数控机床机械结构设计.pptx

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1、会计学1数控机床机械结构设计数控机床机械结构设计 主要内容主要内容一一一一.数控机床的构成与分类数控机床的构成与分类数控机床的构成与分类数控机床的构成与分类二二二二.数控机床的机械结构数控机床的机械结构数控机床的机械结构数控机床的机械结构三三三三.数控车床介绍数控车床介绍数控车床介绍数控车床介绍四四四四.数控加工中心和数控铣床介绍数控加工中心和数控铣床介绍数控加工中心和数控铣床介绍数控加工中心和数控铣床介绍五五五五.数控机床的辅助装置数控机床的辅助装置数控机床的辅助装置数控机床的辅助装置第1页/共159页一一一一.数控机床的构成与分类数控机床的构成与分类数控机床的构成与分类数控机床的构成与分类

2、n n（一）（一）（一）（一）.数控机床的构成数控机床的构成数控机床的构成数控机床的构成n n 数控机床一般由下列几个部分组成数控机床一般由下列几个部分组成1.1.主机主机 是数控机床的主体，包括床身、立柱、工作台、是数控机床的主体，包括床身、立柱、工作台、主轴、进给机构等机械部件。主轴、进给机构等机械部件。2.CNC2.CNC装置装置 （控制装置）（控制装置）是数控机床的核心，包括硬件是数控机床的核心，包括硬件和相应的软件等部分。和相应的软件等部分。3.3.驱动装置驱动装置 是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给驱动单元、主轴电机、进给电机

3、等等。驱动单元、进给驱动单元、主轴电机、进给电机等等。4.4.数控机床的辅助装置数控机床的辅助装置 指数控机床的一些必须的配套部指数控机床的一些必须的配套部件，用以保证数控机床的正常运行。如液压和气动装件，用以保证数控机床的正常运行。如液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和分度头，还置、排屑装置、交换工作台、数控转台和分度头，还包括刀具及监控检测装置等包括刀具及监控检测装置等第2页/共159页立式加工中心主机床身拖板（床鞍）工作台 立 柱主轴主轴箱刀库第3页/共159页 卧式加工中心主机第4页/共159页全功能数控车床主机全功能数控车床主机第5页/共159页 床身部件床身部件进给丝杠

4、直线导轨组件润滑系统第6页/共159页第7页/共159页第8页/共159页 （二）（二）.数控机床数控机床的分类的分类 目前，为了研究数控机床，可从不同的角度对数控机床进行分类n n1.1.按控制系统的特点分类按控制系统的特点分类 1）点位控制数控 2）直线控制数控机床 3）轮廓控制的数控机床第9页/共159页n n2.2.按照可联动（同时控制）轴数分按照可联动（同时控制）轴数分 按照可联动（同时控制）且相互轴数，可以分为2轴控制、2.5轴控制、3轴控制、4轴控制、5轴控制等。n n3.3.按执行机构的伺服系统类型分类按执行机构的伺服系统类型分类 1 1）开环伺服系统数控机床）开环伺服系统数控

5、机床 2 2）半闭环伺服系统数控机床）半闭环伺服系统数控机床 3 3）闭环伺服系统数控机床）闭环伺服系统数控机床第10页/共159页 开环数控系统开环数控系统开环数控系统开环数控系统没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置 进给系统），进给系统），故故系系统稳定性好。统稳定性好。电机电机机械执行部件机械执行部件A相、相、B相相C相、相、f、nCNC插补指令插补指令脉冲频率脉冲频率f脉冲个数脉冲个数n换算换算脉冲环脉冲环形分配形分配变换变换功率功率放大放大第11页/共159页 半闭环数控系统半闭环数控系统半闭环数控系统半闭环数控系统 半闭环数控系统的位

6、置采样点如图所示，是从半闭环数控系统的位置采样点如图所示，是从驱动装置驱动装置(常用伺服电机常用伺服电机)或丝杠引出，采样旋转角或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置。度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置。位置控制调节位置控制调节器器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单元检测与反馈单元位置控制单元位置控制单元速度控制单元速度控制单元+-电机电机机械执行部件机械执行部件CNC插补插补指令指令实际位实际位置反馈置反馈实际速实际速度反馈度反馈第12页/共159页 全闭环数控系统全闭环数控系统全闭环数控系统全闭环数控系统 全全闭闭环环数数控控系系统统的的位位

7、置置采采样样点点如如图图的的虚虚线线所所示，直接对运动部件的实际位置进行检测。示，直接对运动部件的实际位置进行检测。位置控制调节位置控制调节器器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单元检测与反馈单元位置控制单元位置控制单元速度控制单元速度控制单元+-电机电机机械执行部件机械执行部件CNC插补插补指令指令实际位实际位置反馈置反馈实际速实际速度反馈度反馈第13页/共159页二二二二.数控机床的机械结构数控机床的机械结构数控机床的机械结构数控机床的机械结构（）数控机床机械结构的主要组成）数控机床机械结构的主要组成）数控机床机械结构的主要组成）数控机床机械结构的主要组成数控机床的机械结构，除

8、机床基础件外，由下列各部分组成：数控机床的机械结构，除机床基础件外，由下列各部分组成：数控机床的机械结构，除机床基础件外，由下列各部分组成：数控机床的机械结构，除机床基础件外，由下列各部分组成：1.1.1.1.主传动系统；主传动系统；主传动系统；主传动系统；2.2.2.2.进给系统；进给系统；进给系统；进给系统；3.3.3.3.实现工件回转、定位的装置和附件；实现工件回转、定位的装置和附件；实现工件回转、定位的装置和附件；实现工件回转、定位的装置和附件；4.4.4.4.实实实实现现现现某某某某些些些些部部部部件件件件动动动动作作作作和和和和辅辅辅辅助助助助功功功功能能能能的的的的系系系系统统统

9、统和和和和装装装装置置置置如如如如液液液液压压压压、气气气气动动动动、润滑；冷却等系统和排屑、防护等装置；润滑；冷却等系统和排屑、防护等装置；润滑；冷却等系统和排屑、防护等装置；润滑；冷却等系统和排屑、防护等装置；5.5.5.5.刀架或自动换刀装置刀架或自动换刀装置刀架或自动换刀装置刀架或自动换刀装置 (ATC)(ATC)(ATC)(ATC)；6.6.6.6.自动托盘交换装置自动托盘交换装置自动托盘交换装置自动托盘交换装置(APC)(APC)(APC)(APC)；7.7.7.7.特殊功能装置特殊功能装置特殊功能装置特殊功能装置 如刀具破损监控、精度检测和监控装置等；如刀具破损监控、精度检测和监

10、控装置等；如刀具破损监控、精度检测和监控装置等；如刀具破损监控、精度检测和监控装置等；8.8.8.8.为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。第14页/共159页 机机机机床床床床基基基基础础础础件件件件或或或或称称称称机机机机床床床床大大大大件件件件，通通通通常常常常是是是是指指指指床床床床身身身身、底底底底座座座座、立立立立柱柱柱柱、横横横横梁梁梁梁、滑滑滑滑座座座座、工工工工作作作作台台台台等等等等。它它它它是是是是整整整整台台台台机机机机床床床

11、床的的的的基基基基础础础础和和和和框框框框架架架架。机机机机床床床床的的的的其其其其他他他他零零零零、部部部部件件件件，或或或或者者者者固固固固定定定定在在在在基基基基础础础础件件件件上上上上，或或或或者者者者工工工工作作作作时时时时在在在在它它它它的导轨上运动。的导轨上运动。的导轨上运动。的导轨上运动。其他机械结构组成则按机床的功能需要选用。如一般的其他机械结构组成则按机床的功能需要选用。如一般的其他机械结构组成则按机床的功能需要选用。如一般的其他机械结构组成则按机床的功能需要选用。如一般的数控机床除基础件外，还有主传动系统，进给系统以及液压、数控机床除基础件外，还有主传动系统，进给系统以及

12、液压、数控机床除基础件外，还有主传动系统，进给系统以及液压、数控机床除基础件外，还有主传动系统，进给系统以及液压、润滑、冷却等其他辅助装置，这是数控机床机械结构的基本润滑、冷却等其他辅助装置，这是数控机床机械结构的基本润滑、冷却等其他辅助装置，这是数控机床机械结构的基本润滑、冷却等其他辅助装置，这是数控机床机械结构的基本构成。加工中心则至少还应有构成。加工中心则至少还应有构成。加工中心则至少还应有构成。加工中心则至少还应有ATCATCATCATC，有的还有双工位，有的还有双工位，有的还有双工位，有的还有双工位APCAPCAPCAPC等。等。等。等。柔性制造单元柔性制造单元柔性制造单元柔性制造单

13、元(FMC)(FMC)(FMC)(FMC)除除除除ATCATCATCATC外还带有工位数较多的外还带有工位数较多的外还带有工位数较多的外还带有工位数较多的APCAPCAPCAPC，有的，有的，有的，有的甚至还配有用于上下料的工业机器人。甚至还配有用于上下料的工业机器人。甚至还配有用于上下料的工业机器人。甚至还配有用于上下料的工业机器人。第15页/共159页（二）（二）（二）（二）.数控机床机械结构的特点数控机床机械结构的特点数控机床机械结构的特点数控机床机械结构的特点1 1 1 1）机床刚度的基本概念）机床刚度的基本概念）机床刚度的基本概念）机床刚度的基本概念 机床的刚度是机床的技术性能之一，

14、它反映了机床结构机床的刚度是机床的技术性能之一，它反映了机床结构抵抗变形的能力。根据机床所受载荷性质的不同，机床在静抵抗变形的能力。根据机床所受载荷性质的不同，机床在静态力作用下所表现的刚度称为机床的静刚度；机床在动态力态力作用下所表现的刚度称为机床的静刚度；机床在动态力作用下所表现的刚度称为机床的动刚度。作用下所表现的刚度称为机床的动刚度。2 2 2 2）提高数控机床结构刚度的常用措施）提高数控机床结构刚度的常用措施）提高数控机床结构刚度的常用措施）提高数控机床结构刚度的常用措施 （1 1）提高机床构件的静刚度和固有频率。提高机床构件的静刚度和固有频率。常用方法有合理布置的筋板结构常用方法有

15、合理布置的筋板结构 ；设置卸荷装置来平衡载荷以补偿；设置卸荷装置来平衡载荷以补偿有关零、部件的静力变形有关零、部件的静力变形 ；改善构件间的接触刚度或构件与地基联结处；改善构件间的接触刚度或构件与地基联结处的刚度等。的刚度等。（2 2）改善机床结构的阻尼特性。）改善机床结构的阻尼特性。常用方法有大件内腔充填泥芯和混凝土等阻尼材料，在振动时利用相常用方法有大件内腔充填泥芯和混凝土等阻尼材料，在振动时利用相对摩擦来耗散振动能量；在大件表面采用阻尼涂层对摩擦来耗散振动能量；在大件表面采用阻尼涂层 ；充分利用接合面间；充分利用接合面间的摩擦阻尼；采用新材料和钢板焊接结构等。的摩擦阻尼；采用新材料和钢板

16、焊接结构等。1.1.高刚度和高抗振性高刚度和高抗振性第16页/共159页2.2.2.2.减少机床热变形的影响减少机床热变形的影响减少机床热变形的影响减少机床热变形的影响 机机床床的的热热学学特特性性是是影影响响加加工工精精 度度的的重重要要因因素素之之一一。由由于于数数控控机机床床主主轴轴转转速速、进进给给速速度度远远高高于于普普通通机机床床，而而大大切切削削用用量量产产生生的的炽炽热热切切削削对对工工件件和和机机床床部部件件的的热热传传导导影影响响远远较较普普通通机机床床严严重重，而而热热变变形形对对加加工工精精度度的的影影响响往往往往难难以以由由操操作作者者修修正正。因因此此，减减少少数数

17、控控机机床床热热变变形形影影响响的的措措施施应应予予特特别别重重视视。常常用用的的措措施施有有下下列列几几种：种：1 1 1 1）改进机床布局和绪构设计）改进机床布局和绪构设计）改进机床布局和绪构设计）改进机床布局和绪构设计 。如如对对热热源源来来说说比比较较对对称称的的采采用用热热对对称称结结构构 ；数数控控车车床床采采用用采采用用倾倾斜斜床床身身、平平床床身身和和斜斜滑滑板板结结构构 ；某某些重型数控机床由于结构限制采用热平衡措施。些重型数控机床由于结构限制采用热平衡措施。第17页/共159页2 2 2 2）控制温升。）控制温升。）控制温升。）控制温升。对机床发热部分（如主轴箱、静压导轨液

18、压油等）采对机床发热部分（如主轴箱、静压导轨液压油等）采取散热、风冷和液冷等控制温升的办法来吸收热源发出的取散热、风冷和液冷等控制温升的办法来吸收热源发出的热量，是在各类数控机床上使用较多的一种减少热变形影热量，是在各类数控机床上使用较多的一种减少热变形影响的对策。响的对策。3 3 3 3）对切削部位采取强冷措施。）对切削部位采取强冷措施。）对切削部位采取强冷措施。）对切削部位采取强冷措施。在大切削量切削时，落在工作台、床身等部件上的炽热在大切削量切削时，落在工作台、床身等部件上的炽热切屑量一个重要的热源。现代数控机床，特别是加工中心切屑量一个重要的热源。现代数控机床，特别是加工中心和数控车床

19、普遍采用多喷嘴、大流量冷却液来冷却并排除和数控车床普遍采用多喷嘴、大流量冷却液来冷却并排除这些炽热的切屑，并对冷却液用大容量循环散热或用冷却这些炽热的切屑，并对冷却液用大容量循环散热或用冷却装置致冷以控制温升。装置致冷以控制温升。4 4 4 4）热位移补偿。）热位移补偿。）热位移补偿。）热位移补偿。预测热变形规律，建立数学模型存入计算机中进行实预测热变形规律，建立数学模型存入计算机中进行实时补偿。热变形附加修正装置已在国外产品上作商品供货。时补偿。热变形附加修正装置已在国外产品上作商品供货。第18页/共159页3.3.3.3.传动系统机械结构简化传动系统机械结构简化传动系统机械结构简化传动系统

20、机械结构简化 数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统分别采数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统分别采数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统分别采数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统分别采用交、直流主轴电机和伺服电机驱动，这两类电机调用交、直流主轴电机和伺服电机驱动，这两类电机调用交、直流主轴电机和伺服电机驱动，这两类电机调用交、直流主轴电机和伺服电机驱动，这两类电机调速范围大，并可无级调速，因此使主轴箱、进给变速速范围大，并可无级调速，因此使主轴箱、进给变速速范围大，并可无级调速，因此使主轴箱、进给变速速范围大，并可无级调速，因此使主轴箱、进给变速箱及传动系统大为简化，箱体结构简单、齿轮、轴承箱及

21、传动系统大为简化，箱体结构简单、齿轮、轴承箱及传动系统大为简化，箱体结构简单、齿轮、轴承箱及传动系统大为简化，箱体结构简单、齿轮、轴承和轴类零件数量大为减少甚至不用齿轮，由电机直接和轴类零件数量大为减少甚至不用齿轮，由电机直接和轴类零件数量大为减少甚至不用齿轮，由电机直接和轴类零件数量大为减少甚至不用齿轮，由电机直接带动主轴或进给滚珠丝杠。带动主轴或进给滚珠丝杠。带动主轴或进给滚珠丝杠。带动主轴或进给滚珠丝杠。第19页/共159页4.4.4.4.高传动效率和无间隙的传动装置和元件高传动效率和无间隙的传动装置和元件高传动效率和无间隙的传动装置和元件高传动效率和无间隙的传动装置和元件 数控机床在高

22、进给速度下，工作要平稳；并有高数控机床在高进给速度下，工作要平稳；并有高数控机床在高进给速度下，工作要平稳；并有高数控机床在高进给速度下，工作要平稳；并有高的定位精度。因此，对进给系统中的机械传动装置和的定位精度。因此，对进给系统中的机械传动装置和的定位精度。因此，对进给系统中的机械传动装置和的定位精度。因此，对进给系统中的机械传动装置和元件要求具有高寿命、高刚度、无间隙、高灵敏度和元件要求具有高寿命、高刚度、无间隙、高灵敏度和元件要求具有高寿命、高刚度、无间隙、高灵敏度和元件要求具有高寿命、高刚度、无间隙、高灵敏度和低摩擦阻力的特点。目前数控机床进给驱动系统中常低摩擦阻力的特点。目前数控机床

23、进给驱动系统中常低摩擦阻力的特点。目前数控机床进给驱动系统中常低摩擦阻力的特点。目前数控机床进给驱动系统中常用的机械传动装置主要有三种，即滚珠丝杠副，静压用的机械传动装置主要有三种，即滚珠丝杠副，静压用的机械传动装置主要有三种，即滚珠丝杠副，静压用的机械传动装置主要有三种，即滚珠丝杠副，静压蜗杠蜗杠蜗杠蜗杠蜗母条和预加载荷双齿轮蜗母条和预加载荷双齿轮蜗母条和预加载荷双齿轮蜗母条和预加载荷双齿轮齿条。齿条。齿条。齿条。第20页/共159页三、数控机床常见机械部件三、数控机床常见机械部件1 1、滚珠丝杠副、滚珠丝杠副2 2、导轨、导轨3 3、主轴部件、主轴部件4 4、轴承、轴承5 5、刀架、刀库、

24、刀架、刀库第21页/共159页1 1 1 1、滚珠丝杠副、滚珠丝杠副、滚珠丝杠副、滚珠丝杠副 滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体滚珠丝杠副是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体的螺旋传动元件。它由丝杆、螺母、滚珠和滚珠循环的螺旋传动元件。它由丝杆、螺母、滚珠和滚珠循环的螺旋传动元件。它由丝杆、螺母、滚珠和滚珠循环的螺旋传动元件。它由丝杆、螺母、滚珠和滚珠循环返回装置返回装置返回装置返回装置 (俗称回珠器俗称回珠器俗称回珠器俗称回珠器)等组成。当丝杠和螺母相对等组成。当丝杠和螺母相对等组成。当丝杠和螺母相对等组

25、成。当丝杠和螺母相对运动时，滚珠沿着丝杆螺旋滚道面滚动，滚动数圈后运动时，滚珠沿着丝杆螺旋滚道面滚动，滚动数圈后运动时，滚珠沿着丝杆螺旋滚道面滚动，滚动数圈后运动时，滚珠沿着丝杆螺旋滚道面滚动，滚动数圈后离开丝杆滚道面，通过循环返回装置返回其入口处继离开丝杆滚道面，通过循环返回装置返回其入口处继离开丝杆滚道面，通过循环返回装置返回其入口处继离开丝杆滚道面，通过循环返回装置返回其入口处继续参加工作，如此往复循环滚动。续参加工作，如此往复循环滚动。续参加工作，如此往复循环滚动。续参加工作，如此往复循环滚动。第22页/共159页（1 1）按滚珠循环方式分）按滚珠循环方式分分为外循环和内循环两大类。外

26、循环的回珠器有螺旋槽式和插管式两种，目前国内、外生产厂用插管式的较多，内循环的回珠器有腰形槽嵌块式反向器和圆柱凸键式反向器两种，目前国内、外生产厂用腰形槽嵌块式的较多。（2 2）按预加负载形式分）按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧，单螺母变位导程预紧，单螺母加大钢球径向预紧，双螺母垫片预紧、双螺母齿差预紧、双螺母螺纹预紧6种。一般在数控机床上常用双螺母垫片式预紧。1 1）滚珠丝杠副结构型）滚珠丝杠副结构型式式第23页/共159页（3 3）按精度等级分按精度等级分我国原机械工业部标准JB3162.282分为6级，根据数控机床类别、按机床精度要求和位置控制系统型式(闭环、半闭环、开环)的不同分别

27、选用，数控机床中大多用P3、P4，P5等3个等级。第24页/共159页第25页/共159页第26页/共159页第27页/共159页滚珠丝杠副与滑动丝杠螺母副比较有很多优点滚珠丝杠副与滑动丝杠螺母副比较有很多优点（1 1）传动效率高。）传动效率高。滚珠丝杠副的机械效率可达90%以上，比梯形滑动丝杠副高24倍左右（2 2）灵敏度高，传动平稳）灵敏度高，传动平稳 。由于是滚动摩擦，动、静摩擦系数相差极小。因此，无论静止时、还是在低、高速度传动时摩擦转矩几乎不变。（3 3）磨损小，寿命长）磨损小，寿命长 。滚珠丝杠副的主要零件采用优质合金钢制成，其滚道表面淬火硬度至HRC6062，并有较低的表面粗糙度

28、，再加上滚动摩擦的磨损很少，因而具有良好的耐磨性，且可高速运行。（4 4）可消除轴向间隙，提高轴向刚度。）可消除轴向间隙，提高轴向刚度。可用多种消除间隙的预加负载方法，使反向时无空行程；此外，安装时给滚珠丝杠预加拉伸负载，可提高丝杠的系统刚度和减少滚珠丝杠的热伸长，因而定位精度高。第28页/共159页2 2 2 2、低摩擦系数的导轨、低摩擦系数的导轨、低摩擦系数的导轨、低摩擦系数的导轨 n n 机机床床导导轨轨是是机机床床基基本本结结构构的的要要素素之之一一。从从机机械械结结构构的的角角度度来来说说，机机床床的的加加工工精精度度和和使使用用寿寿命命很很大大程程度度上上决决定定于于机机床床导导轨

29、轨的的质质量量，而而对对数数控控机机床床的的导导轨轨则则有有更更高高的的要要求求.如如:高高速速进进给给时时不不振振动动，低低速速进进给给时时不不爬爬行行，有有高高的的灵灵敏敏度度，能能在在重重负负载载下下长长期期连连续续工工作作，耐耐磨磨性性要要高高，精精度度保保持持性性要要好好等等。现现代代数数控控机机床床使使用用的的导导轨轨，从从类类型型来来说说虽虽仍仍是是滑滑动动导导轨轨，滚滚动动导导轨轨和和静静压压导导轨轨3 3种种，但但在在材材料料和和结结构构上上已已起起了了“质质”的的变变化化，已不同于普通机床的导轨。已不同于普通机床的导轨。第29页/共159页1 1 1 1）.贴塑滑动导轨贴塑

30、滑动导轨贴塑滑动导轨贴塑滑动导轨 第30页/共159页第31页/共159页2).2).2).2).滚动导轨滚动导轨滚动导轨滚动导轨第32页/共159页（1 1 1 1）.滚动导轨块滚动导轨块滚动导轨块滚动导轨块 第33页/共159页第34页/共159页（2 2 2 2）.直线滚动导轨直线滚动导轨直线滚动导轨直线滚动导轨 第35页/共159页第36页/共159页第37页/共159页第38页/共159页第39页/共159页第40页/共159页第41页/共159页第42页/共159页第43页/共159页第44页/共159页直线滚动导轨副的优点直线滚动导轨副的优点直线滚动导轨副的优点直线滚动导轨副的优

31、点第45页/共159页第46页/共159页（3 3 3 3）.静压导轨静压导轨静压导轨静压导轨第47页/共159页第48页/共159页6.6.6.6.能实现工艺复合化和功能集成化的要求能实现工艺复合化和功能集成化的要求能实现工艺复合化和功能集成化的要求能实现工艺复合化和功能集成化的要求第49页/共159页三三三三.数控车床数控车床数控车床数控车床第50页/共159页第51页/共159页（一）（一）（一）（一）.机床的布局和结构特点机床的布局和结构特点机床的布局和结构特点机床的布局和结构特点 第52页/共159页1.1.1.1.床身和导轨床身和导轨床身和导轨床身和导轨 第53页/共159页第54

32、页/共159页第55页/共159页第56页/共159页2.2.2.2.刀架布局刀架布局刀架布局刀架布局 第57页/共159页3.3.3.3.润滑系统润滑系统润滑系统润滑系统 第58页/共159页4.4.4.4.分类分类分类分类第59页/共159页（二）（二）（二）（二）.机床的主传动系统机床的主传动系统机床的主传动系统机床的主传动系统 第60页/共159页1.1.1.1.结构特点结构特点结构特点结构特点第61页/共159页第62页/共159页2.2.2.2.设计要点设计要点设计要点设计要点第63页/共159页3.3.3.3.主轴结构主轴结构主轴结构主轴结构第64页/共159页第65页/共159

33、页第66页/共159页第67页/共159页（三）（三）（三）（三）.进给系统进给系统进给系统进给系统 第68页/共159页1.1.1.1.结构特点结构特点结构特点结构特点 第69页/共159页第70页/共159页2.2.2.2.传动方式及传动元件传动方式及传动元件传动方式及传动元件传动方式及传动元件 第71页/共159页第72页/共159页第73页/共159页四四四四.加工中心和数控铣床加工中心和数控铣床加工中心和数控铣床加工中心和数控铣床第74页/共159页（一）加工中心的结构（一）加工中心的结构（一）加工中心的结构（一）加工中心的结构第75页/共159页1.1.1.1.基础部件基础部件基础

34、部件基础部件 第76页/共159页2.2.2.2.主轴部件主轴部件主轴部件主轴部件第77页/共159页3.3.3.3.数控系统数控系统数控系统数控系统第78页/共159页4.4.4.4.自动换刀系统自动换刀系统自动换刀系统自动换刀系统第79页/共159页5.5.5.5.辅助系统辅助系统辅助系统辅助系统第80页/共159页（二）（二）（二）（二）.加工中心的分类加工中心的分类加工中心的分类加工中心的分类第81页/共159页1.1.1.1.卧式加工中心卧式加工中心卧式加工中心卧式加工中心第82页/共159页2.2.2.2.立式加工中心立式加工中心立式加工中心立式加工中心第83页/共159页3.3.

35、3.3.五面加工中心五面加工中心五面加工中心五面加工中心第84页/共159页（三）（三）（三）（三）.加工中心的主传动系统加工中心的主传动系统加工中心的主传动系统加工中心的主传动系统第85页/共159页第86页/共159页第87页/共159页1.1.1.1.主传动系统的结构与分类主传动系统的结构与分类主传动系统的结构与分类主传动系统的结构与分类 第88页/共159页第89页/共159页第90页/共159页第91页/共159页第92页/共159页2.2.2.2.主传动系统的运动学参数主传动系统的运动学参数主传动系统的运动学参数主传动系统的运动学参数 1 1 1 1）.转速转速转速转速第93页/共

36、159页第94页/共159页2).2).2).2).回转精度回转精度回转精度回转精度第95页/共159页第96页/共159页第97页/共159页第98页/共159页3.3.3.3.主传动系统的动力学参数主传动系统的动力学参数主传动系统的动力学参数主传动系统的动力学参数第99页/共159页1 1 1 1）.静刚度静刚度静刚度静刚度第100页/共159页2 2 2 2）.抗振性抗振性抗振性抗振性第101页/共159页3 3 3 3）.热稳定热稳定热稳定热稳定第102页/共159页第103页/共159页4.4.4.4.主传动系统的关键零部件主传动系统的关键零部件主传动系统的关键零部件主传动系统的关键

37、零部件第104页/共159页1 1 1 1）.主轴轴承主轴轴承主轴轴承主轴轴承第105页/共159页第106页/共159页2 2 2 2）.传动带传动带传动带传动带第107页/共159页第108页/共159页第109页/共159页第110页/共159页第111页/共159页3 3 3 3）.拉刀装置拉刀装置拉刀装置拉刀装置第112页/共159页第113页/共159页4 4 4 4）.主轴定向装置主轴定向装置主轴定向装置主轴定向装置第114页/共159页第115页/共159页（四）（四）（四）（四）.加工中心的进给系统加工中心的进给系统加工中心的进给系统加工中心的进给系统第116页/共159页1

38、.1.1.1.进给系统的结构与分类进给系统的结构与分类进给系统的结构与分类进给系统的结构与分类第117页/共159页2.2.2.2.进给系统的刚度与误差进给系统的刚度与误差进给系统的刚度与误差进给系统的刚度与误差第118页/共159页第119页/共159页1).1).1).1).由传动刚度的变化引起的定位误差由传动刚度的变化引起的定位误差由传动刚度的变化引起的定位误差由传动刚度的变化引起的定位误差 第120页/共159页第121页/共159页2).2).2).2).动态误差动态误差动态误差动态误差第122页/共159页第123页/共159页3 3 3 3）.伺服刚度及死区误差伺服刚度及死区误差

39、伺服刚度及死区误差伺服刚度及死区误差第124页/共159页第125页/共159页第126页/共159页第127页/共159页3.3.3.3.关键部件关键部件关键部件关键部件第128页/共159页1 1 1 1）.滚珠丝杠副滚珠丝杠副滚珠丝杠副滚珠丝杠副第129页/共159页2 2 2 2）.滚动导轨滚动导轨滚动导轨滚动导轨第130页/共159页第131页/共159页第132页/共159页4.4.4.4.设计中应验算的参数设计中应验算的参数设计中应验算的参数设计中应验算的参数第133页/共159页1 1 1 1）.惯量匹配惯量匹配惯量匹配惯量匹配 第134页/共159页第135页/共159页2

40、2 2 2）.空载加速转矩空载加速转矩空载加速转矩空载加速转矩 第136页/共159页3 3 3 3）.切削负载验算切削负载验算切削负载验算切削负载验算 第137页/共159页4 4 4 4）.求滚珠丝杆拉压刚度求滚珠丝杆拉压刚度求滚珠丝杆拉压刚度求滚珠丝杆拉压刚度 第138页/共159页5 5 5 5）.求机械传动的综合拉压刚度求机械传动的综合拉压刚度求机械传动的综合拉压刚度求机械传动的综合拉压刚度 第139页/共159页6 6 6 6）.伺服刚度伺服刚度伺服刚度伺服刚度 第140页/共159页7 7 7 7）.系统的综合刚度系统的综合刚度系统的综合刚度系统的综合刚度第141页/共159页8

41、 8 8 8）.由机械部分传动刚度变化引起的定位误差由机械部分传动刚度变化引起的定位误差由机械部分传动刚度变化引起的定位误差由机械部分传动刚度变化引起的定位误差 第142页/共159页9).9).9).9).由传动刚度变化引起的死区误差由传动刚度变化引起的死区误差由传动刚度变化引起的死区误差由传动刚度变化引起的死区误差 第143页/共159页（五）（五）（五）（五）.自动换刀系统自动换刀系统自动换刀系统自动换刀系统第144页/共159页1.1.1.1.刀库的类型刀库的类型刀库的类型刀库的类型第145页/共159页1 1 1 1）.盘式刀库盘式刀库盘式刀库盘式刀库第146页/共159页第147页/共159页第148页/共159页第149页/共159页2 2 2 2）.链式刀库链式刀库链式刀库链式刀库 第150页/共159页第151页/共159页2.2.2.2.刀库的容量刀库的容量刀库的容量刀库的容量 第152页/共159页3.3.3.3.选刀方式选刀方式选刀方式选刀方式第153页/共159页4.4.4.4.机械手机械手机械手机械手第154页/共159页第155页/共159页第156页/共159页第157页/共159页第158页/共159页