第二章数控机床的机械结构
数控机床的机械结构概述ppt(52张)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件
数控机床结构与装调工艺
广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品
数控机床进行的是高速、高精度加工，再简化机械结构 的同时，对于机械传动装置和元件也提出了更高的要求。高 效、无间隙传动装置和元件在数控机床上去得了广泛的应用。 如：滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨 等高效执行部件，不仅可以减少进给系统的摩擦阻力，提高 传动效率；而且还可以使运动平稳和获得较高的定位精度。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
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数控机床结构与装调工艺
对机械结构、零部件的要求高
高速、高效、高精度的加工要求，无人化管理以及工艺复 合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生产率，同时，也 必然会使机床的开机时间，工作负载随之增加，机床必须在高 负荷下，长时间可靠工作。因此，对组成机床的各种零部件和 控制系统的可靠性要求很高。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
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数控机床结构与装调工艺
三、数控机床对机械结构的基本要求
具有较高的静、动刚度和良好抗震性
机床的刚度反映了机床机构抵抗变形的能力。机床 变形产生的误差，通常很难通过调整和补偿的方法予以 彻底的解决。为了满足数控机床高效、高精度、高可靠 性以及自动化的要求，与普通机床相比，数控机床应具 有更高的静刚度。此外，为了充分发挥机床的效率，加 大切削用量，还必须提高机床的抗震性，避免切削时产 生的共振和颤振。而提高机构的动刚度是提高机床抗震 性的基本途径。
数控机床的组成及基本工作原理
数控机床的组成及基本工作原理数控机床是一种利用数字编程控制工作的机床。
它由三个基本部分组成：机械系统、传动系统和控制系统。
下面将详细介绍数控机床的组成和基本工作原理。
一、机械系统机械系统是数控机床的基础，它由床身、主轴箱、伺服系统等组成。
1.床身：床身是数控机床的基础，主要承载着机床其他部件。
床身通常由铸铁或钢板焊接而成，具有较高的强度和刚性，以保证机床的稳定性。
2.主轴箱：主轴箱包含了主轴系统和进给系统，主轴通过驱动系统将切削工具与工件连接，实现切削加工。
进给系统控制工件在X、Y、Z三个方向上的运动，使切削工具能沿指定路线精确地切削工件。
3.伺服系统：伺服系统负责控制切削工具和工件的相对运动。
它由伺服电机、伺服控制系统、逆变器和编码器等组成。
伺服电机通过接受数控系统发送的控制信号，精确控制机床的位置和速度，从而实现精确的切削加工。
二、传动系统传动系统负责传递电能和运动，将数控机床的控制信号传递给各个运动部件。
主要由电源、变频器、伺服电机、传感器等组成。
1.电源：电源为数控机床提供所需的电能。
通常使用三相交流电源。
2.变频器：变频器将交流电源转换为直流电源，以满足数控机床的要求。
3.伺服电机：伺服电机是数控机床的关键部件，它负责实现机床的精准运动。
伺服电机通常由电动机、编码器和速度控制器组成。
4.传感器：传感器用于检测机床各个部件的状态，将检测到的信号转换为电信号，反馈给数控系统。
三、控制系统控制系统是数控机床的大脑，它由数控装置、软件系统、输入输出设备等组成。
1.数控装置：数控装置是数控机床的核心，主要负责数控程序的编写和生成。
它接收操作员输入的加工参数和控制命令，经过处理之后发送给伺服系统。
3.输入输出设备：输入输出设备用于与数控装置进行交互。
常用的输入设备有键盘、鼠标和触摸屏；输出设备有显示器、打印机和数控机床本身。
基本工作原理：1.数控编程：操作员使用数控装置进行编程，编写出所需的加工程序。
数控机床的机械结构与传动
第二节 数控机床的典型机械结构
第二章 数控机床的机械结构与传动
2.1 滚珠丝杠螺母结构
滚珠丝杠螺母副的选用
滚珠丝杠螺母副的选择包括其精度、尺寸规格、支 撑方式等几个方面。
根据机床精度选用丝杠副的精度，根据机床载荷来 选定丝杠直径，对细长而又承受轴向压缩载荷的滚珠丝 杠，需核算压杆稳定性；对转速高，支撑距离大的滚珠 丝杠副需校核临界转速；对精度要求高的滚珠丝杠需校 核刚度。 1）精度等级的选择； 2）结构尺寸的选择； 3）验算。
主传动在中、高速 段为恒功率传动， 在低速段为恒转矩 传动。
第三节 数控机床的主传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
3.2 主轴部件的结构
主轴部件的支撑与润滑
机床主轴带动刀具或夹具在支撑中做回转运动，应能传递切削转矩、受 切削抗力，并保证必要的旋转精度。
常用卡盘结构
数控车床工件夹紧装置可采用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘或弹簧夹 头等。
第四节 数控机床的进给传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
4.2 数控机床进给传动系统的基本形式
实现直线进给运动主要有三种形式： 1）通过丝杠螺母副，将伺服电动机的旋 转运动变成直线运动。 2）通过齿轮、齿条副，将伺服电动机的 旋转运动变成直线运动。 3）直接采用直线电动机进行驱动。
减少传动件。 4）在加工中心上，还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹
紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和主轴、刀库、 机械手的正确位置。 5）有C轴功能要求时，主轴还需要安装位置检测装置，以便实现对 主轴位置的控制。
第三节 数控机床的主传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
3.1 主传动的基本要求和变速方式
电大：数控机床题及答案
电大：数控机床题及答案1-4(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--数控机床》作业（一）附答案第一章数控机床简介一、填空题 1、数控机床由_________、________、_________、_________和_________组成。
2、数控机床采用_________技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
3、突破传统机床结构的最新一代的数控机床是_______机床。
4、世界上第一台数控机床是由____国制造的。
二、选择题 1、闭环控制系统的位置检测装置装在（）（A）传动丝杠上（B）伺服电动机轴上（C）数控装置上（D）机床移动部件上 2、数控钻、镗床一般常采用（）（A）直线控制系统（B）轮廓控制系统（C）点位控制系统（D）曲面控制系统 3、数控机床中把零件加工程序转换成脉冲信号的组成部份是（）（A）控制介质（B）数控系统（C）机床本体（D）伺服电机 4、适合于加工形状特别复杂（曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（）（A）加工中心（B）数控铣床（C）数控车床（D）数控线切割机床三、问答题简述数控机床的发展趋势。
简述数控机床各组成部分的作用。
四、判断题 1、开环控制系统用于高精密加工中心。
（） 2、数控机床的联动轴数和可控轴数是两个不同的概念，数控机床的联动轴数一般要大于可控轴数。
（） 3、数控机床适合于生产小批量复杂零件。
（）4、按照数控机床的控制轨迹分类，加工中心属于轮廓控制。
（）《数控机床》作业答案（一）第一章数控机床简介一、填空题 1、控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置 2、数字控制 3、并联4、美国二、单选题 1、D2、C 3、B4、A 三、简答题 1、数控机床的发展趋势：（1）高速度与高精度化（2）多功能化（3）智能化（4）高的可靠性 2、数控机床各组成部分的作用：（1）控制介质：是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。
数控机床的机械结构概述
数控机床的机械结构概述数控机床是现代机械加工领域中的重要组成部分，其准确性和高效性在不断提高。
机械结构是数控机床的重要组成部分之一，它关系到数控机床的加工能力、精度和使用寿命等方面。
因此，本文将详细介绍数控机床的机械结构。
一、数控机床的机械结构类型数控机床的机械结构类型主要有以下几种：1. 刀架式数控机床刀架式数控机床是最常见的一种数控机床，它是由工作台、基座、立柱、横梁、刀架、主轴等主要组成部分构成的。
其中，工作台上焊接有T型槽，用于固定工件。
立柱和横梁焊接在一起，构成了机床的承重结构，刀架安装在横梁上，起到工具定位和送料的作用。
2. 摆式数控机床摆式数控机床是由一个固定的基座和一个可摆动的工作台构成的，摆动的角度可以调节。
摆式数控机床的优点是操作简便，适合中小型零部件的制造。
3. 立柱式数控机床立柱式数控机床与刀架式数控机床类似，但其立柱较为粗大，使用铸铁材料，压铸而成。
立柱式数控机床具有较强的承载能力和稳定性。
4. 滑床式数控机床滑床式数控机床是由主轴箱和床身两部分组成的，其最大特点是床身是滑动的。
普通的滑床式数控机床只能进行单轴工艺加工，而多轴滑床式数控机床可以通过添加附加的工作电机、行程、调节轴、夹紧装置和主轴等部件，可以实现多轴联动加工。
二、数控机床的机械结构细节1. 工作台工作台是数控机床的重要组成部分，其工作表面应具有较高的精度和稳定性。
为了使工件的放置和夹紧变得更容易，工作台通常采用T型槽的形式，其精度要求同工作台一样。
2. 基座数控机床的基座是机床支撑和稳定的重要部分，贯穿于整个机床的底座中心。
基座厚度要大于一般机床的厚度，铸造形式根据负载情况进行改变。
3. 主轴箱主轴箱是数控机床最重要的组成部分之一，位于机床上部，其主要作用是带动刀具进行加工。
主轴箱一般采用铁铸浇注，可在主轴箱中安装各种操作控制、调节和监控设备。
4. 数控系统数控系统是数控机床的命脉，它是机床达到高效加工的关键部分。
数控机床机械结构
机械制造工艺与设备
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机械制造工艺与设备
数控机床机械结 构
机械结构
1.1 总体布局
数控机床通常由存储介质、输入装置、输出装置、数控 系统、伺服系统、主轴单元（含电主轴）、滚珠丝杠副和滚动 导轨副、刀库和机械手、数控回转刀架和回转工作台、高速防 护部件和机床床身等组成。
数控机床可在一次装夹下完成大量工序，重调又方便，故 适用于中、小批量生产。近年来，已开始用于汽车制造等行业 的大批量生产。从单件到大批量都可充分发挥数控机床高生产 率，低废品率，减少半成品储备，缩短生产周期，便于调整等 优点。
1.3 进给系统
一个典型数控机床闭环控制的进给系统，通常由位置比较 和放大单元、驱动单元、机械传动装置及反馈元件等部分组 成。这里所说的机械传动装置是将驱动源旋转运动变为工作 台直线运动的整个机械传动链，包括减速装置、转动变移动 的丝杠螺母副及导向元件等。
为了确保数控机床进给系统的传动精度、灵敏度和工作 稳定性，对机械部分设计总的要求是消除间隙、减小摩擦、 减小运动惯量、提高传动精度和刚度。
1.2 主传动系统及主轴部件
数控机床的主传动系统包括主轴电动机、传动系统和主轴组 件。它比普通机床的主传动系统的结构简单，这是因为其变速功 能全部或大部分由主轴电动机的无极调速来承担，省去了繁杂的 齿轮变速结构。
数控机床要求主轴调速范围大，不但有低速、大转矩功能， 而且还要有较高的速度。其主传动系统要求有较高的旋转精度和 运动精度，对于主轴的静刚度、耐磨性和抗振性要求较高。此外， 低温升和减小热变形也是对主传动系统要求的重要指标。
1.4 床身
床身是机床的主体，是整个机床的基础支承件，一般用来放 置导轨、主轴箱等重要部件。其结构对机床的性能和布局有很大 的影响。
第二章--数控系统组成原理
➢ 数控装置
数控装置是数控机床的核心，它包括CPU、存储器、各 种Ｉ/Ｏ接口、通用输入输出（Ｉ/Ｏ）接口以及相应的软件。
数控装置接受输入装置送来的程序，进行编译、运算和逻辑 处理后，输出各种信号控制机床的各个部分进行相应的动作。这 些控制信号包括：各坐标轴的进给量、进给方向和速度的指令， 经伺服驱动系统驱动各执行部件运动；主运动部件的变速、换向 和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号；控制冷却、润滑 的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作台转位等辅助指 令信号等。
电力工程技术（china-dianli）
计算机数控系统软件
计算机数控系统为典型的实时多任务系统，体系层次如图 2.6所示。
➢ 数控系统电软力工件程特技点术（china-
dianli）
➢ 数控系统软件典型结构
电力工程技术（china-dianli）
数控功能程序 （加工程序译码，刀补处理和插补计算，编辑器，加工模拟
电力工程技术（china-dianli）
➢ 可编程程序控制器（PLC）
主要作用是接收数控装置输出的主运动变速、刀具选择 交换、辅助装置动作等指令信号，经必要的编译、逻辑判断、 功率放大后直接驱动相应的电器、液压、气动和机械部件， 以完成指令所规定的动作，此外还有行程开关和监控检测等 开关信号也要经过PLC送到数控装置进行处理。
系统中有两个或两个以上的带CPU的功能部件，它们对系 统资源都有控制或使用权。功能部件之间采用紧耦合，有集中的 操作系统，通过总线仲裁器(软件和硬件)来解决争用总线问题， 通过公共存储器来交换系统信息。
特点：
能实现真正意义上的并行处理，处理速度快，可以实现较 复杂的系统功能。
数控机床的机械结构
数控机床的机械结构在数控机床进展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架与工作台自动转位与手柄操作等方面作些改变。
随着数控技术的进展，考虑到它的操纵方式与使用特点，才对机床的生产率、加工精度与寿命提出了更高的要求。
数控机床的主体机构有下列特点：1）由于使用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2）为习惯连续的自动化加工与提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度与阻尼精度，与较高的耐磨性，而且热变形小；3）为减小摩擦、消除传动间隙与获得更高的加工精度，更多地使用了高效传动部件，如滚珠丝杠副与滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，使用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。
根据数控机床的适用场合与机构特点，对数控机床结构因提出下列要求：一、较高的机床静、动刚度数控机床是按照数控编程或者手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。
由于机械结构（如机床床身、导轨、工作台、刀架与主轴箱等）的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿，因此，务必把各处机械结构部件产生的弹性变形操纵在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。
为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常使用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承与角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向与轴向变形。
为了提高机床大件的刚度，使用封闭界面的床身，并使用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。
为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，使用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。
这些措施都能有效地提高接触刚度。
为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳固切削，在保证静态刚度的前提下，还务必提高动态刚度。
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•刀库 •机械手
•X轴
•Z轴
•主轴
•TIANJIN •中德培训中心
•Y轴
•操作显 示单元
第二章数控机床的机械结构
•主轴的作用
• 提供切削功率、在高 档数控机床中还具有C轴功 能及定向功能
第二章数控机床的机械结构
•进给部件： • 其作用是在伺服电机的驱 动下完成直线运动的定位、进给。 下图是滚珠丝杠、联轴节的实物 照片。
第二章数控机床的机械结构
•自动换刀装置：
• 数控车床的转塔 刀架、加工中心的刀 库及换刀机构，能够 使工件一次装夹后不 用再拆卸工件就可完 成多工序的加工。
第二章数控机床的机械结构
•位置检测装置： • 完成位置信号的反馈，反馈精度决定 了机床的加工精度。以下是： • 直线光栅尺、圆光栅等位置检测元件
第二章数控机床的机械结构
第二章数控机床的机械结构
NJ-320主轴调整注意事项
•注意事项 •主轴为精密部件，选择好拆卸环境，轻拿轻 放 •拆卸过程要注意拆卸顺序和使用适当的工具。 •轴承的拆卸要注意使用适当的工具，在正确 的部位加力。 •角接触轴承要注意大口的开口方向，恢复时 保持一致。 •调整好预紧螺母，保证主轴精度 •
•回转型 （绝对式、增量式）
•常见的位置检测装置简介
•光栅尺 •脉冲编码器 •旋转变压 器•直线感应同步器
第二章数控机床的机械结构
•第七节 床身导轨的调 整 •导轨的种类及特点
•1 滑动导轨：刚度好抗振性高，摩擦磨损大、低速易爬行 •2 滚动导轨：摩擦因数小、运行平稳磨损小、抗震性差 •3 静压导轨：摩擦因数小、机械效率高、低速不易爬 行，结构复杂。
第二章数控机床的机械结构
第二章数控机床的机械结构
•CK7815型数控车床主轴部件结构图
•TIANJIN •中德培训中心
第二章数控机床的机械结构
•CK7815型数控车床主轴部件结构图
•TIANJIN •中德培训中心
•••135791...1.切拆拆拆断下下下机主螺角床轴母接动脉后部触力冲支件轴电编承承源码处和,器轴拆前向下支定图撑位中螺未钉标出的关联部件 ••124680.. 拆拆下下电同主圆主机步轴柱轴传带前棍及动轮支子前带承轴端、套承盖带螺、轮钉定及位键盘及油封 第二章数控机床的机械结构
第二章数控机床的机械 结构
2020/12/10
第二章数控机床的机械结构
•第一节 数控机床及其机械结构知识
•1.1常见的数控机床类型 •数控车床（车削中心） •加工中心 •电加工设备（线切割、电火花等） •数控冲床 •数控磨床
第二章数控机床的机械结构
•1.2 数控机床各组成部分的作用
•主轴部 分
•进给部 分
•回转部分
•刀库机械 手
•床身导轨
•位置检测部 分
第二章数控机床的机械结构
•第二节 主轴部件的结构与调整
•2.1 主轴部件拆卸前的准备： • 技术准备,相关部件的图纸资料 • 工具的准备，拆卸主轴时需要使用的工具 • 工作场地的清理清洁。
第二章数控机床的机械结构
•2.2CK7815型数控车主轴部件的结构及调整
•注意事项
• 1. 主轴为精密部件，选择好拆卸环境， 轻拿轻放。 • 2. 拆卸过程要注意拆卸顺序和使用适当 的工具。 • 3. 轴承的拆卸要注意使用适当的工具， 在正确的部位加力。 • 4. 角接触轴承要注意大口的开口方向， 恢复时保持一致。 • 5. 装配时，调整圆柱棍子轴承的间隙。
第二章数控机床的机械结构
第二章数控机床的机械结构
•床身导轨
• 该图是一 个加工中心的光 机
•由X、Y、Z及 主轴头组成。其 中导轨的作用是： 支承和引导运动 部件沿一定轨道 运动。
第二章数控机床的机械结构
数 控 车 床
第二章数控机床的机械结构
数 控 磨 床
第二章数控机床的机械结构
电 加 工
第二章数控机床的机械结构
数 控 冲 床
•结构图 •拆卸及调整过 程 •拆卸与调整过程需要注意的事项
第二章数控机床的机械结构
•2.3NT-J032数控铣床主轴部件的结构及调整 •结构图 •拆卸及调整过程
•拆卸与调整过程需要注意的事项
第二章数控机床的机械结构
•2. 4THK6380加工中心主轴部件的结构及调整 •结构图
•拆卸及调整过 程 •拆卸与调整过程需要注意的事项
拆•24681下.0拆.与分下卸主解液联主凸轴主压接轴轮相轴缸座箱，连刀，螺盖抽的具及钉出气自相及凸主管动连联轮轴油夹的接两管紧油座边装管的置螺 第二章数控机床的机械结构
THK6380主轴调整注意事项
•1. 主轴为精密部件，选择好拆卸环境，轻拿轻 放 •2. 拆卸过程要注意拆卸顺序和使用适当的工具 。 •3. 轴承的拆卸要注意使用适当的工具，在正确 的部位加力。 •4. 角接触轴承要注意大口的开口方向，恢复时 保持一致。 •5. 装配前，对各部件进行仔细清洗、拆卸时注 意实测碟簧的长度，装配时注意保持一致 •6. 调整好预紧螺母，保证主轴精度
•1、多轴转塔自动换刀装置（适用数控车床） •2、带刀库和机械手的自动换刀装置
•刀库的形式
•转塔式刀库、圆盘式刀库、链 式刀库、格子式刀库
•机械手
•单臂单手机械手 •回转式单臂机械手
第二章数控机床的机械结构
•第六节 位置检测装置的调整 •位置检测的分类、功能
•功能：为系统提供位置或速度反馈信号 •分类：直线型（绝对式、增量式）
第二章数控机床的机械结构
•第三节 进给系统部件的调整
•3.1进给系统的布置形式
•3.2进给电机的联接形式
•直联式 •齿轮减速式 同步带式
•3.3进给间隙的调整
•结构实 图
•直齿圆柱齿轮 斜齿圆柱齿轮 锥齿轮
•3.4滚珠丝杠结构及调整
第二章数控机床的机械结构
•第四节 回转部件的调整
•几种常见的回转工作台的结构形式
第二章数控机床的机械结构
THK6380加工中心主轴部件结构图
•主轴部件的结构：1刀具自动夹紧装置
•
2 清洁装置，换刀时通入压缩空气，吹掉铁
屑
•
3 主轴准停装置，完成换刀的前提动作
第二章数控机床的机械结构
THK6380加工中心主轴部件结构图
•拆 卸 工 艺 •13579.将拆切拆抽主卸断下出轴前机套主向支床筒轴左撑动、右移主力垫端出件电圈的源、轴，碟向拆簧定下位主套轴前端盖、拆下主轴后端防护罩，
第二章数控机床的机械结构
•承载能力小，轴向刚度低 •适用于短丝杠
•适用于较长丝杠
•适用于较长丝杠 •有助于提高刚度
第二章数控机床的机械结构
•润滑油 管
•丝杠母 •滚珠丝杠
•伺服电机 •齿形带 •及带轮
第二章数控机床的机械结构
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/12/10
•1 多齿盘分度工作台 •2 带交换托盘的多齿分度工作台 •3 数控分度工作台
•510加工中心回转工作台结构
•该工作台有以下部分构成：回转结构、蜗 杆支承、回转台支承、转台夹紧、工作台 的定位夹紧
•工作台回转间隙的调整
•消除蜗轮磨损形成的回转间隙
第二章数控机床的机械结构
•第五节 自动换刀装置 •数控机床常见的换刀装置的结构