jī)床5.2

數(shù)控機(jī)床的主傳動結(jié)構(gòu)第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/418數(shù)控機(jī)床定義、功用、組成

定義：

主傳動系統(tǒng)：指驅(qū)動主軸運(yùn)動的系統(tǒng)。主軸：指帶動刀具和工件旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生切削運(yùn)動且消耗功率最大的運(yùn)動軸。5.2數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動結(jié)構(gòu)第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/419數(shù)控機(jī)床.功用：傳遞動力：傳遞切削加工所需要的動力傳遞運(yùn)動：傳遞切削加工所需要的運(yùn)動運(yùn)動控制：控制主運(yùn)動的大小方向開停組成：動力源：電機(jī)傳動系統(tǒng)：定比傳動機(jī)構(gòu)、變速裝置運(yùn)動控制裝置:離合器、制動器等執(zhí)行件：主軸5.2數(shù)控機(jī)床的主傳動結(jié)構(gòu)第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/420數(shù)控機(jī)床5.2.1主傳動的基本要求和變速方式

數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床一樣，主傳動系統(tǒng)也必須通過變速，才能使主軸獲得不同的傳遞，以適應(yīng)不同的加工要求，并且，在變速的同時，還要求傳遞一定的功率和足夠的轉(zhuǎn)矩，滿足切削的需要。

數(shù)控機(jī)床作為高度自動化的設(shè)備，它對主傳動系統(tǒng)的基本要求有以下幾點(diǎn)：

1)為了達(dá)到最佳的切削效果，一般都應(yīng)在最佳的切削條件下工作，因此，主軸一般都要求能自動實(shí)現(xiàn)無級變速。

2)要求機(jī)床主軸系統(tǒng)必須具有足夠高的轉(zhuǎn)速和足夠大的功率，以適應(yīng)高效、高速的加工需要。2023/2/421數(shù)控機(jī)床5.2.1主傳動的基本要求和變速方式

3)為了降低噪聲、減輕發(fā)熱、減少振動，主傳動系統(tǒng)應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)，減少傳動件。

4)在加工中心上，還必須具有安裝刀具和刀具交換所需要的自動夾緊裝置，以及主軸定向準(zhǔn)停裝置，以保證刀具和主軸、刀庫、機(jī)械手的正確嚙合。

5)為了擴(kuò)大機(jī)床的功能，實(shí)現(xiàn)對C軸的控制，主軸還需安裝位置檢測裝置，以便實(shí)現(xiàn)對主軸位置的控制。2023/2/422數(shù)控機(jī)床5.2.1主傳動的基本要求和變速方式主傳動的變速方式

主傳動的無級變速通常有以下三種方法：

1)采用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無級變速傳動，在早期的數(shù)控機(jī)床或大型數(shù)控機(jī)床（主軸功率超過100KW）上，也有采用直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的情況。

2)在經(jīng)濟(jì)性、普及性數(shù)控機(jī)床上，為了降低成本，可以采用變頻帶變頻電動機(jī)或普通交流電動機(jī)實(shí)現(xiàn)無級變速的方式。

3)在高速加工機(jī)床上，廣泛使用主軸和電動機(jī)一體化的新穎功能部件---電主軸。電主軸的電動機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸一體，無須任何傳動件，可以使主軸達(dá)到每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)，甚至十幾萬轉(zhuǎn)的高速。但是，不管采用任何形式，數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都要比普通機(jī)床簡單得多。2023/2/423數(shù)控機(jī)床5.2.2主傳動系統(tǒng)1、主傳動變速（主傳動鏈）現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動廣泛采用無級變速傳動，用交流調(diào)速電機(jī)或直流調(diào)速電機(jī)驅(qū)動，它們能方便地實(shí)現(xiàn)無級變速，且傳動鏈短，傳動件少，提高了變速的可靠性，其制造精度則要求很高。其主傳動主要有以下三種形式：2023/2/424數(shù)控機(jī)床

（1）帶有二級齒輪變速如圖所示，主軸電機(jī)經(jīng)過二級齒輪變速，使主軸獲得低速和高速兩種轉(zhuǎn)速系列，這種分段無級變速，確保低速時的大扭矩，滿足機(jī)床對扭矩特性的要求。滑移齒輪常用液壓撥叉和電磁離合器來改變其位置。主軸電機(jī)2023/2/425數(shù)控機(jī)床（2）帶有定比傳動如圖所示，主軸電機(jī)經(jīng)定比傳動傳遞給主軸，定比傳動采用齒輪傳動或帶傳動。帶傳動主要應(yīng)用于小型數(shù)控機(jī)床上，可以避免齒輪傳動的噪聲與振動。主軸電機(jī)2023/2/426數(shù)控機(jī)床（3）由主軸電機(jī)直接驅(qū)動如圖所示，電機(jī)軸與主軸用聯(lián)軸器同軸聯(lián)接。這種方式大大簡化主軸結(jié)構(gòu)，有效地提高主軸剛度。但主軸輸出扭矩小，電機(jī)的發(fā)熱對主軸精度影響大。主軸電機(jī)2023/2/427數(shù)控機(jī)床功用：夾持工件或刀具實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動；傳遞運(yùn)動及切削加工所需要的動力。組成：主軸、支承、傳動零件、裝夾刀具或工件的附件及輔助零部件。2主軸部件第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/428數(shù)控機(jī)床3、主軸部件結(jié)構(gòu)機(jī)床主軸對加工質(zhì)量有直接的影響，數(shù)控機(jī)床主軸部件應(yīng)有更高的動靜剛度和抵抗熱變形的能力。（1）主軸端部的結(jié)構(gòu)形式

端部用于安裝刀具或夾持工件的夾具，因此，要保證刀具或夾具定位（軸向、定心）準(zhǔn)確，裝夾可靠、牢固，而且裝卸方便。目前，主軸的端部形狀已標(biāo)準(zhǔn)化。

2023/2/429數(shù)控機(jī)床2023/2/430數(shù)控機(jī)床（2）主軸的支承目前數(shù)控機(jī)床主軸軸承配置有三種主要形式。（a）為數(shù)控機(jī)床前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和

60度角接觸雙列向心推力球軸承，后支承采用成對向心推力球軸承。此種結(jié)構(gòu)普遍應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床，其綜合剛度高，可以滿足強(qiáng)力切削要求。（b）為前支承采用多個高精度向心推力球軸承，這種配置具有良好的高速性能，但它的承載能力較小，適用于高速輕載和精密數(shù)控機(jī)床。（C）為前支承采用雙列圓錐滾子軸承，后支承為單列圓錐滾子軸承，其經(jīng)向和軸向剛度很高，能承受重載荷。但這種結(jié)構(gòu)限制了主軸最高轉(zhuǎn)速，因此適用于中等精度低速重載數(shù)控機(jī)床。（3）主軸內(nèi)部刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)

主軸內(nèi)部刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)是數(shù)控機(jī)床特別是加工中心的特有機(jī)構(gòu)。

2023/2/431數(shù)控機(jī)床（4）主軸準(zhǔn)停裝置

主軸準(zhǔn)停也叫主軸定向。在加工中心等數(shù)控機(jī)床上，由于有機(jī)械手自動換刀，要求刀柄上的鍵槽對準(zhǔn)主軸的端面鍵上，因此主軸每次必須停在一個固定準(zhǔn)確的位置上，以利于機(jī)械手換刀。圖示為一種電氣準(zhǔn)停裝置。2023/2/432數(shù)控機(jī)床（5）其他機(jī)構(gòu)數(shù)控車床能夠加工各種螺紋，這就需要安裝與主軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)的脈沖編碼器，以便發(fā)出檢測脈沖信號使主軸的旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給運(yùn)動相協(xié)調(diào)。數(shù)控車削中心增加了主軸的C軸功能，能在數(shù)控系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給，以便與Z軸、X軸聯(lián)動插補(bǔ)。

2023/2/433數(shù)控機(jī)床5.3進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/434數(shù)控機(jī)床5.3進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)一、進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)概述1、進(jìn)給系統(tǒng)的功用協(xié)助完成加工表面的成形運(yùn)動，傳遞所需的運(yùn)動及動力。2023/2/435數(shù)控機(jī)床5.3

進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2、進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分的組成傳動機(jī)構(gòu)+運(yùn)動變換機(jī)構(gòu)+導(dǎo)向機(jī)構(gòu)+執(zhí)行件（工作臺）傳動機(jī)構(gòu):齒輪傳動、同步帶傳動運(yùn)動變換：絲杠螺母副、蝸桿齒條副、齒輪齒條副等導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：導(dǎo)軌（滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌）2023/2/436數(shù)控機(jī)床工作臺導(dǎo)軌副5.3進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/437數(shù)控機(jī)床3、主要要求（1）減小摩擦力采用摩擦力及動靜摩擦力差值較小的傳動件及導(dǎo)軌.（2）提高傳動精度和剛度消除傳動間隙,增加傳動系統(tǒng)剛度.（3）減小運(yùn)動慣量快速響應(yīng).減小運(yùn)動部件質(zhì)量.5.3進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/438數(shù)控機(jī)床二、回轉(zhuǎn)工作臺1、定義與分類定義：實(shí)現(xiàn)周向進(jìn)給和分度運(yùn)動工作臺分類：分度工作臺：實(shí)現(xiàn)工作臺的定角度回轉(zhuǎn)運(yùn)動，即分度、轉(zhuǎn)位和定位工作。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺：除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)控圓周進(jìn)給運(yùn)動。

第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)5.3進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)2023/2/439數(shù)控機(jī)床工作原理：按照控制系統(tǒng)的指令自動地進(jìn)行，每次轉(zhuǎn)位回轉(zhuǎn)一定的角度，如（1°、5°、10°、15°、30°、45°、90°、180°）。分類：按定位元件分插銷定位；反靠定位；齒盤定位；鋼球定位。第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2、分度工作臺5.3進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)2023/2/440數(shù)控機(jī)床3、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺

(1)工作原理：實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動的工作臺---數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺（數(shù)控轉(zhuǎn)臺）(2)功能：除了可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動之外，還可以完成分度運(yùn)動。(3)分類：開環(huán)、閉環(huán)。第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)5.3進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)2023/2/441數(shù)控機(jī)床三、導(dǎo)軌1、導(dǎo)軌的作用導(dǎo)向：直線運(yùn)動—直線導(dǎo)軌；圓運(yùn)動—軸承支承、承載2、數(shù)控機(jī)床常用導(dǎo)軌形式塑料導(dǎo)軌：滑動摩擦滾動導(dǎo)軌：滾動摩擦靜壓導(dǎo)軌：液體摩擦第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)5.3進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)2023/2/442數(shù)控機(jī)床3、對導(dǎo)軌的基本要求一定的導(dǎo)向精度；良好的摩擦特性：摩擦系數(shù)?。ㄝ^高的靈敏度），動靜摩擦系數(shù)之差小（低速平穩(wěn)性好）；阻尼特性好（高速時不振動）；足夠的剛度和強(qiáng)度；良好的精度保持性。第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)5.3進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)2023/2/443數(shù)控機(jī)床4、滾珠絲杠螺母副的原理滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)原理

滾珠絲杠副是一種新型的傳動機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動件，以減少摩擦。圖中絲杠和螺母上都磨有圓弧形的螺旋槽，這兩個圓弧形的螺旋槽對合起來就形成螺旋線滾道，在滾道內(nèi)裝有滾珠。當(dāng)絲杠回轉(zhuǎn)時，滾珠相對于螺母上的滾道滾動，因此絲杠與螺母之間基本上為滾動摩擦。為了防止?jié)L珠從螺母中滾出來，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置，使?jié)L珠能循環(huán)流動。2023/2/444數(shù)控機(jī)床

4、滾珠絲杠傳動部件

（1）滾珠絲杠副的組成由帶螺旋槽的絲桿、螺母、滾動元件滾珠/滾柱、回珠裝置等組成。2023/2/445數(shù)控機(jī)床（2）滾珠絲杠傳動的特點(diǎn)具有傳動阻力小；傳動效率高（92%~98%）；軸向剛度高（適當(dāng)預(yù)緊消除絲杠與螺母之間的軸向間隙或預(yù)拉絲杠）；傳動平穩(wěn)；傳動精度高；不易磨損、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)；但不能自鎖；因而用于高精度傳動和升降傳動時，需制動定位裝置。2023/2/446數(shù)控機(jī)床（3）滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型

主要按螺紋滾道截面形狀、滾珠的循環(huán)方式、消除軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊方式三種形式進(jìn)行分類。1）按螺紋滾道截面形狀分類：分單圓弧型和雙圓弧型兩類。2023/2/447數(shù)控機(jī)床單圓弧滾道和雙圓弧滾道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

單圓弧滾道：結(jié)構(gòu)簡單，傳遞精度由加工質(zhì)量保證，軸向間隙小，無軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊能力，加工困難，加工精度要求高，成本高，一般在輕載條件下工作。

雙圓弧滾道：結(jié)構(gòu)簡單，存在軸向間隙，加工質(zhì)量易于保證，在使用雙螺母結(jié)構(gòu)的條件下，具有軸向間隙調(diào)整和預(yù)緊能力，傳遞精度高。雙圓弧滾道單圓弧滾道2023/2/448數(shù)控機(jī)床2）按滾珠的循環(huán)方式分類：

內(nèi)循環(huán)方式和外循環(huán)方式兩類。

a）內(nèi)循環(huán)方式浮動式反向器內(nèi)循環(huán)方式2023/2/449數(shù)控機(jī)床b）外循環(huán)方式端蓋式外循環(huán)插管式外循環(huán)2023/2/450數(shù)控機(jī)床3）

、滾珠絲杠的主要尺寸參數(shù)主要尺寸：公稱直徑（滾珠中心圓直徑）d0（mm）導(dǎo)程(或螺距)ph（mm）滾珠直徑DW(mm)螺紋滾道半徑R(mm)此外還有：絲杠外徑、絲杠內(nèi)徑、螺母外徑、螺母內(nèi)徑等。2023/2/451數(shù)控機(jī)床4）

、精度等級和標(biāo)注方法a)精度等級根據(jù)GB/T17587.3-1998《滾珠絲杠副精度》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為7個等級：1、2、3、4、5、7、10級（有的參考書稱5個等級），1級最高，10級最低。

2023/2/452數(shù)控機(jī)床b)標(biāo)注方法滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)、規(guī)格、精度的標(biāo)注方法如圖所示：螺紋旋向，右旋不標(biāo)檢查項(xiàng)目編號精度等級滾珠總?cè)?shù)基本導(dǎo)程公稱直徑預(yù)緊方式循環(huán)方式外形結(jié)構(gòu)特征例

CTC63×10—3.5—3.5/2000×1600表示為插管突出式外循環(huán)（CT），雙螺母齒差預(yù)緊（C）的滾珠絲杠副，公稱直徑63mm，基本導(dǎo)程10mm，負(fù)荷滾珠總?cè)?shù)3.5圈，精度等級3.5級，螺紋旋向?yàn)橛倚?，絲杠全長為2000mm，螺紋長度為1600mm?！?023/2/453數(shù)控機(jī)床5）消除軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊方式無論是滑動絲杠還是滾動絲杠傳動，由于在結(jié)構(gòu)上均存在一定的軸向間隙，以及磨損間隙的存在，為了保證運(yùn)動傳遞的連續(xù)性和可靠性，消除軸向間隙并實(shí)施一定預(yù)緊，有利于提高絲杠的傳遞精度和一定的承載能力。消除和減小絲杠軸向間隙的主要方法：主要分為雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整、雙螺母墊片式預(yù)緊調(diào)整、雙螺母齒差式預(yù)緊調(diào)整、彈簧式自動預(yù)緊調(diào)整、單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊調(diào)整五種方式。2023/2/454數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠的間隙調(diào)整與預(yù)緊2023/2/455數(shù)控機(jī)床（6）選擇滾珠絲杠副支承方式

為了提高滾珠絲杠傳動副的支承剛度，從而提高傳動精度，滾珠絲杠副支承方式具有下屬四種方式：滾珠絲杠常用推力軸承支承，以提高軸向剛度（當(dāng)滾珠絲杠的軸向負(fù)載很小時，也可用深溝球軸承支承）

。滾珠絲杠副的四種支承方式及其特點(diǎn)2023/2/456數(shù)控機(jī)床6、滾珠絲杠螺母副與電動機(jī)的聯(lián)接滾珠絲杠螺母副與驅(qū)動電機(jī)的聯(lián)接形式主要有以下三種

聯(lián)軸器直接聯(lián)接通過齒輪聯(lián)接通過同步齒形帶聯(lián)接2023/2/457數(shù)控機(jī)床5.3.2數(shù)控機(jī)床對導(dǎo)軌的基本要求

機(jī)床上的直線運(yùn)動部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等上的導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)動的,導(dǎo)軌的作用概括地說是對運(yùn)動部件起導(dǎo)向和支承作用,導(dǎo)軌的制造精度及精度保持性對機(jī)床加工精變有著重要作用的影響。

數(shù)控機(jī)床對導(dǎo)軌的要求主要有:導(dǎo)向精度高精度保持性好足夠的剛度良好的摩擦特性此外,導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)工藝性要好,便于制造和裝配,便于檢驗(yàn)、調(diào)整和維修,而且有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和潤滑措施等。2023/2/458數(shù)控機(jī)床5.3.3數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)

導(dǎo)軌按接觸面的摩擦性質(zhì)可以分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種,其中,數(shù)控機(jī)床最常用的是鑲粘塑料滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌?；瑒訉?dǎo)軌滾動導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌2023/2/459數(shù)控機(jī)床5.3.3數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)滑動導(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)點(diǎn),是機(jī)床上使用最廣泛的導(dǎo)軌形式。但普通的鑄鐵一鑄鐵、鑄鐵一淬火鋼導(dǎo)軌,存在的缺點(diǎn)是靜摩擦系數(shù)大,而且動摩擦因數(shù)隨速度變化而變化,摩擦損失大,低速(1～60mm/min)時易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,降低了運(yùn)動部件的定位精度。鑲粘塑料導(dǎo)軌不僅可以滿足機(jī)床對導(dǎo)軌的低摩擦、耐磨、無爬行、高剛度的要求,同時又具有生產(chǎn)成本低、應(yīng)用工藝簡單、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)。因此,在數(shù)控機(jī)床上得到了廣泛的應(yīng)用。2023/2/460數(shù)控機(jī)床5.3.3數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)滾動導(dǎo)軌

滾動導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動體,使導(dǎo)軌面之間的滑動摩擦變成為滾動摩擦。滾動導(dǎo)軌與滑動導(dǎo)軌相比的優(yōu)點(diǎn)是:①靈敏度高,且其動摩擦與靜摩擦系數(shù)相差甚微,因而運(yùn)動平穩(wěn),低速移動時,不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。②定位精度高,重復(fù)定位精度可達(dá)0.2μm。③摩擦阻力小,移動輕便,磨損小,精度保持性好,壽命長。但滾動導(dǎo)軌的抗振性較差,對防護(hù)要求較高。2023/2/461數(shù)控機(jī)床5.3.3數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)滾動導(dǎo)軌

滾動導(dǎo)軌特別適用于機(jī)床的工作部件要求移動均勻,運(yùn)動靈敏及定位精度高的場合。這是滾動導(dǎo)軌在數(shù)控機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用的原因。根據(jù)滾動體的類型,滾動導(dǎo)軌有下列三種結(jié)構(gòu)形式:滾珠導(dǎo)軌滾柱導(dǎo)軌滾針導(dǎo)軌根據(jù)滾動導(dǎo)軌是否預(yù)加負(fù)載,滾動導(dǎo)軌還可以分為預(yù)加載和無預(yù)加載兩類。

2023/2/462數(shù)控機(jī)床5.3.3數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)靜壓導(dǎo)軌

靜壓導(dǎo)軌的滑動面之間開有油腔,將有一定的油通過節(jié)流輸入油腔,形成壓力油膜,浮起運(yùn)動部件,使導(dǎo)軌工作表面處于純液體摩擦,不產(chǎn)生磨損,精度保持性好。同時摩擦系數(shù)也極低(0.0005),使驅(qū)動功率大大降低;低速無爬行,承載能力大,剛度好；此外，油液有吸振作用,抗振性好。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,要有供油系統(tǒng),油的清潔度要求高。靜壓導(dǎo)軌橫截面的幾何形狀一般V形和矩形兩種。采用V形便于導(dǎo)向和回油,采用矩形便于做成閉式靜壓導(dǎo)軌。另外,油腔的結(jié)構(gòu),對靜壓導(dǎo)軌性能影響很大。靜壓導(dǎo)軌在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用較少,有關(guān)詳細(xì)介紹,在此從略。2023/2/463數(shù)控機(jī)床5.3.4滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理與特點(diǎn)滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理

使用滾珠的滾動直線導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)原理,是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、反向器、密封端蓋及擋板等部分組成。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對運(yùn)動時,鋼球就沿著導(dǎo)軌上經(jīng)過淬硬并精密磨削加工而成的四條滾道滾動；在滑塊端部,鋼球通過反向器反向,進(jìn)入回珠孔后再返回到滾道,鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動運(yùn)動。反向器兩端裝有防塵密封端蓋,可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部。2023/2/464數(shù)控機(jī)床5.3.4滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理與特點(diǎn)滾動導(dǎo)軌的特點(diǎn)

滾動直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦,因此,在大大降低兩者間的運(yùn)動摩擦阻力的同時,使得它還具有以下特點(diǎn):1)動、靜摩擦力之差很小,靈敏性極好,驅(qū)動信號與機(jī)械動作間的滯后時間極短。

2)可以使驅(qū)動電動機(jī)的功率大幅度下降

3)適合于高速、高精度加工的機(jī)床

4)可以實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)動,提高進(jìn)給系統(tǒng)的運(yùn)動精度。

5)滾動導(dǎo)軌成對使用時,具有“誤差均化效應(yīng)”

6)導(dǎo)軌副的滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽,接觸應(yīng)力小

7)導(dǎo)軌采用表面硬化處理工藝

8)滾動導(dǎo)軌對安裝面的要求較低,2023/2/465數(shù)控機(jī)床內(nèi)容小結(jié)1、數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動結(jié)構(gòu)概述2、主運(yùn)動的配置形式和驅(qū)動電機(jī)3、主軸部件4、進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)概述5、分度工作臺6、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺7、導(dǎo)軌2023/2/466數(shù)控機(jī)床習(xí)題與思考題1、簡述數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動系統(tǒng)的功用。2、簡述數(shù)控機(jī)床對主傳動系統(tǒng)的要求。3、簡述數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動的配置形式及其特點(diǎn)。4、簡述數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分的組成。5、簡述數(shù)控機(jī)床對導(dǎo)軌的基本要求2023/2/467數(shù)控機(jī)床5.4

數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/468數(shù)控機(jī)床5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置

內(nèi)容提要本節(jié)將討論數(shù)控機(jī)床的自動刀具交換裝置的形式、刀庫的類型、刀具系統(tǒng)及選刀方式，最后將介紹一個自動刀具交換裝置的實(shí)例。第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/469數(shù)控機(jī)床一、概述

什么是自動換刀裝置：儲備一定數(shù)量的刀具并完成刀具的自動交換功能的裝置ATC：AutomaticToolChanger為什么需要自動換刀裝置：縮短非切削時間，提高生產(chǎn)率，可使非切削時間減少到20％～30％；“工序集中”，擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床工藝范圍，減少設(shè)備占地面積；提高加工精度；5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/470數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床對ATC要求：換刀時間盡可能短；刀具重復(fù)定位精度高；刀具儲存量足夠；結(jié)構(gòu)緊湊，便于制造、維修、調(diào)整；布局應(yīng)合理，使機(jī)床總布局美觀大方；較好的剛性，避免沖擊、振動及噪聲，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠；防屑、防塵裝置。應(yīng)用

數(shù)控車床、“加工中心”、車削中心、五面加工機(jī)床5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/471數(shù)控機(jī)床二、自動換刀裝置的形式

1、回轉(zhuǎn)刀架換刀工作原理同分度工作臺5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/472數(shù)控機(jī)床5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/473數(shù)控機(jī)床2、更換主軸換刀

5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/474數(shù)控機(jī)床3、更換主軸箱換刀5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/475數(shù)控機(jī)床4、更換刀庫換刀5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/476數(shù)控機(jī)床5、帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)這類換刀裝置由刀庫、選刀機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)及刀具在主軸上的自動裝卸機(jī)構(gòu)等四部分組成，刀庫可裝在機(jī)床的工作臺上、立柱上或主軸箱上，也可作為一個獨(dú)立部件裝在機(jī)床之外。這類換刀裝置應(yīng)用最廣泛。5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/477數(shù)控機(jī)床刀庫裝在機(jī)床的工作臺上，這種換刀裝置，直接利用機(jī)床本身及刀庫的運(yùn)動進(jìn)行換刀。當(dāng)某一刀具加工完畢從工件退出后，即開始進(jìn)行自動換刀。5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/478數(shù)控機(jī)床現(xiàn)在的中小型加工中心，刀庫不是裝在工作臺上，而是裝在立柱上的一個托架上。采用刀庫在托架的導(dǎo)軌上平行于X方向運(yùn)動與主軸的上下運(yùn)動實(shí)現(xiàn)換刀。5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/479數(shù)控機(jī)床5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/480數(shù)控機(jī)床當(dāng)?shù)稁斓娜萘看蟆⒌毒咻^重或機(jī)床總體布局等原因，刀庫也可作為一個獨(dú)立部件，裝在機(jī)床之外

5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/481數(shù)控機(jī)床刀庫遠(yuǎn)離主軸，常常要附加運(yùn)輸裝置，來完成刀庫與主軸之間刀具的運(yùn)輸。

5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/482數(shù)控機(jī)床為了縮短換刀時間，可采用帶刀庫的雙主軸或多主軸換刀系統(tǒng)5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/483數(shù)控機(jī)床三、刀庫

1、刀庫的形式（1）盤式刀庫5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/484數(shù)控機(jī)床5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/485數(shù)控機(jī)床（2）鏈?zhǔn)降稁?.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/486數(shù)控機(jī)床5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/487數(shù)控機(jī)床5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/488數(shù)控機(jī)床5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/489數(shù)控機(jī)床5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/490數(shù)控機(jī)床2、設(shè)計刀庫時應(yīng)考慮的主要問題

（1）合理確定刀庫容量

對總體布局和成本影響極大；對機(jī)床工藝能力和效率有影響；

5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/491數(shù)控機(jī)床（2）盡量縮短選刀時間（3）刀庫運(yùn)動速度應(yīng)適宜

外鏈?zhǔn)降稁斓木€速度可達(dá)100～800mm／s，盤刀庫的轉(zhuǎn)速多為10°～60°／s。

（4）要求刀庫運(yùn)行平穩(wěn)

（5）刀座在刀庫中的排列

（6）其他應(yīng)注意的問題夾持可靠，刀庫防塵、防屑及安全防護(hù)等5.4數(shù)控機(jī)床的刀具交換裝置第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/492數(shù)控機(jī)床5.5數(shù)控機(jī)床的布局第五章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2023/2/493數(shù)控機(jī)床一、概述概念：數(shù)控機(jī)床的布局是指機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)部件相對