數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)

1、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容概述概述數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺第四章第四章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容導(dǎo)軌導(dǎo)軌4.1 4.1 概述概述CNC機(jī)機(jī)械械結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)組組成成輔助裝置輔助裝置床身床身立柱立柱主主軸軸部部件件進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)工作臺工作臺刀架和刀庫刀架和刀庫自動換刀裝置自動換刀裝置2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容機(jī)機(jī)械械結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的

2、的主主要要特特點點1)1)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自動化程度高結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自動化程度高 主軸箱、進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)簡單；主軸箱、進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)簡單； 電機(jī)直接連主軸、滾珠絲杠；電機(jī)直接連主軸、滾珠絲杠； 采用直線電機(jī)、電主軸則不需絲杠、主軸箱；采用直線電機(jī)、電主軸則不需絲杠、主軸箱； 不需手柄等操作機(jī)構(gòu)；不需手柄等操作機(jī)構(gòu)； 2)2)廣泛采用高效、無間隙傳動裝置廣泛采用高效、無間隙傳動裝置 滾珠絲杠副、塑料滑動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、滾珠絲杠副、塑料滑動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、直線滾動導(dǎo)軌等高效執(zhí)行部件，減小摩擦力，直線滾動導(dǎo)軌等高效執(zhí)行部件，減小摩擦力，提高傳動效率。提高傳動效率。4.1 4.1 概述概述CNC3數(shù)

3、控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容3)3)具有適應(yīng)無人化、柔性化加工的特殊部件具有適應(yīng)無人化、柔性化加工的特殊部件工藝復(fù)合化、功能集成化工藝復(fù)合化、功能集成化自動換刀裝置、動力刀架、自動排屑裝置、自動潤自動換刀裝置、動力刀架、自動排屑裝置、自動潤滑裝置、自動工作臺交換裝置、自動裝卸、自動對滑裝置、自動工作臺交換裝置、自動裝卸、自動對刀、破損檢測、立臥轉(zhuǎn)換等。刀、破損檢測、立臥轉(zhuǎn)換等。4)4)對機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件要求高（剛度、功率、精度對機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件要求高（剛度、功率、精度和抗振性）和抗振性） 高速、高精度、高效高速、高精度、高效 無人化、工藝復(fù)合、功能集成無人化、工藝復(fù)合、功能集成 開機(jī)

4、時間長、工作負(fù)載增加、粗精合一開機(jī)時間長、工作負(fù)載增加、粗精合一4.1 4.1 概述概述CNC4數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容對機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求對機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求: 較高的靜、動剛度和良好的抗振性較高的靜、動剛度和良好的抗振性 良好的熱穩(wěn)定性良好的熱穩(wěn)定性 較高的運動精度和低速穩(wěn)定性較高的運動精度和低速穩(wěn)定性 良好的操作、安全防護(hù)措施良好的操作、安全防護(hù)措施4.1 4.1 概述概述CNC5數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容提高數(shù)控機(jī)床性能的措施提高數(shù)控機(jī)床性能的措施:合理選擇數(shù)控機(jī)床的總體布局合理選擇數(shù)控機(jī)床的總體布局 提高結(jié)構(gòu)件的剛度提高結(jié)構(gòu)件的剛度 提高機(jī)床抗振性提高機(jī)

5、床抗振性 改善機(jī)床的熱變形改善機(jī)床的熱變形 保證運動的精度和穩(wěn)定性保證運動的精度和穩(wěn)定性 4.1 4.1 概述概述CNC6數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床大都采用機(jī)、電、液、氣一體化布局，全封閉或半封閉防護(hù)，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，易于操作及實現(xiàn)自動化。4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總體布局CNC7數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控車床常用的布局型式有平床身、斜床身和立式床身這三種 4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總體布局CNC4.2.1 4.2.1 數(shù)控車床常見布置型式數(shù)控車床常見布置型式8數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容 數(shù)控車床水平床身CNC平床身平床身:

6、: 經(jīng)濟(jì)型、普及型數(shù)控車床以及數(shù)控化改造的車床經(jīng)濟(jì)型、普及型數(shù)控車床以及數(shù)控化改造的車床 4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總體布局4.2.1 4.2.1 數(shù)控車床常見布置型式數(shù)控車床常見布置型式9數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容數(shù)數(shù)控控銑銑床床常常見見布布局局?jǐn)?shù)控車床數(shù)控車床傾斜床身傾斜床身CNC斜床身斜床身 性能要求較高的中、小規(guī)格數(shù)控車床性能要求較高的中、小規(guī)格數(shù)控車床4.2.1 4.2.1 數(shù)控車床常見布置型式數(shù)控車床常見布置型式4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總體布局10數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容立式數(shù)控車床立式數(shù)控車床CNC立式床身立式床身 大型

7、數(shù)控車床或精密數(shù)控車床大型數(shù)控車床或精密數(shù)控車床 4.2.1 4.2.1 數(shù)控車床常見布置型式數(shù)控車床常見布置型式4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總體布局11數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容CNC4.2.2 4.2.2 臥式數(shù)控鏜銑床臥式數(shù)控鏜銑床( (臥式加工中心臥式加工中心) )的布局型式的布局型式 種類較多，主要區(qū)別在于立柱的結(jié)構(gòu)型式和種類較多，主要區(qū)別在于立柱的結(jié)構(gòu)型式和x、z坐標(biāo)軸的移動方式上坐標(biāo)軸的移動方式上(y軸移動方式無區(qū)別軸移動方式無區(qū)別)。常用的。常用的立柱有單立柱和框架結(jié)構(gòu)雙立柱兩種型式立柱有單立柱和框架結(jié)構(gòu)雙立柱兩種型式 4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局

8、數(shù)控機(jī)床總體布局12數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容CNC4.2.2 4.2.2 臥式數(shù)控鏜銑床臥式數(shù)控鏜銑床( (臥式加工中心臥式加工中心) )的布局型式的布局型式臥式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床移動立柱臥式加工中心移動立柱臥式加工中心4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總體布局13數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容CNC4.2.2 4.2.2 臥式數(shù)控鏜銑床臥式數(shù)控鏜銑床( (臥式加工中心臥式加工中心) )的布局型式的布局型式臥式加工中心雙交換工作臺臥式加工中心雙交換工作臺4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總體布局14數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.2.3 4.2

9、.3 立式數(shù)控鏜銑床立式數(shù)控鏜銑床( (立式加工中心立式加工中心) )的布局型式的布局型式與臥式數(shù)控鏜銑床類似與臥式數(shù)控鏜銑床類似 4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總體布局15數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容數(shù)數(shù)控控銑銑床床常常見見布布局局立式數(shù)控銑床立式數(shù)控銑床CNC4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總體布局龍門數(shù)控銑床龍門數(shù)控銑床4.2.3 4.2.3 立式數(shù)控鏜銑床立式數(shù)控鏜銑床( (立式加工中心立式加工中心) )的布局型式的布局型式16數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)O O形整體床身立式形整體床身立式加工中心加工中心CNC4.2 4.2 數(shù)控機(jī)床總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床總

10、體布局4.2.3 4.2.3 立式數(shù)控鏜銑立式數(shù)控鏜銑床床( (立式加工中心立式加工中心) )的的布局型式布局型式17數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)對對機(jī)機(jī)械械結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的基基本本要要求求CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)必須通過變速，才能使主軸獲數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)必須通過變速，才能使主軸獲得不同的轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同的加工要求。在變速的同時，得不同的轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)不同的加工要求。在變速的同時，還能傳遞一定的功率和足夠的扭矩，滿足切削的需要。還能傳遞一定的功率和足夠的扭矩，滿足切削的需要。 主傳動的基本要求和變速方式主傳動的基本要求和變速方式 主

11、傳動系統(tǒng)的基本要求主傳動系統(tǒng)的基本要求 ： 能夠自動實現(xiàn)無級變速能夠自動實現(xiàn)無級變速 具有足夠高的轉(zhuǎn)速和足夠大的功率具有足夠高的轉(zhuǎn)速和足夠大的功率 主傳動系統(tǒng)應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)，減少傳動件主傳動系統(tǒng)應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)，減少傳動件 具有安裝刀具和刀具交換所需的自動夾緊裝置具有安裝刀具和刀具交換所需的自動夾緊裝置 安裝位置檢測裝置，以便實現(xiàn)對主軸位置的控制安裝位置檢測裝置，以便實現(xiàn)對主軸位置的控制 18數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 主傳動的無級變速的方法主傳動的無級變速的方法 交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)交流主軸驅(qū)動系統(tǒng) 采用變頻器帶變頻電動機(jī)采用變頻

12、器帶變頻電動機(jī)或普通交流電動機(jī)或普通交流電動機(jī)實現(xiàn)無級變速的方式實現(xiàn)無級變速的方式 （經(jīng)濟(jì)型、普及型數(shù)控經(jīng)濟(jì)型、普及型數(shù)控機(jī)床機(jī)床 ）使用主軸和電動機(jī)一體化的新穎功能部件使用主軸和電動機(jī)一體化的新穎功能部件電主軸電主軸 （高速加工機(jī)床高速加工機(jī)床 ）主傳動的基本要求和變速方式主傳動的基本要求和變速方式 19數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 4.3.2 主軸的聯(lián)接型式主軸的聯(lián)接型式 用輔助機(jī)械變速機(jī)構(gòu)聯(lián)接用輔助機(jī)械變速機(jī)構(gòu)聯(lián)接 在使用無級變速傳動的基礎(chǔ)上，再增加兩級或在使用無級變速傳動的基礎(chǔ)上，再增加兩級或三級輔助機(jī)械變速機(jī)構(gòu)作為補充

13、。通過分段變速三級輔助機(jī)械變速機(jī)構(gòu)作為補充。通過分段變速方式，確保低速時的大扭矩，擴(kuò)大恒功率調(diào)速范方式，確保低速時的大扭矩，擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍，滿足機(jī)床重切削時對扭矩的要求圍，滿足機(jī)床重切削時對扭矩的要求 輔助機(jī)械變速機(jī)構(gòu)輔助機(jī)械變速機(jī)構(gòu) ：通過電磁離合器、液壓通過電磁離合器、液壓或氣動帶動滑移齒輪等方式實現(xiàn)或氣動帶動滑移齒輪等方式實現(xiàn) 20數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容通過少數(shù)幾對齒輪降速，使之成為分段無級變速?；ㄟ^少數(shù)幾對齒輪降速，使之成為分段無級變速?；讫X輪的移位采用液壓撥叉或電磁離合器控制。移齒輪的移位采用液壓撥叉或電磁離合器控制。應(yīng)用：大中型數(shù)控機(jī)床應(yīng)用：大中型數(shù)控機(jī)床

14、 CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 4.3.2 主軸的聯(lián)接型式主軸的聯(lián)接型式 21數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容例：例：TND360TND360型數(shù)控車床型數(shù)控車床兩級齒輪變速兩級齒輪變速液壓拔叉實現(xiàn)齒輪滑移液壓拔叉實現(xiàn)齒輪滑移作用：慢速對刀和手作用：慢速對刀和手動調(diào)整機(jī)床動調(diào)整機(jī)床CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 4.3.2 主軸的聯(lián)接型式主軸的聯(lián)接型式 22數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 4.3.2 主軸的聯(lián)接型式主軸的聯(lián)接型式 定傳動比的聯(lián)結(jié)型式定傳動比的

15、聯(lián)結(jié)型式 主電動機(jī)和主軸一般采用定傳動比的聯(lián)結(jié)型主電動機(jī)和主軸一般采用定傳動比的聯(lián)結(jié)型式，或是主電動機(jī)和主軸直接聯(lián)結(jié)的型式，在使式，或是主電動機(jī)和主軸直接聯(lián)結(jié)的型式，在使用定傳動比傳動時，通常采用用定傳動比傳動時，通常采用三角皮帶或同步皮三角皮帶或同步皮帶傳動帶傳動 電動機(jī)和主軸直接聯(lián)結(jié)的型式，可以電動機(jī)和主軸直接聯(lián)結(jié)的型式，可以大大簡大大簡化主軸傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，有效地提高主軸剛度和化主軸傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，有效地提高主軸剛度和可靠性?？煽啃?。 23數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主軸脈沖編碼器主軸脈沖編碼器同步齒形帶同步齒形帶主軸電機(jī)主軸電機(jī)主軸主軸主要應(yīng)用在小型數(shù)控機(jī)床，可避免齒輪傳動引起的振

16、動主要應(yīng)用在小型數(shù)控機(jī)床，可避免齒輪傳動引起的振動和噪聲，但它只適用于低扭矩特性要求的主軸。和噪聲，但它只適用于低扭矩特性要求的主軸。常用帶：多楔帶、同步帶常用帶：多楔帶、同步帶 CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 定傳動比的聯(lián)結(jié)型式定傳動比的聯(lián)結(jié)型式 24數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容多楔帶多楔帶兼有兼有V V帶和平帶的優(yōu)點，既有平帶柔軟、強韌的帶和平帶的優(yōu)點，既有平帶柔軟、強韌的特點，又有特點，又有V V帶緊湊、高效等優(yōu)點。帶緊湊、高效等優(yōu)點。CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 定傳動比的聯(lián)結(jié)型式定傳動比的聯(lián)結(jié)型式 25數(shù)控

17、機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容同步帶同步帶是利用帶齒與帶輪的嚙合同步傳動力的一種是利用帶齒與帶輪的嚙合同步傳動力的一種新型傳動帶。不僅具有帶傳動的特點，適用于大中心新型傳動帶。不僅具有帶傳動的特點，適用于大中心距傳遞，而且又具有齒輪傳動和鏈傳動的特點，能夠距傳遞，而且又具有齒輪傳動和鏈傳動的特點，能夠保證準(zhǔn)確的傳動比。保證準(zhǔn)確的傳動比。 梯形齒同步帶梯形齒同步帶 圓弧齒同步帶圓弧齒同步帶 CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 定傳動比的聯(lián)結(jié)型式定傳動比的聯(lián)結(jié)型式 26數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)

18、采用電主軸采用電主軸 電主軸的電動機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸為一體。外電主軸的電動機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸為一體。外殼有進(jìn)行強制冷卻的水槽，中空套筒用于安裝殼有進(jìn)行強制冷卻的水槽，中空套筒用于安裝各種機(jī)床主軸。各種機(jī)床主軸。 27數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容 電主軸：電主軸：主軸與電機(jī)制成一體。定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 采用電主軸采用電主軸28數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容CNC主軸主軸前軸承前軸承轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子磁極磁極定子定子磁極磁極后軸承后軸承4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 采用電主軸采用電主軸29數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)

19、床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容優(yōu)點：主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣量小，可提高優(yōu)點：主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣量小，可提高啟動、停止響應(yīng)特性，利于控制振動和噪聲。簡化了啟動、停止響應(yīng)特性，利于控制振動和噪聲。簡化了主運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了所謂主運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了所謂“零傳動零傳動”，使傳動精，使傳動精度大大提高，在高速數(shù)控機(jī)床大量采用。度大大提高，在高速數(shù)控機(jī)床大量采用。缺點缺點: :電機(jī)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動和熱量將直接影響到主軸，電機(jī)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動和熱量將直接影響到主軸，因此，主軸組件的整機(jī)平衡、溫度控制和冷卻是內(nèi)裝因此，主軸組件的整機(jī)平衡、溫度控制和冷卻是內(nèi)裝式主軸電機(jī)的關(guān)鍵問題。式主軸電機(jī)的關(guān)鍵問題。CN

20、C4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 采用電主軸采用電主軸30數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 4.3.3 主軸部件的支承主軸部件的支承 數(shù)控機(jī)床的主軸一般都采用滾動軸承作為支承數(shù)控機(jī)床的主軸一般都采用滾動軸承作為支承 主軸軸承主軸軸承31數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容CNC后端定位：推力軸承布置在后支承的兩側(cè)，軸向載荷后端定位：推力軸承布置在后支承的兩側(cè)，軸向載荷由后支承承受。由后支承承受。4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 4.3.3 主軸部件的支承主軸部件的支承 前后兩端定

21、位：推力軸承布置在前后支承的兩外側(cè)，前后兩端定位：推力軸承布置在前后支承的兩外側(cè)，軸向載荷由前后支承，軸向間隙由后端調(diào)整。軸向載荷由前后支承，軸向間隙由后端調(diào)整。前端定位：推力軸承布置在前支承，軸向載荷由前支前端定位：推力軸承布置在前支承，軸向載荷由前支承承受。承承受。軸承的配置軸承的配置32數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)高速度軸承配置高速度軸承配置CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 4.3.3 主軸部件的支承主軸部件的支承 軸承的配置軸承的配置33數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 4.3.4 主軸部件

22、結(jié)構(gòu)主軸部件結(jié)構(gòu)主軸和電機(jī)間采用的是皮帶聯(lián)接的定傳動比傳動方式主軸和電機(jī)間采用的是皮帶聯(lián)接的定傳動比傳動方式34數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.3 4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng) 4.3.4 主軸部件結(jié)構(gòu)主軸部件結(jié)構(gòu)內(nèi)裝電主軸的主軸部件結(jié)構(gòu)內(nèi)裝電主軸的主軸部件結(jié)構(gòu)35數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 進(jìn)給傳動系統(tǒng)作用進(jìn)給傳動系統(tǒng)作用 進(jìn)給傳動系統(tǒng)是將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行進(jìn)給傳動系統(tǒng)是將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行部件的直線運動或回轉(zhuǎn)運動。部件的直線運動或回轉(zhuǎn)運動。進(jìn)給系統(tǒng)組成進(jìn)給系統(tǒng)組成: :伺服電機(jī)及檢測元件、傳動機(jī)構(gòu)、運動伺服電機(jī)及檢測元

23、件、傳動機(jī)構(gòu)、運動變換機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、執(zhí)行件。變換機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、執(zhí)行件。常用的傳動機(jī)構(gòu)常用的傳動機(jī)構(gòu): :一到兩級傳動齒輪和同步帶；一到兩級傳動齒輪和同步帶； 運動變換機(jī)構(gòu)運動變換機(jī)構(gòu): :絲杠螺母副、蝸桿蝸輪副、齒輪齒條副絲杠螺母副、蝸桿蝸輪副、齒輪齒條副等；等；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu): :滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、軸承等?；瑒訉?dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、軸承等。4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC36數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC37進(jìn)給傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖進(jìn)給傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

24、 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 影響數(shù)控機(jī)床定位精度和輪廓加工精度的決定影響數(shù)控機(jī)床定位精度和輪廓加工精度的決定性因素性因素 傳動系統(tǒng)的剛度和慣量；傳動系統(tǒng)的剛度和慣量； 傳動部件精度與傳動系統(tǒng)的非線型傳動部件精度與傳動系統(tǒng)的非線型 數(shù)控機(jī)床對機(jī)械傳動系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床對機(jī)械傳動系統(tǒng)的要求 提高傳動部件的剛度提高傳動部件的剛度 減小傳動部件的慣量減小傳動部件的慣量 減小傳動部件的間隙減小傳動部件的間隙 減小系統(tǒng)的摩擦阻力減小系統(tǒng)的摩擦阻力 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求 38數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床

25、機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC（1 1）傳動剛度要高）傳動剛度要高 傳動剛度主要取決于絲杠螺母副傳動剛度主要取決于絲杠螺母副( (直線運動直線運動) )或或蝸輪蝸桿副蝸輪蝸桿副( (回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動) )及其支撐部件的剛度。傳動及其支撐部件的剛度。傳動剛度不足與摩擦阻力一起會導(dǎo)致工作臺產(chǎn)生爬行現(xiàn)剛度不足與摩擦阻力一起會導(dǎo)致工作臺產(chǎn)生爬行現(xiàn)象以及造成反向死區(qū)，影響傳動準(zhǔn)確性。象以及造成反向死區(qū)，影響傳動準(zhǔn)確性。 措施：措施：縮短傳動鏈，合理選擇絲杠尺寸以及對縮短傳動鏈，合理選擇絲杠尺寸以及對絲杠螺母副及支撐部件等進(jìn)行預(yù)緊是提高傳動剛

26、度絲杠螺母副及支撐部件等進(jìn)行預(yù)緊是提高傳動剛度的有效途徑。的有效途徑。 4.4.1 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求 39數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC（2 2）轉(zhuǎn)動慣量要?。┺D(zhuǎn)動慣量要小 進(jìn)給系統(tǒng)中每個部件的轉(zhuǎn)動慣量對進(jìn)給系統(tǒng)的啟進(jìn)給系統(tǒng)中每個部件的轉(zhuǎn)動慣量對進(jìn)給系統(tǒng)的啟動、制動特性等都有直接的影響，尤其是高速運轉(zhuǎn)零動、制動特性等都有直接的影響，尤其是高速運轉(zhuǎn)零件的轉(zhuǎn)動慣量。件的轉(zhuǎn)動慣量。 措施：措施：在滿足傳動強度和剛度的前提下，應(yīng)盡可在滿足傳動強度和剛度的前提下，應(yīng)盡可能使各零

27、件的結(jié)構(gòu)、配置合理，減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑能使各零件的結(jié)構(gòu)、配置合理，減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和質(zhì)量，以減少運動部件的轉(zhuǎn)動慣量。和質(zhì)量，以減少運動部件的轉(zhuǎn)動慣量。4.4.1 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求 40數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC（3 3）傳動間隙要小）傳動間隙要小 機(jī)械間隙是造成進(jìn)給系統(tǒng)反向死區(qū)的另一主要機(jī)械間隙是造成進(jìn)給系統(tǒng)反向死區(qū)的另一主要原因，因此，對傳動鏈的各個環(huán)節(jié)，包括齒輪副、原因，因此，對傳動鏈的各個環(huán)節(jié)，包括齒輪副、絲杠螺母副、聯(lián)軸器及其支撐部件等均應(yīng)采用消除絲杠螺

28、母副、聯(lián)軸器及其支撐部件等均應(yīng)采用消除間隙的結(jié)構(gòu)措施。間隙的結(jié)構(gòu)措施。 4.4.1 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求 41數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC（4 4）摩擦阻力要?。┠Σ磷枇σ?在進(jìn)給系統(tǒng)中要盡量減少傳動件之間的摩擦阻力，在進(jìn)給系統(tǒng)中要盡量減少傳動件之間的摩擦阻力，尤其是減少絲杠傳動和工作臺運動導(dǎo)軌之間的摩擦，尤其是減少絲杠傳動和工作臺運動導(dǎo)軌之間的摩擦，以消除低速進(jìn)給爬行現(xiàn)象，從而提高整個伺服進(jìn)給系以消除低速進(jìn)給爬行現(xiàn)象，從而提高整個伺服進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性。廣泛采用滾珠絲

29、杠和滾動導(dǎo)軌以及塑料統(tǒng)的穩(wěn)定性。廣泛采用滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌以及塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求 42數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 4.4.2 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的基本型式數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的基本型式 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運動有兩大類數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運動有兩大類 直線進(jìn)給運動直線進(jìn)給運動: :機(jī)床的基本坐標(biāo)軸機(jī)床的基本坐標(biāo)軸(X、Y、Z軸軸)以及和基本坐以及和基本坐標(biāo)軸平行的坐標(biāo)軸標(biāo)軸平行的坐標(biāo)軸(U、V、W等等)的運動的運動 圓周進(jìn)給運動圓周進(jìn)給運動: :指繞基本坐標(biāo)

30、軸指繞基本坐標(biāo)軸X、Y、Z回轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸運動?；剞D(zhuǎn)的坐標(biāo)軸運動。 實現(xiàn)直線進(jìn)給運動主要有三種型式實現(xiàn)直線進(jìn)給運動主要有三種型式 通過通過絲杠絲杠(通常為滾珠絲杠或靜壓絲杠通常為滾珠絲杠或靜壓絲杠)螺母副螺母副，將伺服電動機(jī)，將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動。的旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動。 通過通過齒輪、齒條副齒輪、齒條副，將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動，將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動 直接采用直接采用直線電動機(jī)直線電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動進(jìn)行驅(qū)動 實現(xiàn)圓周運動除少數(shù)情況直接使用齒輪副外，一般都采用蝸實現(xiàn)圓周運動除少數(shù)情況直接使用齒輪副外，一般都采用蝸輪蝸桿副輪蝸桿副 43數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)

31、構(gòu)CNC4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠螺母副是目前中、小型數(shù)控機(jī)床使用滾珠絲杠螺母副是目前中、小型數(shù)控機(jī)床使用最為廣泛的傳動型式。最為廣泛的傳動型式。 44數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止出為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，必須要降低數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦現(xiàn)爬行現(xiàn)象，必須要降低數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦力，減少靜、動摩擦系數(shù)之差。力，減少靜、動摩擦系數(shù)之差。滾珠絲杠的靜、動摩擦系數(shù)實際上幾乎沒有什滾珠絲

32、杠的靜、動摩擦系數(shù)實際上幾乎沒有什么差別。它可以消除反向間隙并施加預(yù)載，有助于么差別。它可以消除反向間隙并施加預(yù)載，有助于提高定位精度和剛度。因此，行程不太長的直線運提高定位精度和剛度。因此，行程不太長的直線運動機(jī)構(gòu)常用滾珠絲杠副。滾珠絲杠由專門工廠制造動機(jī)構(gòu)常用滾珠絲杠副。滾珠絲杠由專門工廠制造。 滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副45數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 直線電機(jī)作為高效驅(qū)動元件正被廣為應(yīng)用，尤其在直線電機(jī)作為高效驅(qū)動元件正被廣為應(yīng)用，尤其在激光切割和高速加工中。激光切割和高速加工中。 直線電動機(jī)直線電動機(jī) 46數(shù)控機(jī)

33、床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 直線電動機(jī)直線電動機(jī) 直線電動機(jī)是高速、高精度數(shù)控機(jī)床最有代表性的先進(jìn)制造技直線電動機(jī)是高速、高精度數(shù)控機(jī)床最有代表性的先進(jìn)制造技術(shù)之一。利用直線電動機(jī)驅(qū)動，可以完全取消傳動中將旋轉(zhuǎn)運術(shù)之一。利用直線電動機(jī)驅(qū)動，可以完全取消傳動中將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的環(huán)節(jié)，大大簡化機(jī)械傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，即動變?yōu)橹本€運動的環(huán)節(jié)，大大簡化機(jī)械傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，即“零傳動零傳動”。優(yōu)點優(yōu)點 采用直線電動機(jī)驅(qū)動，不需要絲杠、齒輪齒條等轉(zhuǎn)換裝置即能直接實現(xiàn)采用直線電動機(jī)驅(qū)動，不需要絲杠、齒輪齒條等轉(zhuǎn)換裝置即能直接實現(xiàn)直線運動，它

34、大大簡化了進(jìn)結(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了傳遞效率。直線運動，它大大簡化了進(jìn)結(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了傳遞效率。 采用直線電動機(jī)驅(qū)動時，速度可以達(dá)到采用直線電動機(jī)驅(qū)動時，速度可以達(dá)到大于大于100 m100 mminmin的進(jìn)給速度和大的進(jìn)給速度和大于于10m10ms s2 2的加速度的加速度 直線電動機(jī)從根本上消除傳動環(huán)節(jié)，故進(jìn)給系統(tǒng)的直線電動機(jī)從根本上消除傳動環(huán)節(jié)，故進(jìn)給系統(tǒng)的精度高精度高、剛度大剛度大、快快速性速性和和穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好，噪聲很小噪聲很小或無噪聲或無噪聲 缺點缺點效率和功率因數(shù)要低，特別在低速時更明顯效率和功率因數(shù)要低，特別在低速時更明顯 直線感應(yīng)電動機(jī)的起動推力受電源電壓的影響較大，故對驅(qū)動

35、器的要求直線感應(yīng)電動機(jī)的起動推力受電源電壓的影響較大，故對驅(qū)動器的要求較高較高 和導(dǎo)軌、工作臺做成一體，必須采取措施以防止磁力和熱變形對加工的和導(dǎo)軌、工作臺做成一體，必須采取措施以防止磁力和熱變形對加工的影響影響 47數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)按絲杠與螺母的摩擦性質(zhì)分：按絲杠與螺母的摩擦性質(zhì)分：滑動絲杠螺母副：主要用于舊機(jī)床的數(shù)控化改造、經(jīng)濟(jì)滑動絲杠螺母副：主要用于舊機(jī)床的數(shù)控化改造、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床等；型數(shù)控機(jī)床等；滾珠絲杠螺母副：廣泛用于中、高檔數(shù)控機(jī)床；滾珠絲杠螺母副：廣泛用于中、高檔數(shù)控機(jī)床；靜壓絲杠螺母副：主要用于高精度數(shù)控機(jī)床、重型機(jī)床。靜壓絲杠螺母副：主要用于高精度數(shù)控機(jī)床、

36、重型機(jī)床。4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC4.4.3 4.4.3 滾珠絲杠螺母副的原理滾珠絲杠螺母副的原理48數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)絲杠（螺母）旋轉(zhuǎn)，滾珠在封閉滾道內(nèi)沿滾道滾動、迫絲杠（螺母）旋轉(zhuǎn)，滾珠在封閉滾道內(nèi)沿滾道滾動、迫使螺母（絲杠）軸向移動，從而實現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)運動變換成使螺母（絲杠）軸向移動，從而實現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)運動變換成直線運動。直線運動。4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC4.4.3 4.4.3 滾珠絲杠螺母副的原理滾珠絲杠螺母副的原理49數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容滾珠循環(huán)方式常用的有兩種：滾珠循環(huán)

37、方式常用的有兩種：外循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸外循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC4.4.3 4.4.3 滾珠絲杠螺母副的原理滾珠絲杠螺母副的原理50數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC內(nèi)循環(huán)：始終與絲杠保持接觸。內(nèi)循環(huán)：始終與絲杠保持接觸。內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)：反向器尺寸較長，承載鋼球數(shù)減少，且鋼球高速時流內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)：反向器尺寸較長，承載鋼球數(shù)減少，且鋼球高速時流暢性差；而外循環(huán)插管式結(jié)構(gòu)簡單，承載能力大，不受導(dǎo)程限制。暢性差；而外循環(huán)插管式結(jié)構(gòu)簡單，

38、承載能力大，不受導(dǎo)程限制。 4.4.3 4.4.3 滾珠絲杠螺母副的原理滾珠絲杠螺母副的原理51數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC4.4.3 4.4.3 滾珠絲杠螺母副的原理滾珠絲杠螺母副的原理 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊是提高剛度、減小傳動系統(tǒng)是提高剛度、減小傳動系統(tǒng)間隙的重要措施。滾珠絲杠間隙的重要措施。滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊方法與螺母的螺母副的預(yù)緊方法與螺母的型式有關(guān)。對于單螺母結(jié)構(gòu)型式有關(guān)。對于單螺母結(jié)構(gòu)主要有三種：主要有三種： 增加滾珠直徑預(yù)緊法增加滾珠直徑預(yù)緊法 螺母夾緊預(yù)緊法螺母夾緊預(yù)緊法 整體螺母變位

39、螺距預(yù)緊法整體螺母變位螺距預(yù)緊法52數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容( (車車) )滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副+ +滾動導(dǎo)軌副滾動導(dǎo)軌副4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) CNC4.4.3 4.4.3 滾珠絲杠螺母副的原理滾珠絲杠螺母副的原理53數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 4.4.4 4.4.4 滾珠絲杠螺母副的支承滾珠絲杠螺母副的支承支承軸承支承軸承雙向推力角接觸球軸承；雙向推力角接觸球軸承；是滾針是滾針/推力圓柱滾子推力圓柱滾子軸承軸承54數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.4

40、 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 4.4.4 4.4.4 滾珠絲杠螺母副的支承滾珠絲杠螺母副的支承支承型式支承型式一端固定，一端自由支承方式一端固定，一端自由支承方式一端固定，一端游動支承方式一端固定，一端游動支承方式兩端支承方式兩端支承方式兩端固定支承方式兩端固定支承方式55數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.4 4.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 4.4.5 4.4.5 滾珠絲杠螺母副與驅(qū)動電動機(jī)的聯(lián)接型式滾珠絲杠螺母副與驅(qū)動電動機(jī)的聯(lián)接型式 聯(lián)軸器直接聯(lián)接聯(lián)軸器直接聯(lián)接 ：這是一種最簡單的聯(lián)接型式這是一種最簡單的聯(lián)接型式撓性聯(lián)軸器是數(shù)控機(jī)床上

41、廣泛采用的一種聯(lián)軸器，采用了柔性撓性聯(lián)軸器是數(shù)控機(jī)床上廣泛采用的一種聯(lián)軸器，采用了柔性片，它能補償因同軸度及垂直度誤差引起的片，它能補償因同軸度及垂直度誤差引起的“干涉干涉”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 通過齒輪聯(lián)接通過齒輪聯(lián)接 通過同步齒形帶聯(lián)接通過同步齒形帶聯(lián)接 具有帶傳動和鏈傳動的共同優(yōu)點，傳動效率高，廣泛用于一般具有帶傳動和鏈傳動的共同優(yōu)點，傳動效率高，廣泛用于一般數(shù)控機(jī)床和高速、高精度的數(shù)控機(jī)床傳動。數(shù)控機(jī)床和高速、高精度的數(shù)控機(jī)床傳動。 56數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容CNC4.5.1 4.5.1 數(shù)控機(jī)床對導(dǎo)軌的基本要求數(shù)控機(jī)床對導(dǎo)軌的基本要求4.5 4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的

42、導(dǎo)軌 1 1）較高的導(dǎo)向精度）較高的導(dǎo)向精度導(dǎo)軌副相對運動時的直線度或圓度導(dǎo)軌副相對運動時的直線度或圓度 影響導(dǎo)向精度的因素：幾何精度、接觸精度、結(jié)構(gòu)型式和裝配影響導(dǎo)向精度的因素：幾何精度、接觸精度、結(jié)構(gòu)型式和裝配 精度精度 2 2）良好的精度保持性）良好的精度保持性耐磨性耐磨性 導(dǎo)軌的磨損形式：導(dǎo)軌的磨損形式：磨料磨損、粘著磨損和疲勞磨損。磨料磨損、粘著磨損和疲勞磨損。 3 3）足夠的剛度）足夠的剛度導(dǎo)軌抵抗承載后的變形導(dǎo)軌抵抗承載后的變形 導(dǎo)軌的變形：接觸變形、扭轉(zhuǎn)變形、支承件變形而引起的變形。導(dǎo)軌的變形：接觸變形、扭轉(zhuǎn)變形、支承件變形而引起的變形。 4 4）良好的摩擦特性）良好的摩擦特性

43、 5 5）結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好）結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好57數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容導(dǎo)軌按接觸面的摩擦性質(zhì)可以分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌按接觸面的摩擦性質(zhì)可以分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種，其中，數(shù)控機(jī)床最常用的是鑲粘塑料滑動導(dǎo)軌和滾導(dǎo)軌三種，其中，數(shù)控機(jī)床最常用的是鑲粘塑料滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。動導(dǎo)軌。CNC4.5.2 4.5.2 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點 4.5 4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌 滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點，滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點，是機(jī)床上使用最廣泛的導(dǎo)軌形式。是機(jī)床上使用

44、最廣泛的導(dǎo)軌形式。 鑲粘塑料導(dǎo)軌：通過在滑動導(dǎo)軌面上鑲粘一層由多種成分復(fù)合鑲粘塑料導(dǎo)軌：通過在滑動導(dǎo)軌面上鑲粘一層由多種成分復(fù)合的塑料導(dǎo)軌軟帶，來達(dá)到改善導(dǎo)軌性能的目的。的塑料導(dǎo)軌軟帶，來達(dá)到改善導(dǎo)軌性能的目的。 常用的塑料導(dǎo)軌軟帶主要有以下幾種：常用的塑料導(dǎo)軌軟帶主要有以下幾種： 以聚四氟乙烯以聚四氟乙烯(PTFY)為基體，通過添加不同的填充料構(gòu)成為基體，通過添加不同的填充料構(gòu)成的高分子復(fù)合材料。的高分子復(fù)合材料。 以環(huán)氧樹脂為基體，加入以環(huán)氧樹脂為基體，加入MoS2、膠體石墨、膠體石墨、TiO2等制成的等制成的抗磨涂層材料?？鼓ネ繉硬牧?。 滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌58數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)

45、構(gòu)主要內(nèi)容CNC滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌4.5 4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌鑲粘塑料導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖鑲粘塑料導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖59數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)滾動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌CNC滾動導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾滾動導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動體，使導(dǎo)軌面之間的滑動摩擦變成為滾動摩擦。動體，使導(dǎo)軌面之間的滑動摩擦變成為滾動摩擦。 優(yōu)點：優(yōu)點： 靈敏度高靈敏度高 定位精度高，重復(fù)定位精度可達(dá)定位精度高，重復(fù)定位精度可達(dá) 摩擦阻力小，移動輕便，磨損小，精度保持性好，壽命長摩擦阻力小，移動輕便，磨損小，精度保持性好，壽命長。 滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式：滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式：滾

46、珠導(dǎo)軌滾珠導(dǎo)軌：用于運動部件質(zhì)量不大，切削力較小的數(shù)控機(jī)：用于運動部件質(zhì)量不大，切削力較小的數(shù)控機(jī)床床滾柱導(dǎo)軌滾柱導(dǎo)軌：適合載荷較大的機(jī)床：適合載荷較大的機(jī)床滾針導(dǎo)軌滾針導(dǎo)軌：滾針導(dǎo)軌的特點是尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。適用于：滾針導(dǎo)軌的特點是尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。適用于導(dǎo)軌尺寸受限制的機(jī)床導(dǎo)軌尺寸受限制的機(jī)床 4.5 4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌60數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC靜壓導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌在靜壓導(dǎo)軌兩個相對運動的導(dǎo)軌面間通入壓力油，在靜壓導(dǎo)軌兩個相對運動的導(dǎo)軌面間通入壓力油，可使運動件浮起。在工作過程中，導(dǎo)軌面上油腔中可使運動件浮起。在工作過程中，導(dǎo)軌面上油腔中的油壓能隨外加負(fù)載的變

47、化自動調(diào)節(jié)，以平衡外加的油壓能隨外加負(fù)載的變化自動調(diào)節(jié)，以平衡外加負(fù)載，保證導(dǎo)軌面間始終處于純液體摩擦狀態(tài)。負(fù)載，保證導(dǎo)軌面間始終處于純液體摩擦狀態(tài)。靜壓導(dǎo)軌橫截面的幾何形狀一船有靜壓導(dǎo)軌橫截面的幾何形狀一船有v形和矩形兩種，形和矩形兩種，靜壓導(dǎo)軌在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用較少靜壓導(dǎo)軌在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用較少 。4.5 4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌61數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)CNC4.5.3 4.5.3 滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理與特點滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理與特點 結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理特點特點 ：滾動直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿摑L動直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使得塊與導(dǎo)軌之間的滑

48、動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，因此，在球，使得塊與導(dǎo)軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，因此，在大大降低兩者間的運動摩擦阻力大大降低兩者間的運動摩擦阻力 4.5 4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌62數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)滾珠安裝孔安裝孔安裝孔導(dǎo)軌（通過安裝孔用螺栓固定在床身上）滑塊（通過安裝孔滑塊（通過安裝孔用螺栓固定在移動用螺栓固定在移動部件上）部件上）CNC4.5 4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌63數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)自自動動換換刀刀裝裝置置CNC4.6 4.6 數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置自動換刀裝置的作用自動換刀裝置的作用 自動換刀裝置可幫助數(shù)控機(jī)床節(jié)省

49、輔助時間，并滿足自動換刀裝置可幫助數(shù)控機(jī)床節(jié)省輔助時間，并滿足在一次安裝中完成多工序、工步加工要求。在一次安裝中完成多工序、工步加工要求。 4.6.1 自動換刀裝置基本要求和形式自動換刀裝置基本要求和形式對自動換刀裝置的要求對自動換刀裝置的要求 64數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)自自動動換換刀刀裝裝置置CNC4.6 4.6 數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置4.6.1 自動換刀裝置基本要求和形式自動換刀裝置基本要求和形式換刀形式換刀形式 1 1、回轉(zhuǎn)刀架換刀、回轉(zhuǎn)刀架換刀 在在數(shù)控車床數(shù)控車床 ，其結(jié)構(gòu)類似普通車床上回轉(zhuǎn)刀架，根據(jù)加工對其結(jié)構(gòu)類似普通車床上回轉(zhuǎn)刀架，根據(jù)加工對象不同

50、可設(shè)計成四方或六角形式，由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令進(jìn)行回轉(zhuǎn)象不同可設(shè)計成四方或六角形式，由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令進(jìn)行回轉(zhuǎn)換刀。換刀。 2 2、使用、使用自動換刀裝置和刀庫換刀自動換刀裝置和刀庫換刀 在加工中心在加工中心 ，將加工中所需刀具分別裝于標(biāo)準(zhǔn)刀柄，在機(jī)外，將加工中所需刀具分別裝于標(biāo)準(zhǔn)刀柄，在機(jī)外進(jìn)行尺寸調(diào)整之后按一定方式放入刀庫，由交換裝置從刀庫和主進(jìn)行尺寸調(diào)整之后按一定方式放入刀庫，由交換裝置從刀庫和主軸上取刀交換。軸上取刀交換。 (1) 機(jī)械手換刀機(jī)械手換刀是利用機(jī)械手實現(xiàn)主軸和刀庫間刀具交換的方是利用機(jī)械手實現(xiàn)主軸和刀庫間刀具交換的方式。式。 (2) 無機(jī)械手換刀方式無機(jī)械手換刀方式是通過刀庫

51、與機(jī)床主軸的相對運動，結(jié)是通過刀庫與機(jī)床主軸的相對運動，結(jié)合刀庫的回轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)刀具自動交換的方式。合刀庫的回轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)刀具自動交換的方式。 65數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)自自動動換換刀刀裝裝置置回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置，常用于數(shù)控車床。回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置，常用于數(shù)控車床?？稍O(shè)計成四方、六方刀架或圓盤式軸向裝刀刀架，并相應(yīng)地安裝可設(shè)計成四方、六方刀架或圓盤式軸向裝刀刀架，并相應(yīng)地安裝四把、六把或更多的刀具。四把、六把或更多的刀具?；剞D(zhuǎn)刀架外觀回轉(zhuǎn)刀架外觀CNC4.6.2 回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)刀架4.6 4.6 數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置數(shù)控機(jī)床的自動換刀裝置66數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)自自動動換換刀刀裝

52、裝置置CNC4.6.3 加工中心刀庫類型與布局加工中心刀庫類型與布局 刀庫刀庫 刀庫是自動換刀裝置中最主要的部件之一，其容量、布局及具刀庫是自動換刀裝置中最主要的部件之一，其容量、布局及具體結(jié)構(gòu)對數(shù)控機(jī)床的總體設(shè)計有很大影響。體結(jié)構(gòu)對數(shù)控機(jī)床的總體設(shè)計有很大影響。 刀庫類型刀庫類型一般有一般有鏈?zhǔn)降稁戽準(zhǔn)降稁臁⒐妮喪降稁旃妮喪降稁斓葞追N：等幾種： ( (1 1) ) 鼓輪式刀庫鼓輪式刀庫: :占地小，結(jié)構(gòu)緊湊，容量大，但選刀、取刀占地小，結(jié)構(gòu)緊湊，容量大，但選刀、取刀動作復(fù)雜，多用于動作復(fù)雜，多用于 FMS FMS 的集中供刀系統(tǒng)。的集中供刀系統(tǒng)。 ( (2 2) ) 鏈?zhǔn)降稁欤航Y(jié)構(gòu)緊湊，容量

53、大，鏈環(huán)的形狀也可隨機(jī)床鏈?zhǔn)降稁欤航Y(jié)構(gòu)緊湊，容量大，鏈環(huán)的形狀也可隨機(jī)床布局制成各種形式而靈活多變，還可將換刀位突出以便于換刀，布局制成各種形式而靈活多變，還可將換刀位突出以便于換刀，應(yīng)用較為廣泛應(yīng)用較為廣泛。 刀庫容量刀庫容量 指刀庫存放刀具的數(shù)量，一般根據(jù)加工工藝要求而定。刀庫容指刀庫存放刀具的數(shù)量，一般根據(jù)加工工藝要求而定。刀庫容量小，不能滿足加工需要；容量過大，又會使刀庫尺寸大，占地量小，不能滿足加工需要；容量過大，又會使刀庫尺寸大，占地面積大，選刀過程時間長，且刀庫利用率低，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，造面積大，選刀過程時間長，且刀庫利用率低，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，造成很大浪費。成很大浪費。4.6 4.6 數(shù)控機(jī)床的自動換刀