第8章 数控机床的机械结构与装置

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1、主要内容主要内容数控机床机械结构的特点和基本要求数控机床的主传动系统数控机床的进给传动系统数控机床的自动换刀装置数控机床的导轨数控机床的辅助装置主传动系统主要内容自动换进给传动系统刀装置机床基础件自动托盘交换装置数控机床的机械结构包括：主要内容机床的床身、立柱和导轨工作台主轴部件进给系统刀架和刀库自动换刀装置其他辅助装置8.1概述8.1.1数控机床机械结构的特点1)结构简单、操作方便、自动化程度高主要内容主轴箱、进给箱结构简单；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；不需手柄等操作机构；.

2、.....2)广泛采用高效、无间隙传动装置滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨8.1.1数控机床机械结构的特点3)具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件主要内容工艺复合化、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、立卧转换等。4)对机械结构、零部件要求高（刚度、功率、精度……）高速、高精度、高效无人化、工艺复合、功能集成开机时间长、工作负载增加、粗精合一8.1.2对机械结构的基本要求:采用合理的机床结构和布局优化设计构件的截面形状和

3、尺寸1.刚度高合理选择和布置筋板提高构件的局部刚度采用焊接结构减小机床的内部振源2.抗振性好提高静刚度提高阻尼比控制热源和发热量3.热变形小加强冷却散热改进机床布局和结构设计提高静刚度的措施基础大件采用封闭整体箱形结构合理布置加强筋对主要内容提高部件之间的接触刚度机械结构的基本要封闭整体箱形结构求纵向隔板——主要提高抗弯刚度横向隔板——主要提高抗扭刚度对主要内容斜向隔板——兼有提高抗弯刚度机、抗扭刚度的效果械结构的基本要求提高动刚度的措施改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料）床身表面喷涂阻

4、尼涂层充分利用结合面的摩擦阻尼采用新材料，提高抗震性（混凝土聚合物）人造大理石床身提高抗振性措施——增加阻尼内封泥沙主要内容实心混凝土底座减小热变形措施——对机床热源进行强制冷却冷却风管主要内容主轴减小热变形措施——采用热对称结构主要内容热对称结构立柱减小热变形措施——采用热变形补偿装置采用热变形补偿装置减小热变形提高刚度并减小热变形措施——改进机床布局数控铣床常见布局水平床身数主要内容控铣床常见布局倾斜床身主要内容立式数控车床数控铣床常见布局立式数控铣床主要内容数主要内容控铣床常卧式数控铣床见布局数主要内容控

5、铣床常见布局龙门数控铣床数主要内容固定立柱立式加工中心控铣床常见布局数主要内容控铣床滑枕立式加工中心常见布局数主要内容控铣床O形整体床身立式加工中心常见布局数主要内容移动立柱卧式加工中心控铣床常见布局数主要内容控铣床常见布局移动立柱卧式加工中心主要内容快走丝电火花线切割机床主要内容垂直慢走丝电火花线切割机床水平慢走丝电火花线切割机床8.2数控机床的主传动系统1.主传动系统作用主要内容产生主切削力2.对主传动系统的要求1)足够的转速范围2)足够的功率和扭矩3)各零部件应具有足够的精度、强度、刚度和抗振性4)噪声低、运

6、行平稳8.2数控机床的主传动系统主要内容3.主传动的变速方式1)采用变速齿轮传动2)采用同步齿形带传动3)采用主轴电机直接驱动（一体化主轴，电主轴）8.2数控机床的主传动系统1）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。主要内容滑移齿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8.2数控机床的主传动系统例：TND360型数控车床主要内容作用：慢速对刀和手动调整机床两级齿轮变速液压拔叉实现齿轮滑移8.2数控机床的主传动系统2）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和

7、噪声，但它只适用于低扭矩特性要求的主轴。常用带：多楔带、同步带主轴脉冲编码器主轴主轴电机同步齿形带8.2数控机床的主传动系统例：JCS-018型立式加工中心8.2数控机床的主传动系统多楔带兼有v带和平带的优点，既有平带柔软、强韧的特点，又有v带紧凑、高效等优点。主要内容8.2数控机床的主传动系统同步带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，适用于大中心主要内容距传递，而且又具有齿轮传动和链传动的特点，能够保证准确的传动比。梯形齿同步带圆弧齿同步带8.2数控机床的主传动系统3）电主轴：

8、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、速度检测主要内容元件。空心轴转子，既是电机的转子，也是主轴。定子转子主轴电机直接驱动8.2数控机床的主传动系统主要内容电主轴8.2数控机床的主传动系统主要内容8.2数控机床的主传动系统主要内容8.2数控机床的主传动系统主要内容优点：主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，可提高启动、停止