第3章数控机床机械结构的故障诊断与维修

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数控机床的故障诊断与维修

数控机床的故障诊断与维修
面对未来，我们需要不断学习新知识、掌握新技术，以适应制造业的发展需求
同时，我们也要关注行业动态，积极参与专业培训和研讨会，与同行交流经验，共同推动数控机床故障诊断与维修技术的进步
数控机床的故障诊断与维修
挑战与应对
面对未来数控机床的故障诊断与维修技术的快速发展，我们也面临一些挑战
绿色维修：随着环保意识的提高，未来的数控机床故障诊断与维修将更加注重环保和可持续发展。采用环保材料和技术进行维修，降低维修过程中的能源消耗和环境污染，实现绿色维修
远程诊断与维修：随着网络技术的发展，未来的数控机床故障诊断与维修将更加远程化。通过远程诊断系统，技术专家可以在远程控制中心对机床进行实时监测和诊断，提供维修建议和技术支持，大大缩短维修时间
数控机床的故障诊断与维修
参考文献
[
1] 李宏胜,朱强. 数控机床故障诊断与维修
[
M]. 北京: 机械工业出版社, 2019
[
2] 王岩. 数控机床电气控制与故障诊断
[
M]. 北京: 化学工业出版社, 2020
数控机床的故障诊断与维修
数控机床的故障诊断与维修
015] 刘美俊. 基于大数据的数控机床故障预测与维修策略研究
预测性维护：通过数据分析和预测模型，对数控机床的寿命和性能进行预测和维护。在故障发生之前，采取相应的维护措施，降低故障发生概率，提高机床的可靠性和稳定性
数控机床的故障诊断与维修
总结
数控机床的故障诊断与维修是保证机床正常运行的关键环节。通过掌握常见的故障类型、诊断方法和维修流程，结合实际案例进行分析和学习，可以更好地掌握数控机床的故障诊断与维修技能。同时，随着智能化、远程化、绿色化和预测性维护的发展，未来的数控机床故障诊断与维修将更加高效、准确和环保

数控机床故障诊断与维修教案

数控机床故障诊断与维修完整版教案第一章：数控机床概述1.1 数控机床的定义与发展历程1.2 数控机床的组成及工作原理1.3 数控机床的分类及应用领域1.4 数控机床的优缺点分析第二章：数控机床故障诊断与维修基本原理2.1 故障诊断与维修的概念2.2 故障诊断与维修的方法2.3 故障诊断与维修的一般流程2.4 故障诊断与维修的注意事项第三章：数控机床故障诊断与维修常用工具与设备3.1 测量工具与设备3.2 维修工具与设备3.3 故障诊断与维修软件及其应用3.4 安全防护设备及措施第四章：数控机床常见故障类型与诊断方法4.1 硬件故障与软件故障4.2 机械故障与电气故障4.3 故障诊断方法：直观诊断法、参数诊断法、信号诊断法、故障树分析法4.4 故障诊断实例分析第五章：数控机床主要部件的维护与维修5.1 数控装置的维护与维修5.2 伺服系统的维护与维修5.3 刀库与刀具系统的维护与维修5.4 数控机床导轨与丝杠的维护与维修第六章：数控机床的电气控制系统6.1 数控机床电气控制系统概述6.2 CNC装置的结构与功能6.3 伺服驱动系统的工作原理与维护6.4 数控机床电气故障诊断与维修第七章：PLC编程与故障诊断7.1 PLC概述及其在数控机床中的应用7.2 PLC编程基础与实例7.3 PLC故障诊断与维修方法7.4 PLC与数控机床故障案例分析第八章：数控机床的液压与气动系统8.1 数控机床液压系统的基本原理与结构8.2 数控机床气动系统的基本原理与结构8.3 液压与气动系统的维护与维修8.4 液压与气动系统的故障诊断与案例分析第九章：数控机床的冷却与润滑系统9.1 数控机床冷却系统的作用与结构9.2 冷却系统的维护与维修9.3 数控机床润滑系统的作用与结构9.4 润滑系统的维护与维修第十章：数控机床故障诊断与维修的综合实践10.1 故障诊断与维修的实践流程10.2 常见数控机床故障案例分析与维修方法10.3 故障诊断与维修的实训项目10.4 故障诊断与维修的技能考核与评价第十一章：数控机床维修案例分析11.1 数控机床维修案例的收集与整理11.2 故障现象的描述与原因分析11.3 维修方案的设计与实施11.4 维修效果的评估与总结第十二章：数控机床维修技术发展趋势12.1 数控机床技术发展的现状与趋势12.2 数控机床维修技术的发展方向12.3 先进维修理念与技术的应用12.4 维修技术培训与人才培育第十三章：数控机床的安全操作与维护13.1 数控机床安全操作规程13.2 数控机床的日常维护与保养13.3 安全防护设备的正确使用与维护13.4 事故预防与应急处理第十四章：数控机床维修成本控制与效益分析14.1 维修成本的构成与控制策略14.2 维修成本效益分析的方法与指标14.3 维修成本控制实例分析14.4 提高维修效益的途径与措施第十五章：数控机床故障诊断与维修的实训与考核15.1 实训项目的设计与实施15.2 实训过程中的指导与评价15.3 故障诊断与维修技能的考核方法至此，整个教案“数控机床故障诊断与维修完整版教案”已完成。

数控机床机械部分的故障诊断及维修

（１）主轴发热、噪音
维修要领：查抄改换主轴轴承轴承磨耗严重会直接影响加工工件的尺寸精度和工件外貌光洁度调整轴承间隙调整垫的厚度，使主轴的轴向跳动和径向跳动达到最佳状况。２．２进给部门２．２．１导轨的效用是用来支撑和引导运动部件，按给定的标的目的做往复直线运动的在数控机床的进给传动体系中，常见的导轨般有骨碌导轨、静压导轨和滑动导轨等如果导轨呈现妨碍，主要
机械与设备
数控机床机械部分的故障诊断及维修
赵宏轩广进
（中捷机床有限公司技术部）
【摘要】随着数控机床的技术不断改进，机械结构设计的不
寸不稳定。
断创新，数控机床的机械部分较为复杂，包括主轴部门、进给部门等。本文着重对这两大部分的故障情况和维修要领进行了介绍。
提高运动精度；
（３）贴塑导轨要包管贴塑杰出，无破损；（４）导轨与导轨之间的间隙不能存有赃物，必须要有杰出的防护装配；（５）静压导轨应有一套过淋成效杰出的供油体系；（６）定时、定量、精确、的给每个运动部位润滑杰出。２．２．２丝杠传动，数控机床基本上都接纳了滚珠丝杠传动，在进给部门，滚珠丝杠的刚性、安装质量和丝杠与丝母的间隙直接影响活塞加工的精度与尺寸，选择合适的滚珠丝杠，调整消除传动间隙可以容或减少产品加工的误差常见的机械妨碍有轴向间隙过大、丝杠转动有沉点等。维修要领：（１）轴向间隙过大查抄调整丝杠的轴向间隙，丝杠两真个支撑轴承是否杰出，调整轴承预紧螺母，使丝杠的轴向间隙在０．０１ａｒｍ以内，包管传动精度对于滚珠丝杠螺距的累积误差，凡是接纳间隙赔偿的办法举行螺距赔偿。（２）丝杠转动有沉点：查抄丝杠支撑和床身连接是否松动和丝杠支撑轴承是否损坏，定期清洗滚珠丝杠上的费旧油脂和杂物切屑。（３）测量丝杠与传动机电主轴的同轴度是否及格，制止过分的弯曲负载，最好使用柔性联轴器。（４）每天定时定量做好杰出的润滑是包管滚珠丝杠精度的维护办法。２．２．３扭转刀库的品类不外乎有两类，一类是机械传动，一类是液压传动，液压传动体式格局，即接纳液压马达、电磁阀、流量控制阀等来驱动刀库的运转。液压压力的稳定和换向阀的灵敏是液压刀库正常运作强有力的保证。机械传动刀库是路程经过过程机电扭转，经联轴器动员蜗轮蜗杆扭转，使聚散盘转动动员刀库，扭转刀库一般呈现的机械障碍是刀库扭转不到位、刀库不转动等。

数控机床故障诊断及维修

精选文档数控机床故障诊疗与维修实训报告系别：班级：姓名：学号：实训时间：.精选文档实训内容项目一主轴传动系统的故障维修与养护任务一变频主轴常有故障维修与养护任务二伺服主轴常有故障与养护项目二进给传动系统的故障维修与养护任务一超程故障维修任务二进给系统电气故障维修项目三数控系统的故障维修与养护任务一数据传输与备份任务二机床没法回参照点故障维修任务三参数设置项目四数控机床电气控制故障维修与养护任务一数控车床电气故障清除与养护项目五数控机床的安装与调试任务一滚珠丝杆的安装与调试任务二编码器的安装任务三数控机床性能调试.精选文档项目一主轴传动系统的故障维修与养护一实训目的认识变频主轴的构成熟习主轴的机械机构及变频器的接线，主要参数意义及设置方法能够进行变频主轴常有故障维修二实训设施THWLBF-1型数控车床维修技术实训查核装置图1-1THWLBF-1型数控车床维修技术实训查核装置本装置由数控车床系统交流伺服模块、变频调速模块、冷却控制模块、刀架控制模块、变压器、网孔板、其余协助功能模块和十字滑台等构成，经过此设施进行项目训练，能查验学生的团队协作能力，计划组织能力、交流交流能力、职业修养和安全意识等。

.精选文档三变频主轴常有故障维修与养护1．变频器的功能、连结与调试1）变频器操作面板说明图1-2变频器操作面板2）端子接线操作说明图1-3变频器接线端子图3）参数设置方法.精选文档（1）恢复参数为出厂值设置步骤操作显示1电源接通时显示的监督器画面2按PU键，进入PU运转模式PU显示灯亮EXT3按MODE键，进入参数设定模式P04旋转旋钮，将参数编号设定为ALLC ALLC5按SET键，读取目前的设定值。

06旋转旋钮，将值设定为117按SET键确立闪耀（2）改正参数的设定值设置步骤操作显示电源接通时显示的监督器画面0．00PU按EXT键，进入PU运转模式PU显示灯亮按MODE键，进入参数设定模式P0旋转旋钮，将参数编号设定为P1P1按SET键，读取目前的设定值。

数控机床故障诊断与维修教案

数控机床故障诊断与维修第一章：数控机床概述1.1 课程简介本章主要介绍数控机床的基本概念、分类、特点和应用范围。

使学生了解数控机床的发展历程，掌握数控机床的基本组成和原理，为后续故障诊断与维修课程打下基础。

1.2 教学目标了解数控机床的基本概念和分类掌握数控机床的特点和应用范围掌握数控机床的基本组成和原理1.3 教学内容1.3.1 数控机床的基本概念和分类数控机床的定义数控机床的分类1.3.2 数控机床的特点和应用范围数控机床的特点数控机床的应用范围1.3.3 数控机床的基本组成和原理数控机床的基本组成数控机床的工作原理1.4 教学方法讲授法案例分析法1.5 教学评价课堂问答课后作业第二章：数控机床故障诊断与维修基本原理2.1 课程简介本章主要介绍数控机床故障诊断与维修的基本原理，包括故障诊断的方法、故障类型及维修策略。

使学生掌握故障诊断与维修的基本思路，提高数控机床的维护能力。

2.2 教学目标掌握数控机床故障诊断与维修的基本原理了解故障诊断的方法掌握故障类型及维修策略2.3 教学内容2.3.1 数控机床故障诊断与维修的基本原理故障诊断与维修的意义故障诊断与维修的基本原理2.3.2 故障诊断的方法直观诊断法参数诊断法信号诊断法2.3.3 故障类型及维修策略故障类型维修策略2.4 教学方法讲授法案例分析法讨论法2.5 教学评价课堂问答课后作业小组讨论第三章：数控机床电气系统故障诊断与维修3.1 课程简介本章主要介绍数控机床电气系统故障诊断与维修的方法和技巧。

使学生掌握电气系统故障诊断与维修的基本流程，提高数控机床电气系统维修能力。

3.2 教学目标掌握数控机床电气系统故障诊断与维修的方法和技巧熟悉电气系统故障诊断与维修的基本流程3.3 教学内容3.3.1 数控机床电气系统故障诊断与维修方法故障诊断与维修的一般方法电气系统故障诊断与维修的特殊方法3.3.2 电气系统故障诊断与维修的基本流程故障诊断与维修的准备工作故障诊断与维修的实施步骤故障诊断与维修的注意事项3.4 教学方法讲授法案例分析法实践操作法3.5 教学评价课堂问答课后作业实践操作评分第四章：数控机床机械系统故障诊断与维修4.1 课程简介本章主要介绍数控机床机械系统故障诊断与维修的方法和技巧。

数控机床故障诊断与维修方法(PPT35页)

如果不转动，则要去检查主电路，可以通过用万用表的电压法去测量。如是急停开关已搂下引起的即弹开急停开关即可。
数控机床故障诊断与维修方法一般由于工作电压偏低或偏高；
数控系统通电后，系统自诊断软件会对系统最关键的硬件和控制软件检查，如CPU ，RAM，ROM等芯片，I/O口及监控软件，如果正常，将进入正常操作界面。数控机床故障诊断与维护特点和必要性数控机床故障诊断与维修方法分析在查维修手册该报警为CPU 处理出错。是可能出现上述故障的.
故障排出
• 可通过强压交流接触器的衔铁，观察刀架是否转动。如果转动，则主电路没有问题。
• 如果不转动，则要去检查主电路，可以通过用万用表的电压法去测量。
• 也可以通过观察直流继电器，在接受信号时，指示灯是否会亮，如果不亮，则直流继电器无法接受到系统的信号。此时可去测量该信号线的通断或是否松焊。
电气故障排出方法
• 一般来说，正常使用的数控机床，不会出现很大的电气故障。当出现故障时，系统或变频器、伺服驱动器都会有对应的提示，此时我们可以参考系统说明书，变频器的说明和伺服驱动的说明书，找到对应的报警信息，做到有针对性的排出故障。
以下为数控机床的常用的故障诊断方法
• 第一节故障诊断的常用方法
电气故障
• 电气故障是指电气控制系统出现的故障，主要包括数控装置、PLC控制器、伺服单元、 CRT显示器、电源模块、机床控制元件以及检测开关的故障等。这部分的故障是数控机床的常见故障，应该引起足够的重视。
• 我们重点来讲解电气故障。
电气故障的排出方法
为了更好地排出电气故障，我们最好能够理解数控机床是如何进行电气线路安装的，能够分析其电气原理图，这样对故障排出很有帮助。

数控机床典型故障诊断与维修

数控机床典型故障诊断与维修一、数控机床常见故障及其原因1. 通讯故障通讯故障是数控机床中比较常见的故障之一。

通讯故障的主要原因包括通讯电缆连接不良、通讯软件设置错误、通讯卡故障等。

这些原因导致的通讯故障会导致数控机床无法正常与上位机进行通讯，从而影响数控机床的工作效率。

2. 电气故障电气故障是数控机床常见的故障之一，主要原因包括电气元件老化、电气接线错误、电气元件损坏等。

电气故障会影响数控机床的正常电气供电，导致数控机床无法正常工作。

3. 传感器故障数控机床中的传感器故障也比较常见，主要原因包括传感器损坏、传感器灵敏度调整不当、传感器连接错误等。

传感器故障会导致数控机床无法准确感知工件位置或运动状态，从而影响数控机床的加工精度。

4. 润滑系统故障润滑系统故障是数控机床常见的故障之一，主要原因包括润滑油不足、润滑系统堵塞、润滑泵故障等。

润滑系统故障会导致数控机床在运行过程中出现摩擦增大、温升过高等问题，影响数控机床的工作效率和使用寿命。

5. 机械传动系统故障二、数控机床故障诊断方法硬件故障诊断是数控机床故障诊断的重要内容之一。

硬件故障诊断主要通过检查、测量、比对数控机床的各个硬件部件来发现故障原因。

比如通过检查通讯电缆连接状态、检测传感器输出信号、测量电气元件的电压电流等方法来诊断数控机床的硬件故障。

3. 综合故障诊断综合故障诊断是数控机床故障诊断的综合性方法，主要通过对数控机床的硬件、软件以及工艺加工情况进行综合分析，找出故障的根本原因。

综合故障诊断需要运用多种故障诊断方法，结合数控机床的实际工作情况进行综合分析，以确保找出故障的准确原因。

硬件故障维修是数控机床故障维修的重要内容之一。

硬件故障维修主要通过更换损坏的硬件部件、重新连接电气接线、调整机械传动系统等方法来修复数控机床的硬件故障。

数控机床故障诊断与维修是数控机床维护管理工作的重要内容，对于保证数控机床的正常工作、提高数控机床的使用寿命具有重要意义。

数控机床典型故障诊断与维修

数控机床典型故障诊断与维修一、数控机床典型故障1. 伺服电机故障：伺服电机是数控机床的主要驱动元件，如伺服电机出现故障，会导致机床无法正常工作。

常见的伺服电机故障包括：电机运行异常、电机发热、电机无法正常启动等。

2. 数控系统故障：数控系统是数控机床的核心，一旦出现故障，会导致整个数控机床无法正常工作。

常见的数控系统故障包括：程序执行错误、操作界面死机、通讯故障等。

3. 传感器故障：传感器在数控机床中起着重要的作用，它能够感知机床状态并将信息反馈到数控系统。

常见的传感器故障包括：传感器信号异常、传感器损坏等。

4. 润滑系统故障：数控机床在工作过程中需要进行润滑，以减少摩擦、降低磨损。

润滑系统故障会导致机床零部件磨损加剧，影响加工精度和机床寿命。

5. 电气元件故障：数控机床中包含大量的电气元件，如断路器、接触器、继电器等。

这些元件一旦出现故障，会直接影响机床的正常运行。

1. 故障现象分析：当数控机床出现故障时，首先要对故障现象进行分析。

包括故障出现的时间、频率、程度等方面，有助于确定故障的性质和范围。

2. 信息收集：通过观察、询问、检测等方式，收集与故障相关的信息，包括数控系统显示的报警信息、机床运行时的异常声音、异味等。

3. 故障检测：根据故障现象和信息收集的结果，对机床进行检测，包括物理检测和电气检测。

物理检测可以发现机床结构的故障，电气检测可以发现电气元件的故障。

4. 故障定位：通过检测结果，确定故障发生的位置和原因，例如伺服电机故障、数控系统故障、传感器故障等。

5. 分析解决方案：根据故障定位结果，分析可能的解决方案，并进行相应的维修或调整。

1. 伺服电机维修：伺服电机故障通常需要专业的维修人员进行处理，首先要对电机进行检测和分析，确定故障原因，然后进行修复或更换。

2. 数控系统维修：数控系统故障可能是软件问题或硬件问题，软件问题可以通过重新设置参数、升级或更换软件来解决，硬件问题则需要更换故障部件。

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所谓“工艺复合化”，简单地说就是“一次装夹，多工序加工”。而“功能集成化”则是指工件的自动定位，机内对刀，刀具破损监控，机床与工作精度检测和补偿等功能。
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项目一数控机床的机械知识概述

三、数控机床机械结构的主要特点和要求
1.高静、动刚度机床的刚度是指在切削力和其他力的作用下，反抗变形的
项目一数控机床的机械知识概述

一、常见数控机床类型
1.数控车床 (1)普通数控车床。普通数控车床是机械制造业拥有量较多
的一种车床，通常称之为经济型数控车床，图3-1为CK6140
经济型数控车床外形图。
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项目一数控机床的机械知识概述

(2)全机能数控车床。图3-2所示为45°倾斜床身的数控车床 (去掉外壳等零部件)，具有回轮式刀塔，使用滚动导轨支承刀塔溜板，通常称之为全机能数控车床。 (3)车削加工中心。车削加工中心是性能最好的数控车床，
需要。
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项目一数控机床的机械知识概述

数控机床不仅要求有很高的加工精度、加工效率以及稳定的加工质量，而且还要求加工时能工序集中，一机多用，这就要求数控机床的机械结构不仅要有较好的刚度和抗振性，还要尽量减少热变形和运动部件的摩擦产生温差引起的热负
载。数控机床要充分满足工艺复合化和功能集成化的要求。
气动、润滑、冷却以及防护、排屑等装置。
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项目一数控机床的机械知识概述

(5)刀库、刀架及自动换刀装置。 (6)自动托盘交换装置。 (7)实现工作回转、分度定位的装置和附件，如回转工作台。 (8)特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检测和监控装置等。
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项目一数控机床的机械知识概述

2.数控机床的功能和性能对机械结构的影响数控机床为了体现自身的特点，在功能和性能上较普通机床有很大的增强和提高，正是由于功能和性能的变化，数控机床的机械结构在不断发展中也发生了重大变革。

数控机床是按数控系统给出的指令自动地进行加工的，与
普通机床在加工过程中需要人手动进行操作、调整的情况大不相同，这就要求数控机床的机械结构要适应自动化控制的
为扩展机床的工艺范围，其上配备有多种动力铣头(角度铣头、直角铣头和加长铣头等)，根据加工过程需要，可以自动更换。
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项目一数控机床的机械知识概述

二、数控机床机械结构的基本组成
数控机床就其机械结构的组成而言，始终是处于一个逐步发展变化的过程中。早期的数控机床主要是对普通机床的进给系统进行了革新和改造，因此，早期数控机床的外形和结构与普通机床基本相同。
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项目一数控机床的机械知识概述

强迫振动是在各种动态力(如高速回转部件的不平衡力，高速往复运动部件的换向冲击力，断续切削时变动的切削力等) 作用下被迫产生的振动。如振源频率与机床某主要部件(如主轴部件、床身)的某一振型的固有频率重合，还将发生共振。
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项目一数控机床的机械知识概述

(3)机床基础件(又称机床大件)，通常指床身、底座、立柱、滑座、工作台等，它们是整台机床的基础和框架，其功用是支承机床本体的其他零部件，并保证这些零部件在工作时或者固定在基础件上，或者在它的导轨上运动。

(4)实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、

常用作精加工使用，其床身均为倾斜结构。
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项目一数控机床的机械知识概述

2.数控镗铣床 (1)数控铣床。数控铣床为三轴控制加工机床，与数控车床不同，其主运动由定尺寸刀具完成，加工过程所需的运动轨迹由X、Y、Z三轴共同运动实现，如图3-3所示。

(2)镗铣加工中心。图3-4所示为FH4000卧式镗铣加工中心，
第3章数控机床机械结构的故障诊断与维修

项目一项目二项目三项目四项目五项目六项目七维修
数控机床的机械知识概述数控机床机械故障诊断方法主传动系统的诊断与维修进给传动系统故障的诊断及维修导轨副故障的诊断与维修液压与气动系统故障诊断及维修刀库及自动换刀装置故障诊断及
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项目一数控机床的机械知识概述

近30年来，由于计算机、自动控制、信息处理、传感器、动力元件以及新材料等技术的飞速发展，以及为适应高产率的需要，数控机床的机械结构已从初期对普通机床局部结构的改进，逐步发展到形成数控机床的独特机械结构。

1.机械结构基本组成
(1)主传动系统，其功用是实现主运动。 (2)进给系统，其功用是实现进给运动。
化进行近似计算，计算结果往往与实际相差很大，故只能作
定性分析的参考。即使采用有限元法来进行计算，通常仍需对模型、实物或类似的样机进行试验、分析和对比以确定合理的结构方案。
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项目一数控机床的机械知识概述

但一般来说，对普通机床和同类型的数控机床在刚度方面的要求是一致的，只是要求的程度应该是有差异的。数控机床为获得高效率而具有的大功率和高速度，使它所承受的各种外力负载情况更加恶劣，而且对加工过程的自动化也使得
能力。机床在静态力(如运动部件和工作的自重)作用下所表
现的刚度称为机床的静刚度，机床在动态力(如切削力、驱动力、加速和减速所引起的惯性力、摩擦阻力等)作用下所表现的刚度称为机床的动刚度。
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项目一数控机床的机械知识概述

由于机床机械结构的情况复杂，一般很难对机床的结构刚度进行精确的理论计算，设计者往往只能对部分构件(如轴、丝杠等)用计算方法求算其刚度，而对于床身、立柱、工作台等零部件的弯曲和扭转变形、接合面的接触变形等，只能简
加工误差无法由人工干预来修正和补偿。所以数控机床的变
形对加工精度的影响会更为严重。为保证数控机床在自动化、高效率的切削条件下获得稳定的高精度，其机械结构往往要求具有更高的抗振性。有标准规定数控机床的刚度系数应比类似的普通机床高50%。
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项目一数控机床的机械知识概述

2.良好的抗振性机床工作时可能产生两种形态的振动:强迫振动和自激振动。机床的抗振性指的就是机床抵抗这两种振动的能力。