數(shù)控機(jī)床 第2版 課件 任立軍 學(xué)習(xí)項(xiàng)目1-3 數(shù)控機(jī)床的初始認(rèn)知、數(shù)控機(jī)床典型部件結(jié)構(gòu)分析與調(diào)整、液壓與氣壓系統(tǒng)及在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用認(rèn)知

數(shù)控機(jī)床精品課件學(xué)習(xí)項(xiàng)目一數(shù)控機(jī)床的初始認(rèn)知

任務(wù)一數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介任務(wù)二數(shù)控機(jī)床的分類與應(yīng)用范圍任務(wù)三數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定項(xiàng)目分解任務(wù)四數(shù)控機(jī)床主要性能指標(biāo)任務(wù)三數(shù)控機(jī)床的發(fā)展任務(wù)一數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

任務(wù)目標(biāo)

任務(wù)內(nèi)容通過學(xué)習(xí)，掌握數(shù)控機(jī)床的組成和基本工作原理，理解數(shù)控加工的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍，了解數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展及我國(guó)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀。主要介紹數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展及我國(guó)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀，數(shù)控加工的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍，數(shù)控機(jī)床的組成和基本工作原理。1．?dāng)?shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展歷程一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展歷程及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，產(chǎn)品更新速度越來越快，復(fù)雜形狀的零件越來越多，精度要求越來越高，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短。傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難以適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高效高質(zhì)量加工要求。數(shù)控機(jī)床就是為了解決單件、小批量特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的，它為單件小批生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化加工手段。數(shù)字控制是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法，簡(jiǎn)稱數(shù)控（numericalcontrol,NC）。數(shù)控機(jī)床是指采用了數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，也稱為NC機(jī)床。由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的，因此，將數(shù)控機(jī)床又稱為CNC機(jī)床。近幾十年來，世界各國(guó)十分重視發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)，在加工設(shè)備中大量采用以微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，它集成了微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。1．?dāng)?shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展歷程一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展歷程及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用數(shù)控機(jī)床是在機(jī)械制造技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其發(fā)展過程大致如下：1948年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)空軍委托，研制直升飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓檢驗(yàn)用樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機(jī)床的設(shè)想。1949年，該公司與美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)開始共同研究，并于1952年試制成功第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件。1959年，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為加工中心(MachiningCenter)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代。1965年，出現(xiàn)了第三代數(shù)控機(jī)床，采用集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，而且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的群控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱DNC)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱CNC)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(簡(jiǎn)稱MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對(duì)話式自動(dòng)編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機(jī)床上；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，具有自動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測(cè)工件等功能。20世紀(jì)90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數(shù)控系統(tǒng)，即以PC機(jī)為控制系統(tǒng)的硬件部分，在PC機(jī)上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造。2．?dāng)?shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍

一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展歷程及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工過程，是嚴(yán)格按照加工程序所規(guī)定的參數(shù)及動(dòng)作執(zhí)行的，是一種高效能機(jī)床。與普通機(jī)床相比，具有以下明顯特點(diǎn)：1）適合于復(fù)雜異形零件的加工。2）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。3）具備高柔性。在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，可以組成具有更高柔性的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。4）數(shù)控機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的切削用量，生產(chǎn)率高。5）機(jī)床自動(dòng)化程度高，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，工作環(huán)境較好。6）有利于管理現(xiàn)代化。7）投資大，使用費(fèi)用高。8）生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜。9）維修困難。2．?dāng)?shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展歷程及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用由于數(shù)控機(jī)床的上述特點(diǎn)，適用于數(shù)控加工的零件有：批量小而又多次重復(fù)生產(chǎn)的零件；幾何形狀復(fù)雜的零件；貴重零件加工；需要全部檢驗(yàn)的零件；試制件。對(duì)以上零件采用數(shù)控加工，才能最大限度地發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的鏜銑加工中心、車削加工中心等。3．中國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展歷程及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的重要手段，關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位和綜合國(guó)力水平。目前世界機(jī)床生產(chǎn)基地加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，繼索迪克、馬扎克、大隈、日平之后，牧野、豐田工機(jī)等日本主流企業(yè)紛紛在華投資。德、意、韓、美企業(yè)也先后把生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到中國(guó)。臺(tái)灣機(jī)床廠商也呈現(xiàn)整體性向大陸轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。3．中國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展歷程及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用近年來中國(guó)數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化步伐正在以驚人的速度向前邁進(jìn)。年產(chǎn)數(shù)控機(jī)床第一個(gè)一萬(wàn)臺(tái)用了約30年，第二個(gè)一萬(wàn)臺(tái)用了3年，第三個(gè)一萬(wàn)臺(tái)不到2年。2002～2008年，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量年平均增長(zhǎng)率高達(dá)33.22％，明顯快于普通金屬切削機(jī)床的增長(zhǎng)速度。到2006年中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到85000多臺(tái)。2009年中國(guó)機(jī)床產(chǎn)值以153億美元居世界第一，占全球機(jī)床總產(chǎn)值的27.6%。數(shù)控機(jī)床在金屬加工機(jī)床總量中的比重逐年上升，我國(guó)機(jī)床的數(shù)控化率逐年提高，2009年行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)到50％以上。同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)邁向國(guó)際化的步伐也顯著加快。圖1-1近年來中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量（臺(tái)）3．中國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展歷程及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用與此同時(shí)，中國(guó)繼2008年后，繼續(xù)保持機(jī)床消費(fèi)世界第一的地位。2009年我國(guó)消費(fèi)機(jī)床197.86億美元，占當(dāng)年世界機(jī)床產(chǎn)值的35.7%，即超過世界機(jī)床產(chǎn)值的三分之一。在我國(guó)機(jī)床消費(fèi)總值中，進(jìn)口總值仍居世界機(jī)床進(jìn)口第一，占當(dāng)年世界機(jī)床進(jìn)口總值的28.8%。我國(guó)機(jī)床進(jìn)口占全國(guó)機(jī)床消費(fèi)的比例為30%，比2008年降了9個(gè)百分點(diǎn)。圖1-2近幾年中國(guó)機(jī)床產(chǎn)值（億美元）及世界排位3．中國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展歷程及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用總的來看，我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化提前實(shí)現(xiàn)，機(jī)床工業(yè)進(jìn)入發(fā)展的新里程碑。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床品種達(dá)到1500余種，覆蓋超重型機(jī)床、高精度機(jī)床、特種加工機(jī)床、鍛壓設(shè)備、前沿高技術(shù)機(jī)床等領(lǐng)域，可與美、日、德、意并駕齊驅(qū)。我國(guó)機(jī)床工業(yè)與世界先進(jìn)水平相比，差距仍然十分明顯，主要表現(xiàn)在:一是國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床在品種、水平和數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)發(fā)展需求，高檔數(shù)控機(jī)床目前仍然大量進(jìn)口。二是數(shù)控機(jī)床功能部件和數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展滯后，成為我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。三是機(jī)床制造企業(yè)技術(shù)裝備水平不高，制造能力、綜合管理和服務(wù)能力等方面不能滿足市場(chǎng)要求圖1-3中國(guó)逐年進(jìn)口數(shù)控機(jī)床總值（億美元）1．基本工作原理二、數(shù)控機(jī)床的組成和基本工作原理按照零件加工的技術(shù)與工藝要求，編寫零件的加工程序，然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，通過數(shù)控裝置控制機(jī)床的主軸運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、刀具更換、工件的夾緊與松開、冷卻潤(rùn)滑泵的開與關(guān)等動(dòng)作，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴(yán)格按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。2．?dāng)?shù)控機(jī)床的組成二、數(shù)控機(jī)床的組成和基本工作原理數(shù)控機(jī)床由程序載體、人機(jī)交互裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)床本體和輔助控制裝置等六部分組成。

圖1-4數(shù)控機(jī)床組成示意圖任務(wù)二數(shù)控機(jī)床的分類與應(yīng)用范圍

任務(wù)目標(biāo)

任務(wù)內(nèi)容通過學(xué)習(xí)，掌握按照運(yùn)動(dòng)方式、伺服驅(qū)動(dòng)控制方式等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機(jī)床的分類方法，了解按照工藝用途，數(shù)控機(jī)床有哪些種類。主要介紹按照工藝用途、運(yùn)動(dòng)方式、伺服驅(qū)動(dòng)控制方式等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機(jī)床的分類1．金屬切削類數(shù)控機(jī)床一、按照工藝用途分類

金屬切削類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜銑床、加工中心等，加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，如圖1-7所示。

數(shù)控機(jī)床由程序載體、人機(jī)交互裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)床本體和輔助控制裝置等六部分組成。

a)b)c)圖1-7金屬切削類數(shù)控機(jī)床a)數(shù)控車床b）數(shù)控銑床c）加工中心2．金屬成形類數(shù)控機(jī)床一、按照工藝用途分類

金屬成形類數(shù)控機(jī)床指采用擠、沖、壓、拉等成形工藝方法加工零件的數(shù)控機(jī)床。金屬成形類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)和數(shù)控壓力機(jī)等，如圖1-8所示。a)b)c)圖1-8金屬成形類數(shù)控機(jī)床a)數(shù)控折彎?rùn)C(jī)b)數(shù)控彎管機(jī)c)數(shù)控壓力機(jī)3．?dāng)?shù)控特種加工機(jī)床一、按照工藝用途分類

數(shù)控特種加工機(jī)床有數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光加工機(jī)床等。a)b)c)圖1-9數(shù)控特種加工機(jī)床a)數(shù)控電火花加工機(jī)床b)數(shù)控線切割機(jī)床c)數(shù)控激光加工機(jī)床4．測(cè)量、繪圖類機(jī)床一、按照工藝用途分類

主要有三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、數(shù)控對(duì)刀儀、數(shù)控繪圖機(jī)等。圖1-10為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的外觀圖，它是利用測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)和動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行工件表面點(diǎn)的采集和數(shù)據(jù)處理。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主要用于機(jī)械、汽車、模具、航空等行業(yè)對(duì)齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、機(jī)架、箱體、葉輪及其他零件上的曲線或曲面、孔系尺寸的測(cè)量。圖1-10三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1．點(diǎn)位控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床二、按照運(yùn)動(dòng)方式分類

點(diǎn)位控制系統(tǒng)是指數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具或機(jī)床工作臺(tái)，從一點(diǎn)準(zhǔn)確地移動(dòng)到另一點(diǎn)，而點(diǎn)與點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)的軌跡不需要嚴(yán)格控制的系統(tǒng)。為了減少移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)與定位時(shí)間，一般先快速移動(dòng)到終點(diǎn)附近位置，然后低速準(zhǔn)確移動(dòng)到終點(diǎn)定位位置，以保證良好的定位精度。移動(dòng)過程中刀具不進(jìn)行切削。使用這類控制系統(tǒng)的主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床等，圖1-11為點(diǎn)位控制數(shù)控鉆孔加工示意圖。圖1-11點(diǎn)位控制鉆孔加工2．點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床二、按照運(yùn)動(dòng)方式分類

點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)是指數(shù)控系統(tǒng)不僅控制刀具或工作臺(tái)從一個(gè)點(diǎn)準(zhǔn)確地移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)，而且保證在兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線的控制系統(tǒng)。刀具在移動(dòng)過程可以實(shí)施切削加工。應(yīng)用這類控制系統(tǒng)的有數(shù)控車床、數(shù)控鉆床和數(shù)控銑床等，圖1-12為點(diǎn)位直線控制切削加工示意圖。圖1-12點(diǎn)位直線控制切削加工3．輪廓控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床二、按照運(yùn)動(dòng)方式分類

輪廓控制系統(tǒng)也稱連續(xù)切削控制系統(tǒng)，是指數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格連續(xù)控制的系統(tǒng)。它不僅能控制移動(dòng)部件從一個(gè)點(diǎn)準(zhǔn)確地移動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)，而且還能控制整個(gè)加工過程每一點(diǎn)的速度與位移量，將零件加工成一定的輪廓形狀。應(yīng)用這類控制系統(tǒng)的有數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床和加工中心等，圖1-13為輪廓控制數(shù)控機(jī)床加工示意圖。圖1-13輪廓控制數(shù)控機(jī)床加工1．開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床三、按照伺服驅(qū)動(dòng)控制方式分類

按照數(shù)控伺服系統(tǒng)的形式，數(shù)控機(jī)床可分為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床和閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。開環(huán)控制系統(tǒng)的特征是系統(tǒng)中沒有檢測(cè)反饋裝置，指令信息單方向傳送，并且指令發(fā)出后，不再反饋回來。受步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距精度和工作頻率以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度影響，開環(huán)系統(tǒng)的速度和精度都較低。但由于開環(huán)控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，容易維修，成本較低，仍被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上。典型的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)如圖1-14所示。圖1-14開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)2．半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床三、按照伺服驅(qū)動(dòng)控制方式分類

半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖如圖1-15所示。半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床不是直接檢測(cè)工作臺(tái)的位移量，而是采用轉(zhuǎn)角位移檢測(cè)元件，測(cè)出伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠的轉(zhuǎn)角，推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量，反饋到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行位置比較，用比較的差值進(jìn)行控制。由于反饋環(huán)內(nèi)沒有包含工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)量，故稱半閉環(huán)控制。半閉環(huán)控制精度較閉環(huán)控制差，但穩(wěn)定性好，成本較低，調(diào)試維修也較容易，兼顧了開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩者的特點(diǎn)，因此應(yīng)用最為普遍。圖1-15半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床3．閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床三、按照伺服驅(qū)動(dòng)控制方式分類閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖如圖1-16所示。閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是，利用安裝在工作臺(tái)上的檢測(cè)元件將工作臺(tái)實(shí)際位移量反饋到計(jì)算機(jī)中，與所要求的位置指令進(jìn)行比較，用比較的差值進(jìn)行控制，直到差值消除為止。可見，閉環(huán)控制系統(tǒng)可以消除機(jī)械傳動(dòng)部件的各種誤差和工件加工過程中產(chǎn)生的干擾的影響，從而使加工精度大大提高。速度檢測(cè)元件的作用是將伺服電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速變換成電信號(hào)送到速度控制電路中，進(jìn)行反饋校正，保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持恒定不變。常用速度檢測(cè)元件是測(cè)速電動(dòng)機(jī)。圖1-16閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床任務(wù)三

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定

任務(wù)目標(biāo)

任務(wù)內(nèi)容通過學(xué)習(xí)，掌握數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定原則、各種數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)成，了解機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的概念及應(yīng)用。主要介紹數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定原則、各種數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)的構(gòu)成，機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系。一、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定原則坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向命名原則如下：1）不管機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運(yùn)動(dòng)，還是工件運(yùn)動(dòng)、刀具靜止，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)指的是刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)，即規(guī)定以工件為基準(zhǔn)，假定工件不動(dòng)，刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的原則，編程時(shí)也是以刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡來編程。2）機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)正方向的規(guī)定：JB3051—82規(guī)定，增大工件與刀具之間距離的方向是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的正方向。3）ISO對(duì)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)的規(guī)定如下：采用笛卡爾直角坐標(biāo)系右手定則。圖1-17右手直角笛卡爾坐標(biāo)系二、各種數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系介紹1．Z軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的定義平行于機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸為Z軸。正方向?yàn)閺墓ぷ髋_(tái)到刀具夾持的方向，即刀具遠(yuǎn)離工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向。2．X軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的定義對(duì)工件旋轉(zhuǎn)機(jī)床(車、磨)，X軸在工件徑向上，平行于橫滑座；刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸正方向。對(duì)刀具旋轉(zhuǎn)機(jī)床(銑、鉆)立式機(jī)床：X軸為水平的、平行于工件裝夾面的坐標(biāo)軸；從主軸向立柱看，水平向右為正方向。臥式機(jī)床：X軸為水平的、平行于工件裝夾平面的坐標(biāo)軸；從主軸后端向前端看，水平向右為正方向。3．Y軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的定義根據(jù)X和Z軸按笛卡兒坐標(biāo)系右手法則確定Y軸方位和正方向。4．旋轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的定義旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸A、B和C的正方向相應(yīng)地在X、Y、Z坐標(biāo)軸正方向上，按右手螺紋前進(jìn)的方向來確定。二、各種數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系介紹a)b)c)圖1-18常見數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系。a）數(shù)控車床b）立式數(shù)控銑床c）臥式數(shù)控銑床三、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系數(shù)控機(jī)床在加工時(shí)顯示屏坐標(biāo)系頁(yè)面上一般都有下列坐標(biāo)系顯示：相對(duì)坐標(biāo)系、剩余坐標(biāo)系、工件（絕對(duì)）坐標(biāo)系、機(jī)床坐標(biāo)系，在應(yīng)用中比較關(guān)鍵的是機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。1．機(jī)床坐標(biāo)系前面建立的數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系為確立數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系打下了基礎(chǔ)，其關(guān)鍵是確定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)（原點(diǎn)）。數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)有機(jī)床零點(diǎn)，即確定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)，也是其他坐標(biāo)系和機(jī)床參考點(diǎn)的出發(fā)點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系是由生產(chǎn)廠家事先確定的，可由機(jī)床用戶說明書查到。通常車床的機(jī)床零點(diǎn)在主軸法蘭盤接觸面的中心即主軸前端面的中心上。數(shù)控銑床和加工中心的機(jī)床零點(diǎn)因生產(chǎn)廠家而異，如有的數(shù)控銑床的機(jī)床零點(diǎn)在左前方。2．工件坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工的基準(zhǔn)，但是有時(shí)利用機(jī)床坐標(biāo)系編制零件的加工程序并不方便。為了解決這一問題，數(shù)控機(jī)床引入了工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系是指編程或機(jī)床操作人員，依照零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，兼顧編程計(jì)算及對(duì)刀、測(cè)量方便而建立的用于描述零件圖樣上節(jié)點(diǎn)位置的坐標(biāo)系統(tǒng)。任務(wù)四數(shù)控機(jī)床主要性能指標(biāo)

任務(wù)目標(biāo)

任務(wù)內(nèi)容掌握常用數(shù)控機(jī)床精度指標(biāo)的特定含義以及運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)，了解影響數(shù)控機(jī)床加工精度的因素，數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)的內(nèi)涵。主要介紹數(shù)控機(jī)床精度的含義及各種常用術(shù)語(yǔ)，影響數(shù)控機(jī)床加工精度的因素，數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)，數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)1．?dāng)?shù)控機(jī)床各項(xiàng)精度指標(biāo)的涵義一、數(shù)控機(jī)床的精度（1）測(cè)量精度（2）控制系統(tǒng)定位精度（3）重復(fù)定位精度是指機(jī)床滑板位置的可重復(fù)性。（4）機(jī)床幾何精度（5）機(jī)床定位精度是指機(jī)床在規(guī)定的加工空間范圍內(nèi)進(jìn)行定位的精度，以可能出現(xiàn)的最大定位偏差表示。（6）機(jī)床定位穩(wěn)定性（亦稱機(jī)床定位再現(xiàn)性）（7）機(jī)床精度上述七項(xiàng)指標(biāo)都是靜態(tài)的（即在運(yùn)動(dòng)停止后進(jìn)行測(cè)定的），這對(duì)各種數(shù)控機(jī)床都適用。但對(duì)于輪廓控制的機(jī)床，還要考核輪廓跟隨精度，這是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)精度，反映在運(yùn)動(dòng)過程中。（8）輪廓跟隨精度是指實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡接近于程序給定軌跡的程度。（9）機(jī)床加工精度（或稱加工精度）是指機(jī)床上加工的工件所達(dá)到的精度。它不僅取決于上述各種機(jī)床精度指標(biāo)，而且還與夾具、刀具和工件本身的誤差有關(guān)。2．?dāng)?shù)控機(jī)床加工精度的影響因素一、數(shù)控機(jī)床的精度數(shù)控機(jī)床的加工精度不僅與數(shù)控機(jī)床本身的機(jī)床精度有關(guān)，還與夾具、刀具和工件本身的誤差有關(guān)。影響數(shù)控機(jī)床加工精度的外部因素是：周圍環(huán)境的溫度、設(shè)備的振動(dòng)、空氣溫度與污染及操作者的干擾等。從加工工藝系統(tǒng)角度分析影響加工精度的因素，數(shù)控機(jī)床加工誤差主要由工件及夾具系統(tǒng)位置誤差、機(jī)床主機(jī)的空間位置誤差和刀具系統(tǒng)的位置誤差組成。必要時(shí)再結(jié)合環(huán)境條件（如環(huán)境溫度及其波動(dòng)、機(jī)床安裝條件、地基變形和外界干擾振動(dòng)）與機(jī)床運(yùn)行情況（如機(jī)床的升溫運(yùn)行時(shí)間、切削條件等）等因素分析影響數(shù)控機(jī)床加工精度的原因。決定零件加工精度的最主要因素是數(shù)控機(jī)床基本部件的精度和運(yùn)動(dòng)精度。因而在應(yīng)用數(shù)控技術(shù)時(shí)，要求各控制坐標(biāo)之間的相互協(xié)調(diào)盡可能完善。同時(shí)，為了使機(jī)床在空載條件下所確定的導(dǎo)軌面直線度和工作臺(tái)與主軸的垂直度等靜態(tài)精度在加載后仍然保持在規(guī)定的誤差范圍，也要求機(jī)床的結(jié)構(gòu)在加上切削力后彈性變形盡可能小，即機(jī)床的剛度要足夠大。二、數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)由于數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字的形式給出相應(yīng)的脈沖指令控制運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行加工，因此數(shù)控機(jī)床控制的軸數(shù)與普通機(jī)床中的主軸及傳動(dòng)軸的概念截然不同。圖1-19為五軸控制的數(shù)控機(jī)床外觀圖。五軸控制的數(shù)控機(jī)床包含了三個(gè)移動(dòng)坐標(biāo)軸和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)軸。數(shù)控機(jī)床完成的運(yùn)動(dòng)越多，控制軸數(shù)就越多，對(duì)應(yīng)的功能就越強(qiáng)，同時(shí)機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度與技術(shù)含量也就越高。a)b)圖1-19五軸控制數(shù)控機(jī)床a)立式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床b)臥式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床二、數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)坐標(biāo)軸的控制，并不等于就可以加工出任何形狀的零件。將機(jī)床數(shù)控裝置控制各坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)動(dòng)作的坐標(biāo)軸數(shù)目稱為聯(lián)動(dòng)軸數(shù)。目前有兩軸聯(lián)動(dòng)、兩軸半聯(lián)動(dòng)、三軸聯(lián)動(dòng)、四軸聯(lián)動(dòng)、五軸聯(lián)動(dòng)等。通常兩軸聯(lián)動(dòng)用于數(shù)控車床加工回轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床加工如圖1-20所示的曲面；兩軸半聯(lián)動(dòng)是三個(gè)坐標(biāo)軸中有兩個(gè)軸聯(lián)動(dòng)，另外一個(gè)坐標(biāo)軸只作周期性的進(jìn)給，加工如圖1-21所示的三維空間曲面時(shí)，X、Z兩坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，Y軸控制每次進(jìn)給量△Y；三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床可以使用球頭銑刀加工如圖1-22所示的三維空間曲面。圖1-23為五軸聯(lián)動(dòng)加工中心加工葉輪的實(shí)例圖，加工用刀具為球頭銑刀，得到葉輪輪廓需要X和Y軸進(jìn)給、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)做圓周進(jìn)給及B軸的擺動(dòng)。圖1-20兩軸聯(lián)動(dòng)加工圖1-21兩軸半聯(lián)動(dòng)加工圖1-22三軸聯(lián)動(dòng)加工圖1-23五軸聯(lián)動(dòng)加工三、數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)1．主軸轉(zhuǎn)速2．進(jìn)給速度和加速度3．行程4．回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角范圍5．刀庫(kù)容量和換刀時(shí)間任務(wù)五

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展

任務(wù)目標(biāo)

任務(wù)內(nèi)容了解數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)，柔性制造與計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)的應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)。

主要介紹近幾年數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)和柔性制造與計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)的應(yīng)用。

一、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)由于數(shù)控機(jī)床綜合了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量和新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等許多方面的先進(jìn)技術(shù)，使得數(shù)控機(jī)床的發(fā)展日新月異，數(shù)控機(jī)床的功能越來越強(qiáng)大，主要表現(xiàn)在：1．技術(shù)集成和技術(shù)復(fù)合趨勢(shì)明顯技術(shù)集成和技術(shù)復(fù)合是數(shù)控機(jī)床技術(shù)最活躍的發(fā)展趨勢(shì)之一。包括車銑復(fù)合、車-鏜-鉆-齒輪加工復(fù)合、車磨復(fù)合等。目前已由機(jī)加工復(fù)合發(fā)展到非機(jī)加工復(fù)合，進(jìn)而發(fā)展到零件制造和管理信息及應(yīng)用軟件的兼容。2．?dāng)?shù)字控制技術(shù)智能化智能化指工作過程智能化，利用計(jì)算機(jī)、信息、網(wǎng)絡(luò)等智能化技術(shù)有機(jī)結(jié)合，對(duì)數(shù)控機(jī)床加工過程實(shí)行智能監(jiān)控和人工智能自動(dòng)編程等。3．機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與加工中心、車銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、電加工機(jī)床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應(yīng)用。4．精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控機(jī)床的加工精度已從原來的絲級(jí)（0.01mm）提升到目前的微米級(jí)（0.001mm），有些品種已達(dá)到0.05μm左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到0.05μm左右，形狀精度可達(dá)0.01μm左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級(jí)（0.001μm）。5．功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。1．柔性制造單元（FMC）

二、柔性制造與計(jì)算機(jī)集成制造1967年英國(guó)的Molins公司研制了世界上第一個(gè)柔性制造系統(tǒng)（FMS）。在FMS誕生8年之后，出現(xiàn)了柔性制造單元（FMC）。柔性制造單元是一種根據(jù)一定的零件族由一臺(tái)或者數(shù)臺(tái)數(shù)控機(jī)床所組成的自動(dòng)化生產(chǎn)集合。FMC可以看作是獨(dú)立的的最小規(guī)模的FMS。（1）FMC的組成FMC通常由1～2臺(tái)數(shù)控加工中心，工業(yè)機(jī)器人、工件交換系統(tǒng)（AMC），以及物料運(yùn)輸存儲(chǔ)設(shè)備構(gòu)成。它具有獨(dú)立的自動(dòng)加工功能、部分具有工件自動(dòng)傳送和監(jiān)控管理的功能。通常FMC有兩種組成形式：托盤交換式和工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)式。圖1-24為托盤交換式FMC示意圖。圖1-24托盤交換式FMC1—環(huán)形交換工作臺(tái)2—托盤座3—工件托盤4—臥式鏜銑加工中心5—托盤交換裝置1．柔性制造單元（FMC）

二、柔性制造與計(jì)算機(jī)集成制造（2）FMC的特點(diǎn)FMC作為柔性制造單元，可以在整個(gè)系統(tǒng)中執(zhí)行自動(dòng)化的加工過程，具備以下的特點(diǎn)：1）有比較完善的自動(dòng)檢測(cè)功能。FMC的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)刀尖位置；可以將傳感器檢測(cè)到的工件數(shù)據(jù)與系統(tǒng)的檢驗(yàn)信息進(jìn)行比較，作出判斷，以修正加工信息；對(duì)于檢驗(yàn)合格的工件，由工業(yè)機(jī)器人放入合格的臺(tái)架上，不合格品自動(dòng)淘汰。2）有比較可靠的自動(dòng)監(jiān)控功能。FMC的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)切削狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制，例如對(duì)工件安裝錯(cuò)誤、刀具的壽命和破損、主軸的熱變形及過載等進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)故障會(huì)立即停機(jī)。3）實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的自動(dòng)裝卸和計(jì)數(shù)管理。柔性制造單元中的數(shù)控加工中心，工業(yè)機(jī)器人和工件臺(tái)架能協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝卸和計(jì)數(shù)管理。2．柔性制造系統(tǒng)（FMS）二、柔性制造與計(jì)算機(jī)集成制造柔性制造系統(tǒng)是由多臺(tái)單機(jī)組成、由計(jì)算機(jī)控制和管理的加工系統(tǒng)，它沒有固定的加工順序和節(jié)拍，在加工一定批量的某種工件后能在不停機(jī)的條件下，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為加工另一種工件。FMS是高柔性和高自動(dòng)化程度的制造系統(tǒng)，它可以使勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅度提高，并大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度和改善勞動(dòng)條件。（1）FMS的組成1）加工系統(tǒng)由兩臺(tái)以上的鏜銑加工中心、車削中心或FMC以及其他輔助加工設(shè)備所組成。2）物流系統(tǒng)包含工作流和刀具流兩部分，有倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)上下料裝置。

3）控制與管理系統(tǒng)包括過程控制、過程調(diào)度和過程監(jiān)控三個(gè)系統(tǒng)FMS還包含冷卻系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)、刀具監(jiān)控和管理等附屬系統(tǒng)。圖1-25FMS的組成框圖

2．柔性制造系統(tǒng)（FMS）二、柔性制造與計(jì)算機(jī)集成制造

（2）FMS的特點(diǎn)柔性制造系統(tǒng)是在成組技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)檢測(cè)與控制技術(shù)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的綜合技術(shù)產(chǎn)物。該制造系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)管理和控制實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)調(diào)度，最大限度地發(fā)揮設(shè)備潛力，減少工件搬運(yùn)過程的等待時(shí)間，使多品種、中小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益接近大批量生產(chǎn)的水平。FMS的特點(diǎn)主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面：1）減少操作人員，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。2）大大地縮短了生產(chǎn)周期。3）提高產(chǎn)品質(zhì)量。4）提高了機(jī)床利用率。5）減少設(shè)備數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。6）減少在制品數(shù)量和庫(kù)存數(shù)量。3．計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）二、柔性制造與計(jì)算機(jī)集成制造計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)及其軟件，將制造工廠生產(chǎn)活動(dòng)所需的各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來，是適合于多品種、中小批量生產(chǎn)的總體高效益、高柔性的制造系統(tǒng)。CIMS的最基本內(nèi)涵是用集成的觀點(diǎn)組織生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，即用全局的、系統(tǒng)的觀點(diǎn)處理企業(yè)的經(jīng)營(yíng)與生產(chǎn)。（1）CIMS的組成CIMS是以計(jì)算機(jī)為工具，以集成為主要特征的制造自動(dòng)化系統(tǒng)。CIMS的組成如圖1-26所示，其中管理信息分系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)、制造自動(dòng)化分系統(tǒng)和質(zhì)量保證分系統(tǒng)是CIMS的四個(gè)應(yīng)用分系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng)是CIMS的兩個(gè)信息支持分系統(tǒng)。圖1-26CIMS的組成框圖3．計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）二、柔性制造與計(jì)算機(jī)集成制造（2）CIMS的特點(diǎn)CIMS是一個(gè)復(fù)雜的制造自動(dòng)化系統(tǒng)，它包含人員、經(jīng)營(yíng)和技術(shù)三要素。CIMS不同于企業(yè)的一般自動(dòng)化系統(tǒng)，它從形式到內(nèi)容、從廣度到深度、從工作模式到追求目標(biāo)，表現(xiàn)出以下特點(diǎn)：1）CIMS是人、經(jīng)營(yíng)、技術(shù)三要素統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。2）CIMS是以集成為基礎(chǔ)追求全局優(yōu)化的系統(tǒng)。3）CIMS是一個(gè)具有高度柔性的系統(tǒng)。4）CIMS是一個(gè)具有現(xiàn)代化生產(chǎn)模式的制造系統(tǒng)。（3）CIMS的發(fā)展CIMS隨著企業(yè)類型的不同或生產(chǎn)方式的不同等，具有不同的模式。CIMS是一個(gè)復(fù)雜的制造系統(tǒng)工程，必須在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況、具備的條件進(jìn)行決策，分步實(shí)施，重點(diǎn)突破，確保系統(tǒng)的實(shí)用性和有效性。由于CIMS技術(shù)屬于多種學(xué)科和多種專業(yè)技術(shù)的高度綜合，因此技術(shù)復(fù)雜、難度極大，加之對(duì)人力資源的要求非常高，投資強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他規(guī)模經(jīng)濟(jì)的制造模式，因而投資風(fēng)險(xiǎn)很大。從目前來著，各國(guó)的CIMS盡管發(fā)展較快，但成熟的、實(shí)用的系統(tǒng)仍屬于少數(shù)。訓(xùn)練項(xiàng)目一數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)認(rèn)知（參觀數(shù)控技術(shù)中心）綜合訓(xùn)練訓(xùn)練目的使學(xué)生建立對(duì)數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，掌握常用數(shù)控機(jī)床的種類，數(shù)控機(jī)床的一般組成和加工特點(diǎn)。硬件要求學(xué)院應(yīng)具備相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)中心，機(jī)床種類齊全，有一定的生產(chǎn)任務(wù)。課堂設(shè)計(jì)以學(xué)生自主參觀為主，教師適時(shí)提問并引導(dǎo)學(xué)生去觀察。課時(shí)為2學(xué)時(shí)。訓(xùn)練項(xiàng)目二數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用認(rèn)知（參觀數(shù)控加工企業(yè)）綜合訓(xùn)練訓(xùn)練目的使學(xué)生對(duì)企業(yè)應(yīng)用數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀有一個(gè)基本認(rèn)識(shí)，了解安全規(guī)程和崗位要求。增強(qiáng)對(duì)本課程學(xué)習(xí)的興趣。硬件要求數(shù)控加工生產(chǎn)任務(wù)較多的校外實(shí)訓(xùn)基地或其它生產(chǎn)企業(yè)，安全環(huán)境達(dá)標(biāo)。課堂設(shè)計(jì)由學(xué)院兼職教師或企業(yè)工程技術(shù)人員引導(dǎo)參觀、講解，教師配合提問、引導(dǎo)。課時(shí)為2學(xué)時(shí)。數(shù)控機(jī)床精品課件學(xué)習(xí)項(xiàng)目二數(shù)控機(jī)床典型部件結(jié)構(gòu)分析與調(diào)整任務(wù)一數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與調(diào)整任務(wù)二進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與調(diào)整任務(wù)三機(jī)床支承件結(jié)構(gòu)分析項(xiàng)目分解任務(wù)四自動(dòng)換刀裝置結(jié)構(gòu)分析任務(wù)一數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與調(diào)整

任務(wù)目標(biāo)

任務(wù)內(nèi)容通過學(xué)習(xí)，掌握主軸變速驅(qū)動(dòng)的方式、主軸組件結(jié)構(gòu)、主軸支承配置選擇和預(yù)緊調(diào)整及潤(rùn)滑保養(yǎng)方法。理解數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸系統(tǒng)的要求和主軸準(zhǔn)停功能的實(shí)現(xiàn)途徑，了解電主軸的應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r。主要介紹數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸系統(tǒng)的要求，變速傳動(dòng)方式的實(shí)現(xiàn)，主軸組件結(jié)構(gòu)、主軸的支承與潤(rùn)滑、主軸準(zhǔn)停功能的實(shí)現(xiàn)以及有關(guān)電主軸的應(yīng)用發(fā)展。

普通機(jī)床主軸的變速，通常是利用齒輪變速箱來實(shí)現(xiàn)的。一般只需要控制主軸的起動(dòng)和停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，而不需要其他的控制。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的主軸系統(tǒng)已不能滿足數(shù)控加工的要求，如數(shù)控車床要求主軸驅(qū)動(dòng)與伺服進(jìn)給同步，加工出螺紋；加工中心要求主軸具有準(zhǔn)停功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀等。這就要求能夠?qū)χ鬏S系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的控制。數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸系統(tǒng)具有以下要求：1．具有更大的調(diào)速范圍并實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速一般要求主軸具備1：（100～1000）的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍和1：10的恒功率調(diào)速范圍。2．具有較高的精度和剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低3．良好的抗振性和熱穩(wěn)定性4．具有C軸控制、高精度準(zhǔn)停及恒線速切削等現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床功能一、數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的要求

數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)傳動(dòng)有三種配置方式，分別是分段無(wú)級(jí)變速、帶傳動(dòng)變速以及電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式。圖2-1為數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)傳動(dòng)的三種配置方式。二、主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)方式a)b)c)圖2-1數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)傳動(dòng)的配置方式a）分段無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)b）同步帶傳動(dòng)變速c）調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床在實(shí)際生產(chǎn)中，并不需要在整個(gè)變速范圍內(nèi)均為恒功率。一般要求在中、高速段為恒功率傳動(dòng)，在低速段為恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。為了確保數(shù)控機(jī)床主軸低速時(shí)有較大的轉(zhuǎn)矩和主軸的變速范圍盡可能大，有的數(shù)控機(jī)床在交流或直流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，即解決電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和主軸傳動(dòng)功率的匹配問題，使之成為分段無(wú)級(jí)變速，如圖2-1a所示。在帶有齒輪變速的分段無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)中，主軸的正、反向起動(dòng)與停止、制動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的，主軸變速則由電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速與齒輪有限變速相配合來實(shí)現(xiàn)。這種配置適合于大中型機(jī)床，確保主軸低速時(shí)輸出大轉(zhuǎn)矩、高速時(shí)輸出恒功率特性的要求。二、主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)方式1．分段無(wú)級(jí)變速在帶有齒輪變速的主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓拔叉和電磁離合器是兩種常用的變速操縱方式。（1）液壓拔叉操縱方式圖2-2是一個(gè)三位的液壓拔叉的工作原理圖，它能夠帶動(dòng)滑移齒輪實(shí)現(xiàn)變速。工作原理如下：①當(dāng)液壓缸1通油、液壓缸5卸荷，滑移齒輪在最左側(cè)，如圖2-2a所示，②液壓缸5通油，液壓缸1卸荷，滑移齒輪在最右側(cè)，如圖2-2b所示；③當(dāng)液壓缸1、5同時(shí)通油，套筒在最右側(cè)，活塞桿頂在套筒上，滑移齒輪在中間位置，如圖2-2c所示。這里活塞桿小頭面積最小，套筒面積最大，活塞桿大頭介于兩者之間。二、主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)方式1．分段無(wú)級(jí)變速圖2-2三位液壓拔叉工作原理圖1、5—液壓缸2—活塞桿3—撥叉4—套筒（2）電磁離合器操縱方式電磁離合器是靠磁力吸引，增加片間摩擦力，或使兩齒嚙合，來傳遞轉(zhuǎn)矩。繞組8與鐵心9是固定不動(dòng)的，聯(lián)接件2及套筒3是輸入輸出端，即通電后，2與3聯(lián)在一起運(yùn)動(dòng)，斷電后，2、3各自獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)、互不干涉。套筒3的內(nèi)孔和外圓均有花鍵，與擋環(huán)6用螺釘11連成一體。套筒3套裝在外圓花鍵上，套裝著內(nèi)摩擦片5，內(nèi)摩擦片5的內(nèi)孔也帶有花鍵孔。聯(lián)接件2的外周邊上有六條直槽與外摩擦片4上的六個(gè)外圓周上花鍵齒相配。通電時(shí)，銜鐵10被吸引向右移，把內(nèi)外摩擦片壓在擋環(huán)上，內(nèi)外摩擦片一起轉(zhuǎn)；斷電時(shí)，外摩擦片4上的彈性爪使銜鐵10迅速恢復(fù)到原來位置，內(nèi)外摩擦片之間松開。二、主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)方式1．分段無(wú)級(jí)變速圖2-3無(wú)集電環(huán)摩擦片式電磁離合器1—傳動(dòng)齒輪2—聯(lián)接件3—套筒4—外摩擦片5—內(nèi)摩擦片6—擋環(huán)7—滾動(dòng)軸承8—繞組9—鐵心10—銜鐵11—螺釘

主軸帶傳動(dòng)變速主要是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過帶傳動(dòng)傳遞給主軸。這種傳動(dòng)方式多見于數(shù)控車床和中、小型加工中心，它可避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)與噪聲，這種結(jié)構(gòu)的配置形式如圖2-1b所示。數(shù)控機(jī)床主軸帶傳動(dòng)變速常采用多楔帶和同步帶。多楔帶又稱復(fù)合V帶，橫向斷面呈多個(gè)楔形，楔角為40°，傳遞負(fù)載主要靠強(qiáng)力層。能夠滿足加工中心主主軸系統(tǒng)要求的轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩和不打滑的條件。多楔帶安裝時(shí)需要較大的張緊力，使得主軸和電動(dòng)機(jī)承受較大的徑向負(fù)載，這是多楔帶的一大缺點(diǎn)。

二、主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)方式2．?dāng)?shù)控機(jī)床主軸帶傳動(dòng)變速圖2-5多楔帶型號(hào)選擇圖

同步帶又稱為同步齒形帶，按齒形不同又可分為梯形齒同步帶和圓弧齒同步帶兩種。圖2-6是這兩種齒形帶的縱向斷面圖。其中梯形齒同步帶多用在轉(zhuǎn)速不高或小功率動(dòng)力傳動(dòng)中，而圓弧齒同步帶多用在數(shù)控加工中心等要求較高的數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)中。同步帶的最大優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)打滑，且無(wú)需很大的張緊力，因此大大減輕了軸的靜態(tài)徑向拉力，傳動(dòng)效率高達(dá)98％～99.5％左右。

二、主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)方式2．?dāng)?shù)控機(jī)床主軸帶傳動(dòng)變速圖2-7同步齒形帶型號(hào)選擇圖數(shù)控機(jī)床一般采用直流或交流主軸伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)變速，如圖2-1c所示。二、主軸系統(tǒng)的傳動(dòng)方式3．調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸傳動(dòng)圖2-8內(nèi)置電動(dòng)機(jī)主軸1—后軸承2—定子3—轉(zhuǎn)子4—前軸承5—主軸

主軸組件是機(jī)床的一個(gè)關(guān)鍵部件，由主軸、主軸支撐、裝在主軸上的傳動(dòng)件和密封件組成。機(jī)床加工時(shí)，主軸帶動(dòng)工件或刀具直接參與表面成形運(yùn)動(dòng)，所以主軸的精度、剛度和熱變形對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率等有著重要的影響。（1）回轉(zhuǎn)精度主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差可以被分解為三種獨(dú)立運(yùn)動(dòng)誤差分量，即主軸的純徑向跳動(dòng)誤差、角度擺動(dòng)誤差和軸向竄動(dòng)誤差。主軸回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量分為三種：靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量和間接測(cè)量。目前我國(guó)在生產(chǎn)中沿用傳統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)量法。（2）剛度主軸組件的剛度是指受外力作用時(shí)，主軸組件抵抗變形的能力。主軸部件的剛度值K為：K=F/Y。主軸部件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支撐跨距、所選用的軸承類型及配置形式、軸承間隙的調(diào)整、主軸上傳動(dòng)元件的位置等有關(guān)。（3）抗振性（4）主軸溫升數(shù)控機(jī)床在解決溫升時(shí)，一般采用恒溫主軸箱。（5）耐磨性三、主軸組件1．對(duì)主軸組件的要求圖2-9主軸剛度受力圖

（1）只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的主軸組件如車床、銑床和磨床等的主軸組件（2）既有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又有軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的主軸組件如鉆床和鏜床等的主軸組件。其中主軸組件與軸承裝在套筒內(nèi)。（3）既有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又有軸向調(diào)整移動(dòng)的主軸組件屬于這一類的主軸組件有滾齒機(jī)、部分立式銑床等的主軸組件。（4）既有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又有徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的主軸部件屬于這一類的有臥式鏜床的平旋盤主軸部件和組合機(jī)床的鏜孔車端面頭主軸部件。（5）主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)又作行星運(yùn)動(dòng)的主軸部件新式內(nèi)圓磨床砂輪主軸部件的工作原理如圖2-10所示。三、主軸組件2．主軸組件的類型圖2-10行星運(yùn)動(dòng)的主軸1—主軸2—支撐套3—箱體4—套筒5—傳動(dòng)帶6—蝸桿主軸是主軸組件的重要組成部分。它的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀、制造精度、材料及其熱處理，對(duì)主軸組件的工作性能都有很大的影響。（1）主軸的主要尺寸參數(shù)主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主軸直徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長(zhǎng)度和支承跨距。評(píng)價(jià)和考慮主軸的主要尺寸參數(shù)的依據(jù)是主軸的剛度、結(jié)構(gòu)工藝性和主軸組件的工藝使用范圍。1）主軸直徑的確定。2）內(nèi)孔直徑的確定。3）懸伸長(zhǎng)度的確定。

4）支承跨距的確定。（2）主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀主軸端部用于安裝刀具或夾持工件的夾具。主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀都已標(biāo)準(zhǔn)化，圖2-11為幾種主軸端部的結(jié)構(gòu)形式。

（3）主軸的材料及熱處理主軸材料常采用45鋼、38CrMoAlA、GCr15、9Mn2V等，須經(jīng)滲氮和感應(yīng)淬火。（4）主軸主要精度指標(biāo)三、主軸組件3．主軸三、主軸組件3．主軸圖2-11主軸端部的結(jié)構(gòu)形式a)車床主軸端部b)銑、鏜類機(jī)床主軸端部c)外圓磨床砂輪主軸端部d)內(nèi)圓磨床砂輪主軸端部e)普通鏜桿裝在鉆床主軸上的端部f)組合機(jī)床主軸端部圖2-12為JCS—018A加工中心主軸箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，主要由主軸部件、刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、切屑清除裝置和主軸準(zhǔn)停裝置四個(gè)功能部件構(gòu)成。三、主軸組件4．JCS—018A加工中心主軸組件結(jié)構(gòu)圖2-12JCS—018A加工中心主軸箱結(jié)構(gòu)圖1—主軸2—拉釘3—鋼球4—前支承5—螺母6—后支承7—拉桿8—碟形彈簧9—彈簧10—活塞11—液壓缸

圖2-13a為錐孔雙列圓柱滾子軸承該軸承只能承受徑向載荷。圖2-13b是雙列角接觸球軸承，能承受雙向軸向載荷。磨薄中間隔套，可以調(diào)整間隙或預(yù)緊，允許轉(zhuǎn)速高。該軸承一般與雙列圓柱滾子軸承配套用作主軸的前支承。圖2-13c是雙列圓錐滾子軸承，同時(shí)承受徑向和軸向載荷，通常用作主軸的前支承。圖2-13d為帶凸肩的雙列空心圓柱滾子軸承，可用作主軸前支承。承受沖擊載荷時(shí)可產(chǎn)生微小變形，有吸振和緩沖作用。圖2-13e為帶有預(yù)緊彈簧的單列圓錐滾子軸承。圖2-13f為角接觸球軸承，這種類型的軸承既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷。將內(nèi)、外圈相對(duì)軸向位移，可以調(diào)整間隙，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。它們多用于高速主軸。四、主軸支承（軸承）1．?dāng)?shù)控機(jī)床主軸部件常用軸承類型圖2-13主軸常用滾動(dòng)軸承數(shù)控機(jī)床主軸常見的支承方式有三種，如圖2-15所示。1）前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和60°角接觸雙列向心推力球軸承組合，后支承采用成對(duì)向心推力球軸承（見圖2-15a）。此配置可提高主軸的綜合剛度，可滿足強(qiáng)力切削的要求，普遍用于各類數(shù)控機(jī)床主軸。2）前支承采用一對(duì)高精度角接觸球軸承和一個(gè)角接觸球軸承的組合，后支承采用角接觸球軸承，（見圖2-15b）。角接觸球軸承有良好的高速性，主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)4000r/min，但它的承載能力小，適于高速、輕載、高精密的數(shù)控機(jī)床主軸。3）前支承采用雙列圓錐滾子軸承，后支承采用單列圓錐滾子軸承（見圖2-15c）。這種軸承徑向和軸向剛度高，能承受重載荷，尤其是可承受較強(qiáng)的動(dòng)載荷。用于中等精度、低速、重載的數(shù)控機(jī)床主軸。四、主軸支承（軸承）2．主軸常見支承方式圖2-15數(shù)控機(jī)床主軸常見支承方式四、主軸支承（軸承）3．主軸支承的典型結(jié)構(gòu)圖2-16為數(shù)控車床主軸支承圖，前支承采用雙列短圓柱滾子軸承承受徑向載荷和60°雙列角接觸球軸承承受軸向載荷，后支承采用雙列短圓柱滾子軸承，適用于中等轉(zhuǎn)速，能承受較大的切削負(fù)載，主軸剛性高。

四、主軸支承（軸承）3．主軸支承的典型結(jié)構(gòu)圖2-17為臥式銑床主軸支承，軸的徑向剛度好，并有較高的轉(zhuǎn)速。

四、主軸支承（軸承）3．主軸支承的典型結(jié)構(gòu)圖2-18臥式鏜銑床的主軸支承1—齒輪2—主軸3—銑主軸4—雙鍵5、6—主軸套7—前軸承四、主軸支承（軸承）4．滾動(dòng)軸承的間隙與預(yù)緊主軸部件使用一段時(shí)間，軸承因磨損間隙將增大，就要重新調(diào)整間隙。因此，主軸部件必須具備軸承間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。圖2-19所示為隔套調(diào)整方法。采用兩個(gè)套調(diào)整，通過兩個(gè)套的寬度差，調(diào)整軸承的間隙?；蛟谳S承外圈設(shè)隔套，裝配時(shí)用螺母壓緊內(nèi)圈獲得所需預(yù)緊力。這種調(diào)整方法不用拆卸軸承，預(yù)緊力大小則由工人經(jīng)驗(yàn)確定。

圖2-19隔套調(diào)整方法圖2-20錐孔雙列圓柱滾子軸承徑向間隙的調(diào)整1—圓環(huán)墊圈2—螺釘3—螺釘五、主軸準(zhǔn)停功能1．機(jī)械準(zhǔn)?？刂茩C(jī)床的切削轉(zhuǎn)矩是由主軸上的端面鍵來傳遞的，每次機(jī)械手自動(dòng)裝取刀具時(shí)，必須保證刀柄上的鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵，這就要求主軸停轉(zhuǎn)時(shí)具有準(zhǔn)確定位的功能。為滿足主軸這一功能而設(shè)計(jì)的裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置。主軸準(zhǔn)停功能的實(shí)現(xiàn)，目前有兩種方式，即機(jī)械準(zhǔn)?？刂坪碗姎鉁?zhǔn)?？刂啤?guó)內(nèi)外中高檔數(shù)控系統(tǒng)均采用電氣準(zhǔn)?？刂啤?/p>

圖2-21為典型的V形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)停原理示意圖。帶有V形槽的定位盤與主軸端面保持一定的關(guān)系，以確定定位位置。上述準(zhǔn)停功能通常可由數(shù)控系統(tǒng)所配的可編程控制器完成。

圖2-21V形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)停原理示意圖五、主軸準(zhǔn)停功能2．電氣準(zhǔn)?？刂?/p>

電氣準(zhǔn)?？刂朴址譃殡姶艂鞲衅髦鬏S準(zhǔn)?？刂?、編碼器主軸準(zhǔn)?？刂坪蛿?shù)控系統(tǒng)主軸準(zhǔn)?？刂迫N。（1）電磁傳感器主軸準(zhǔn)?？刂?/p>

（2)編碼器主軸準(zhǔn)停控制

圖2-23編碼器主軸準(zhǔn)?？刂蒲b置圖2-22電磁傳感器主軸準(zhǔn)?？刂蒲b置五、主軸準(zhǔn)停功能2．電氣準(zhǔn)?？刂?/p>

（3）數(shù)控系統(tǒng)主軸準(zhǔn)?？刂七@種準(zhǔn)?？刂品绞绞怯蓴?shù)控系統(tǒng)完成的，采用這種控制方式時(shí)需注意以下問題：1）數(shù)控系統(tǒng)須具有主軸閉環(huán)控制功能。。2）當(dāng)采用電動(dòng)機(jī)軸端編碼器信號(hào)反饋給數(shù)控裝置時(shí)，主軸傳動(dòng)鏈精度可能對(duì)主軸精度產(chǎn)生影響。數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停的原理與進(jìn)給位置控制的原理非常相似，如圖2-24所示。圖2-24數(shù)控系統(tǒng)主軸準(zhǔn)停控制原理圖

六、主軸部件的潤(rùn)滑與密封1．主軸的密封在密封件中，被密封的介質(zhì)往往是以穿漏、滲透或擴(kuò)散的形式，越界泄漏到密封連接處的彼側(cè)。造成泄漏的基本原因是流體從密封面上的間隙中溢出，或是由于密封部件內(nèi)外兩側(cè)密封介質(zhì)的壓力差或濃度差，致使流體向壓力低或濃度低的一側(cè)流動(dòng)。圖2-25為臥式加工中心主軸前支承的密封結(jié)構(gòu)，采用的是雙層小間隙密封裝置。

要使間隙密封結(jié)構(gòu)能在一定的壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封防漏性能，必須保證法蘭盤4、5與主軸及軸承端面的配合間隙。

這種主軸前端密封結(jié)構(gòu)也適合于臥式車床的主軸前端密封。在油脂潤(rùn)滑狀態(tài)下使用該密封結(jié)構(gòu)時(shí)，取消了法蘭盤泄油孔及回油斜孔，并且有關(guān)配合間隙適當(dāng)放大，經(jīng)正確加工及裝配后同樣可達(dá)到較為理想的密封效果。

圖2-25臥式加工中心主軸前支承的密封結(jié)構(gòu)1—套筒2—軸承3—套筒4、5—法蘭盤6—主軸7—泄露孔8—回油斜孔9—泄油孔六、主軸部件的潤(rùn)滑與密封2．主軸的潤(rùn)滑為了保證主軸有良好的潤(rùn)滑，減少摩擦發(fā)熱，同時(shí)又能把主軸組件的熱量帶走，通常采用循環(huán)式潤(rùn)滑系統(tǒng)，用液壓泵強(qiáng)力供油潤(rùn)滑，使用油溫控制器控制油箱油液溫度。高檔數(shù)控機(jī)床主軸軸承采用了高級(jí)油脂封存方式潤(rùn)滑，每加一次油脂可使用7～10年，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本且維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單，但須防止?jié)櫥秃陀椭旌?，通常采用迷宮式密封方式。為了適應(yīng)主軸高速化發(fā)展的需要，新的潤(rùn)滑冷卻方式不斷涌現(xiàn)。（1）油氣潤(rùn)滑方式這種潤(rùn)滑方式近似于油霧潤(rùn)滑方式，但油霧方式是連續(xù)供給油霧，而油氣潤(rùn)滑則是定時(shí)定量地把油霧送進(jìn)軸承空隙中，這樣既實(shí)現(xiàn)了油霧潤(rùn)滑又避免了油霧太多而污染周圍空氣。（2）噴注潤(rùn)滑方式噴注潤(rùn)滑方式是用較大流量的恒溫油（每個(gè)軸承3～4L/min）噴注到主軸軸承，以達(dá)到潤(rùn)滑、冷卻的目的。這里較大流量噴注的油必須靠排油泵強(qiáng)制排油，而不是自然回流。同時(shí)，還要采用專用的大容量高精度恒溫油箱，油溫變動(dòng)控制在±0.5℃。

七、高速主軸與電主軸要發(fā)展和應(yīng)用高速加工技術(shù)，首先必須有性能優(yōu)良的高速數(shù)控機(jī)床，而高速數(shù)控機(jī)床的工作性能，首先取決于高速主軸。隨著電氣傳動(dòng)技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動(dòng)機(jī)矢量控制技術(shù)等）的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡(jiǎn)化，取消了帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的“零傳動(dòng)”。這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，使主軸組件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動(dòng)機(jī)，故也稱為“高頻主軸”。電主軸是一種智能型功能部件，不但轉(zhuǎn)速高、功率大，還有一系列控制主軸溫升與振動(dòng)等機(jī)床運(yùn)行參數(shù)的功能，以確保其高速運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全。電主軸結(jié)構(gòu)示意和系統(tǒng)的基本配置如圖2-26所示。圖2-26電主軸結(jié)構(gòu)示意和系統(tǒng)基本配置七、高速主軸與電主軸圖2-28高速電主軸的典型結(jié)構(gòu)圖2-27用于普通加工中心、銑床、鉆床作增速的電主軸任務(wù)二進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與調(diào)整

任務(wù)目標(biāo)

任務(wù)內(nèi)容掌握齒輪變速傳動(dòng)裝置間隙的調(diào)整方法，滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)、調(diào)整、支撐和應(yīng)用特點(diǎn)，貼塑導(dǎo)軌和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的應(yīng)用特點(diǎn)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和鼠牙盤式分度工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)和工作原理。理解數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求，了解聯(lián)軸器的選用知識(shí)，液壓導(dǎo)軌工作原理，定位銷式分度工作臺(tái)結(jié)構(gòu)原理。

主要介紹數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求，齒輪變速傳動(dòng)裝置間隙的調(diào)整，聯(lián)軸器的選用，滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)、調(diào)整、支撐和應(yīng)用特點(diǎn)，導(dǎo)軌種類與應(yīng)用，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與分度工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)和工作原理等。

一、對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為工作臺(tái)或刀架的運(yùn)動(dòng)，包括齒輪傳動(dòng)副、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿副、軸及其支承部件等。為了保證數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度和動(dòng)態(tài)性能，對(duì)其機(jī)械傳動(dòng)裝置提出了高傳動(dòng)剛度、高諧振、低摩擦、低慣量、無(wú)反向間隙等方面的要求。1．高傳動(dòng)剛度進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的高傳動(dòng)剛度主要取決于絲杠螺母副（直線運(yùn)動(dòng)）或蝸輪蝸桿副（回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）及其支承部件的剛度。2．高諧振應(yīng)使機(jī)械構(gòu)件具有高的固有頻率和合適的阻尼。3．低摩擦目前在進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中普遍采用滾珠絲杠螺母副。4．低慣量在滿足強(qiáng)度與剛度的前提下，應(yīng)盡可能減小運(yùn)動(dòng)部件的重量以及各種傳動(dòng)元件的尺寸，以提高傳動(dòng)部件對(duì)指令的快速響應(yīng)能力。5．無(wú)反向間隙對(duì)傳動(dòng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括齒輪副、絲杠螺母副、聯(lián)軸器及其支承部件等均采用消除間隙的結(jié)構(gòu)措施。二、變速傳動(dòng)裝置1．圓柱齒輪傳動(dòng)間隙的消除數(shù)控機(jī)床的機(jī)械進(jìn)給裝置中常采用齒輪傳動(dòng)副來達(dá)到一定的降速比和轉(zhuǎn)矩的要求。齒輪傳動(dòng)副常采用各種消除側(cè)隙的措施，以減小齒輪側(cè)隙。（1）偏心軸套調(diào)整法如圖2-30所示（2）錐度齒輪調(diào)整法圖2-31以上兩種方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能傳遞較大轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)剛度好，但齒側(cè)間隙調(diào)整好后不能自動(dòng)補(bǔ)償，屬于剛性調(diào)整法。圖2-30偏心套調(diào)整結(jié)構(gòu)圖2-31錐齒輪調(diào)整結(jié)構(gòu)1—齒輪2—偏心套3—齒輪1、2—齒輪3—墊片二、變速傳動(dòng)裝置1．圓柱齒輪傳動(dòng)間隙的消除（3）雙片齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法圖2-32a是雙片齒輪周向可調(diào)彈簧錯(cuò)齒消隙結(jié)構(gòu)。圖2-32b是另一種雙片齒輪周向彈簧錯(cuò)齒消隙結(jié)構(gòu).雙片齒輪錯(cuò)齒法調(diào)整間隙，在齒輪傳動(dòng)時(shí)，無(wú)論正向和反向旋轉(zhuǎn)分別只有一片齒輪承受轉(zhuǎn)矩，因此承載能力受到限制，并且彈簧的拉力要足以能克服最大轉(zhuǎn)矩，否則起不到消隙作用。這種結(jié)構(gòu)裝配后齒側(cè)間隙能自動(dòng)消除，始終保持無(wú)間隙嚙合，故稱為柔性調(diào)整法，適合于載荷不大的傳動(dòng)裝置。

圖2-32雙片齒輪彈簧錯(cuò)齒消隙結(jié)構(gòu)a）可調(diào)彈簧式b）周向彈簧式1、2—薄齒輪3、8—凸耳或短柱4—彈簧5、6—螺母7—螺釘二、變速傳動(dòng)裝置2．斜齒輪傳動(dòng)間隙的消除斜齒輪傳動(dòng)消除側(cè)隙的方法與直齒圓柱齒輪傳動(dòng)中雙片薄齒輪消除間隙的思路相似，也是用兩個(gè)薄片齒輪和一個(gè)寬齒輪嚙合，只是通過不同的方法使兩個(gè)薄片齒輪沿軸向移動(dòng)合適的距離后，相當(dāng)于兩薄片斜齒圓柱齒輪的螺旋線錯(cuò)開了一定的角度。兩個(gè)齒輪與寬齒輪嚙合時(shí)分別負(fù)責(zé)不同的方向（正向和反向），起到消除側(cè)隙的作用。（1）軸向墊片調(diào)整法圖2-33為斜齒輪墊片錯(cuò)齒消隙結(jié)構(gòu)圖。墊片厚度的增減量⊿t與齒側(cè)間隙△和螺旋角β之間的關(guān)系式為：⊿t＝△cosβ墊片的厚度一般由測(cè)試法確定，往往要經(jīng)過幾次修磨。這種結(jié)構(gòu)的齒輪承載能力較小，且不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙，屬剛性消除間隙的范疇。圖2-33斜齒輪軸向墊片調(diào)整結(jié)構(gòu)1、2—薄片斜齒輪3—墊片4—寬齒輪二、變速傳動(dòng)裝置2．斜齒輪傳動(dòng)間隙的消除（2）軸向壓簧調(diào)整法圖2-34是斜齒輪軸向壓簧錯(cuò)齒消隙結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)消隙原理與軸向墊片調(diào)整法相似，所不同的是利用齒輪2右面的彈簧壓力使兩個(gè)薄片齒輪產(chǎn)生相對(duì)軸向位移，從而它們的左、右齒面分別與寬齒輪的左右齒面貼緊，以消除齒側(cè)間隙。圖2-34a采用的是壓簧，圖2-34b采用的是碟形彈簧。

圖2-34斜齒輪軸向壓簧消隙結(jié)構(gòu)a）軸向壓簧法b）碟形彈簧法1、2—薄片斜齒輪3—彈簧4—寬齒輪5—螺母二、變速傳動(dòng)裝置3．錐齒輪傳動(dòng)消隙（1）周向壓簧調(diào)整如圖2-35所示，將大錐齒輪加工成1和2兩部分，齒輪的外圈1開有三個(gè)圓弧槽8，內(nèi)圈2的端面帶有三個(gè)凸爪4，套裝在圓弧槽內(nèi)。彈簧6的兩端分別頂在凸爪4和鑲塊7上，使內(nèi)外齒圈1、2的錐齒錯(cuò)位與小錐齒輪嚙合達(dá)到消除間隙的作用。螺釘5將內(nèi)外齒圈相對(duì)固定是為了安裝方便，安裝完畢后即可卸去。圖2-35錐齒輪周向壓簧調(diào)整結(jié)構(gòu)1—錐齒輪的外圈2—錐齒輪的內(nèi)圈3—小錐齒輪4—凸爪5—螺釘6—彈簧7—鑲塊二、變速傳動(dòng)裝置3．錐齒輪傳動(dòng)消隙

（2）軸向壓簧調(diào)整如圖2-36所示，錐齒輪1、2相嚙合。在錐齒輪1的軸5上裝有壓簧3，用螺母4調(diào)整壓簧3的彈力。錐齒輪1在彈力作用下沿軸向移動(dòng)，可消除錐齒輪1和2的間隙。

圖2-36錐齒輪軸向壓簧調(diào)整結(jié)構(gòu)1、2—錐齒輪3—壓簧4—螺母5—軸二、變速傳動(dòng)裝置4．齒輪齒條傳動(dòng)消隙大型數(shù)控機(jī)床（如大型數(shù)控龍門銑床）工作臺(tái)行程長(zhǎng)，其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不宜采用滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)，一般用齒輪齒條傳動(dòng)。當(dāng)載荷小時(shí)，可用雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法，分別與齒條齒槽左、右側(cè)貼緊，從而消除齒側(cè)間隙。當(dāng)載荷大時(shí)，采用徑向加載法消除間隙。如圖2-37所示，兩個(gè)小齒輪1和6分別與齒條7嚙合，并用加載裝置4在齒輪3上預(yù)加負(fù)載，于是齒輪3使嚙合的大齒輪2和5向外伸開，與其同軸上的齒輪1、6也同時(shí)向外伸開，與齒條7上齒槽的左右兩側(cè)相應(yīng)貼緊而無(wú)間隙。齒輪3由液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)。

圖2-37齒輪齒條傳動(dòng)的消隙結(jié)構(gòu)1、2、3、5、6—齒輪4—加載裝置7—齒條三、滾珠絲杠螺母副1．工作原理和特點(diǎn)滾珠絲杠螺母副由于在絲杠和螺母之間放入了滾珠，使絲杠與螺母間變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，因而大大地減小了摩擦阻力，提高了傳動(dòng)效率。圖2-38為滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)示意圖。滾珠絲杠螺母副具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）傳動(dòng)效率高，摩擦損失小。2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)爬行。3）傳動(dòng)精度高，反向時(shí)無(wú)空程。4）磨損小，精度保持性好，使用壽命長(zhǎng)。5）具有運(yùn)動(dòng)的可逆性。滾珠絲杠螺母副的缺點(diǎn)是：1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。2）不能自鎖，特別是垂直安裝的滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)，會(huì)因部件的自重而自動(dòng)下降。必須增加制動(dòng)裝置。圖2-38滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)示意圖1—絲杠2—滾道3—螺母4—滾珠三、滾珠絲杠螺母副2．結(jié)構(gòu)類型（1）外循環(huán)滾珠從循環(huán)過程末端通過螺母外表面上的螺旋槽或插管返回螺母循環(huán)首端重新進(jìn)入循環(huán)。圖2-39為常見的外循環(huán)滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)圖。在螺母外圓上裝有螺旋形的插管口，其兩端插入滾珠螺母工作始末兩端孔中，以引導(dǎo)滾珠通過插管，形成滾珠的多圈循環(huán)鏈。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，承載能力較高，但徑向尺寸較大。目前應(yīng)用最為廣泛，也可用于重載傳動(dòng)系統(tǒng)。圖2-39外循環(huán)滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)三、滾珠絲杠螺母副2．結(jié)構(gòu)類型（2）內(nèi)循環(huán)靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠成單圈循環(huán)，如圖2-40所示。反向器2的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相等。這種形式結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，滾珠流通性好，摩擦損失小，但制造較困難，適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)，不宜用于重載傳動(dòng)。圖2-40內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)1—絲杠2—反向器3—滾珠4—螺母三、滾珠絲杠螺母副3．滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整消除間隙的方法常采用雙螺母結(jié)構(gòu)，利用兩個(gè)螺母的相對(duì)軸向位移，使每個(gè)螺母中的滾珠分別接觸絲杠滾道的左右兩側(cè)。常用的預(yù)緊方式有以下三種：（1）雙螺母墊片式消隙如圖2-41所示，此種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、剛度好，應(yīng)用最為廣泛，在雙螺母間加墊片的形式可由專業(yè)生產(chǎn)廠根據(jù)用戶要求事先調(diào)整好預(yù)緊力，使用時(shí)裝卸非常方便。圖2-41雙螺母墊片調(diào)整法三、滾珠絲杠螺母副3．滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整（2）雙螺母螺紋式消隙如圖2-42所示，利用一個(gè)螺母上的外螺紋，通過圓螺母調(diào)整兩個(gè)螺母的相對(duì)軸向位置實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，調(diào)整好后用鎖緊螺母鎖緊，這種結(jié)構(gòu)調(diào)整方便，且可在使用過程中隨時(shí)調(diào)整，但預(yù)緊力大小不能準(zhǔn)確控制。圖2-42雙螺母螺紋式消隙結(jié)構(gòu)1—圓螺母2—鎖緊螺母三、滾珠絲杠螺母副3．滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整（3）齒差式消隙如圖2-43所示，在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與緊固在套筒兩端的內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)分別為Z1、Z2，并相差一個(gè)齒。調(diào)整時(shí)，先取下內(nèi)齒圈，讓兩個(gè)螺母相對(duì)于套筒同方向都轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個(gè)螺母便產(chǎn)生相對(duì)角位移這種方法能精確地調(diào)整預(yù)緊量，調(diào)整方便、可靠，但結(jié)構(gòu)尺寸較大，多用于高精度的傳動(dòng)。圖2-43齒差式消隙三、滾珠絲杠螺母副3．滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整（4）單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊如圖2-44所示，將螺母的內(nèi)螺紋滾道在中部的一圈上產(chǎn)生一個(gè)⊿L0導(dǎo)程突變量，從而使左右端的滾珠在裝配后產(chǎn)生軸向錯(cuò)位實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。預(yù)緊力的大小取決于⊿L0。此種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，特別適用于小型絲杠螺母副。圖2-44單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊消隙

三、滾珠絲杠螺母副4．滾珠絲杠螺母副的支承方式（1）一端裝推力軸承（固定-自由式）如圖2-45a所示，這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度低，僅適應(yīng)于短絲杠。（2）一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承（固定-支承式）圖b所示，滾珠絲杠較長(zhǎng)時(shí)，一端裝推力軸承固定，另一端由深溝珠軸承支承。（3）兩端裝推力軸承（單推-單推式或雙推-單推式）如圖2-45c所示，這種方式是對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸安裝。（4）兩端裝雙重推力軸承及深溝球軸承（固定-固定式）如圖2-45d所示，為提高剛度，絲杠兩端采用雙重支承.圖2-45滾珠絲杠螺母副的支承方式三、滾珠絲杠螺母副5．滾珠絲杠螺母副的制動(dòng)裝置圖2-46為數(shù)控臥式鏜銑床主軸Z向進(jìn)給絲杠的制動(dòng)裝置示意圖。機(jī)床工作時(shí)電磁鐵線圈通電，吸住壓簧，使摩擦離合器打開。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)滾珠絲杠螺母副使主軸箱沿Z向（垂直）移動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電磁鐵線圈同時(shí)斷電，在彈簧作用下摩擦離合器壓緊，使得滾珠絲杠不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸箱就不會(huì)因自重而下降。圖2-46滾珠絲杠螺母副的制動(dòng)裝置三、滾珠絲杠螺母副6．滾珠絲杠螺母副的密封與潤(rùn)滑滾珠絲杠螺母副可用防塵密封圈和防護(hù)套密封，防止灰塵及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠螺母副。密封圈有接觸式和非接觸式兩種，裝在滾珠螺母的兩端。非接觸式密封圈通常由聚氯乙烯等塑料制成，其內(nèi)孔螺紋表面與絲杠螺紋之間略有間隙，又稱迷宮式密封圈。接觸式密封圈用具有彈性的耐油橡膠和尼龍等材料制成，雖然會(huì)產(chǎn)生接觸壓力和一定的摩擦力矩，但防塵效果較好。防護(hù)套可防止塵土及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠，影響傳動(dòng)精度。防護(hù)罩的形式有折疊式密封套、伸縮管套和伸縮擋板等，材料有耐油塑料、人造革等。潤(rùn)滑使用潤(rùn)滑劑，以提高耐磨性及傳動(dòng)效率，從而保持傳動(dòng)精度，延長(zhǎng)使用壽命。常用的潤(rùn)滑劑有潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂兩類。潤(rùn)滑脂一般在安裝過程中放進(jìn)滾珠螺母的滾道內(nèi)，為定期潤(rùn)滑。使用潤(rùn)滑油時(shí)應(yīng)注意要經(jīng)常通過注油孔注油。四、進(jìn)給裝置常用聯(lián)軸器1．錐環(huán)無(wú)鍵聯(lián)軸器該機(jī)構(gòu)利用錐環(huán)之間的摩擦實(shí)現(xiàn)軸與轂之間的無(wú)間隙連接傳遞轉(zhuǎn)矩，且可任意調(diào)節(jié)兩連接件之間的角度位置。圖2-47為采用錐環(huán)（錐形夾緊環(huán)）無(wú)鍵消隙聯(lián)軸器.為了能補(bǔ)償同軸度及垂直度誤差引起的干涉現(xiàn)象，可采用圖2-48所示的撓性聯(lián)軸器.無(wú)鍵錐環(huán)聯(lián)軸器定心性好，承載能力強(qiáng)，傳遞功率大，轉(zhuǎn)速高，使用壽命長(zhǎng)，具有過載保護(hù)能力，能在受振動(dòng)和沖擊載荷等惡劣條件下連續(xù)工作，安裝、使用和維護(hù)方便。

圖2-48撓性聯(lián)軸器1—壓圈2—聯(lián)軸套3—墊圈4—柔性片5—撓性件6—彈性件圖2-47錐環(huán)無(wú)鍵消隙聯(lián)軸器1—軸套2—彈簧環(huán)3—壓圈4—從動(dòng)軸5—螺釘四、進(jìn)給裝置常用聯(lián)軸器2．套筒式聯(lián)軸器圖2-49為套筒式聯(lián)軸器的幾種結(jié)構(gòu)型式。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，但拆裝困難（要求兩中心軸線嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)，不允許存在徑向及角度偏差），使用受到一定限制。其中圖2-49a結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單實(shí)用，但不太可靠。圖2-49b結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工和安裝容易，但消除周向間隙不可靠，且易松動(dòng)。圖2-49c是用十字滑塊聯(lián)軸器相連，滑塊的槽口配研，這種結(jié)構(gòu)無(wú)法保證完全消除傳動(dòng)間隙。a）b）c）圖2-49套筒式聯(lián)軸器五、導(dǎo)軌1．對(duì)導(dǎo)軌的基本要求機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件（如刀架、工作臺(tái)等）都是沿著床身、立柱、橫梁等基礎(chǔ)件上的導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的，因此導(dǎo)軌的功用就是支承和導(dǎo)向。導(dǎo)軌性能的好壞，直接影響機(jī)床的加工精度、承載能力和使用性能，因此，導(dǎo)軌應(yīng)滿足以下基本要求：（1）導(dǎo)向精度影響導(dǎo)向精度的主要因素有導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式、導(dǎo)軌的制造精度和裝配質(zhì)量以及導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度等。（2）精度保持性除了力求減少磨損量外，還應(yīng)使導(dǎo)軌面在磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償和便于調(diào)整。（3）低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)要小，以減小阻力，特別是動(dòng)、靜摩擦因數(shù)應(yīng)盡量接近，并有良好的阻尼特性。（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好，便于加工、裝配、調(diào)試和維修。五、導(dǎo)軌2．?dāng)?shù)控機(jī)床常用導(dǎo)軌及特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床上常用的導(dǎo)軌，按其接觸面間的摩擦性質(zhì)的不同，可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和液壓導(dǎo)軌三大類。（1）滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛度好、抗振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在一般的機(jī)床上應(yīng)用最為廣泛?；瑒?dòng)導(dǎo)軌剛度的大小、制造是否簡(jiǎn)單、調(diào)整是否方便、摩擦損耗是否最小以及能否保持導(dǎo)軌的初始精度等在很大程度上取決