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、特点及要求一、数控机床机械结构的主要组成数控机床的机床本体组成部分：1）主传动系统。2）进给传动系统。3）机床基础件。（床身、底座、立柱、滑座、工作台等）4）实现某些部件动作和某些辅助功能的装置。（液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等）4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求5）实现工件回转、分度定位的装置和附件。（圆工作台、分度头）6）刀库、刀架和自动换刀装置。7）自动托盘交换装置8）特殊功能装置。（刀具破损检测、精度检测、监控装置）4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求二、数控机床机械结构的主要特点1、结构简单、操作方便、自动化程度高2、广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品3、具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件4、对机械结构、零部件的要求高4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求三、数控机床对机械结构的基本要求1、提高机床结构的静刚度提高静刚度的措施如下：（1）基础件采用合理的截面形状和尺寸，以及筋板结构4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求（2）采用合理的结构布局，改善机床的受力状态，提高机床的静刚度4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求（3）补偿有关零、部件的静力变形4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求（4）提高机床各部件的接触刚度（5）采用钢板焊接结构4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求2、提高机床结构的抗振性受迫振动、自激振动受迫振动是在各种动态力作用下被迫产生的振动。自激振动是在没有外加动态力的情况下，由切削过程自身所激发的振动。提高机床的抗振性：提高静刚度、固有频率、增加阻尼三个方面。4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求固有频率（1）基础件内腔充填泥芯、混凝土等阻尼材料mKn/4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求（2）表面采用阻尼涂层（3）采用新材料制造基础件（人造花岗石）（4）充分利用结合面间的阻尼4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求3、减小机床的热变形（1）改进机床的布局1）热对称结构2）预拉伸的滚珠丝杠结构3）在机床布局时，尽量减小热变形的影响（2）控制温升（3）采用热变形调节元件4-1数控机床机械结构的组成、特点及要求4、改善运动导轨副的摩擦特性4-2数控机床的整体布局一、数控车床常见布局形式4-2数控机床的整体布局二、加工中心常见布局形式1、卧式加工中心的常见布局形式2、立式加工中心的常见布局形式4-2数控机床的整体布局三、高速数控机床的布局形式4-2数控机床的整体布局四、并联运动机床的布局形式4-3数控机床的导轨一、数控机床对导轨的基本要求1、向精度高导向精度是指运动导轨沿支承导轨运动时，直线运动导轨的直线性及圆周运动导轨的真圆性，以及导轨同其它运动件之间相互位置的准确性。影响导向精度的主要因素有：导轨的几何精度、导轨的接触精度及导轨的结构形式、导轨和基础件结构刚度和热变形，动压导轨和静压导轨之间油膜的刚度，以及导轨的装配质量等。4-3数控机床的导轨（2）精度保持性好精度保持性是指导轨能否长期保持原始精度。（3）足够的刚度导轨的刚度是机床工作质量的重要指标，它表示导轨在承受动静载荷下抵抗变形的能力，若刚度不足，则直接影响部件之间的相对位置精度和导向精度，加重导轨的磨损。（4）良好的摩擦特性摩擦系数小；动、静摩擦系数接近；耐磨。4-3数控机床的导轨二、数控机床导轨的种类与特点按导轨的工作性质分为：主运动导轨和进给运动导轨；按运动轨迹可分为：直线运动导轨和圆周运动导轨；按受力情况可分为开式导轨和闭式导轨。按摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。4-3数控机床的导轨1、滑动导轨结构简单、制造方便、刚度好、抗振性好。分为普通滑动导轨和塑料（贴塑）导轨。2、滚动导轨灵敏度高、定位精度高、摩擦阻力小、抗振性较差、对防护要求高。分为滚珠导轨、滚柱导轨、滚针导轨。直线导轨。3、静压导轨4-3数控机床的导轨三、塑料滑动导轨1、滑动导轨的结构4-3数控机床的导轨2、滑动导轨的材料（1）聚四氟乙烯导轨软带（贴塑导轨）1）摩擦特性好2）耐磨性好3）减振性好4）工艺性好4-3数控机床的导轨4-3数控机床的导轨4-3数控机床的导轨（2）环氧型耐磨涂层（注塑导轨）环氧树脂和二硫化钼，增塑剂一组，固化剂一组。4-3数控机床的导轨四、滚动导轨在导轨之间增加滚动体。滚动导轨快、直线滚动导轨。（1）滚动导轨块4-3数控机床的导轨（2）直线导轨4-3数控机床的导轨4-3数控机床的导轨滚动直线导轨的特点1）动静摩擦力之差很小，灵敏性很好，驱动信号与机械动作间的滞后时间短，有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。2）可以使驱动电动机的功率大幅度下降。3）适合于高速、高精度加工的机床，它的瞬时速度可以比滑动导轨提高10倍。4）可以实现无间隙运动，提高进给系统的运动精度。4-3数控机床的导轨5）滚动导轨成对使用，有“误差均化的效应”，从而降低基础件的加工精度要求。6）接触应力小，承载能力比开式导轨高。7）导轨表面耐磨，内部具有很好的任性。8）滚动导轨对安装面的要求较低。4-3数控机床的导轨4-3数控机床的导轨4-3数控机床的导轨五、静压导轨六、导轨的润滑和防护4-4数控机床的自动换刀装置一、自动换刀装置的类型回转刀架、转塔式换刀、带刀库换刀。1、数控车床回转刀架装置4-4数控机床的自动换刀装置2、转塔式自动换刀装置4-4数控机床的自动换刀装置3、车削中心的动力刀架4-4数控机床的自动换刀装置4、带刀库式自动换刀装置刀库和换刀装置组成。分为无机械手换刀。机械手换刀。（1）无机械手换刀（2）机械手换刀4-4数控机床的自动换刀装置二、刀库的类型1、刀库类型（1）鼓轮式刀库（2）链式刀库2、刀库容量4-4数控机床的自动换刀装置三、换刀时的自动选刀1、顺序选刀4-4数控机床的自动换刀装置2、任意选刀（软件选刀）（1）自动换刀控制和刀号数据表4-5数控机床的回转工作台一、分度工作台4-5数控机床的回转工作台1、鼠牙盘式分度工作台组成：工作台底座、夹紧液压缸、分度液压缸、鼠牙盘。工作过程。特点：定位刚度好，重复定位精度高。鼠齿盘制造精度要求高，且不能任意分度。4-5数控机床的回转工作台2、定位销式分度工作台4-5数控机床的回转工作台二、数控回转工作台4-5数控机床的回转工作台4-5数控机床的回转工作台