数控机床第项目二（电子教案）

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1、项目二数控机床的功能部件学习任务：1.数控机床功能部件的专业化制造。2.数控机床的主运动传动部件和进给运动传动部件。3.数控回转刀架和回转工作台的加工特征及工作过程。4.数控机床的床身布局和导轨结构。5.加工中心自动换刀系统的刀库结构及自动换刀装置。6.数控机床的防护装置、排屑装置和润滑系统。7.数控机床常用的刀具及工具系统第一单元：模块一数控机床功能部件及专业化制造模块二数控机床的运动部件学习目标：1•了解功能部件是组成数控机床的基本单元。2.了解功能部件实施专业化牛产对数控机床发展的重要意义。3.了解数控机床主运动传动系统、进给运动传动系统的特点及主

2、传动系统的典型结构。4.掌握数控机床主轴常用的轴承配置形式。教学重点：1.数控机床的功能部件及其专业化制造。2.数控机床主运动传动系统的特点及变速方式。3.数控机床主轴单元。教学难点：1•数控机床主运动传动系统变速方式2.主轴轴承及配置形式。3.主轴准停装置。辅助教学：多媒体课件教学过程：模块一数控机床功能部件及专业化制造一、数控机床的功能部件主轴单元(含电主轴)、五轴联动摆头、数控系统、伺服驱动及电机、滚珠丝杠副、滚动导轨副、刀库与换刀机构、数控回转刀架、回转工作台、数控工具系统、冷却润滑系统、测量反馈以及安全防护装置等统称为数控机床的功能部件，它是数

3、控机床的重要组成部分,功能部件的性能已成为整机性能的决泄性因素。图2-1(a)所示为去掉防护装置的卧式加工中心，主轴单元、滚珠丝杠副、回转工作台、刀库和机械手及防护装置等是组成卧式加工中心的主要功能部件。图2-1(b)所示为去掉防护装置的数控车床，主轴单元、回转刀架、滚珠丝杠副、滚动导轨副及防护装置等是组成数控车床的主要功能部件。二、功能部件的专业化制造功能部件是数控机床不可缺少的重要组成部份,其本身也是高科技产品。功能部件牛产的专业化已成为国内外数控机床制造行业的普遍做法，只有实施专业化生产，才能不断提升功能部件的发展水平，为机床制造厂提供功能完善、品

4、质优良、运行可靠、结构标准化且性价比合适的选件，缩短机床新产品开发和制造周期，为数控机床的快速发展奠定坚实的基础。近儿年，我国数控机床制造业发展迅速，带动了功能部件技术水平和产品档次的提高。模块二数控机床的运动部件一、主运动传动部件1•主传动系统的特点(1)主轴转速高，输出功率大，能满足数控机床高速切削和大功率切削的需要，实现尚效率加工。(2)主轴能自动无级变速且变换迅速可靠，使切削工作始终在最佳状态下进行。(3)为实现加工屮心的刀具快速或自动装卸，主轴单元设计有刀具自动装卸、夹紧、主轴定向停止和主轴孔内的切屑清除装置。2•主传动系统的变速方式数控机床的

5、主传动系统要求有较大的调速范I韦I，以保证在加工不同材料的工件时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。目前数控机床普遍采用无级变速系统或电主轴。数控机床主传动系统主要有如图2-2所示的三种配置方式。主轴电动机图2-2数控机床主传动系统的配置方式(1)带有变速齿轮的主传动系统如图2・2(a)所示的配置方式在大、屮型数控机床屮采用较多，一部分小型数控机床也采用这种传动方式。它通过少数儿对齿轮的降速传动，使主传动系统实现分段无级变速，确保低速时输出大扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求。图2・3所示为二级齿轮变速的主传动系统，滑移齿轮轴

6、的右端与主轴电动机相连接。当滑移齿轮处于左位时，主轴转速的无级变速呈高速段分布；当滑移齿轮处于右位时，主轴转速的无级变速呈低速段分布。（2）同步带传动的主传动系统如图2-2（b）所示的同步带传动是数控机床上应用较多的一种传动结构，可以避免齿轮传动时引起的振动和噪声。同步带的传动结构如图2・4（b）所示，同步带的工作面及带轮外圆上均制成齿形。工作时,带齿与带轮的轮槽相啮合，是一种啮合传动，它综合了齿轮传动、带传动和链传动的优点。与一般带传动相比，同步带传动具有如下优点：1）齿啮合传动无相对滑动，传动比准确；2）传动效率高，可达98%以上；3）传动平稳，噪声

7、小；4）使用范围较广，速度可达50m/s,速比可达10左右，传递功率由儿瓦至数千瓦；5）维修保养方便，不需耍润滑。（3）由调速电动机直接驱动的主传动系统如图2・2（c）所示的主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但是主轴输出扭矩小，电动机发热对主轴的精度影响较大。3.主轴单元主轴单元在结构上要处理好卡盘或刀具的装夹、主轴轴承的定位和间隙调整、主轴的润滑和密封等一系列问题。对于数控镇铳床的主轴，为实现刀具的快速或自动装卸，主轴上还必须设计有刀具的自动装卸、主轴定向停止和主轴孔内的切屑清除等装置。（1）主轴及主轴前端结构数控机

8、床的主轴单元是机床的重要部件2—，它带动工件或刀具按照系统指令，执行机床的切削运