数控机床的机械结构概述PPT

特别是随着新材料，新工艺的普及、应用，高速加工已 经成为目前数控机床的发展方向之一，快进速度达到了每分 钟数十米，甚至上百米，主轴转速达到了每分钟上万转、甚 至十几万转，采用电主轴、支线电动机、直线滚动导轨等新 产品、新技术已势在必行。
数控机床结构与装调工艺
| 具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件
作者通过手柄进行调整和变速，操作 机构比普通机床要简单多，许多机床
用的操作按钮 也较普通机床 少。
甚至没有手动机械操作系统。
数控机床结构与装调工艺
| 广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品
数控机床进行的是高速、高精度加工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ再简化机械结构 的同时，对于机械传动装置和元件也提出了更高的要求。高 效、无间隙传动装置和元件在数控机床上去得了广泛的应用。 如：滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨 等高效执行部件，不仅可以减少进给系统的摩擦阻力，提高 传动效率；而且还可以使运动平稳和获得较高的定位精度。
数控机床结构与装调工艺
二、数控机床机械结构的主要特点
| 结构简单、操作方便、自动化程度高
数控机床的主 轴箱、进给变速箱
数控机床需要根据数控系统的指
数控机床
令，自动完成对进给速度、主轴转速、 的大部分辅助
结构一般非常简单； 刀具运动轨迹以及其他机床辅助技能 动作都可以通
齿轮、轴类零件、 轴承的数量大为减 少；电动机可以直 接连接主轴和滚珠
数控机床结构与装调工艺
三、数控机床对机械结构的基本要求
| 具有较高的静、动刚度和良好抗震性
机床的刚度反映了机床机构抵抗变形的能力。机床 变形产生的误差，通常很难通过调整和补偿的方法予以 彻底的解决。为了满足数控机床高效、高精度、高可靠 性以及自动化的要求，与普通机床相比，数控机床应具 有更高的静刚度。此外，为了充分发挥机床的效率，加 大切削用量，还必须提高机床的抗震性，避免切削时产 生的共振和颤振。而提高机构的动刚度是提高机床抗震 性的基本途径。
“工艺复合化”和“功能集成化”是无人化、柔性加工的基本要求， 也是数控机床最显著的特点和当前的发展方向。因此，自动换刀装置 （ATC）、动力刀架、自动换屑装置、自动润滑装置等特殊机械部件是 必不可少，有的机床还带有自动工作台交换装置（APC）。
“功能集成化”是当前数控机床的另一重要发展方向。在现代数控 机床上，自动换刀装置、自动工作台交换装置等已经成为基本装置。随 着数控机床向无人化、柔性化加工发展，功能集成化更多体现在：工件 的自动装卸、自动定位，刀具的自动对刀、破损检测、寿命管理，工件 的自动测量和自动补偿功能上，因此，国外还新近开发了集中突破传统 机床界限，集钻、铣、镗、车、磨等加工于一体的所谓“万能加工机 床”，大大提高了附加值，并随之不断出现新的机械部件。
数控机床结构与装调工艺
5.实现工件回转、分度定位的装置和附件， 如回转工作台。
6.刀库、刀架和自动换刀装置 (ATC) 。 7.自动托盘交换装置 (APC) 。 8.特殊功能装置，如刀具破损检测、精度检
测和监控装置等。
数控机床结构与装调工艺
需要说明的是：
其中，机床基础件、主传动系统、进给系统以及液 压、润滑、冷却等辅助装置是构成数控机床的机床本体 的基本部件，是必须的；其他部件则按数控机床的功能 和需要选用。尽管数控机床的机床本体的基本构成与传 统的机床十分相似，但由于数控机床在功能和性能上的 要求与传统机床存在着巨大的差距，所以数控机床的机 床本体在总体布局、结构、性能上与传统机床有许多明 显的差异，出现了许多适应数控机床功能特点的完全新 颖的机械结构和部件。
数控机床结构与装调工艺
| 对机械结构、零部件的要求高
高速、高效、高精度的加工要求，无人化管理以及工艺复 合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生产率，同时，也 必然会使机床的开机时间，工作负载随之增加，机床必须在高 负荷下，长时间可靠工作。因此，对组成机床的各种零部件和 控制系统的可靠性要求很高。
此外，为了提高加工效率，充分发挥机床性能，数控机床 通常都能够同时进行粗细加工。这就要求机床技能满足大切削 量的粗加工对机床的刚度、强度和抗震性的要求，而且也能达 到精密加工机床对机床精度的要求。因此，数控机床的主轴电 机的功率一般比同规格的普通机床大，主要部件和基础件的加 工精度通常比普通机床高，对组成机床各部件的动、静态性能 以及热稳定性的精度保持性也提出了更高的要求。
辅助控制装置 伺服驱动装置
机 床 本 体
检测反馈装置
数控机床的组成框图
数控机床结构与装调工艺
机床本体是数控机床的
主体部分。是完成各种切削
立 式
加工的机械结构，来自于数
数
控装置的各种运动和动作指
控
铣
令，都必须由机床本体转换
床
成真实的、准确的机械运动
和动作，才能实现数控机床
的功能，并保证数控机床的
性能要求。
数控机床结构与装调工艺
一、数控机床的机械结构的组成：
1. 主转动系统
包括动力源、传动件及主运动执行件——主轴等。主转 动系统的作用是将驱动装置的运动及动力传给执行件，实 现主切削运动。
2. 进给转动系统
包括动力源、传动件及进给运动执行件——工作台、刀 架等。进给转动系统的作用是将伺服驱动装置的运动和动 力传给执行件，实现进给运动。
数控机床结构与装调工艺
任务三 数控机床的机械结构
| 数控机床机械结构的组成 | 数控机床机械结构的主要特点 | 数控机床对机械结构的基本要求 | 提高数控机床性能的措施
数控机床结构与装调工艺
熟悉数控车床的机械结构
概述
数控机床结构与装调工艺
数控机床结构与装调工艺
加 工 程 序
输 入 装 置
数 控 装 置
数控机床结构与装调工艺
3. 基础支承件
包括床身、立柱、 导轨、工作台等。 基础支承件的作用 是支承机床的各主 要部件，并使它们 在静止或运动中保 持相对正确的位置。
4. 辅助装置 包括自动换刀 装置、液压气动 系统、润滑冷却 装置等。
小 型 立 式 加 工 中 心 的 外 形 图
1-主轴头 2-刀库 3-立柱 4-立柱底座 5-工作台 6-工作台底座
（如自动换刀，自动冷却）的控制。 它必须利用伺服进给系统代替普通机 床的进给系统，并可以通过主轴调速
过数控系统的 辅助技能（M 技能）进行控
丝杠，不用齿轮； 系统实现主轴自动变速。因此，在操 制，因此，常
在使用直线电动机， 作上，它不像普通机床那样，需要操
电主轴的场合，甚 至可以不用丝杠、 主轴箱。