数控机床知识点

第一章绪论

机床型号编制

机床的分类

按加工方法和所用刀具特征分：车、铣、钻、镗等12类—按工艺特征和结构特征分组—系列。

按工艺范围特征——通用(万能)机床、专门化机床和专用机床。

按重量尺寸特征——仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。

按加工精度特征——普通精度机床、精密机床、高精密机床。

按自动化程度特征——手动、机动、半自动和自动机床。

按主要工作部件数量——单轴、多轴、单刀、多刀机床。

机床运动（主运动、进给运动特点）

为了加工出各种表面，刀具与工件间必须保持必要的相对运动：

主运动。主运动是实现切削所需要的最基本的运动，也是速度最高，消耗功率最大的运动。以n（r/min）表示。

进给运动。进给运动相对速度较低，消耗的功率也较少。以f（mm/r)表示。

主运动和进给运动是形成被加工表面形状所必须的运动，称为机床的成形运动。

传动系统

传动系统：为了得到机床所需要的运动，需要通过一系列传动件将电机与运动件联系起来，这种联系所构成的系统称为传动系统。

传动链：机床中任意两运动部件间的传动联系即构成一传动链。

内联系传动链：传动链所联系的各执行件间相对运动有严格的要求，即必须保持正确的传动比。

外联系传动链：传动链所联系的各执行件间相对运动没有严格的要求。

一个运动—一传动链，传动链集合—传动系统

传动系统组成

外联系传动链：主运动传动链、纵向进给传动链横向进给传动链、快速空程传动链

内联系传动链：螺纹传动链

第二章数控机床的主传动系统

数控机床加工原理

在坐标系中由数控装置执行工件加工程序，通过数控装置的插补，即“数据点的密化”，向各坐标轴输出一系列脉冲，控制刀具沿各坐标轴移动相应的位移，并达到要求的位置和速度，从而加工出所需要的工件形状。

逐点插补

脉冲当量（发出一个脉冲移动的距离）

数控机床组成

机床本体，数控装置，伺服系统，其它辅助装置，控制介质。

开环、闭环、半闭环

数控机床主要技术性能

数控车床(CK ××××)

最大加工直径最大加工长度

主轴孔径主电机功率

主轴转速范围(无级) 快进速度(G0)

进给速度范围最小设定单位(X=1/2Z)

定位精度重复定位精度

平均反向间隙刀架工位数

刀架换刀时间刀架重复定位精度

机床工作精度电源规格

机床外形尺寸机床重量

主传动的变速方式

齿轮变速主传动系统：齿轮降速增扭矩满足强力切削要求，大中型数控机床及部分小型数控机床（经济型）适用。速度较低。

直接皮带主传动系统：避免了齿轮传动引起的振动与噪音，中小型数控机床适用。速度较高。直联电机传动或电主轴系统：结构简单，重量轻，惯量小，启停响应快，振动噪音小，主轴部件刚度高，速度高。扭矩小，电机发热对主轴热变形影响大。

主轴轴向定位形式：

（1）前端定位轴向精度高普遍采用

（2）后端定位轴向精度低基本淘汰

（3）两端定位综合精度低经济主轴

主轴轴向支撑形式与轴承选型★

（1）特点：精度高，转速高，刚度相对较低。应用：高速高精度轻型数控机床主轴(钻铣镗)

（2）特点：综合刚度高，满足强烈切削要求，但转速较低。应用：各类数控机床主轴（典型—数控车床）

（3）特点：刚度高，能承受重载尤其是较强动载荷的作用，安装调整方便，但转速和精度

较低。应用：中等精度低速重载数控机床主轴（典型—数控车床）

主轴轴承预加载荷

预加载荷越大，提高刚度和主轴旋转精度效果越好，但过大导致温升越高，可能造成烧伤而降低使用寿命，甚至不能正常工作。

主轴准停

（1）自动换刀（2）膛内孔（比孔口直径大）（3）镗台阶

高速加工时用动力与高速卡盘

电主轴

没有任何中间传动环节，又称为零传动。

（1）滚动轴承电主轴：价格低廉，使用维护方便

（2）静压轴承电主轴：结构紧凑，动静态刚度高，价高，使用维护复杂。

（3）磁浮轴承电主轴：转速高，功率大可自平衡，无振动，无需润滑维护，寿命无限，刚度较高，便于测力和过程监控

陶磁球混合轴承：

质量轻、弹性模量高、线膨胀系数低、硬度高、陶磁球与钢环亲和力低，不产生“咬合”，磨损物也不会嵌入陶磁球，寿命进一步提高、在高速重载条件下仍然能获得高刚度、低温升、长寿命的效果、价格为钢质球轴承的2～2.5倍，而寿命为3～6倍。

磁悬浮轴承：

无磨损，不需润滑，寿命长，温升低，回转精度极高，刚度可设定，价格高。

轴承类型与润滑方式组合

混合轴承配油—气润滑，转速高

钢轴承配油—气润滑，转速较高

混合轴承配油脂润滑，转速较高

第三章数控机床的进给传动系统

弹性联轴器的优缺点：

传递扭矩大，转速高，寿命长，无间隙，对联接轴同轴度要求低，能承受振动和冲击，安装维护方便，应用广泛。

减速机构：

（1）齿轮传动装置

（2）同步齿形带传动：无相对滑动，平均传动比正确，传动精度高。齿形带强度高，厚度小，重量轻，可用于高速传动。无需特别张紧，作用在轴和轴承上的载荷小，传动效率高。同步齿形带注意事项：

（1）为了减少转动惯量，带轮尽量采用轻质材料。

（2）控制带轮最小直径(最小齿数)，保证一定的包角和啮合齿数，延长寿命。

（3）为了补偿带长制造误差，齿形带传动必须预加载荷。

（4）对较长的自由齿形带，为减少带振动，必须采用张力轮。

（5）张力轮一般采用圆筒形滚轮外张紧，以增大包角。

（6）为了减少噪声，可使用背面抛光的齿形带。

齿轮传动装置消除措施

（1）偏心轴套式消隙结构（2）带锥度齿轮消隙结构

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