【数控加工精品】机械结构
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第6章 数控机床的机械结构
1．滚珠丝杠的结构组成
滚珠丝杠由丝杠、螺母、滚珠和滚珠返回装置四 部分组成。按照滚珠的循环方式，滚珠丝杠螺母副分 内循环方式和外循环方式两大类。 内循环方式指在循环过程中滚珠始终保持和丝杠 接触，如图6.16所示。
图6.16 滚珠丝杠内循环方式 1-丝杠；2-反向器；3-滚珠；4-螺母
2）减少各运动零件的惯量
传动件的惯量对进给系统的启动和制动特性都有 影响，尤其是高速运转的零件，其惯量的影响更大。 3）减少运动件的摩擦阻力 机械传动结构的摩擦阻力，主要来自丝杠螺母副 和导轨。 4）响应速度快 快速响应是伺服系统的动态性能，反映了系统的 跟踪精度。它是工件在加工过程中，工作台在规定的 速度范围内灵敏而精确地跟踪指令，且不出现丢步现 象。
1-主轴 2-同步齿形带 3-主轴电机 4-永久磁铁 5-磁传感器 图6.11 加工中心主轴准停装置
4．主轴部件的结构
（1）数控车床主轴部件的结构 数控车床的主传动系
统一般采用交流无级调速电动机，通过皮带传动，带 动主轴旋转。 图 6.12为数控车床主轴外观图。图 6.13 为数控车床主轴部件的典型结构图。主轴电动机通过 带轮15把运动传给主轴7。
1. 齿轮变速的主传动方式
如图6.6（a）所示，主轴电机经过二级齿轮变速， 使主轴获得低速和高速两种转速系列，这种分段无级 变速，确保低速时的大扭矩，满足机床对扭矩特性的 要求，是大中型数控机床采用较多的一种配置方式。
2. 带传动主传动方式
如图6.6（b）所示，主轴电机经带传动传递给主轴， 带传动主要采用 V型带或齿形带传动，可以避免齿轮 传动时引起的振动与噪声，且其结构简单、安装调试 方便，应用广泛。
1．主轴部件的支承与润滑 根据主轴部件的工作精度、刚度、温升和结构的
数控机床的典型机械结构
(1) 名义直径D0。滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心 的圆柱直径。对于小型加工中心采用名义直径D0为32mm、40mm，中型 加工中心选用名义直径D0为40、50mm，大型加工中心采用名义直径D0 为50mm、63mm的滚珠丝杠，但通常应大于L/35～L/30。
(2) 螺距t。常用的螺距t为4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm,t 越小，螺旋升角越小，摩擦力矩小，分辨率高，但传动效率低，承载能 力低。
5．滚珠丝杠的制动 滚珠丝杠螺母副传动效率很高，但不能自锁，用在垂直传动或水
平放置的高速大惯量传动中，必须装有制动装置。常用的制动方法有 超越离合器、电磁摩擦离合器或者使用具有制动装置的伺服驱动电动 机。
6．滚珠丝杠螺母副的轴向间隙消除和预紧 滚珠丝杠副对轴向间隙有严格的要求，以保证反向时的运动精度
3) 双片斜齿轮垫片调整法。如图5-10所示，在 两个薄片斜齿轮3和4之间加一垫片2，将垫片厚 度增加或减少Δt，薄片齿轮3和4的螺旋线就会错 位，分别与厚齿轮1的齿槽左、右侧面都可贴紧 ，消除了间隙。垫片厚度的增减量Δt与齿侧间隙 Δ的关系，可用下式表示：
t cos
式中， β为斜齿轮螺旋角。
。所谓轴向间隙是指丝杠和螺母无相对转动时，丝杠和螺母之间最大 轴向窜动。它除了结构本身的游隙之外，还包括在施加轴向载荷之后 弹性变形所造成的窜动。因此要把轴向间隙完全消除比较困难，通常 采用双螺母预紧的方法，把弹性变形控制在允许的限度内。
1) 用锁紧螺母预紧 图5-5所示为利用双螺母来调整间隙实现预紧的结构，滚珠丝杠左
(3) 丝杆长度L。一般为“工作行程＋螺母长度＋(5～10)mm”。 (4) 滚珠直径d0。滚珠直径d0越大，承载能力越高，尽量取大值。一般 取d0=0.6t。 (5) 滚珠的工作圈数j、列数K和工作滚珠总数N对丝杆工作特性影响较 大。一般工作圈数j为2.5～3.5圈,列数K为2～3列,工作滚珠总数一般N小 于150粒。
数控机床机械结构概述
(a)形式一；(b)形式二；(c)形式三 31
轴承的性能比较
32
五、主轴内刀具的自动夹紧和切屑的清除装置
机床采用的是 7∶24 号锥柄刀具，锥柄的尾 端安装有拉钉，拉杆通 过4个钢球拉住拉钉的凹 槽，使刀具在主轴锥孔 内定位及夹紧。
33
加工中心主轴前端有 7∶24号锥孔，内部和后 端安装的是刀具自动夹紧 机构。
带的结构形式 (a)多楔带;(b)同步齿形带
23
同步齿形带传动是一种综合了带传动和链传动 优点的新型传动方式，带型有梯形齿和圆弧齿。
同步齿形带的结构和传动 24
3. 调速电机直接驱动的主传动
这种传动方式大大简化了主轴箱与主轴的 结构，提高了主轴部件的刚度。但主轴输出扭矩 小，电动机发热对主轴影响较大。如图c所示。
（4）不同布局影响机床操作方便程度
数控车床的四种不同布局方案， （a）为水平床身-水平滑板，床身工艺性好，便于导轨面的
加工，下部空间小，故排屑困难，刀架水平放置加大了机 床宽度方向的结构尺寸；
4）不同布局影响机床操作方便程度
（b）倾斜床身-倾斜滑板，排屑亦较方便，中小规格的数控车 床其床身的倾斜度以60°为宜；
数控机床主传动系统是指数控机床的主轴运动传动 系统，是机床的成形运动之一，其精度决定了零件的 加工精度。
1.具有较大的调速范围并实现无级调速：数控机床的 主传动系统要求有较大的调速范围，以保证加工时能 选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工 精度和表面质量。
2.具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪音低。
后支承
度双列向心推力球轴承。
前支承
能承受径向、双向轴向 负载，组配使用能满足刚度 要求，并能方便的消除轴向 和径向间隙对其预紧。
轴承的性能比较
32
五、主轴内刀具的自动夹紧和切屑的清除装置
机床采用的是 7∶24 号锥柄刀具，锥柄的尾 端安装有拉钉，拉杆通 过4个钢球拉住拉钉的凹 槽，使刀具在主轴锥孔 内定位及夹紧。
33
加工中心主轴前端有 7∶24号锥孔，内部和后 端安装的是刀具自动夹紧 机构。
带的结构形式 (a)多楔带;(b)同步齿形带
23
同步齿形带传动是一种综合了带传动和链传动 优点的新型传动方式，带型有梯形齿和圆弧齿。
同步齿形带的结构和传动 24
3. 调速电机直接驱动的主传动
这种传动方式大大简化了主轴箱与主轴的 结构，提高了主轴部件的刚度。但主轴输出扭矩 小，电动机发热对主轴影响较大。如图c所示。
（4）不同布局影响机床操作方便程度
数控车床的四种不同布局方案， （a）为水平床身-水平滑板，床身工艺性好，便于导轨面的
加工，下部空间小，故排屑困难，刀架水平放置加大了机 床宽度方向的结构尺寸；
4）不同布局影响机床操作方便程度
（b）倾斜床身-倾斜滑板，排屑亦较方便，中小规格的数控车 床其床身的倾斜度以60°为宜；
数控机床主传动系统是指数控机床的主轴运动传动 系统，是机床的成形运动之一，其精度决定了零件的 加工精度。
1.具有较大的调速范围并实现无级调速：数控机床的 主传动系统要求有较大的调速范围，以保证加工时能 选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工 精度和表面质量。
2.具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪音低。
后支承
度双列向心推力球轴承。
前支承
能承受径向、双向轴向 负载，组配使用能满足刚度 要求，并能方便的消除轴向 和径向间隙对其预紧。
数控机床机械结构
Байду номын сангаас
机械制造工艺与设备
谢谢观看！
机械制造工艺与设备
数控机床机械结 构
机械结构
1.1 总体布局
数控机床通常由存储介质、输入装置、输出装置、数控 系统、伺服系统、主轴单元（含电主轴）、滚珠丝杠副和滚动 导轨副、刀库和机械手、数控回转刀架和回转工作台、高速防 护部件和机床床身等组成。
数控机床可在一次装夹下完成大量工序，重调又方便，故 适用于中、小批量生产。近年来，已开始用于汽车制造等行业 的大批量生产。从单件到大批量都可充分发挥数控机床高生产 率，低废品率，减少半成品储备，缩短生产周期，便于调整等 优点。
1.3 进给系统
一个典型数控机床闭环控制的进给系统，通常由位置比较 和放大单元、驱动单元、机械传动装置及反馈元件等部分组 成。这里所说的机械传动装置是将驱动源旋转运动变为工作 台直线运动的整个机械传动链，包括减速装置、转动变移动 的丝杠螺母副及导向元件等。
为了确保数控机床进给系统的传动精度、灵敏度和工作 稳定性，对机械部分设计总的要求是消除间隙、减小摩擦、 减小运动惯量、提高传动精度和刚度。
1.2 主传动系统及主轴部件
数控机床的主传动系统包括主轴电动机、传动系统和主轴组 件。它比普通机床的主传动系统的结构简单，这是因为其变速功 能全部或大部分由主轴电动机的无极调速来承担，省去了繁杂的 齿轮变速结构。
数控机床要求主轴调速范围大，不但有低速、大转矩功能， 而且还要有较高的速度。其主传动系统要求有较高的旋转精度和 运动精度，对于主轴的静刚度、耐磨性和抗振性要求较高。此外， 低温升和减小热变形也是对主传动系统要求的重要指标。
1.4 床身
床身是机床的主体，是整个机床的基础支承件，一般用来放 置导轨、主轴箱等重要部件。其结构对机床的性能和布局有很大 的影响。
机械制造工艺与设备
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数控机床机械结 构
机械结构
1.1 总体布局
数控机床通常由存储介质、输入装置、输出装置、数控 系统、伺服系统、主轴单元（含电主轴）、滚珠丝杠副和滚动 导轨副、刀库和机械手、数控回转刀架和回转工作台、高速防 护部件和机床床身等组成。
数控机床可在一次装夹下完成大量工序，重调又方便，故 适用于中、小批量生产。近年来，已开始用于汽车制造等行业 的大批量生产。从单件到大批量都可充分发挥数控机床高生产 率，低废品率，减少半成品储备，缩短生产周期，便于调整等 优点。
1.3 进给系统
一个典型数控机床闭环控制的进给系统，通常由位置比较 和放大单元、驱动单元、机械传动装置及反馈元件等部分组 成。这里所说的机械传动装置是将驱动源旋转运动变为工作 台直线运动的整个机械传动链，包括减速装置、转动变移动 的丝杠螺母副及导向元件等。
为了确保数控机床进给系统的传动精度、灵敏度和工作 稳定性，对机械部分设计总的要求是消除间隙、减小摩擦、 减小运动惯量、提高传动精度和刚度。
1.2 主传动系统及主轴部件
数控机床的主传动系统包括主轴电动机、传动系统和主轴组 件。它比普通机床的主传动系统的结构简单，这是因为其变速功 能全部或大部分由主轴电动机的无极调速来承担，省去了繁杂的 齿轮变速结构。
数控机床要求主轴调速范围大，不但有低速、大转矩功能， 而且还要有较高的速度。其主传动系统要求有较高的旋转精度和 运动精度，对于主轴的静刚度、耐磨性和抗振性要求较高。此外， 低温升和减小热变形也是对主传动系统要求的重要指标。
1.4 床身
床身是机床的主体，是整个机床的基础支承件，一般用来放 置导轨、主轴箱等重要部件。其结构对机床的性能和布局有很大 的影响。
数控技术数控机床的机械结构
更换。一般用于中档数控机床。 3、交流伺服电机伺服进给系统
应用极为普遍，主要用于中高档数控机床。 4、直线电机伺服进给系统
无中间传动链，精度高，进给快，无长度限制；但散热 差，防护要求特别高，主要用于高速机床。
四、进给传动机械部件
１、联轴器 联轴器是用来连接寄给机构的两根轴使之一起回转移传
递扭矩和运动的一种装置。目前联轴器的类型繁多，有液 力式、电磁式和机械式。
2．斜齿轮传动消除间隙（1）
•基本思想 斜齿轮传动消除侧隙的方法与直 齿圆柱齿轮传动中双片薄齿轮消除间隙的思 路相似，也是用两个薄片齿轮和一个宽齿轮 啮合，只是通过不同的方法使两个薄片齿轮 沿轴向移动合适的距离后，相当于两薄片斜 齿圆柱齿轮的螺旋线错开了一定的角度。两 个齿轮与宽齿轮啮合时分别负责不同的方向 （正向和反向），起到消除侧隙的作用。
a 轴 滚珠丝杠螺母副
为了提高进给系统的灵敏度、定位精度和防止 爬行，必须要降低数控机床进给系统的摩擦并减 少静、动摩擦系数之差。因此，行程不太长的直 线运动机构常用滚珠丝杠副。
滚珠丝杠的静、动摩擦系数实际上几乎没有 什么差别。它可以消除反向间隙并施加预载，有 助于提高定位精度和刚度。滚珠丝杠由专门工厂 制造。
同步齿形带传动是一种新型的带传动。他利用齿形带的 齿形与带轮的轮齿依次啮合传递运动和动力，因而兼有带 传动、齿轮传动及链 传动的优点，且无相对滑动，平均 传动比较准确，传动精度高，而且齿形带的强度高、厚度 小、重量轻、故可用于高速传动。
8.3.2 齿轮传动副
数控机床的机械进给装置中常采用齿轮传动副来达到 一定的降速比和转矩的要求。由于齿轮在制造中总是存 在着一定的误差，不可能达到理想齿面的要求，因此一 对啮合的齿轮，总应有一定的齿侧间隙才能正常地工作。
应用极为普遍，主要用于中高档数控机床。 4、直线电机伺服进给系统
无中间传动链，精度高，进给快，无长度限制；但散热 差，防护要求特别高，主要用于高速机床。
四、进给传动机械部件
１、联轴器 联轴器是用来连接寄给机构的两根轴使之一起回转移传
递扭矩和运动的一种装置。目前联轴器的类型繁多，有液 力式、电磁式和机械式。
2．斜齿轮传动消除间隙（1）
•基本思想 斜齿轮传动消除侧隙的方法与直 齿圆柱齿轮传动中双片薄齿轮消除间隙的思 路相似，也是用两个薄片齿轮和一个宽齿轮 啮合，只是通过不同的方法使两个薄片齿轮 沿轴向移动合适的距离后，相当于两薄片斜 齿圆柱齿轮的螺旋线错开了一定的角度。两 个齿轮与宽齿轮啮合时分别负责不同的方向 （正向和反向），起到消除侧隙的作用。
a 轴 滚珠丝杠螺母副
为了提高进给系统的灵敏度、定位精度和防止 爬行，必须要降低数控机床进给系统的摩擦并减 少静、动摩擦系数之差。因此，行程不太长的直 线运动机构常用滚珠丝杠副。
滚珠丝杠的静、动摩擦系数实际上几乎没有 什么差别。它可以消除反向间隙并施加预载，有 助于提高定位精度和刚度。滚珠丝杠由专门工厂 制造。
同步齿形带传动是一种新型的带传动。他利用齿形带的 齿形与带轮的轮齿依次啮合传递运动和动力，因而兼有带 传动、齿轮传动及链 传动的优点，且无相对滑动，平均 传动比较准确，传动精度高，而且齿形带的强度高、厚度 小、重量轻、故可用于高速传动。
8.3.2 齿轮传动副
数控机床的机械进给装置中常采用齿轮传动副来达到 一定的降速比和转矩的要求。由于齿轮在制造中总是存 在着一定的误差，不可能达到理想齿面的要求，因此一 对啮合的齿轮，总应有一定的齿侧间隙才能正常地工作。
第8章数控技术数控机床的机械结构
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第8章数控技术数控机床的机械结构
2.抗震性好
机床工作时可能产生两种形态的振动：强迫振 动和自激振动。
数控机床在高速重切削情况下应无振动，以保 证加工工件的高精度和高的表面质量，特别要 注意的是避免切削时的自激振动，因此对数控 机床的动态特性提出更高的要求。
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第8章数控技术数控机床的机械结构
这种轴承径向和轴向刚度高，能承受重载荷，尤其能承 受较强的动载荷，安装与调整性能也好。但是，这种轴承限 制了主轴的最高转速和精度，因此使用中等精度、低速与重 载的数控机床。
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第8章数控技术数控机•上床的一机械结构 •下一
二、刀具自动装卸与切屑清除装置
•刀 •拉 •主 架钉轴
•拉 •蝶形弹簧 杆
第8章数控技术数控机床 的机械结构
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2020/11/27
第8章数控技术数控机床的机械结构
•8.1 概 述
数控机床的机械结构一般由以下几部分组成：
1.主传动系统:包括动力源、传动件及主运动执 行件（ 如主轴）等
2.进给传动系统:包括动力源、传动件及主运动 执行件（ 如工作台、刀架）等
3.基础支撑件：包括床身、立柱、导轨、工作 台等
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第8章数控技术数控机床的机械结构
•1、带有变速齿轮的主传动
•这是大、中型数 控机床采用较多 的一种方式。
•2、通过皮带传动的主传动
•3、由调速电机直接驱动的主传 动
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•这主要应用在 小型数控机床上 。
•这种主传动方式大大 简化了主轴箱体结构， 提高了主轴部件的刚度 。第8章数控技术数控机床的机械结构
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数控技术第七章 数控机床的机械结构
对机床热源进行强制冷却，采用热对称结构。
冷却风管
主 轴
对机床热源进行强制冷却
热对称结构立柱
采用热变形补偿装置减小热变形
3.数控机床运动件之间的摩擦要小，要消 除传动系统的间隙，达到低速时无爬行，高 速时快速响应。
4.数控机床应有更好的人性化 便于操作的机床结构
第二节 数控机床的布局特点
数控机床大都采用机、电、液、气一体化布 局，全封闭或半封闭防护，机械结构大大简 化，易于操作及实现自动化。
精密数控机床。图7-10b • 前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承为单列圆锥滚子轴
承。适用于中等精度低速重载数控机床。图7-10c
图7-10 主轴的支承
图7-11 立式加工中心主轴部件的结构简 图
1—活塞 2—拉杆 3—弹簧 4—钢球 5—拉钉 6—主轴 7、8—行程开关
2.主轴内部刀具自动夹紧机构 • 主轴内部刀具自动夹紧机构是数控机床尤其是加
第一节 数控机床对结构的要求
一、数控机床适合加工高精度、高复杂度的零 件，而且零件加工过程具有以下特点： 1. 自动化程度高 2. 高的加工精度和切削效率 3. 多工序和多功能集成 4. 可靠性和精度保持性高
二、数控机床对结构的要求： • 高的静、动刚度和良好的抗振性能 • 良好的热稳定性 • 高的运动精度和低速运动平稳性 • 充分满足人性化要求
• 3、 由主轴电机直接驱动
简化主轴结构，提高主轴刚度，主轴部件的惯量小 ，重量轻，快速响应性好，但输出转矩小，受发 热影响大
图7-9 主传动的三种形式
二、主轴（部件）结构
1.主轴的支承 • 前支承采用双列短圆柱滚子轴承和双列60°角接触球轴承
，后支承采用成对角接触球轴承。综合刚性高。图7-10a • 前支承采用多个高精度角接触球轴承。适用于高速轻载和
冷却风管
主 轴
对机床热源进行强制冷却
热对称结构立柱
采用热变形补偿装置减小热变形
3.数控机床运动件之间的摩擦要小，要消 除传动系统的间隙，达到低速时无爬行，高 速时快速响应。
4.数控机床应有更好的人性化 便于操作的机床结构
第二节 数控机床的布局特点
数控机床大都采用机、电、液、气一体化布 局，全封闭或半封闭防护，机械结构大大简 化，易于操作及实现自动化。
精密数控机床。图7-10b • 前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承为单列圆锥滚子轴
承。适用于中等精度低速重载数控机床。图7-10c
图7-10 主轴的支承
图7-11 立式加工中心主轴部件的结构简 图
1—活塞 2—拉杆 3—弹簧 4—钢球 5—拉钉 6—主轴 7、8—行程开关
2.主轴内部刀具自动夹紧机构 • 主轴内部刀具自动夹紧机构是数控机床尤其是加
第一节 数控机床对结构的要求
一、数控机床适合加工高精度、高复杂度的零 件，而且零件加工过程具有以下特点： 1. 自动化程度高 2. 高的加工精度和切削效率 3. 多工序和多功能集成 4. 可靠性和精度保持性高
二、数控机床对结构的要求： • 高的静、动刚度和良好的抗振性能 • 良好的热稳定性 • 高的运动精度和低速运动平稳性 • 充分满足人性化要求
• 3、 由主轴电机直接驱动
简化主轴结构，提高主轴刚度，主轴部件的惯量小 ，重量轻，快速响应性好，但输出转矩小，受发 热影响大
图7-9 主传动的三种形式
二、主轴（部件）结构
1.主轴的支承 • 前支承采用双列短圆柱滚子轴承和双列60°角接触球轴承
，后支承采用成对角接触球轴承。综合刚性高。图7-10a • 前支承采用多个高精度角接触球轴承。适用于高速轻载和
第二章数控机床的机械结构
拆24681.0下拆.分与下卸解主液联主凸主轴压接轴轮轴相缸座箱，刀连，螺盖抽具的及钉出自气相及凸主动管连联轮轴夹油的接两紧管油座边装管的置螺母
THK6380主轴调整本卷须知
1. 主轴为精细部件，选择好装配环境，轻拿轻放 2. 装配进程要留意装配顺序和运用适当的工具。 3. 轴承的装配要留意运用适当的工具，在正确的 部位加力。 4. 角接触轴承要留意大口的启齿方向，恢复时坚 持分歧。 5. 装配前，对各部件停止细心清洗、装配时留意 实测碟簧的长度，装配时留意坚持分歧 6. 调整好预紧螺母，保证主轴精度
1、多轴转塔自动换刀装置〔适用数控车床〕
2、带刀库和机械手的自动换刀装置
刀库的方式
转塔式刀库、圆盘式刀库、链式 刀库、格子式刀库
机械手
单臂单手机械手
回转式单臂机械手
第六节 位置检测装置的调整 位置检测的分类、功用
功用：为系统提供位置或速度反应信号 分类：直线型〔相对式、增量式〕
回转型 〔相对式、增量式〕
几种罕见的回转任务台的结构方式
1 多齿盘分度任务台 2 带交流托盘的多齿分度任务台 3 数控分度任务台
510加工中心回转任务台结构
该任务台有以下局部构成：回转结构、蜗 杆支承、回转台支承、转台夹紧、任务台 的定位夹紧
任务台回转间隙的调整
消弭蜗轮磨损构成的回转间隙
第五节 自动换刀装置 数控机床罕见的换刀装置的结构
2. 4THK6380加工中心主轴部件的结构及调整 结构图
装配及调整进程 装配与调整进程需求留意的事项
第三节 进给系统部件的调整
3.1进给系统的布置方式
3.2进给电机的联接方式
直联式 齿轮减速式 同步带式
3.3进给间隙的调珠丝杠结构及调整
THK6380主轴调整本卷须知
1. 主轴为精细部件，选择好装配环境，轻拿轻放 2. 装配进程要留意装配顺序和运用适当的工具。 3. 轴承的装配要留意运用适当的工具，在正确的 部位加力。 4. 角接触轴承要留意大口的启齿方向，恢复时坚 持分歧。 5. 装配前，对各部件停止细心清洗、装配时留意 实测碟簧的长度，装配时留意坚持分歧 6. 调整好预紧螺母，保证主轴精度
1、多轴转塔自动换刀装置〔适用数控车床〕
2、带刀库和机械手的自动换刀装置
刀库的方式
转塔式刀库、圆盘式刀库、链式 刀库、格子式刀库
机械手
单臂单手机械手
回转式单臂机械手
第六节 位置检测装置的调整 位置检测的分类、功用
功用：为系统提供位置或速度反应信号 分类：直线型〔相对式、增量式〕
回转型 〔相对式、增量式〕
几种罕见的回转任务台的结构方式
1 多齿盘分度任务台 2 带交流托盘的多齿分度任务台 3 数控分度任务台
510加工中心回转任务台结构
该任务台有以下局部构成：回转结构、蜗 杆支承、回转台支承、转台夹紧、任务台 的定位夹紧
任务台回转间隙的调整
消弭蜗轮磨损构成的回转间隙
第五节 自动换刀装置 数控机床罕见的换刀装置的结构
2. 4THK6380加工中心主轴部件的结构及调整 结构图
装配及调整进程 装配与调整进程需求留意的事项
第三节 进给系统部件的调整
3.1进给系统的布置方式
3.2进给电机的联接方式
直联式 齿轮减速式 同步带式
3.3进给间隙的调珠丝杠结构及调整
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MOV2 进给运 动
模块二 数控机床结构及主要部件
4.数控机床应有更好的宜人性（人机关系及环保）
便于操作的机床结构
模块二 数控机床结构及主要部件
二、数控机床布局特点
数控机床大都采用机、电、液、气一体化布局，全封闭 或半封闭防护，机械结构大大简化，易于操作及实现自动 化。
模块二 数控机床结构及主要部件
模块二 数控机床结构及主要部件
项目二 数控机床结构性能与布局特点
一、对数控机床结构的基本要求
1.数控机床应具有更高的静、动刚度
（1）提高静刚度的措施 1）基础大件采用封闭整体箱形结构 2）合理布置加强筋 3）提高部件之间的接触刚度。
模块二 数控机床结构及主要部件
封闭整体箱形结构
模块二 数控机床结构及主要部件
1.数控车床的布局和结构特点
水平床身
模块二 数控机床结构及主要部件
倾斜床身
模块二 数控机床结构及主要部件
垂直床身
模块二 数控机床结构及主要部件
垂直床身
模块二 数控机床结构及主要部件
立式数控车床
模块二 数控机床结构及主要部件
2.数控铣床的布局和结构特点
立式数控铣床
模块二 数控机床结构及主要部件
二、数控机床工作过程
加
机
程
试
正
工
床
序
切
式
检
准
调
调
加
加
备
整
试
工
工
阶
阶
阶
阶
阶
测
段
段
段
段
段
模块二 数控机床结构及主要部件
三、数控机床的性能指标 1.精度指标 定位精度、重复定位精度、分辨率、脉冲当量等
2.坐标轴指标 可控轴数 、联动轴数
3.运动性能指标 主轴转速、进给速度 、行程 、换刀时间等
4.加工能力指标 每分钟最大金属切除率
项目六 自动换刀装置 项目七 数控机床床身 项目八 刀具系统 项目九 夹具及附件
模块二 数控机床结构及主要部件
数控机床认识项目 项目一 数控机床组成
一、数控机床的组成与结构
输
入
装
计
置
算
机
数
控
输
装
出
置
装
置
PLC
主轴控制单元
主轴 机床
速度控制单元
伺服电机
工 作 台
位置检测反馈装置
模块二 数控机床结构及主要部件
MOV3 五坐标高速加工中 心
模块二 数控机床结构及主要部件
A C
实现2个回转坐标运动的工作台
模块二 数控机床结构及主要部件
4.数控电火花线切割机床的布局和结构特点
快走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
垂直慢走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
水平慢走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
二、数控系统工作过程
模块二 数控机床结构及主要部件
三、数控系统要求、类型及性能评价指标
1.要求 高效、稳定、可靠、开放
2.类型
电子管 晶体管 集成电路
硬线连接数控系统（NC系统）
模块二 数控机床结构及主要部件
数控机床了解项目 项目一 数控机床坐标系
一、数控机床坐标系的作用 描述机床的运动，产生数据信息。
二、数控机床坐标系确定的依据—JB3051-8（ISO841） 为简化程序编制，保证数据的互换性。
模块二 数控机床结构及主要部件
三、数控机床坐标系的确定方法 1.假定刀具相对于固定的 工件运动
主编 熊 熙
（2004版）
模块二 数控机床结构及主要部件
数控机床认识项目 项目一 数控机床组成 项目二 数控机床结构性能与布局特点
数控机床了解项目 项目一 数控机床坐标系 项目二 数控系统 项目三 数控机床的主传动系统 项目四 数控机床的进给传动系统 项目五 检测装置
模块二 数控机床结构及主要部件
模块二 数控机床结构及主要部件
2.采用右手笛卡儿坐标系 直线坐标 X Y Z 旋转坐标 A B C 附加坐标 U V W
模块二 数控机床结构及主要部件
3.确定顺序：Z—X—Y 4.增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向
模块二 数控机床结构及主要部件
四、数控机床坐标系坐标原点
模块二 数控机床结构及主要部件
移动立柱卧式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
移动立柱卧式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
移动立柱卧式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
移动立柱卧式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
工作台移动式龙门加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
落地式5坐标加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
用热对称结构。
模块二 数控机床结构及主要部件
冷却风管
主轴
对机床热源进行强制冷却
模块二 数控机床结构及主要部件
主轴
冷却风管
对机床热源进行强制冷却
模块二 数控机床结构及主要部件
热对称结构立柱
模块二 数控机床结构及主要部件
机床排屑系统
模块二 数控机床结构及主要部件
3.数控机床运动件之间的摩擦要小，要消除传动系统 的间隙，达到低速时无爬行，高速时快速响应。
（2）提高动刚度的措施
1）改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料） 2）床身表面喷涂阻尼涂层 3）充分利用结合面的摩擦阻尼 4）采用新材料，提高抗震性
模块二 数控机床结构及主要部件
人造大理石床身（混凝土聚合物）
模块二 数控机床结构及主要部件
天然大理石床身
模块二 数控机床结构及主要部件
2.数控机床应有更小的热变形 控制热变形的措施：对机床热源进行强制冷却，采
卧式数控铣床
模块二 数控机床结构及主要部件
龙门数控铣床
模块二 数控机床结构及主要部件
3.加工中心的布局和结构特点
固定立柱立式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
固定立柱立式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
滑枕立式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
O形整体床身立式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
模块二 数控机床结构及主要部件
水平慢走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
水平慢走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
5.数控电火花成型加工机床的布局和结构特点
工作台移动式电火花机床
模块二 数控机床结构及主要部件
工作台固定式电火花机床
模块二 数控机床结构及主要部件
龙门架移动式电火花机床
+Z +X
卧式数控车床坐标系
模块二 数控机床结构及主要部件
+Z +X +Y
立式数控铣床坐标系
模块二 数控机床结构及主要部件
项目二 数控系统
一、数控系统的组成与作用 1.组成 CNC系统由输入输出设备、CNC装置、可编程控制 器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。 2.作用 接受信息—计算处理—发出控制命令
模块二 数控机床结构及主要部件
4.数控机床应有更好的宜人性（人机关系及环保）
便于操作的机床结构
模块二 数控机床结构及主要部件
二、数控机床布局特点
数控机床大都采用机、电、液、气一体化布局，全封闭 或半封闭防护，机械结构大大简化，易于操作及实现自动 化。
模块二 数控机床结构及主要部件
模块二 数控机床结构及主要部件
项目二 数控机床结构性能与布局特点
一、对数控机床结构的基本要求
1.数控机床应具有更高的静、动刚度
（1）提高静刚度的措施 1）基础大件采用封闭整体箱形结构 2）合理布置加强筋 3）提高部件之间的接触刚度。
模块二 数控机床结构及主要部件
封闭整体箱形结构
模块二 数控机床结构及主要部件
1.数控车床的布局和结构特点
水平床身
模块二 数控机床结构及主要部件
倾斜床身
模块二 数控机床结构及主要部件
垂直床身
模块二 数控机床结构及主要部件
垂直床身
模块二 数控机床结构及主要部件
立式数控车床
模块二 数控机床结构及主要部件
2.数控铣床的布局和结构特点
立式数控铣床
模块二 数控机床结构及主要部件
二、数控机床工作过程
加
机
程
试
正
工
床
序
切
式
检
准
调
调
加
加
备
整
试
工
工
阶
阶
阶
阶
阶
测
段
段
段
段
段
模块二 数控机床结构及主要部件
三、数控机床的性能指标 1.精度指标 定位精度、重复定位精度、分辨率、脉冲当量等
2.坐标轴指标 可控轴数 、联动轴数
3.运动性能指标 主轴转速、进给速度 、行程 、换刀时间等
4.加工能力指标 每分钟最大金属切除率
项目六 自动换刀装置 项目七 数控机床床身 项目八 刀具系统 项目九 夹具及附件
模块二 数控机床结构及主要部件
数控机床认识项目 项目一 数控机床组成
一、数控机床的组成与结构
输
入
装
计
置
算
机
数
控
输
装
出
置
装
置
PLC
主轴控制单元
主轴 机床
速度控制单元
伺服电机
工 作 台
位置检测反馈装置
模块二 数控机床结构及主要部件
MOV3 五坐标高速加工中 心
模块二 数控机床结构及主要部件
A C
实现2个回转坐标运动的工作台
模块二 数控机床结构及主要部件
4.数控电火花线切割机床的布局和结构特点
快走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
垂直慢走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
水平慢走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
二、数控系统工作过程
模块二 数控机床结构及主要部件
三、数控系统要求、类型及性能评价指标
1.要求 高效、稳定、可靠、开放
2.类型
电子管 晶体管 集成电路
硬线连接数控系统（NC系统）
模块二 数控机床结构及主要部件
数控机床了解项目 项目一 数控机床坐标系
一、数控机床坐标系的作用 描述机床的运动，产生数据信息。
二、数控机床坐标系确定的依据—JB3051-8（ISO841） 为简化程序编制，保证数据的互换性。
模块二 数控机床结构及主要部件
三、数控机床坐标系的确定方法 1.假定刀具相对于固定的 工件运动
主编 熊 熙
（2004版）
模块二 数控机床结构及主要部件
数控机床认识项目 项目一 数控机床组成 项目二 数控机床结构性能与布局特点
数控机床了解项目 项目一 数控机床坐标系 项目二 数控系统 项目三 数控机床的主传动系统 项目四 数控机床的进给传动系统 项目五 检测装置
模块二 数控机床结构及主要部件
模块二 数控机床结构及主要部件
2.采用右手笛卡儿坐标系 直线坐标 X Y Z 旋转坐标 A B C 附加坐标 U V W
模块二 数控机床结构及主要部件
3.确定顺序：Z—X—Y 4.增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向
模块二 数控机床结构及主要部件
四、数控机床坐标系坐标原点
模块二 数控机床结构及主要部件
移动立柱卧式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
移动立柱卧式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
移动立柱卧式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
移动立柱卧式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
工作台移动式龙门加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
落地式5坐标加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
用热对称结构。
模块二 数控机床结构及主要部件
冷却风管
主轴
对机床热源进行强制冷却
模块二 数控机床结构及主要部件
主轴
冷却风管
对机床热源进行强制冷却
模块二 数控机床结构及主要部件
热对称结构立柱
模块二 数控机床结构及主要部件
机床排屑系统
模块二 数控机床结构及主要部件
3.数控机床运动件之间的摩擦要小，要消除传动系统 的间隙，达到低速时无爬行，高速时快速响应。
（2）提高动刚度的措施
1）改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料） 2）床身表面喷涂阻尼涂层 3）充分利用结合面的摩擦阻尼 4）采用新材料，提高抗震性
模块二 数控机床结构及主要部件
人造大理石床身（混凝土聚合物）
模块二 数控机床结构及主要部件
天然大理石床身
模块二 数控机床结构及主要部件
2.数控机床应有更小的热变形 控制热变形的措施：对机床热源进行强制冷却，采
卧式数控铣床
模块二 数控机床结构及主要部件
龙门数控铣床
模块二 数控机床结构及主要部件
3.加工中心的布局和结构特点
固定立柱立式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
固定立柱立式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
滑枕立式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
O形整体床身立式加工中心
模块二 数控机床结构及主要部件
模块二 数控机床结构及主要部件
水平慢走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
水平慢走丝电火花线切割机床
模块二 数控机床结构及主要部件
5.数控电火花成型加工机床的布局和结构特点
工作台移动式电火花机床
模块二 数控机床结构及主要部件
工作台固定式电火花机床
模块二 数控机床结构及主要部件
龙门架移动式电火花机床
+Z +X
卧式数控车床坐标系
模块二 数控机床结构及主要部件
+Z +X +Y
立式数控铣床坐标系
模块二 数控机床结构及主要部件
项目二 数控系统
一、数控系统的组成与作用 1.组成 CNC系统由输入输出设备、CNC装置、可编程控制 器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。 2.作用 接受信息—计算处理—发出控制命令