模塊一 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)

模塊一

數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)1.1數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介知識(shí)目標(biāo)1、了解數(shù)控技術(shù)相關(guān)概念2、了解數(shù)控機(jī)床的分類3、了解常見數(shù)控機(jī)床及其功能1.1.1數(shù)控機(jī)床概念數(shù)控技術(shù)以數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)控制的應(yīng)用技術(shù)NC、CNC數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字技術(shù)形式控制的機(jī)床。數(shù)控程序（數(shù)字化代碼）控制工件和刀具按照預(yù)定軌跡相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而加工出工件的機(jī)床。01020304數(shù)控機(jī)床金屬切削類金屬成型類特種加工類其他類1.1.2數(shù)控機(jī)床類型010203金屬切削類數(shù)控機(jī)床數(shù)控車床數(shù)控銑床數(shù)控磨床04數(shù)控鉆床數(shù)控機(jī)床類型06復(fù)合機(jī)床05多功能數(shù)控機(jī)床07專用機(jī)床按有無(wú)反饋裝置分類圖1-6開環(huán)控制系統(tǒng)圖1-7半閉環(huán)控制系統(tǒng)圖1-8閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控車床簡(jiǎn)介一、數(shù)控車床及車削中心數(shù)控車床是完成車削加工工藝為主要功能的數(shù)控機(jī)床，多為2坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)控制型，高性能的有3軸或5軸控制型。1）數(shù)控車床：數(shù)控車床是用計(jì)算機(jī)數(shù)字化信號(hào)控制的車床。2）車削中心：添加了C軸和動(dòng)力銑頭的數(shù)控車床。二、數(shù)控車床類型按數(shù)控車床的功能分經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床普通數(shù)控車床車削加工中心主軸配置形式分立式數(shù)控車床臥式數(shù)控車床水平導(dǎo)軌式數(shù)控車床傾斜導(dǎo)軌式數(shù)控車床

圖1-2立式數(shù)控車床圖1-3水平導(dǎo)軌式數(shù)控車床圖1-4傾斜導(dǎo)軌式數(shù)控車床圖1-5臥式車削中心表1-1按數(shù)控車床主軸位置分類表1-2按數(shù)控車床刀架數(shù)量分類表1-3按數(shù)控車床功能分類數(shù)控銑床簡(jiǎn)介一、數(shù)控銑床用計(jì)算機(jī)數(shù)字化信號(hào)控制的銑床。數(shù)控銑床是完成鏜銑加工工藝為主要功能的數(shù)控機(jī)床，基本控制類型為3軸聯(lián)動(dòng)型，如數(shù)控系統(tǒng)許可，也可擴(kuò)展至5軸聯(lián)動(dòng)型。數(shù)控銑床主要加工非回轉(zhuǎn)類零件。

圖1-9立式數(shù)控銑床二、數(shù)控銑床種類1.按機(jī)床形態(tài)分類立式（圖）臥式（圖）龍門式（圖）

2.按控制方式分開環(huán)控制系統(tǒng)（說(shuō)明）半閉環(huán)控制系統(tǒng)（說(shuō)明）閉環(huán)控制系統(tǒng)（說(shuō)明）

3.按數(shù)控系統(tǒng)分FANUC（發(fā)那科）SIEMENS（西門子）KNC（華中數(shù)控）加工中心臥式加工中心立式加工中心龍門加工中心萬(wàn)能加工中心圖1-10立式加工中心外形圖1-11臥式加工中心圖1-12龍門式加工中心表1-6加工中心按換刀形式分類表1-7加工中心按布局方式分類表1-7加工中心按布局方式分類（續(xù)）其它數(shù)控設(shè)備簡(jiǎn)介圖1-14磨削中心圖1-13數(shù)控磨床一、數(shù)控磨床二、數(shù)控鉆床圖1-15數(shù)控電火花成型機(jī)床三、數(shù)控電火花成型機(jī)床圖1-15數(shù)控電火花線切割機(jī)床四、數(shù)控線切割機(jī)床1.2數(shù)控機(jī)床組成知識(shí)目標(biāo)1、了解數(shù)控機(jī)床的基本組成2、了解數(shù)控機(jī)床主要機(jī)械部件3、了解數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成1.2數(shù)控機(jī)床組成數(shù)控機(jī)床=機(jī)床本體+數(shù)控系統(tǒng)+輔助裝置圖1-1數(shù)控機(jī)床的組成1.2.1機(jī)床本體基礎(chǔ)部件——床身（底座）、立柱、工作臺(tái)進(jìn)給部件主軸箱部件刀庫(kù)及換刀機(jī)構(gòu)……主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)→主軸傳動(dòng)類型齒輪變速帶傳動(dòng)變速電主軸直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件——坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)相關(guān)部件組成：滾珠絲杠螺母副、直線導(dǎo)軌副滾珠絲杠螺母副：由滾珠絲杠、螺母及返回機(jī)構(gòu)組成直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副：由滾動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)體和滑塊組成工件夾持、工件承載部件工作臺(tái)：直線工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、交換工作臺(tái)卡盤：三爪卡盤、四爪卡盤尾座：由尾座基體、尾座緊固機(jī)構(gòu)、頂尖套及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和頂尖套鎖緊裝置等四部分構(gòu)成刀輔機(jī)構(gòu)數(shù)控車床刀架：立式、臥式自動(dòng)換刀裝置：由換刀機(jī)構(gòu)和刀庫(kù)組成類型圓盤式刀庫(kù)(YP)鏈?zhǔn)降稁?kù)(LS)貨架式刀庫(kù)(HJ)斗笠式刀庫(kù)無(wú)換刀機(jī)械手，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，用于立式主軸的換刀圓盤刀庫(kù)由換刀機(jī)械手動(dòng)作進(jìn)行刀具的拔插及交換刀具數(shù)量一般在30T以下鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈環(huán)按矩形或折返式分布儲(chǔ)存刀具，結(jié)構(gòu)緊湊刀庫(kù)容量大，一般鏈?zhǔn)降稁?kù)有40T-120T等不同的容量1.2.2數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介日本數(shù)控系統(tǒng)FANUC（法那克）數(shù)控系統(tǒng)FANUC（法那克）系統(tǒng)從0i到23i三菱數(shù)控系統(tǒng)等德國(guó)SIEMENS（西門子）數(shù)控系統(tǒng)SIEMENS（西門子）系統(tǒng)從SINUMERIK802S、802C到802D、810D、840D等。國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)華中數(shù)控系統(tǒng)廣州數(shù)控系統(tǒng)1.3數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件知識(shí)目標(biāo)1、了解數(shù)控車床、加工中心機(jī)械部件組成及其功能2、了解各部件技術(shù)要求能力目標(biāo)1、會(huì)選擇機(jī)械部件裝調(diào)所用工具2、會(huì)檢測(cè)并調(diào)整主要部件3、能夠熟練使用各種檢測(cè)工具進(jìn)給部件3主軸箱組件2基礎(chǔ)部件1換刀機(jī)構(gòu)41.3數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件5其他1.3.1床身位置：機(jī)床的底部功能：機(jī)床的基本支承體，用于安裝各部件并保持正確位置材料：高強(qiáng)度鑄鐵結(jié)構(gòu)：要求：動(dòng)靜剛度要求高數(shù)控車床床身加工中心底座床身的研磨和調(diào)整床身（底座）的研磨部位是其與其他部件的結(jié)合部位。以加工中心為例，主要研磨部位有導(dǎo)軌安裝基面以及床身和立柱的結(jié)合面。技術(shù)要求：導(dǎo)軌安裝基面的直線性；兩導(dǎo)軌安裝基面的扭曲度；床身和立柱結(jié)合面要求貼合緊密。導(dǎo)軌安裝基面的檢測(cè)與調(diào)試檢測(cè)項(xiàng)目：（1）導(dǎo)軌安裝基面的直線性；（2）兩導(dǎo)軌安裝基面的扭曲度。檢測(cè)工具：水平儀2個(gè)、等高量塊2個(gè)、大理石平尺1個(gè)。檢測(cè)過(guò)程：（1）床身調(diào)平（2）導(dǎo)軌安裝基面直線性檢查（3）導(dǎo)軌安裝基面平行度檢查床身調(diào)平導(dǎo)軌安裝基面直線性檢查導(dǎo)軌安裝基面扭曲度檢查安裝基面的調(diào)整（1）直線性超差的調(diào)整超差較小的調(diào)整：用砂紙或油石打磨安裝基面。超差較大的調(diào)整：用刮刀刮削安裝基面，然后研磨安裝基面。超差過(guò)大的調(diào)整：返修。（2）扭曲度超差的調(diào)整：返修。直線導(dǎo)軌的安裝與調(diào)整技術(shù)要求：導(dǎo)軌類別正確；導(dǎo)軌安裝基面與導(dǎo)軌基準(zhǔn)面接觸；單根導(dǎo)軌直線度小于允差；兩根導(dǎo)軌平行度小于允差。安裝工具：絲錐；導(dǎo)軌螺釘；調(diào)整墊塊及螺釘；扭力扳手；塞尺。檢測(cè)工具：大理石平尺；等高墊塊；移動(dòng)滑塊；百分表及磁性表座。直線導(dǎo)軌的安裝安裝要求（1）從導(dǎo)軌中間向兩端依次把緊壓塊的螺釘，用力矩扳手從導(dǎo)軌中間位置處，向?qū)к墐啥艘来螖Q緊直線導(dǎo)軌的螺釘。（2）保證直線導(dǎo)軌的安裝基準(zhǔn)面（安裝基面及側(cè)基面）0.02塞尺不入安裝過(guò)程：①清理直線導(dǎo)軌②安裝直線導(dǎo)軌導(dǎo)軌的檢測(cè)調(diào)整復(fù)查導(dǎo)軌直線度（1）垂直面內(nèi)直線度檢查：平尺兩端對(duì)零→檢查→計(jì)算→判斷（2）水平面內(nèi)直線度檢查：平尺兩端對(duì)零→檢查→計(jì)算→判斷（3）直線度超差的調(diào)整垂直面直線度超差：松開基準(zhǔn)導(dǎo)軌的安裝螺釘然后重新把緊，多次檢查調(diào)整。若誤差過(guò)大，則需加工返修。水平面直線度超差：松開基準(zhǔn)導(dǎo)軌的調(diào)整墊塊螺釘然后重新把緊，多次檢查調(diào)整。若誤差過(guò)大，則需加工返修。導(dǎo)軌的檢測(cè)調(diào)整②復(fù)查兩導(dǎo)軌平行度1）垂直面內(nèi)平行度檢查：平尺兩端對(duì)零→檢查→計(jì)算→判斷（2）水平面內(nèi)平行度檢查：平尺兩端對(duì)零→檢查→計(jì)算→判斷（3）平行度超差的調(diào)整垂直面平行度超差：松開非基準(zhǔn)導(dǎo)軌螺釘然后重新把緊，多次檢查調(diào)整。若誤差過(guò)大，則需加工返修。水平面平行度超差：松開非基準(zhǔn)導(dǎo)軌的調(diào)整墊塊螺釘然后重新把緊，多次檢查調(diào)整。若誤差過(guò)大，則需加工返修。床身與立柱結(jié)合面的檢查①檢查方法：涂色法②檢查過(guò)程：③要求：每25×25mm內(nèi)，不少于10個(gè)點(diǎn)。1.3.2主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主軸組件主軸箱主傳動(dòng)形式①齒輪傳動(dòng)——手動(dòng)有級(jí)變速②變頻主軸——分段無(wú)級(jí)調(diào)速③帶傳動(dòng)變速④電主軸直接驅(qū)動(dòng)——內(nèi)置電動(dòng)機(jī)主軸變速齒輪傳動(dòng)——手動(dòng)有級(jí)變速傳統(tǒng)主軸利用齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)的傳遞，通過(guò)PLC控制電磁離合器實(shí)現(xiàn)有級(jí)變速。例如CKA6150可在手擋L、M、H范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)四級(jí)自動(dòng)變速。變頻主軸——分段無(wú)級(jí)調(diào)速主軸電動(dòng)機(jī)采用普通交流電動(dòng)機(jī)加變頻器。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，即解決電機(jī)驅(qū)動(dòng)和主軸傳動(dòng)功率的匹配問(wèn)題，使之成為分段無(wú)級(jí)變速。分段無(wú)級(jí)調(diào)速常用的變速操作方式有液壓撥叉和電磁離合器兩種。帶傳動(dòng)變速帶傳動(dòng)變速主要是將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)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。伺服主軸的控制系統(tǒng)分為支流和交流兩種，目前多采用交流的控制系統(tǒng)。帶傳動(dòng)多用同步齒形帶或多楔帶。電主軸直接驅(qū)動(dòng)——內(nèi)置電動(dòng)機(jī)主軸變速電主軸就是把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸做成一體而得到的主軸。機(jī)床采用集成內(nèi)裝形式電主軸的結(jié)構(gòu)，取消了帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)等中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，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)床主軸的“零間隙傳動(dòng)”主軸箱檢測(cè)主軸箱體的主要技術(shù)要求（1）軸承座孔的圓度、圓柱度、同軸度圓度誤差允差：0.012圓柱度誤差：0.012前后孔的同軸度允差：0.015（2）孔徑與軸承外圈的配合允差：0.02（3）軸孔對(duì)定位端面的垂直度允差：0.015檢測(cè)項(xiàng)目及部位前后軸孔的圓度和圓柱度檢測(cè)軸孔同軸度檢測(cè)孔中心線與孔端面垂直度檢驗(yàn)孔中心線與基面平行度檢驗(yàn)孔距檢查孔系平行度檢查（1）軸孔的圓度圓柱度檢查檢測(cè)工具：內(nèi)徑百分表檢測(cè)過(guò)程（2）軸孔同軸度檢測(cè)檢測(cè)工具儀器：工作臺(tái)、可調(diào)千斤頂、檢驗(yàn)棒、檢驗(yàn)套、內(nèi)徑百分表、內(nèi)徑杠桿表（3）孔中心線與孔端面垂直度檢驗(yàn)檢驗(yàn)工具：a.帶圓盤檢驗(yàn)棒，塞尺；b.檢驗(yàn)棒，檢驗(yàn)工藝套及止推套；百分表及磁性表座。（4）孔中心線與基面平行度檢驗(yàn)檢驗(yàn)工具：檢驗(yàn)棒、百分表、等高量塊、高度游標(biāo)尺（5）孔距檢驗(yàn)檢驗(yàn)工具：游標(biāo)卡尺檢驗(yàn)方法：間接測(cè)量（6）孔系平行度檢驗(yàn)檢驗(yàn)工具：檢驗(yàn)棒2個(gè)、檢驗(yàn)套、千分尺（或游標(biāo)卡尺）檢驗(yàn)方法：間接測(cè)量主軸的檢測(cè)主軸的主要技術(shù)要求（1）主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的徑向圓跳動(dòng)誤差不得超過(guò)限差；（2）主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的軸向竄動(dòng)誤差不得超過(guò)限差；（3）主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)必須保持動(dòng)平衡。主軸的檢測(cè)項(xiàng)目（1）徑向圓跳動(dòng)檢測(cè)檢測(cè)部位及允差：a）主軸端部，允差0.008mm；b）據(jù)主軸根部300mm處，允差0.020mm。（2）軸向竄動(dòng)檢測(cè)檢測(cè)允差：0.008mm（3）主軸軸線與導(dǎo)軌的平行度技術(shù)要求：臥式數(shù)控車床的主軸軸線與床身導(dǎo)軌，臥式數(shù)控銑床、臥加的主軸軸線與Z向?qū)к?，立式銑床、立加的主軸軸線與Z向?qū)к壱笃叫?。允差?.01/150或0.015/300.（4）動(dòng)平衡試驗(yàn)主軸部件裝配后，必須在專用動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試動(dòng)平衡，通過(guò)加減配重進(jìn)行調(diào)整（1）徑向圓跳動(dòng)檢測(cè)檢測(cè)工具：等高塊，方筒，檢驗(yàn)棒，百分表及磁性表座。檢測(cè)過(guò)程：將檢驗(yàn)棒插入主軸錐孔，在導(dǎo)軌上放置等高塊和方筒，百分表磁性表座吸附在方筒上表面，指針指向檢驗(yàn)棒根部；旋轉(zhuǎn)主軸1-2圈，觀察百分表指針變化，計(jì)算最大讀數(shù)差；每次轉(zhuǎn)動(dòng)90度，取四次的最大讀數(shù)差平均值即為主軸根部的徑向圓跳動(dòng)誤差。同理，將指針指向檢驗(yàn)棒距根部300mm處，即可得300mm處的徑向圓跳動(dòng)誤差。（2）軸向竄動(dòng)檢測(cè)

檢測(cè)工具：檢驗(yàn)棒，鋼球，百分表及磁性表座檢測(cè)過(guò)程將檢驗(yàn)棒插入主軸錐孔，在導(dǎo)軌上放置等高塊和方筒，百分表磁性表座吸附在方筒上表面，鋼球粘附在檢驗(yàn)棒錐孔內(nèi)，指針指向鋼球；旋轉(zhuǎn)主軸1-2圈，觀察百分表指針變化，計(jì)算最大讀數(shù)差即為軸向竄動(dòng)誤差。（3）主軸軸線與導(dǎo)軌的平行度檢測(cè)工具：移動(dòng)滑塊，檢查棒，百分表及磁性表座檢測(cè)過(guò)程：將移動(dòng)滑塊安裝在相應(yīng)的導(dǎo)軌上，磁性表座吸附在滑塊上面；檢驗(yàn)棒插入主軸錐孔，百分表指針指向檢驗(yàn)棒上母線；移動(dòng)滑塊，讀出百分表變化最大讀數(shù)差；拔出檢驗(yàn)棒，旋轉(zhuǎn)180°重新插入主軸錐孔，再次檢測(cè)；兩次的平均值即為垂直面內(nèi)的平行度誤差。同理，將百分表指針指向檢驗(yàn)棒側(cè)母線，即可得在水平面內(nèi)的平行度誤差。平行度誤差修復(fù)：若主軸軸線與相應(yīng)導(dǎo)軌的平行度誤差超限，則需修磨主軸箱安裝底面或側(cè)基面。1.3.3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給部件數(shù)控機(jī)床進(jìn)給部件由動(dòng)力裝置（進(jìn)給伺服電機(jī)）、傳動(dòng)裝置（滾珠絲杠副）、導(dǎo)向裝置（直線導(dǎo)軌副）以及支撐輔助裝置（軸承及軸承座、電機(jī)座）等部分構(gòu)成，其功能是帶動(dòng)車床床鞍或銑床、加工中心的工作臺(tái)沿著坐標(biāo)軸方向直線移動(dòng)。滾珠絲杠副組成直線導(dǎo)軌副軸承座、電機(jī)座進(jìn)給部件技術(shù)要求常見機(jī)床進(jìn)給部件主要部位數(shù)控車床：Z軸部件立式加工中心：①立加Y軸進(jìn)給部件（十字滑臺(tái)安裝）②立加X軸進(jìn)給部件（工作臺(tái)安裝）③立加Z軸部件（主軸箱安裝）臥式加工中心：①X軸進(jìn)給部件；②Z軸進(jìn)給部件；③Y軸進(jìn)給部件進(jìn)給部件主要技術(shù)要求單根導(dǎo)軌的直線度一對(duì)導(dǎo)軌的平行度滾珠絲杠的預(yù)緊三孔同心要求：①軸承座、電機(jī)座軸線的直線度要求；②軸承座、電機(jī)座的等距度要求；③軸承座、電機(jī)座的等高度要求導(dǎo)軌的安裝與調(diào)整——以立加為例Y向?qū)к壍陌惭b與調(diào)試十字滑臺(tái)1）基準(zhǔn)導(dǎo)軌辨別2）導(dǎo)軌的安裝3）導(dǎo)軌直線度、扭曲度復(fù)查4）安裝十字滑臺(tái)基準(zhǔn)導(dǎo)軌的辨別直線導(dǎo)軌裝配的技術(shù)要求運(yùn)行平行度——導(dǎo)軌與滑塊基準(zhǔn)面之間的平行度綜合精度導(dǎo)軌的安裝與檢測(cè)Y向?qū)к壍陌惭bY向?qū)к墮z測(cè)直線度檢測(cè)平行度檢測(cè)導(dǎo)軌與滑塊運(yùn)行平行度檢測(cè)安裝后運(yùn)行平行度≤0.010mm；安裝后普通導(dǎo)軌對(duì)基準(zhǔn)軌的運(yùn)行平行度≤0.015～0.02mm；滾珠絲杠安裝要求滾珠絲杠的預(yù)緊三孔同心檢測(cè)檢測(cè)過(guò)程

1)將軸承座用螺釘固定在床身上，然后裝上檢驗(yàn)棒和檢驗(yàn)套。

2)將螺母座用螺釘固定在螺母架體上，然后裝上檢驗(yàn)套和檢驗(yàn)棒。

3)電機(jī)座用螺釘固定在床身上，然后裝上檢驗(yàn)套和檢驗(yàn)棒。4)以床身導(dǎo)軌為準(zhǔn)，檢驗(yàn)軸承座、電機(jī)座、螺母座對(duì)床身導(dǎo)軌的平行度和等距度三孔同心的調(diào)整上母線精度超差，修磨電機(jī)座、軸承座底面?zhèn)饶妇€超差，調(diào)整側(cè)基準(zhǔn)面螺釘滿足要求后，配作定位銷孔，打上銷釘去掉檢查棒和檢查套，穿上滾珠絲杠，安裝軸承和端蓋。電動(dòng)機(jī)、帶輪裝配1)將齒形帶輪、脹緊套、壓蓋、裝在電動(dòng)機(jī)上,并用螺釘固定好。

2)將齒形帶裝在帶輪上。

3)將電動(dòng)機(jī)板固定在伺服電動(dòng)機(jī)上，然后用螺釘、螺母將電動(dòng)機(jī)組件固定在支架上。十字滑臺(tái)安裝將Y向滑塊處調(diào)整墊修磨成等高，裝上十字滑臺(tái)檢查并調(diào)整X向?qū)к壈惭b基面安裝X向?qū)к墢?fù)查X向?qū)к壷本€度、扭曲度并調(diào)整裝上X向滑塊檢查X向運(yùn)行平行度檢查X向和Y向垂直度X向與Y向垂直度檢驗(yàn)檢測(cè)工具：壓塊（頂絲）、板橋、方尺、百分表及磁性表座檢測(cè)過(guò)程：1）、十字滑臺(tái)側(cè)面用頂絲或壓塊擠靠，保證：0.02塞尺不入。2）、將板橋橫跨在十字滑臺(tái)的兩個(gè)X向滑塊上，按如下步驟進(jìn)行Y軸軸線運(yùn)動(dòng)和X軸軸線運(yùn)動(dòng)間的垂直度檢查：①將方尺（500X500）放在工裝檢具中央位置處。②將一個(gè)百分表固定在十字滑臺(tái)處，指針指在方尺側(cè)面，移動(dòng)工作臺(tái)，將方尺兩端校零。③固定另一百分表表座，指針指在方尺另一側(cè)面（即垂直面），移動(dòng)十字滑臺(tái)，檢查Y軸軸線運(yùn)動(dòng)和X軸軸線運(yùn)動(dòng)間的垂直度。精度不對(duì)時(shí)，依據(jù)實(shí)際情況修刮Y向直線導(dǎo)軌的側(cè)基準(zhǔn)。1.3.4刀輔機(jī)構(gòu)裝調(diào)數(shù)控車床刀架加工中心刀庫(kù)及換刀機(jī)構(gòu)數(shù)控車床刀架數(shù)控刀架安裝在數(shù)控車床的滑板上。它上面可以裝夾多把刀具，在加工中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀刀架的作用是裝夾車刀，孔加工刀具及螺紋刀具并能準(zhǔn)確迅速的選擇刀具進(jìn)行對(duì)工件的切削。刀架滑板由縱向（Z軸）滑板和橫向（X軸）滑板組成，Z軸滑板安裝在床身導(dǎo)軌上，可以沿床身縱向運(yùn)動(dòng)，橫向滑板安裝在縱向滑板上，能沿縱向滑板的導(dǎo)軌進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)，刀架滑板的作用是安裝在其上的刀架刀具在加工中實(shí)現(xiàn)縱向和橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控車床刀架類型1.排刀式刀架一般用于小規(guī)格的數(shù)控車床，以加工棒料或盤類零件為主?；剞D(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀刀架，是一種最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置?；剞D(zhuǎn)刀架上回轉(zhuǎn)頭各刀座用于安裝或支持各種不同用途的刀具，通過(guò)回轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)、分度和定位，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀?；剞D(zhuǎn)刀架分度準(zhǔn)確、定位可靠、重復(fù)定位精度高、轉(zhuǎn)位速度快、夾緊性好，可以保障數(shù)控車床的高精度和高效率。數(shù)控機(jī)床使用的回轉(zhuǎn)刀架是比較簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，常用的類型有四方刀架、六角刀架，即在其上裝有四把、六把或更多的刀具?；剞D(zhuǎn)刀架根據(jù)刀架回轉(zhuǎn)軸與安裝地面的相對(duì)位置，又分為立式刀架和臥式刀架兩種，立式回轉(zhuǎn)軸垂直于機(jī)床主軸，多用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，臥式回轉(zhuǎn)刀架的回轉(zhuǎn)軸平行于機(jī)床主軸，可徑向與軸向安裝刀具。圖2-70電動(dòng)刀架結(jié)構(gòu)圖1—電動(dòng)機(jī)2—電動(dòng)機(jī)座3—接線盒4—傳動(dòng)套5—蝸桿軸6—調(diào)整墊7—底盤8—底座9—蝸輪10—定齒盤11—?jiǎng)育X盤12—定位盤13—夾緊齒盤14—定位銷

15—傳動(dòng)銷16—螺桿17—方刀臺(tái)18—傳動(dòng)盤19—連接盤20—固定環(huán)

21、25—螺母22—機(jī)械開關(guān)23—上端罩24—立軸26、27—堵四工位回轉(zhuǎn)刀架工作原理傳動(dòng)路線：電動(dòng)機(jī)1——蝸桿軸5——渦輪9-——螺桿16——傳動(dòng)盤18——夾緊齒盤13——連接盤19——方刀臺(tái)17基本動(dòng)作：主機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令——電動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)——螺桿16帶動(dòng)夾緊齒盤13升起——傳動(dòng)銷15與螺桿16上的傳動(dòng)盤18結(jié)合，-——帶動(dòng)夾緊盤、連接盤、方刀臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)位置后，機(jī)械開關(guān)發(fā)出信號(hào)，主機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，方刀盤反向粗定位后，螺桿帶動(dòng)夾緊齒盤下降，三個(gè)齒盤嚙合鎖緊后，終結(jié)者發(fā)出指令，電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)電動(dòng)刀架的拆卸電動(dòng)機(jī)的拆卸：打開接線盒3撥開接線頭，松開電動(dòng)機(jī)1螺釘，取下電動(dòng)機(jī)方刀臺(tái)的拆卸：取下上端罩23，松開螺母25拆下機(jī)械開關(guān)22，螺母21，再松開連接盤19螺釘，拆下連接盤、固定環(huán)20和傳動(dòng)盤18，旋轉(zhuǎn)夾緊齒盤使其脫離螺桿，即可向上取下方刀盤。蝸桿軸的拆卸：取下電機(jī)座2，拆下堵27將蝸桿軸向右推出底部的拆卸取下上端罩23，松開螺母25，拆下機(jī)械開關(guān)22、抽出導(dǎo)線，松開底盤7螺釘即可將立軸和底盤卸下。四工位回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)刀架拆裝（1）拆下悶頭，用內(nèi)六角扳手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，使離合盤松開，其外形結(jié)構(gòu)如圖所示。（2）拆下鋁蓋，罩座。3）拆下刀位線，拆下小螺母，取出發(fā)訊盤。如圖（4）拆下大螺母，止退圈，取出鍵，軸承。（5）取下離合盤，離合銷（球頭銷）及彈簧。（6）夾住反靠銷逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)上刀體，取出上刀體。（7）拆下電機(jī)罩，電機(jī)，聯(lián)接座，軸承蓋，蝸桿。（8）拆下螺釘，取出定軸，蝸輪，螺桿，軸承（9）拆下反靠盤，防護(hù)圈。（10）拆下外齒圈。刀架拆卸刀架安裝（1）裝配時(shí)所有零件清洗干凈，傳動(dòng)部件上潤(rùn)滑脂。（2）按拆卸反順序裝配。轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，是否能輕松實(shí)現(xiàn)刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位、刀架鎖緊，若無(wú)法實(shí)現(xiàn)則未裝配好，必須拆卸蝸輪絲桿、轉(zhuǎn)位套、球頭銷、刀架體、定位銷等重新裝配。加工中心刀庫(kù)斗笠式刀庫(kù)斗笠式刀庫(kù)組裝工藝1.刀盤組裝

1)組裝前，刀盤去各處毛刺，清洗干凈，釘上號(hào)碼牌。

2)裝配左、右夾刀臂，緊固刀臂螺釘，左、右夾刀臂按配對(duì)標(biāo)記裝配，不得混淆。

3)裝刀臂彈簧，配定位鍵，緊固螺釘。2.刀庫(kù)滑座，界面板組裝

1)裝配前，刀庫(kù)滑座、界面板各結(jié)合面及配合處去毛刺，清洗干凈。

2)將直線軸承依次裝入刀庫(kù)滑座內(nèi)，裝上鎖圈，裝上導(dǎo)軌軸。

3)將氣缸支架裝在界面板上，裝上氣缸，緊固螺釘，氣缸工作平滑順暢后配作定位銷。3.活動(dòng)門組裝

1)裝配前，應(yīng)檢查活動(dòng)門、吊板，是否符合圖樣要求，外露表面及噴漆處是否有劃傷，合格后，方可進(jìn)行裝配。

2)將刀盤主軸裝在刀庫(kù)滑座上緊固螺釘，然后裝入活動(dòng)門、曲線板及滑塊，鎖緊螺釘。

3)安裝活動(dòng)門上墊圈，然后裝在活動(dòng)門上，調(diào)整好間隙后，裝入下墊圈及吊板、間隔環(huán)，最后鎖緊螺釘。4.刀盤與滑座組裝

1)將軸承裝入分裝好的刀盤軸承孔內(nèi)，然后將刀盤裝于芯軸上，裝上墊圈，鎖緊螺母。

2)裝活動(dòng)門上下支架和曲線軸承，調(diào)整活動(dòng)門行程，鎖緊螺釘。.電動(dòng)機(jī)座組裝

1)將曲線滾輪軸承裝于驅(qū)動(dòng)軸上，裝上墊圈，鎖緊螺母。

2)將組裝后的驅(qū)動(dòng)軸連同電動(dòng)機(jī)座一同裝于刀庫(kù)滑座上，調(diào)整驅(qū)動(dòng)軸與刀盤工作面之間的接觸精度，合格后，緊固螺釘，配作定位銷，最后裝上減速裝置及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6.試車

1)整機(jī)上試車臺(tái)，固定。

2)裝上原點(diǎn)開關(guān)和計(jì)數(shù)開關(guān)，調(diào)整開關(guān)的位置滿足工作距離要求，接通電源。

3)裝上氣缸磁環(huán)開關(guān)，根據(jù)氣缸行程調(diào)整開關(guān)位置，接通電源。

4)開動(dòng)電動(dòng)機(jī)，檢查刀盤是否抖動(dòng)，氣缸動(dòng)作是否準(zhǔn)確，緩沖裝置是否工作正常。5)刀盤上裝上8只重量為8kg的刀具，以自動(dòng)循環(huán)方式連續(xù)工作4h，檢查動(dòng)作是否工作正常，有無(wú)異常的噪聲、振動(dòng)或沖擊。

6)上述試車工作完成后，檢查各零件是否有松動(dòng)、脫落現(xiàn)象，檢查外露表面是否有滑傷，油漆處是否有脫落，如果有要及時(shí)修復(fù)。

7)整機(jī)清理干凈，電源線、信號(hào)線固定，運(yùn)動(dòng)部件固定，涂防銹油，蓋上包裝紙，裝上防護(hù)罩后，入成品庫(kù)。第一單元復(fù)習(xí)題一、填空1、數(shù)控機(jī)床按照按控制方式可以分為：①開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床②半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床③閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床2、金屬切削類數(shù)控機(jī)床主要有：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床等3、數(shù)控車床的主運(yùn)動(dòng)是主軸帶著工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，數(shù)控銑床的主運(yùn)動(dòng)是主軸帶著銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，數(shù)控磨床的主運(yùn)動(dòng)是主軸帶著砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)4、車削中心是在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上增加了C軸和動(dòng)力銑頭的數(shù)控機(jī)床。加工中心是在數(shù)控銑床的機(jī)床上增加了刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，有些還有交換工作臺(tái)。5、加工中心有臥式加工中心、立式加工中心、龍門加工中心和萬(wàn)能加工中心幾種類型。6、數(shù)控機(jī)床一般由機(jī)床本體、數(shù)控系統(tǒng)（數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)裝置）等部分組成，另外還有冷卻、潤(rùn)滑、排屑、防護(hù)、照明等輔助裝置。7、主傳動(dòng)形式主要有三種：①變速齒輪傳動(dòng)；②同步齒形帶傳動(dòng)；③電主軸直接驅(qū)動(dòng)。8、滾動(dòng)導(dǎo)軌副由滾動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)體和滑塊組成。滾珠絲杠副主要由滾珠絲杠、螺母及返回機(jī)構(gòu)組成。9、導(dǎo)軌副起到支承和導(dǎo)向作用10、尾座是用于配合主軸箱支承工件或工具的機(jī)床配件，主要由尾座基體、尾座緊固機(jī)構(gòu)、頂尖套及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和頂尖套鎖緊裝置等四部分構(gòu)成。11、加工中心的自動(dòng)換刀裝置由換刀機(jī)構(gòu)和刀庫(kù)組成12、按刀具儲(chǔ)備刀庫(kù)結(jié)構(gòu)的不同，刀庫(kù)分為：斗笠式刀庫(kù)（DL）、圓盤式刀庫(kù)(YP)、鏈?zhǔn)降稁?kù)(LS)及貨架式刀庫(kù)(HJ)等。13、用涂色法檢查床身和立柱的結(jié)合面，要求每25×25mm內(nèi)，不少于10個(gè)點(diǎn)。14、二、簡(jiǎn)答題1、床身如何調(diào)平？2、導(dǎo)軌安裝基面直線度、扭曲度如何檢查及調(diào)整？3、導(dǎo)軌安裝過(guò)程？基準(zhǔn)導(dǎo)軌如何辨別？4、導(dǎo)軌直線度檢測(cè)過(guò)程？5、導(dǎo)軌平行度檢測(cè)過(guò)程？6、主軸箱箱體孔主要檢測(cè)項(xiàng)目有哪些？7、主軸徑向圓跳動(dòng)如何檢測(cè)？8、主軸軸向竄動(dòng)如何檢測(cè)？9、主軸和導(dǎo)軌平行度如何檢測(cè)？超差時(shí)如何調(diào)整？10、主軸檢測(cè)主要有哪幾項(xiàng)？11、滾珠絲杠副的作用是什么？由哪些部分構(gòu)成？12、滾動(dòng)導(dǎo)軌的作用是什么？滾動(dòng)導(dǎo)軌副由哪些部分構(gòu)成？13、滾珠絲杠預(yù)緊的目的是什么？有哪些預(yù)緊方法？14、軸承座孔軸線與導(dǎo)軌的平行度如何檢測(cè)？15、電機(jī)座孔軸線與導(dǎo)軌的平行度如何檢測(cè)？16、電機(jī)座孔與軸承座孔軸線與導(dǎo)軌的等距度如何檢測(cè)？17、電機(jī)座孔與軸承座孔軸線與導(dǎo)軌的等高度如何檢測(cè)？18、主軸軸線與導(dǎo)軌的平行度如何檢測(cè)？19、X向?qū)к壟cY向?qū)к壌怪倍热绾螜z測(cè)？20、刀庫(kù)有哪幾種形式？1.2數(shù)控機(jī)床典型結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)內(nèi)容1、數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)2、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)特點(diǎn)3、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)特點(diǎn)4、數(shù)控機(jī)床壓力控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床雖然也有普通機(jī)床所具有的床身、立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)和刀架等部件，但設(shè)計(jì)要求比普通機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密。在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)，采用了許多新的加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施，使得數(shù)控機(jī)床的外部造型、整體布局、傳動(dòng)系統(tǒng)以及刀具系統(tǒng)等方面與普通機(jī)床相比都發(fā)生了很大變化。主要介紹數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、床身和壓力控制系統(tǒng)等典型結(jié)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床的典型結(jié)構(gòu)一、基礎(chǔ)部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成及功能：數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)件主要包括床身、立柱、工作臺(tái)等支承件，它們的基本功能是支承承載和保持各執(zhí)行部件的相對(duì)位置。要求：數(shù)控機(jī)床加工集粗精于一體，既要能夠承受粗加工時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給的最大切削力、又要能夠保證精加工時(shí)的高精度。對(duì)基礎(chǔ)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在強(qiáng)度、剛度、抗振性、熱變形和內(nèi)應(yīng)力等都提出了很高的要求。主要措施：鑄件采用全封閉截面，合理布置內(nèi)部隔板和肋條，含砂造型或填充混凝土等材料，導(dǎo)軌面加寬，車床采用傾斜的床身和導(dǎo)軌利于排屑，床身、立柱采用鋼質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)，可以明顯提高其剛度，根據(jù)熱對(duì)稱原則布局能增加散熱隔熱效果。1.2.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)二、主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主傳動(dòng)系統(tǒng)能提供刀具或工件所需的切削功率，且在盡可能大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保證恒功率輸出，同時(shí)為使數(shù)控機(jī)床獲得最佳的切削速度，主傳動(dòng)須在較寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。現(xiàn)行數(shù)控機(jī)床采用高性能的伺服主軸電動(dòng)機(jī)，較普通機(jī)床的機(jī)械分級(jí)變速傳動(dòng)鏈大為簡(jiǎn)化。對(duì)主軸組件的精度、剛度、抗振性和熱變形性能要求，可以通過(guò)主軸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合理的軸承組合及選用高精度專用軸承加以保證。為提高生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度，主軸應(yīng)有刀具或工件的自動(dòng)夾緊、松開、切屑清理及主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)。新型的陶瓷主軸，重量輕，熱膨脹率低，用在加工中心上，具有高的剛性和精度。三、進(jìn)給傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)是由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)滾珠絲杠螺母副帶動(dòng)刀具或工件完成各坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為確定進(jìn)給傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)機(jī)械裝置時(shí)，以“無(wú)間隙、低摩擦、低慣量、高剛度”為原則，具體措施有：1）采用低摩擦、輕拖動(dòng)、高效率的滾珠絲杠和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。2）采用大轉(zhuǎn)矩、寬調(diào)速的伺服電動(dòng)機(jī)直接與滾珠絲杠相聯(lián)接，縮短和簡(jiǎn)化進(jìn)給傳動(dòng)鏈。3）通過(guò)消隙裝置消除滾珠絲杠螺母副和聯(lián)軸器的傳動(dòng)間隙。4）對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲杠預(yù)加載荷、預(yù)拉伸。四、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和自動(dòng)交換工作臺(tái)數(shù)控鏜床、數(shù)控銑床和加工中心，采用內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有數(shù)控進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，實(shí)現(xiàn)圓周任意角度的分度和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。對(duì)多工序數(shù)控機(jī)床，配置自動(dòng)交換工作臺(tái)，進(jìn)一步縮短輔助加工時(shí)間。五、刀架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)刀架、加工中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)及多刀架、多主軸布局對(duì)提高生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平發(fā)揮了重要作用。為使刀具在機(jī)床上迅速定位、夾緊，普遍采用標(biāo)準(zhǔn)刀具系統(tǒng)和機(jī)夾刀。六、數(shù)控附件數(shù)控機(jī)床附件的作用是配合機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工。數(shù)控機(jī)床專用的附件有：1）對(duì)刀儀。2）自動(dòng)編程機(jī)。3）自動(dòng)排屑器。4）物料儲(chǔ)運(yùn)及上下料裝置。5）自動(dòng)冷卻、潤(rùn)滑及各種新型配套件如導(dǎo)軌防護(hù)罩等。數(shù)控機(jī)床的外觀大都采用線型簡(jiǎn)潔的板塊組合式全封閉安全防護(hù)罩，配備有現(xiàn)代特征的集操作、顯示、控制于一體的操作面板，淘汰了普通機(jī)床各種操作手柄、手輪和線型復(fù)雜的多面型表面。安全防護(hù)罩可防止高壓、大流量切削液及鐵屑飛濺，減少粉塵入侵，隔聲降噪，有利于機(jī)床的精度保持和環(huán)境保護(hù)。1.2.2數(shù)控機(jī)床的外觀造型特點(diǎn)一、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床主軸的傳動(dòng)形式有三種：帶有變速齒輪、通過(guò)帶傳動(dòng)、高速主軸。主傳動(dòng)的形式見圖1-1。1）帶有變速齒輪的主傳動(dòng)，見圖1-1a，通過(guò)兩對(duì)齒輪變速，實(shí)現(xiàn)了高、低兩檔變速范圍，在低檔變速范圍擴(kuò)大了輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸對(duì)高輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。主軸正反轉(zhuǎn)、啟停與制動(dòng)均是靠直接控制電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；讫X輪的移位大都采用液壓撥叉或直接由液壓缸帶動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)。1.2.3.數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)a)b)c)圖1-1主傳動(dòng)的形式

a)帶有變速齒輪的主傳動(dòng)b)通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)c)高速主軸的主傳動(dòng)一、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)2）通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)，見圖1-1b，這種傳動(dòng)主要應(yīng)用在小型數(shù)控機(jī)床上，由伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶直接帶動(dòng)主軸。這種傳動(dòng)方式可以避免齒輪傳動(dòng)所引起的振動(dòng)與噪聲。常用的皮帶是同步齒形帶,它綜合了帶、鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)、從動(dòng)帶輪無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。3）高速主軸的主傳動(dòng)，見圖1-1c，高速主軸是由內(nèi)裝交流高頻伺服電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，又稱電主軸，具有轉(zhuǎn)速高、功率大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高轉(zhuǎn)速下可保持良好的動(dòng)平衡。二、主軸部件主軸部件是數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分中的重要組成部件，對(duì)零件加工質(zhì)量有著直接的影響，主要由主軸、軸承、主軸準(zhǔn)停裝置、自動(dòng)夾緊和切屑清除裝置組成，對(duì)其潤(rùn)滑、冷卻與密封要重視。見圖1-3，數(shù)控車床為加工螺紋需配有主軸編碼器，加工中心要完成自動(dòng)換刀需配有刀具自動(dòng)夾緊裝置等。圖1-3主軸和主軸編碼器一、滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的新型傳動(dòng)裝置。見圖1-4為滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)圖，在絲杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時(shí)形成了螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。圖1-4滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)圖由于滾珠絲杠螺母副具有傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、壽命高以及可以預(yù)緊(以消除間隙，并提高系統(tǒng)剛度)等特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)結(jié)構(gòu)所用的滾珠絲杠螺母副必須具有可靠的軸向間隙消除機(jī)構(gòu)、合理的安裝結(jié)構(gòu)和有效的防護(hù)裝置。1.2.4.數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)二、軸向間隙的消除軸向間隙通常是指絲杠和螺母無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母之間的最大軸向竄動(dòng)。除了結(jié)構(gòu)本身的游隙之外，在施加軸向載荷之后，軸向間隙還包括彈性變形所造成的竄動(dòng)。通過(guò)預(yù)緊方法消除滾珠絲杠副間隙時(shí)應(yīng)考慮以下情況：預(yù)加載荷能夠有效地減小彈性變形所帶來(lái)的軸向位移，但過(guò)大的預(yù)加載荷將增加摩擦阻力，降低傳動(dòng)效率，并使壽命大為縮短。所以，一般要經(jīng)過(guò)幾次調(diào)整才能保證機(jī)床在最大軸向載荷下，既消除了間隙，又能靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。除少數(shù)用微量過(guò)盈滾珠的單螺母結(jié)構(gòu)消除間隙外，常用雙螺母結(jié)構(gòu)消除間隙。1）雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)，見圖1-5，兩個(gè)螺母凸緣上加工有外圓柱齒輪，他們的齒數(shù)是Z1和Z2，齒數(shù)差為1，兩個(gè)內(nèi)圓柱齒輪用螺釘和銷釘固定在螺母座的兩端，分別與外圓柱齒輪相嚙合。調(diào)整時(shí)先取下內(nèi)齒輪，根據(jù)間隙的大小使兩個(gè)外圓柱齒輪（螺母）分別在相同方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，然后再插入內(nèi)齒輪，使兩個(gè)螺母產(chǎn)生相對(duì)角位移，其軸向位移量為：

式中Ph—滾珠絲桿的導(dǎo)程；

Z1、Z2—外圓柱齒輪的齒數(shù)。

圖1-5雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)2）雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)，見圖1-6，其螺母本身的結(jié)構(gòu)和單螺母相同，它通過(guò)修磨墊片的厚度來(lái)調(diào)整軸向間隙。這種調(diào)整方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好和裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)，但很難在一次修磨中調(diào)整完畢，調(diào)整的精度也不如雙螺母齒差調(diào)隙式好。a)b)圖1-6雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)a)中間加墊片b)端部加墊片3）雙螺母螺紋調(diào)隙式結(jié)構(gòu)，見圖1-7，它用平鍵限制了螺母在螺母座內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)整時(shí)，只要擰動(dòng)圓螺母就能將滾珠螺母沿軸向移動(dòng)一定距離，在消除間隙之后將其鎖緊。這種調(diào)整方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)，但調(diào)整精度較差。圖1-7雙螺母螺紋調(diào)隙式結(jié)構(gòu)三、滾珠絲杠的安裝滾珠絲杠正確的安裝及其支承的結(jié)構(gòu)剛度是不可忽視的因素。螺母座的孔與螺母之間必須保持良好的配合。在支承配置方面，對(duì)于行程小的短絲杠可以采用懸臂的單支承結(jié)構(gòu)。當(dāng)滾珠絲杠較長(zhǎng)，為了防止熱變形所造成絲杠伸長(zhǎng)的影響，希望一端的軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力，而另一端的軸承只承受徑向力，并能夠作微量的軸向浮動(dòng)。由于數(shù)控機(jī)床經(jīng)常要連續(xù)工作很長(zhǎng)時(shí)間，因而應(yīng)特別重視摩擦熱的影響。目前也有一種兩端都用止推軸承固定的結(jié)構(gòu)，在其一端裝有碟形彈簧和調(diào)整螺母，這樣既能對(duì)滾珠絲杠施加預(yù)緊力，又能在補(bǔ)償絲杠的熱變形后保持近乎不變的預(yù)緊力。用在垂直升降傳動(dòng)或水平放置的高速大慣量傳動(dòng)中，由于滾珠絲杠不具有自鎖性，當(dāng)外界動(dòng)力消失后，執(zhí)行部件可在重力和慣性力作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，因此通常在無(wú)動(dòng)力狀態(tài)下需要鎖緊。滾珠絲杠螺母副和其他滾動(dòng)摩擦的傳動(dòng)零件一樣，只要避免磨料微粒及化學(xué)活性物質(zhì)進(jìn)入，就可以認(rèn)為這些元件幾乎是在不產(chǎn)生磨損的情況下工作。因此有效地防護(hù)、密封和保持潤(rùn)滑油的清潔就顯得十分必要。通常采用毛氈圈對(duì)螺母進(jìn)行密封，毛氈圈厚度為螺距的2～3倍，而且內(nèi)孔做成螺紋的形狀，使之緊密地包住絲杠，并裝入螺母或套筒兩端的槽孔內(nèi)。對(duì)于暴露在外面的絲杠，一般采用螺旋鋼帶、伸縮套筒、錐形套管以及折疊式塑料或人造革等形式的防護(hù)罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。這幾種防護(hù)罩與導(dǎo)軌的防護(hù)罩有相似之處，一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。四、滾珠絲杠的防護(hù)

數(shù)控機(jī)床的床身是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)支承件，一般用來(lái)放置導(dǎo)軌、主軸箱等重要部件。數(shù)控機(jī)床床身主要在3個(gè)方面提出了高要求：很高的精度和精度保持性，具有足夠的靜、動(dòng)剛度，較好的熱穩(wěn)定性。一、床身結(jié)構(gòu)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的類型不同，床身的結(jié)構(gòu)形式有各種各樣。例如，數(shù)控車床床身的結(jié)構(gòu)形式有平床身、斜床身、平床身斜導(dǎo)軌和直立床身等四種類型。另外，斜床身結(jié)構(gòu)還能設(shè)計(jì)成封閉式斷面，這樣大大提高了床身的剛度。數(shù)控銑床、加工中心等這一類數(shù)控機(jī)床的床身結(jié)構(gòu)與數(shù)控車床有所不同，加工中心的床身有固定立柱式和移動(dòng)立柱式兩種。1.2.5.床身

由于床身導(dǎo)軌的跨距比較窄，致使工作臺(tái)在橫溜板上移動(dòng)到達(dá)行程兩端時(shí)容易出現(xiàn)翹曲，見圖1-9a，這將影響加工精度。為了避免工作臺(tái)翹曲，有些立式加工中心增設(shè)了輔助導(dǎo)軌，見圖1-9b。

圖1-9立式加工中心床身導(dǎo)軌

二、床身的截面形狀床身中常用的幾種截面肋板布置見圖1-10，圖1-10a是日本三井精機(jī)HS6A型超精密重切削臥式加工中心采用的床身結(jié)構(gòu)，該床身為整體式結(jié)構(gòu)，截面為封閉箱形結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)剛度很高。為了加強(qiáng)導(dǎo)軌連接的局部剛度，采用兩條V形肋支撐導(dǎo)軌。圖1-10b、c是兩種立式加工中心立柱的橫截面圖，截面采用接近正方形的封閉外形，為了進(jìn)一步提高抗彎、抗扭剛度，內(nèi)部采用了斜方雙層壁，相當(dāng)于斜縱向肋板和對(duì)角線交叉肋板。所以，這兩種立柱都有很高的抗彎、抗扭剛度。

a)b)c)圖1-10床身的截面形狀

a)V形肋b)斜方肋c)對(duì)角肋三、鋼板焊接結(jié)構(gòu)的床身隨著焊接技術(shù)的發(fā)展和焊接質(zhì)量的提高，焊接結(jié)構(gòu)的床身在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用越來(lái)越多。而軋鋼技術(shù)的發(fā)展，提供了多種形式的型鋼，焊接結(jié)構(gòu)床身的突出優(yōu)點(diǎn)是制造周期短，一般比鑄鐵結(jié)構(gòu)的制造周期縮短1.7～3.5倍，省去了制作木模和鑄造工序，而且不易出廢品。焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，便于產(chǎn)品更新、結(jié)構(gòu)改進(jìn)。焊接件能達(dá)到與鑄件相同，甚至更好的結(jié)構(gòu)特性，可提高抗彎截面慣性矩，減輕質(zhì)量。

四、樹脂混凝土材料的床身樹脂混凝土是一種新興的結(jié)構(gòu)材料，在國(guó)內(nèi)也叫人造花崗巖，是由天然礦石和環(huán)氧樹脂(作為粘合劑)為主的混合物。他相對(duì)與傳統(tǒng)床身材料鑄鐵而言，有吸振性能好、對(duì)熱不敏感、整合性能強(qiáng)、易于成型、環(huán)保、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，特別是在鑄鐵材料價(jià)格飛漲的今天，其優(yōu)越的性價(jià)比更有實(shí)用價(jià)值。目前，樹脂混凝土在歐美等國(guó)家已得到廣泛應(yīng)用，特別在高精度數(shù)控機(jī)床床身的材料方面，正逐步地替代傳統(tǒng)的鑄鐵，見圖1-11d。樹脂混凝土（人造花崗巖）床身的結(jié)構(gòu)形式一般有三種，見圖1-11。

圖1-11樹脂混凝土床身的結(jié)構(gòu)形式a)整體結(jié)構(gòu)b)框架結(jié)構(gòu)c)分塊結(jié)構(gòu)d)樹脂混凝土床身樹脂混凝土床身和其他金屬零部件的連接一般是通過(guò)和預(yù)埋件的機(jī)械連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的，見圖1-12。多塊金屬預(yù)埋件經(jīng)過(guò)加工后，通過(guò)一定的連接方式固定其他零部件(如導(dǎo)軌等)。圖1-12樹脂混凝土床身和其他金屬零部件的連接1—樹脂混凝土床身2—預(yù)埋件3—銷釘4—螺釘5—被連接件導(dǎo)軌的作用是導(dǎo)向和承載，即支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌道運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌副(如工作臺(tái)和床身導(dǎo)軌)中，運(yùn)動(dòng)部件(如工作臺(tái))叫動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)部件(如床身導(dǎo)軌)叫支承導(dǎo)軌。一、對(duì)導(dǎo)軌的要求1）導(dǎo)向精度高

2）耐磨性好、壽命長(zhǎng)

3）足夠的剛度

4）低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性

5）工藝性好1.2.6導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的工作部件，是在指定的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌形式有各種各樣，如平面導(dǎo)軌、斜面導(dǎo)軌和垂直導(dǎo)軌等。

1）按運(yùn)動(dòng)形式分為直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和圓運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌

2）按工作性質(zhì)分為主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和調(diào)整導(dǎo)軌

3）按受力情況分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌

4）按接觸面間摩擦性質(zhì)分為滑動(dòng)導(dǎo)軌（兩導(dǎo)軌之間為滑動(dòng)摩擦）、滾動(dòng)導(dǎo)軌（兩導(dǎo)軌面之間為滾動(dòng)摩擦，導(dǎo)軌面間采用滾珠、滾柱或滾針等滾動(dòng)體）

5）導(dǎo)軌的截面形狀主要有矩形、三角形、燕尾形和圓形等，見圖1-13二、導(dǎo)軌類型圖1-13導(dǎo)軌的截面形狀a）矩形導(dǎo)軌b）三角形導(dǎo)軌c）燕尾形導(dǎo)軌d）圓形導(dǎo)軌

矩形和三角形導(dǎo)軌見圖1-13a、b，M面是支承面，主要起支承作用；N面是導(dǎo)向面，用來(lái)保證直線移動(dòng)的精度；J面是壓板面，防止運(yùn)動(dòng)部件的抬起。燕尾形導(dǎo)軌見圖1-13c，M面是導(dǎo)向面和壓板面，起導(dǎo)向和壓板作用；J面是支承面，起支承作用。1）塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，易于獲得較高的精度，因而應(yīng)用廣泛，但滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦因數(shù)大，易于磨損和產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。所以在數(shù)控機(jī)床上已經(jīng)不采用。2）滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌具有摩擦因數(shù)?。ㄒ话阍?.003左右），動(dòng)、靜摩擦因數(shù)相差很小，且?guī)缀醪皇苓\(yùn)動(dòng)變化的影響，定位精度和靈敏度高，精度保持性好等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床常采用的滾動(dòng)導(dǎo)軌有直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副和滾動(dòng)導(dǎo)軌塊兩種。三、常見導(dǎo)軌①滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉蜃鰸L動(dòng)體，使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，見圖1-16。圖1-16滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副

滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、反向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成，見圖1-17。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過(guò)淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動(dòng)，接觸角為45°時(shí)，四個(gè)方向具有相同的承載能力。在滑塊端部鋼球又通過(guò)返回裝置（反向器）再進(jìn)入滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。圖1-17滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副工作原理圖

②滾動(dòng)導(dǎo)軌塊是一種滾動(dòng)體作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)導(dǎo)軌，其結(jié)構(gòu)見1-18。使用時(shí)，滾動(dòng)導(dǎo)軌塊安裝在運(yùn)動(dòng)部件的導(dǎo)軌面上，每一導(dǎo)軌至少用兩塊，導(dǎo)軌塊的數(shù)目取決于導(dǎo)軌的長(zhǎng)度和負(fù)載的大小，與之相配的導(dǎo)軌多用鑲鋼淬火導(dǎo)軌。圖1-18滾動(dòng)導(dǎo)軌塊的結(jié)構(gòu)a）外形圖b）結(jié)構(gòu)圖1—固定螺釘