第8章 数控机床的机械结构与装置

1、主要内容主要内容主要内容数控机床机械结构的主要特点和一般要求数控机床机械结构的主要特点和一般要求数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统进给传动系统进给传动系统导轨的结构导轨的结构其它辅助装置其它辅助装置 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC主要内容主传动系主传动系统统进给传动进给传动系统系统自动自动换刀换刀装置装置自动托自动托盘交换盘交换装置装置机床机床基础基础件件第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC数控机床的机械数控机床的机械结构包括：结构包括：机床的床身、立机床的床身、立柱、导轨、主轴柱、导轨、主轴部件、进给系统、部件、进给

2、系统、工作台、刀架和工作台、刀架和刀库、自动换刀刀库、自动换刀装置及其他辅助装置及其他辅助装置。装置。主要内容机械结构的主要特点机械结构的主要特点:1)1)结构简单、操作方便、自动化程度高结构简单、操作方便、自动化程度高 主轴箱、进给箱结构简单；主轴箱、进给箱结构简单； 电机直接连主轴、滚珠丝杠；电机直接连主轴、滚珠丝杠； 采用直线电机、电主轴则不需丝杠、主轴箱；采用直线电机、电主轴则不需丝杠、主轴箱； 不需手柄等操作机构；不需手柄等操作机构； 。 2)2)广泛采用高效传动装置，传动元件精密化广泛采用高效传动装置，传动元件精密化 滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静

3、压导轨、 直线滚动导轨，并采取消除间隙的措施。直线滚动导轨，并采取消除间隙的措施。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.1 8.1 概述概述第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC主要内容3)3)具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件 工艺复合化、功能集成化工艺复合化、功能集成化自动换刀装置、动力刀架、自动排屑装置、自动自动换刀装置、动力刀架、自动排屑装置、自动润滑装置、自动工作台交换装置、自动装卸、自润滑装置、自动工作台交换装置、自动装卸、自动对刀、破损检测等。动对刀、破损检测等。4)4)对机械结

4、构、零部件要求高（刚度、功率、精对机械结构、零部件要求高（刚度、功率、精度。）度。） 高速、高精度、高效高速、高精度、高效 无人化、工艺复合、功能集成无人化、工艺复合、功能集成 工作负载增加、粗精合一工作负载增加、粗精合一8.1 8.1 概述概述主要内容数控机床对机械结构的基本要求数控机床对机械结构的基本要求:较高的静、动刚度和良好的抗振性较高的静、动刚度和良好的抗振性良好的热稳定性（热变形补偿。良好的热稳定性（热变形补偿。较高的运动精度和低速稳定性较高的运动精度和低速稳定性良好的操作、安全防护措施良好的操作、安全防护措施 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8

5、.1 8.1 概述概述主要内容1.1.数控机床应具有更高的静、动刚度数控机床应具有更高的静、动刚度（1 1）提高静刚度的措施）提高静刚度的措施 1 1）基础大件采用封闭整体箱形结构）基础大件采用封闭整体箱形结构 2 2）合理布置加强筋）合理布置加强筋 3 3）提高部件之间的接触刚度。）提高部件之间的接触刚度。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.1 8.1 概述概述主要内容对对机机械械结结构构的的基基本本要要求求封闭整体箱形结构封闭整体箱形结构第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC 支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭的圆截面

6、或采支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭的圆截面或采用封闭型床身用封闭型床身1 1）基础大件采用封闭整体箱形结构）基础大件采用封闭整体箱形结构主要内容对对机机械械结结构构的的基基本本要要求求纵向纵向隔板隔板主要提高抗弯主要提高抗弯刚度刚度横向横向隔板隔板主要提高抗扭主要提高抗扭刚度刚度斜向斜向隔板隔板兼有提高抗弯兼有提高抗弯刚度、抗扭刚刚度、抗扭刚度的效果度的效果第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC2 2）合理布置加强筋）合理布置加强筋第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC （2 2）提高动刚度的措施）提高动刚度的措施 1 1）

7、改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料）改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料）第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC增加阻尼增加阻尼提高提高抗振性抗振性实心混凝实心混凝土底座土底座内封内封泥沙泥沙 （2 2）提高动刚度的措施）提高动刚度的措施 2 2）床身表面喷涂阻尼涂层）床身表面喷涂阻尼涂层 3 3）充分利用结合面的摩擦阻尼）充分利用结合面的摩擦阻尼 4 4）采用阻尼材料，提高抗震性）采用阻尼材料，提高抗震性第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC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）天天然然大大理理石石床床身身第八章

8、第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC主要内容 2. 2.数控机床应有更小的热变形数控机床应有更小的热变形 控制热变形的措施：控制热变形的措施：1 1）对机床热源进行强制冷却）对机床热源进行强制冷却主主轴轴冷却风管冷却风管对机床热源进行强制冷却对机床热源进行强制冷却冷却风管冷却风管对机床热源进行强制冷却对机床热源进行强制冷却第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC2 2）将热源置于易散热的位置）将热源置于易散

9、热的位置将主传动箱和主电动机放在机床的外面将主传动箱和主电动机放在机床的外面主要内容热对称结构立柱热对称结构立柱第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC3 3）采用热对称结构）采用热对称结构第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC4 4）使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方）使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上向上第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC机床排屑系统机床排屑系统5 5）采用排屑系统）采用排屑系统将热源从主机中分离出去将热源从主机中分离出去倾斜床身倾斜床身第八章第八章 数控机床的机械结

10、构与装置数控机床的机械结构与装置CNC主要内容6）采用热变形补偿装置减小热变形）采用热变形补偿装置减小热变形 3. 3.数控机床运动件之间的摩擦要小，要消除传动数控机床运动件之间的摩擦要小，要消除传动系统的间隙，达到低速时无爬行，高速时快速响应。系统的间隙，达到低速时无爬行，高速时快速响应。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC1） 采用滚动导轨或静压导轨来减少摩擦副之间的摩擦采用滚动导轨或静压导轨来减少摩擦副之间的摩擦2） 采用滚珠丝杠或无间隙齿轮传动采用滚珠丝杠或无间隙齿轮传动减小摩擦减小摩擦主要内容4.4.数控机床应有更好的宜人性数控机床应有更好的宜人性便于

11、操作的机床结构便于操作的机床结构第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC主要内容数数控控铣铣床床常常见见布布局局1.1.数控车床的布局和结构特点数控车床的布局和结构特点水平床身水平床身第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.1.2 8.1.2 数控机床总体布局数控机床总体布局主要内容数数控控铣铣床床常常见见布布局局倾斜床身倾斜床身第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC1.1.数控车床的布局和结构特点数控车床的布局和结构特点主要内容立式数控铣床立式数控铣床2.2.数控铣床的布局和结构特点数控铣床的布局和结构

12、特点第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.1.2 8.1.2 数控机床总体布局数控机床总体布局主要内容数数控控铣铣床床常常见见布布局局卧式数控铣床卧式数控铣床第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床总体布局数控机床总体布局主要内容数数控控铣铣床床常常见见布布局局龙门数控铣床龙门数控铣床第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床总体布局数控机床总体布局主要内容数数控控铣铣床床常常见见布布局局滑枕立式加工中心滑枕立式加工中心第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数

13、控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床总体布局数控机床总体布局主要内容产生主切削力产生主切削力1.主传动系统作用主传动系统作用1)1)足够的转速范围足够的转速范围2)2)足够的功率和扭矩足够的功率和扭矩3)3)各零部件应具有足够的精度、强度、刚度和抗振性各零部件应具有足够的精度、强度、刚度和抗振性4)4)噪声低、运行平稳噪声低、运行平稳2.2.对主传动系统的要求对主传动系统的要求第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容3.3.主传动的变速方式主传动的变速方式 1)1)采用变速齿轮传动采用变

14、速齿轮传动 2)2)采用同步齿形带传动采用同步齿形带传动 3)3)采用主轴电机直接驱动（一体化主轴，电主轴）采用主轴电机直接驱动（一体化主轴，电主轴） 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容1）采用变速齿轮传动）采用变速齿轮传动通过少数几对齿轮降速，使之成为分段无级变速。滑移齿通过少数几对齿轮降速，使之成为分段无级变速。滑移齿轮的移位采用液压拨叉或电磁离合器控制。轮的移位采用液压拨叉或电磁离合器控制。应用：大中型数控机床应用：大中型数控机床 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装

15、置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容例：例：TND360TND360型数控车床型数控车床两级齿轮变速两级齿轮变速液压拔叉实现齿轮滑移液压拔叉实现齿轮滑移第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主轴脉冲编码器主轴脉冲编码器同步齿形带同步齿形带主轴电机主轴电机主轴主轴2 2）采用带传动）采用带传动主要应用在小型数控机床，可避免齿轮传动引起的振动主要应用在小型数控机床，可避免齿轮传动引起的振动和噪声，但它只适用于低扭矩特性要求的主轴。和噪声，但它只适用于低扭矩特性要求的主轴。常用带

16、：多楔带、同步带常用带：多楔带、同步带 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统例：例：JCS-018JCS-018型立式加工中心型立式加工中心第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容多楔带多楔带兼有兼有v v带和平带的优点，既有平带柔软、强韧的带和平带的优点，既有平带柔软、强韧的特点，又有特点，又有v v带紧凑、高效等优点。带紧凑、高效等优点。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2

17、8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容同步带同步带是利用带齿与带轮的啮合同步传动力的一种是利用带齿与带轮的啮合同步传动力的一种新型传动带。不仅具有带传动的特点，适用于大中心新型传动带。不仅具有带传动的特点，适用于大中心距传递，而且又具有齿轮传动和链传动的特点，距传递，而且又具有齿轮传动和链传动的特点，能够能够保证准确的传动比。保证准确的传动比。 梯形齿同步带梯形齿同步带 圆弧齿同步带圆弧齿同步带 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容主轴电机直接驱动主轴电机直接驱动3）电主轴：主轴与

18、电机制成一体，使主轴驱动机构简化。）电主轴：主轴与电机制成一体，使主轴驱动机构简化。电主轴组成：空心轴转子、带绕组的定子、速度检测元件。电主轴组成：空心轴转子、带绕组的定子、速度检测元件。空心轴转子，既是电机的转子，也是主轴。空心轴转子，既是电机的转子，也是主轴。定子定子转子转子第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容电主轴电主轴第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机

19、床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容 若电主轴内应用较先进的轴承（如陶瓷轴承、磁悬若电主轴内应用较先进的轴承（如陶瓷轴承、磁悬浮轴承等）可使主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，浮轴承等）可使主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，可提高启动、停止响应特性，利于控制振动和噪声。目可提高启动、停止响应特性，利于控制振动和噪声。目前最高可达前最高可达200000 r/min200000 r/min。大大简化了主运动系统结构，实现了所谓大大简化了主运动系统结构，实现了所谓“零传动零传动”，使传动精度大大提高，在高速数控机床大量采用。使传动精度大大提高，在高速

20、数控机床大量采用。 缺点缺点: :电机运转产生的振动和热量将直接影响到主电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴，因此，主轴组件的整机平衡、温度控制和冷却是内轴，因此，主轴组件的整机平衡、温度控制和冷却是内装式主轴电机的关键问题。装式主轴电机的关键问题。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容车削加工中心能够完成回转类零件上各种表面的加工，它车削加工中心能够完成回转类零件上各种表面的加工，它的主轴不但要象普通数控车床那样能够实现转速的控制，的主轴不但要象普通数控车床那样能够实现转速的控制，在加工端面或柱

21、面上的其它表面时，主轴还要能绕在加工端面或柱面上的其它表面时，主轴还要能绕Z Z轴旋轴旋转作插补运动或分度运动，车削中心的这种功能称为转作插补运动或分度运动，车削中心的这种功能称为C C轴轴功能功能。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统主要内容主要内容 1

22、.1.进给传动系统作用进给传动系统作用 进给传动系统是将伺服电机的旋转运动转变为执进给传动系统是将伺服电机的旋转运动转变为执行部件的直线运动或回转运动。行部件的直线运动或回转运动。进给系统组成进给系统组成: :伺服电机及检测元件、传动机构、运伺服电机及检测元件、传动机构、运动变换机构、导向机构、执行件动变换机构、导向机构、执行件常用的传动机构常用的传动机构: :一到两级传动齿轮和同步带；一到两级传动齿轮和同步带； 运动变换机构运动变换机构: :丝杠螺母副、蜗杆蜗轮副、齿轮齿条丝杠螺母副、蜗杆蜗轮副、齿轮齿条副等；副等；导向机构导向机构: :滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、轴承等滑动导轨、滚动导轨

23、、静压导轨、轴承等第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统主要内容主要内容 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统主要内容主要内容 2.2.对对进给进给传动系统的要求传动系统的要求 1) 1)有较高的工作精度有较高的工作精度 2)2)响应速度快响应速度快 3)3)调速范围宽调速范围宽 4)4)稳定性好稳定性好 5)5)可靠性高可靠性高第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进

24、给传动系统数控机床进给传动系统主要内容( (车车) )滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副+ +滚动导轨副滚动导轨副第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统主要内容滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副+ +滑动导轨滑动导轨第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统按丝杠与螺母的摩擦性质分：按丝杠与螺母的摩擦性质分：滑动丝杠螺母副滑动丝杠螺母副：主要用于旧机床的数控化改造、经主要用于旧机床的数控化改造、经济型数控机床等；济型数控机床等；滚珠丝杠螺母

25、副：滚珠丝杠螺母副：广泛用于中、高档数控机床；广泛用于中、高档数控机床；静压丝杠螺母副：静压丝杠螺母副：主要用于高精度数控机床、重型机主要用于高精度数控机床、重型机床。床。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统丝杠（螺母）旋转，滚珠在封闭滚道内沿滚道滚动、丝杠（螺母）旋转，滚珠在封闭滚道内沿滚道滚动、迫使螺母（丝杠）轴向移动，从而实现将旋转运动变迫使螺母（丝杠）轴向移动，从而实现将旋转运动变换成直线运动。换成直线运动。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床

26、进给传动系统数控机床进给传动系统主要内容滚珠循环方式常用的有两种：滚珠循环方式常用的有两种：外循环：外循环：滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统内循环：内循环：始终与丝杠保持接触。始终与丝杠保持接触。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统3.3.滚珠丝杠螺母副的预紧滚珠丝杠螺母副的预紧 预紧的目的：减小轴向间隙预紧的目的：减小轴向间隙轴向间隙：指丝杠和螺母

27、间无相对转动时，二者之间的最大轴向间隙：指丝杠和螺母间无相对转动时，二者之间的最大 轴向窜动量轴向窜动量 预紧的方法预紧的方法双螺母垫片式双螺母垫片式双螺母螺纹式双螺母螺纹式双螺母齿差式双螺母齿差式第第7 7章数控机床结构章数控机床结构8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC调整垫片厚度，使螺母产生轴向位移，该形式结构简单，调整垫片厚度，使螺母产生轴向位移，该形式结构简单，调整方便，应用广，但仅适用于一般精度机构。调整方便，应用广，但仅适用于一般精度机构。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构

28、与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统（1 1）垫片预紧方式）垫片预紧方式通过圆螺母调整，消除间隙并产生预紧力，再用锁紧通过圆螺母调整，消除间隙并产生预紧力，再用锁紧螺母锁紧，结构紧凑，调整方便。但调整精度较差，螺母锁紧，结构紧凑，调整方便。但调整精度较差，且易于松动且易于松动 。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统（2 2）螺纹预紧方式）螺纹预紧方式两螺母的凸缘上制有圆柱外齿，齿数相差两螺母的凸缘上制有圆柱外齿，齿数相差1 1，分别与内齿轮啮合，分别与内齿轮啮合，调整时先取下

29、内齿轮，使两螺母产生相对位移（即在同方向转过调整时先取下内齿轮，使两螺母产生相对位移（即在同方向转过相同齿），然后将内齿轮复位固定，达到消除间隙的目的。相同齿），然后将内齿轮复位固定，达到消除间隙的目的。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统（3 3）齿差预紧方式）齿差预紧方式4. 4. 进给传动系统传动齿轮间进给传动系统传动齿轮间隙消除机构隙消除机构( (一一) )直齿圆柱齿轮传动间隙直齿圆柱齿轮传动间隙的调整的调整1 1偏心套调整偏心套调整只能补偿齿厚误差与中心距只能补偿齿厚误差与中心距误差引起的齿侧间隙

30、，误差引起的齿侧间隙，不能补偿偏心误差引起的齿不能补偿偏心误差引起的齿侧间隙。侧间隙。偏心套偏心套第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC2 2垫片调整垫片调整 调整两齿轮在轴向的相对调整两齿轮在轴向的相对位置即可达到消除齿侧间隙的位置即可达到消除齿侧间隙的目的。目的。 上述两种方法的特点尽上述两种方法的特点尽管结构比较简单，传动刚度好，管结构比较简单，传动刚度好，能传递较大的动力，但齿轮磨能传递较大的动力，但齿轮磨损后齿侧间隙不能自动补偿损后齿侧间隙不能自动补偿 垫片垫片第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC3 3双齿轮错齿调整双齿轮

31、错齿调整 这种调整法结构较这种调整法结构较复杂，传动刚度低，复杂，传动刚度低，不宜传递大扭矩，对不宜传递大扭矩，对齿轮的齿厚和齿距要齿轮的齿厚和齿距要求较低，可始终保持求较低，可始终保持啮合无间隙，尤其适啮合无间隙，尤其适用于检测装置。用于检测装置。 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC( (二二) )斜齿圆柱齿轮传动间斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除隙的消除1 1轴向垫片调整轴向垫片调整改变垫片的厚度，使薄片齿改变垫片的厚度，使薄片齿轮的螺旋线错位，分别与轮的螺旋线错位，分别与宽齿轮的齿槽左右两面贴宽齿轮的齿槽左右两面贴紧，消除间隙。由于齿宽紧，消除间隙。由于齿宽小

32、而使承载能力下降。小而使承载能力下降。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC2 2轴向压簧调整轴向压簧调整 这种结构具有轴向尺这种结构具有轴向尺寸过大，结构不紧凑，寸过大，结构不紧凑，但可以自动补偿间隙但可以自动补偿间隙的特点，多用于负载的特点，多用于负载小，要求自动补偿间小，要求自动补偿间隙的场合隙的场合 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC（三（三) )锥齿轮传动间隙锥齿轮传动间隙的消除的消除1.1.轴向压簧调整轴向压簧调整 锥齿轮在弹力作用下沿锥齿轮在弹力作用下沿轴向移动，从而达到消轴向移动，从而达到消除齿侧间隙的目的除齿侧间

33、隙的目的 第第7 7章数控机床结构章数控机床结构第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC主要内容数控机床对于导轨有着更高的要求：数控机床对于导轨有着更高的要求： 如高速进给时不振动如高速进给时不振动 低速进给时不爬行低速进给时不爬行 有高的灵敏度有高的灵敏度 能在重载下长期连续工作能在重载下长期连续工作 耐磨性好，精度保持性好耐磨性好，精度保持性好 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统导轨的分类和特点导轨的分类和特点按运动轨迹按运动轨迹按接触面的摩擦性质按接触面的摩擦性质直线运动

34、导轨：相对运动轨迹为直线直线运动导轨：相对运动轨迹为直线圆周运动导轨：相对运动轨迹为圆圆周运动导轨：相对运动轨迹为圆滑动导轨滑动导轨滚动导轨滚动导轨静压导轨静压导轨8.3 8.3 数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC 滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优点优点, , 在数控机床上应用广泛，目前多数使用金属对塑料形式，在数控机床上应用广泛，目前多数使用金属对塑料形式，称为贴塑导轨或注塑导轨称为贴塑导轨或注塑导轨 u滑动导轨滑动导轨第八章第八章 数控机床的机械结

35、构与装置数控机床的机械结构与装置CNC第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC注塑导轨：环氧树脂为基体，加入二硫化钼和胶体石墨及铅注塑导轨：环氧树脂为基体，加入二硫化钼和胶体石墨及铅粉等混合而成粉等混合而成贴塑导轨：聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼、贴塑导轨：聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼、石墨石墨 及铅粉等混合而成及铅粉等混合而成u滚动导轨滚动导轨第第7 7章数控机床结构章数控机床结构特点：摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精度高、特点：摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精度高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、防护要求较高耐磨性好、抗震性较差、结

36、构复杂、防护要求较高第第7 7章数控机床结构章数控机床结构第第7 7章数控机床结构章数控机床结构第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNCu静压导轨静压导轨优点：优点：1 1、纯液体摩擦，工作时摩擦系数极低（、纯液体摩擦，工作时摩擦系数极低（f=0.0005f=0.0005）；）； 2 2、导轨的运动不受负载和速度的限制，且低速时移动、导轨的运动不受负载和速度的限制，且低速时移动 均匀，无爬行现象；均匀，无爬行现象； 3 3、由于液体具有吸振作用，因而导轨的抗振性好；、由于液体具有吸振作用，因而导轨的

37、抗振性好； 4 4、承载能力大、刚性好；、承载能力大、刚性好； 5 5、摩擦发热小，导轨温升小。、摩擦发热小，导轨温升小。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNCu静压导轨静压导轨缺点：缺点：1 1、液体静压导轨的结构复杂，多了一套液压系统；、液体静压导轨的结构复杂，多了一套液压系统； 2 2、成本高；、成本高； 3 3、油膜厚度难以保持恒定不变。、油膜厚度难以保持恒定不变。使用范围：液体静压导轨主要用于大型、重型数控机床上。使用范围：液体静压导轨主要用于大型、重型数控机床上。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC自动换刀装置分类：自动

38、换刀装置分类：2、带刀库的自、带刀库的自动换刀系统动换刀系统作用作用交换主轴与交换主轴与刀库中的刀（工）刀库中的刀（工）具具8.4 8.4 数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC1、转塔刀架、转塔刀架自自动动换换刀刀装装置置1 1、转塔刀架分类、转塔刀架分类: : 回转刀架式回转刀架式 、转塔式、转塔式 1 1）回转刀架换刀装置，常用于数控车床。）回转刀架换刀装置，常用于数控车床。 可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架，并相应地可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架，并相应地安装四把、六把或更多的刀具。安装四把

39、、六把或更多的刀具。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.4 8.4 数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置自自动动换换刀刀装装置置1 1、转塔刀架分类、转塔刀架分类: : 回转刀架式回转刀架式 、转塔式、转塔式 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.4 8.4 数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置回转刀架的换刀动作回转刀架的换刀动作刀架抬起刀架抬起刀架转位刀架转位刀架压紧刀架压紧自自动动换换刀刀装装置置1 1、转塔刀架分类、转塔刀架分类: : 回转刀架式回转刀架式 、转塔式、转塔式 2 2）转塔式转塔式换刀装置

40、，常用于带有旋转刀具的数控机床，如数控换刀装置，常用于带有旋转刀具的数控机床，如数控钻镗床。钻镗床。转塔头上装有几个主轴，每个主轴上均装一把刀，加工过程中转转塔头上装有几个主轴，每个主轴上均装一把刀，加工过程中转塔头可自动转位实现自动换到。塔头可自动转位实现自动换到。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.4 8.4 数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置自自动动换换刀刀装装置置 2、带刀库的自动换刀系统、带刀库的自动换刀系统盘式刀库盘式刀库链式刀库链式刀库第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.4 8.4 数控机床的自动换

41、刀装置数控机床的自动换刀装置刀刀库库类类型型特点：结构较复杂，换刀过程动作多，换刀时间长。特点：结构较复杂，换刀过程动作多，换刀时间长。链链式式刀刀库库结结构构链轮链轮链条兼刀套链条兼刀套张紧轮张紧轮导轮导轮第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.4 8.4 数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC链式刀库结构链式刀库结构刀套刀套刀柄刀套链条支撑板自自动动换换刀刀装装置置8.4 8.4 数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置

42、CNC第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.4 8.4 数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置箱型刀库箱型刀库线型刀库线型刀库第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC刀具的选刀方式刀具的选刀方式1 1、自动选刀：、自动选刀：在自动换刀装置换刀时，按数控装在自动换刀装置换刀时，按数控装 置发出的换刀指令，刀具交换装置从刀库中挑选置发出的换刀指令，刀具交换装置从刀库中挑选各工序所需刀具的操作称为自动换刀。各工序所需刀具的操作称为自动换刀。2、刀具的选择方式、刀具的选择方式顺序选择方式顺序选择方式任意选择方式任意选择方式刀座编码方式

43、刀座编码方式刀具编码方式刀具编码方式刀套编码方式刀套编码方式识别码块识别码块识别传感器识别传感器刀柄编码刀柄编码第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC换刀方式：无机械手式换刀方式：无机械手式 有机械手式有机械手式8.4 8.4 数控机床的自动换刀装置数控机床的自动换刀装置第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC无无机机械械手手式式机机械械手手形形式式第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC主轴准停功能主轴准停功能 切削扭矩靠刀杆的端面键来传递

44、，切削扭矩靠刀杆的端面键来传递，因此在每次换刀时，必须使刀杆因此在每次换刀时，必须使刀杆上的键槽对准主轴上的端面键。上的键槽对准主轴上的端面键。 每次机械手自动装取刀具时，必每次机械手自动装取刀具时，必须保证刀柄上的键槽对准主轴的须保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键端面键 为满足主轴这一功能而设计的装为满足主轴这一功能而设计的装置称为主轴准停装置或称主轴定置称为主轴准停装置或称主轴定向装置向装置 第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC 其控制原理是：其控制原理是：M06M06指令生效指令生效 主轴电

45、机降速主轴电机降速 低速运转低速运转 时间继电器延时时间继电器延时4-6s 4-6s 感应信号感应信号产生发出准停信号切断电机电源产生发出准停信号切断电机电源 主轴低速惯性主轴低速惯性旋转旋转 时间继电器短时延时时间继电器短时延时0.2-0.4s 0.2-0.4s 准停油缸接通动作准停油缸接通动作 主轴准停主轴准停 限位开关发出限位开关发出 准停完成信号。准停完成信号。换刀时需要主轴准停在某一位置换刀时需要主轴准停在某一位置, ,有有机械式和电气式。机械式和电气式。主要内容第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC而现代而现代CNC机床上，一般都采用电气方式定向。机床

46、上，一般都采用电气方式定向。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.5 8.5 数控机床的其它辅助装置数控机床的其它辅助装置自自动动换换刀刀装装置置自自动动排排屑屑装装置置第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.68.6数控机床的维修管理与维护数控机床的维修管理与维护自自动动换换刀刀装装置置1 1、数控机床维修管理及维护中与普通机床相同的内、数控机床维修管理及维护中与普通机床相同的内 容容：必须坚持设备使用上的定人、定机、定岗制度必须坚持设备使用上的定人、定机、定岗制度开展岗位培训，严禁无证操作开展岗位培训，严禁无证操作严格执行设

47、备点检和定期、定级保养制度严格执行设备点检和定期、定级保养制度对维修者实行派工卡，认真做好故障现象、原对维修者实行派工卡，认真做好故障现象、原因、维修的记录，建立完整的维修档案因、维修的记录，建立完整的维修档案建立维修协作网，开展专家诊断系统工作建立维修协作网，开展专家诊断系统工作第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.68.6数控机床的维修管理与维护数控机床的维修管理与维护自自动动换换刀刀装装置置2.2.数控机床维修管理应强调的内容：数控机床维修管理应强调的内容：选择合理的维修方式选择合理的维修方式维修方式有：事后维修、预防维修、改善维维修方式有：事后维修、预

48、防维修、改善维 修、预知维修修、预知维修 或状态监测维修、维修预防或状态监测维修、维修预防从修理费用、停产损失、维修组织工作和修从修理费用、停产损失、维修组织工作和修 理效果等方面去衡量理效果等方面去衡量建立专业维修组织和维修协作网建立专业维修组织和维修协作网第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.68.6数控机床的维修管理与维护数控机床的维修管理与维护自自动动换换刀刀装装置置3. 3. 点检管理点检管理: :按有关文件的规定按有关文件的规定, ,对设备进行定点、定时对设备进行定点、定时的检查和维护的检查和维护点检的内容点检的内容: :定点、定标、定期、定项、定

49、人、定定点、定标、定期、定项、定人、定法、检查、记录、处理、分析法、检查、记录、处理、分析分类分类: :日常点检日常点检: :对机床一般部件的点检对机床一般部件的点检, ,处理和检查处理和检查机床在运行过程中出现的故障机床在运行过程中出现的故障, ,由机床操作人员由机床操作人员进行进行专职点检专职点检: :对机床关键部位和重要部件按周期进对机床关键部位和重要部件按周期进行重点点检和设备状态监测与故障诊断行重点点检和设备状态监测与故障诊断, ,制定点制定点检计划检计划, ,做好诊断记录做好诊断记录, ,分析维修结果分析维修结果, ,提出改善提出改善设备维护管理的建议设备维护管理的建议, ,由专职

50、维修人员进行。由专职维修人员进行。第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.68.6数控机床的维修管理与维护数控机床的维修管理与维护自自动动换换刀刀装装置置4 4、数控机床使用中应注意的问题、数控机床使用中应注意的问题使用环境使用环境: :避免阳光的直射和其他辐射避免阳光的直射和其他辐射避免太潮湿或粉尘过多的场所避免太潮湿或粉尘过多的场所避免有腐蚀气体的场所避免有腐蚀气体的场所要远离振动大的设备要远离振动大的设备电源要求电源要求: :允许波动允许波动10%10%第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与装置CNC8.68.6数控机床的维修管理与维护

51、数控机床的维修管理与维护自自动动换换刀刀装装置置 有操作规程有操作规程 不宜长期封存不用不宜长期封存不用 每周通电每周通电1-21-2次，每次空运行次，每次空运行1 1小时左右小时左右 严格遵守操作规程和日常维护制度严格遵守操作规程和日常维护制度 应尽量少开数控柜和强电柜的门应尽量少开数控柜和强电柜的门 定时清扫数控柜的散热通风系统定时清扫数控柜的散热通风系统 数控系统的输入数控系统的输入/ /输出装置的定期维护输出装置的定期维护 定期检查和更换直流电动机电刷定期检查和更换直流电动机电刷 经常监视数控系统的电网电压经常监视数控系统的电网电压第八章第八章 数控机床的机械结构与装置数控机床的机械结构与