数控机床结构与设计7——数控机床的床身与导轨.
机床结构讲义
第二章 机床传动系统
第一节 机床的传动系统 为了适应工件和刀具的材料、尺寸及加工精度的变 化，并满足不同加工工序的要求，通用机床和专门 化机床的主运动和进给运动速度需要在一定范围内 变化。根据速度调节变化的特点，机床的传动可分 为无级变速传动和有级变速传动两种。无级变速传 动的速度变换是连续的，即在一定范围内可以调节 到需要的任意速度；有级变速传动的速度是不连续 的，即在一定范围内只能调节到有限的若干级速度。 目前，在绝大多数的机床上，以采用机械式有级变 速传动为主，因其具有结构紧凑、工作可靠、效率 高和变速范围大等优点。
2.机床的传动原理图 为了便于研究机床的传动联系，常用一些简明的符 号把传动原理和传动线路表示出来，这就是传动原 理图。在图中仅表示与形成某一表面直接有关的运 动及其传动联系。图l -4是传动原理图经常使用的一 部分符号。其中表示执行件的符号没有统一的规定， 一般采用较直观的图形表示。为了把运动分析的理 论推广到数控机床，图中引入数控机床传动原理图 中使用的一些符号，如电的联系和脉冲发生器等。
第二节 运动参数
一、主运动参数 1、回转运动的机床，主运动参数是主轴转速。 (1) 转速与切削速度的关系是 n=1000v/πd n— 转速（r/min） V—切削速度（m/min） d—工件（或刀具）直径（mm）
(2) 最低和最高转速的确定 nmin=1000vmin/πdmax nmax=1000vmax/πdmin (3) 变速范围Rn Rn=nmax/nmin (4) 分级变速时的主轴转速数列 如某机床的分级变速机构共有Z级，分别为： n1，n2，…nj，nj+1， …，nz 其中 nj+1＝ njψ 即机床的转速应该按等比数列（几何级数）分级。其 中ψ称为公比。
第四章 数控机床的典型结构
4.1 数控机床机械结构的组成特点及要求 4、具有良好的操作、安全防护性能
方便、舒适的操作性能，是操作者普遍关心的问题。在 大部分数控机床上，刀具和工件的装卸、刀具和夹具的调整、 还需要操作者完成，机床的维修更离不开人，而且由于加工 效率的提高，数控机床的工件装卸可能比普通机床更加频繁， 因此良好的操作性能是数控机床设计时必须的问题。数控机 床是一种高度自动化的加工设备，动作复杂，高速运动部件 较多，对机床动作互锁、安全防护性能的要求也比普通机床 要高很多。同时，数控机床一般都有高压、大流量的冷却系 统，为了防止切屑、冷却液的飞溅，数控机床通常都应采用 封闭和半封闭的防护形式，增加防护性能。
4.2 数控机床的整体布局
数控车床的布局 数控车床的主轴、尾座等部件相对床身的布局形式与普通车床基本一致，而床 身结构和导轨的布局形式则发生了根本变化，这是因为其直接影响数控车床的使 用性能及机床的结构和外观所致。 数控车床的床身结构和导轨有多种形式， 主要有水平床身、倾斜床身、水平床身斜滑鞍及立床身等，其 布局形式 如图所 示 ： a ） 为平床身 、b ） 为斜床身 、 c ） 为平床身斜滑板 、 d ） 为 立床身。
4.1 数控机床机械结构的组成特点及要求
需要说明的是：
其中，机床基础件、主传动系统、进给系统以及液 压、润滑、冷却等辅助装置是构成数控机床的机床本体 的基本部件，是必须的；其他部件则按数控机床的功能 和需要选用。尽管数控机床的机床本体的基本构成与传 统的机床十分相似，但由于数控机床在功能和性能上的 要求与传统机床存在着巨大的差距，所以数控机床的机 床本体在总体布局、结构、性能上与传统机床有许多明 显的差异，出现了许多适应数控机床功能特点的完全新 颖的机械结构和部件。
机床本体是数控机床的 主体部分。是完成各种切削
数控车床结构范文
数控车床结构范文数控车床是一种使用计算机控制系统的机床，通过预先编程的方式，能够自动进行加工，并且实现极高的准确度和效率。
数控车床的结构主要包括机床床身、主轴箱、进给箱和控制系统等部分。
一、机床床身数控车床的床身是整个机床的基础，也是承载所有组件和零部件的主要结构。
床身通常由铸铁或焊接钢板制成，具有足够的刚性和稳定性，能够承受加工过程中的各种力和震动。
床身上通常有V型或者平坦的导轨，用于安装和导向主轴箱和进给箱。
二、主轴箱主轴箱是数控车床上的一个重要部件，主要用于驱动刀具和工件的相对运动。
主轴箱通常由主轴驱动装置、主轴箱壳体、主轴箱传动装置和进给机构等组成。
主轴箱壳体上安装有主轴和主轴伺服电机，主轴通过传动装置和主轴驱动装置相连，用于旋转刀具。
进给机构通常是通过主轴箱内部的螺杆、滑块和导轨等部件来实现刀具和工件的进给运动。
三、进给箱进给箱是数控车床的另一个重要部件，用于控制刀具和工件在加工过程中的进给速度和方向。
进给箱通常由进给伺服电机、进给箱壳体、进给传动装置和进给机构等部分组成。
进给伺服电机通过传动装置与进给机构相连，实现刀具和工件的进给运动。
进给箱壳体上通常装有进给选择器，用户可以通过选择器设定进给模式、进给速度和进给方向等参数。
四、控制系统控制系统是数控车床上最为重要的部分，用于实时控制和监控机床的加工过程。
控制系统通常包括机床控制器、数控软件和人机界面等部分。
机床控制器与数控软件相连，通过预先编程的方式控制数控车床的各种运动和加工参数。
人机界面通常是通过电脑显示屏和键盘等设备，用户可以通过界面输入指令、监控加工过程和调整参数等。
总结：数控车床的结构包括机床床身、主轴箱、进给箱和控制系统等部分。
机床床身是整个机床的基础，具有足够的刚性和稳定性。
主轴箱用于驱动刀具和工件的相对运动，进给箱用于控制刀具和工件的进给速度和方向。
控制系统是整个数控车床的大脑，通过预先编程的方式实现加工过程的控制和监控。
《数控机床》第2章-数控机床的机械传动结构
2.1.2 数控机床机械结构的基本要求
1．提高数控机床构件的刚度
通常，为了提高机床系统的刚度，可 以通过采用合理的机床结构布局、优化设 计机床构件的截面形状和尺寸、适当布置 筋板、采用焊接件、提高构件的局部刚度 等方法来实现。
（1）采用合理的机床结构布局。
图2.1 几种机床的布局形式
图2.1 几种机床的布局形式（续）
（2）闭环数控回转工作台。
闭环数控回转工作台的结构与开环数 控回转工作台大致相同，其区别在于闭环 数控回转工作台有转动角度的测量元件 （圆光栅或圆感应同步器）。
反馈与指令值进行比较，按闭环原理 进行工作，使数控回转工作台的分度精度 更高。
图2.33 闭环数控回转工作台
1—工作台；2—镶钢滚柱导轨；3，4—夹紧瓦；5—液压缸；6—活塞； 7—弹簧；8—钢球；9—光栅；10，11—轴承；12—蜗杆； 13—蜗轮；14，16—齿轮；15—电动机
目前准停装置主要有机械式和电气式 两种。
图2.16所示为一种利用V型槽轮定位盘 的机械式准停装置。
1—无触点开关；2—感应块；3—V型槽轮定位盘； 4—定位液压缸；5—定向滚轮；6—定向活塞 图2.16 V型槽轮定位盘准停装置
机械准停装置比较准确可靠，但结构 较复杂。
现代的数控机床一般都采用电气式主 轴准停装置，只要数控系统发出指令信号， 主轴就可以准确地定向。
图2.23所示为斜齿轮的轴向压簧调整法。
图2.23 轴向压簧调整
1，2—齿轮； 3—压力弹簧； 4—键； 5—螺母； 6—轴； 7—宽斜齿轮
2.3.2 滚珠丝杠螺母副
1．滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式
滚珠丝杠螺母副可分为内循环和外循 环两种方式。
内循环方式的滚珠在循环过程中始终 与丝杠表面保持接触。
机床数控技术：第7章 数控机床结构
7.2.1 数控车床的布局形式
床身和导轨布局
(a)为平床身，(b)为斜床身，(c)为平床身斜滑板，(d)为立床身
9
7.2.2 加工中心的布局形式
立式加工中心布局
10
卧式加工中心布局
11
7.2.2 加工中心的布局形式
立卧式加工中心
12
7.2.3 高速数控机床的布局形式
高速加工机床布局
1-X轴导轨； 2-内框； 3-主轴箱； 4-Y轴导轨 13
第7章 数控机床结构
7.1 概述 7.2 数控机床的总体布局 7.3 数控机床主传动系统 7.4 数控机床进给传动系统 7.5 数控机床导轨 7.6 自动交换刀具和自动交换工件系统 7.7 数控机床回转工作台
1
7.1 概述
随着数控技术的迅速发展，为了适应现代制造业对 生产效率、加工精度和安全环保等方面越来越高的要 求，现代数控机床的机械结构已经从初期对普通机床 的局部改进，逐步发展形成了自己独特的结构。 特别是近年来，随着电主轴、直线电动机等新技术、 新产品在数控机床上的推广应用，数控机床的机械结 构正在发生重大的变化，虚拟轴机床的出现和实用化， 使传统的机床结构面临着更严峻的挑战。
材料：以聚四氟乙烯(PTFY)为基体，通过添加
不同的填充料构成的高分子复合材料。
以环氧树脂为基体，加入MoS2，胶体石墨TiO2
等制成的抗磨涂层材料。
31
主轴的支承
图7.14 主轴的支承
32
7.3.3 主传动系统机械结构
TND360型数控车床主轴 33
7.3.3 主传动系统机械结构
数控铣镗床主轴部件
1-刀架；
2-拉钉；
3-主轴；
4-拉杆；
机床数控技术与系统第7章
脱离接触的为外循环，滚珠循环过程中与丝杠始终接触的为内循环。循 环中的滚珠叫工作滚珠，工作滚珠所走过的滚道叫工作圈数。
7.1数控车床的机械结构
7.1.1数控车床的组成与布局 7.1.2数控车床的分类 7.1.3数控车床的主传动系统 7.1.4数控车床的进给传动系统 7.1.5数控车床的工装夹具 7.1.6数控车床的刀具
7.1.1数控车床的组成与布局
1.数控车床的基本组成 数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、
在普通数控车床的基础上，增加了C轴（如图7.8所示）和动力头， 更高级的数控车床带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制 轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头， 这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外可以进行 径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔 的钻削等加工。
7.1.3数控车床的主传动系统
1.主传动系统概述 数控机床的主传动系统是指驱动主轴运动的系统，主
轴是数控机床上带动刀具和工件旋转，产生切削运动的运 动轴，它往往是数控机床上单轴功率消耗最大的运动轴。
数控车床的主传动系统一般采用直流或交流无级调速 电动机，通过皮带传动，带动主轴旋转，实现自动无级调 速及恒线速度控制。
一般用于经济型数控机床。 （2）直流伺服电机伺服进给系统
功率稳定，但因采用电刷，其磨损导致在使用中需进
7.1.4 数控车床的进给传动系统
行更换。一般用于中档数控机床。 （3）交流伺服电机伺服进给系统
应用极为普遍，主要用于中高档数控机床。 （4）直线防护要求特别高，主要用于高速机床。
数控机床的结构与设计-复习思考题-09
数控机床的结构与设计_复习思考题复习思考题1．加工中心的定义是什么?它应具有哪些功能?2．加工中心的工作原理是什么?3．加工中心的基本组成有哪几部分?4．加工中心的分类方法有哪几种。
5．JCS一018型立式加工中心的功能及结构组成是什么?6．根据图1－6说明JCS一018型立式加工中心的传动系统。
7．根据图1—8说明JCS一018型主轴部件的结构组成、功能及特点。
8．说明JCS一018型自动换刀装置的结构组成、功能及特点。
9．说明JCS一018型自动换刀的过程及PC控制器的控制过程。
10．简述JCS一018型立柱、床身、滑座及工作台的结构特点。
11．简述JCS一018型伺服进给系统的组成及传动路线。
12．说明发纳克7CM的基本组成。
13．主传动方式有哪几种?各有何特点?14．试说明加工中心的主轴结构。
15·加工中心主轴轴承有哪几种?各有何特点?各适用于什么场合?16．加工中心主轴轴承配置形式有几种?各适用什么场合?17．试述加工中心主轴轴承的配合量及其影响。
18．何谓对滚动轴承的预紧?何谓径向预紧及轴向预紧?19．主轴轴承的润滑方式有哪几种?各有何特点?20．试述加工中心刀具自动夹紧装置的组成及夹紧与松开的动作。
21．试述主轴定向的原理及定向的方式。
22．主轴电动机有何特点?23．试述伺服电机与进给丝杠的联接方法。
24．消除齿隙的方法有哪几种?各有何特点?25．滚珠丝杠螺母副的工作原理及特点是什么?何为内循环和外循环方式? 26．试述滚珠丝杠螺母副消除间隙及预加载荷的方法。
27．试述静压蜗杆蜗母条传动副工作原理。
28．何谓磁力丝杠螺母副?它有什么优点?29．简述丝杠专用角接触球轴承的特点及配置。
30．何谓分度工作台和数控转台?试举例说明。
31．何谓塑料滑动导轨?何谓滚动导轨?各有何特点?32．自动换刀装置有哪几种形式?各有何特点?33．刀库有哪几种形式?各适用于什么场合?34．刀具交换装置有哪几种?35．刀具的选择方式有几种?各适用何种场合?36．简述机械手类型、特点及适应范围。
数控机床结构结构图
冷却润滑技术（冷却
轨
数控机床导轨的类型与特点 滚动导轨
静压导轨
数控机床自动排 屑装置
平面链式排屑装置 刮板式排屑装置 螺旋式排屑装置 磁性排屑器
摩擦阻力小
位置检测装置
位置检测装置的要求（4点） 数字式与模拟式
的要求与类型
位置检测装置的分类（）
增量式与绝对式
数控机床
直接测量与间接测量
数 控 机
位置检测 装置
概述
加工中心特点
加工精度高
适应性强 生产效率高 经济效益好 劳动强度低，工作条件好
1.基础部件
有利于生产管理的现代化 2.主轴组件
加工中心的 基本构成
3.控制系统
4.伺服系统
5.自动换刀装置 6.自动托盘更换系统
7.辅助系统
加 工 中
加工中心 的分类
按加工范围分类
车削、钻削、镗铣、磨削、电火花
按加工中心的布局方式分类
极间介质的消电离 绝缘作用
电火花加
数 工概述
工作液介 质的作用
压缩放电通道的作用 高压作用
冷却作用 消电离作用
控
脉冲电源
数控电切削加 间隙自动调整装置
电
工设备组成
机床本体 工作液及其循环系统
加
数控系统
数控电火花成型机床
工 机 床
数控电火花 成型机床
数控电切削加工设备类型 数控线切割机床
机床的结构形式
数控工
机床热变形控制与补偿
机床的主要构成
1.床身 2.砂轮架座 3.砂轮主轴部件 4.纵向工作台 5.操纵台 6.液压系统 7.冷却和吸雾系统 8.机床密封罩
具磨床
主要技术参数 机床的运动及机床坐标系的建立