数控机床原理与结构分析——数控机床的主体结构
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合？ 9．简述数控机床总体设计内容。 10．机床总布局与工件形状、尺寸和重量有何关系？ 11．简述机床总布局与机床结构性能的关系？ 12．简述机床总体布局 CAD 系统组成及 CAD 设计过程。 13．设计信息自动传递是如何实现的？
3.5.2．运动分配与部件的布局
（a）立式主轴 （b）卧式主轴加分度工作台 （c）卧式主轴加数控转台 图 3－21 根据加工需要配置进给运动部件
3.5.3．总体布局与机床结构性能
（a）T 型床身加框式立柱； （b） T 型床身加单立柱；
（c）十字形工作台加单立柱；
图3－23 几种数控卧式镗铣床的不同结构布局方案
3.4.2．数控机床上导轨的种类
1．塑料滑动导轨 （1）粘塑导轨 （2）注塑导轨
a）软带导轨的粘接
b）工作台和滑座横剖面 1－床身；2－工作台；3－下压板； 4－导轨软带；5－贴有导轨软带的镶条
图3－14 贴塑导轨
2．滚动导轨 （1）直线滚动导轨
图3－15 单元式直线滚动导轨 1－导轨体 2－侧面密封垫 3－保持器 4－滚珠 5－端面密封垫 6－端盖 7－滑块 8－润滑油杯
惯性矩
2．合理的结构布局可以提高刚度
（c）
（d）
图3－4 卧式加工中心的几种布局形式
图3－5 采用辅助导轨结构
3．采取补偿构件变形的结构措施
b) 加平衡重减少横梁变形
a) 预校正螺钉对主导轨预校正
图3－6 补偿构件变形的措施
3.2.2．良好的抗振性能
1．强迫振动 2．自激振动 3．提高机床抗振性的措施 （1）减少机床的内部振源 （2）提高静态刚度 （3）增加构件或结构的阻尼
3.1.2．数控机床的结构特点
3.2．数控机床的结构要求
（1）具有大的切削功率，较高的静、动态刚度和良好 的抗振性能；
（2）具有较高的几何精度、传动精度、定位精度和热 稳定性;
（3）具有实现辅助操作自动化的结构部件。
3.2.1．较高的结构刚度 3.2.2．良好的抗振性能 3.2.3．低速进给运动的平稳性和运动精度 3.2.4．减小机床的热变形
3.3.1．床身结构
a ) V 形筋
b ）斜方筋
图3－13 床身截面筋板布置
c ）对角筋
3.3.3．床身的刚 度
3.4．导轨副
3.4.1．数控机床对导轨的要求 3.4.2．数控机床上导轨的种类
3.4.1．数控机床对导轨的要求
1．有一定的导向精度 2．有良好的精度保持性 3．有足够的刚度 4．有良好的摩擦特性
图3－25 数控车床三种布局方案
3.5.6．数控机床总布局的其他趋向
1．机电一体化结构 2．全封闭结构 3．机床总体布局的 CAD
复习与思考题
1．数控机床的结构有哪些要求？ 2．简述提高数控机床结构刚度应循环原则和措施。 3．何谓强迫振动？何谓自激振动？ 4．简述提高数控机床抗振性措施。 5．提高机床运动精度应采取哪些措施？ 6．减少机床热变形及其影响的措施有哪些？ 7．试述滚动导轨、静压导轨、塑料滑动导轨的特点及其应用。 8．滚动导轨主要有哪两种结构形式？各有何特点？各应用于何种场
第三章 数控机床的主体结构
3.1．数控机床的特点 3.2．数控机床的结构要求 3.3．床身 3.4．导轨副 3.5．数控机床的总体布局 复习与思考题
3.1．数控机床的特点
3.1.1．数控机床的加工特点 3.1.2．数控机床的结构特点
3.1.1．数控机床的加工特点
1．精度高、加工质量稳定 2．适应性强 3．生产效率高 4．能实现复杂零件的加工 5．大大减轻了操作者的体力劳动强度 6．有利于现代化生产管理
3.2.1．较高的结构刚度
1．合理选择构件的结构形式 （2）合理选择和布置隔板和筋板
a) b) c) d) e) f) g) 图 3－1 内部布置纵、横和交叉筋板的立柱
图3－2 壁板上的筋条种类
（3）提高构件的局部刚度
图 3－3 导轨与床身的连接形式
（4）选择焊接结构的构件
Baidu Nhomakorabea
表3－1 断面 积相同时各 断面形状的
3.2.3．低速进给运动的平稳性和运动精度
1．减少动、静摩擦系数之差 2．提高传动系统的传动刚度
3.2.4．减小机床的热变形
1．减少机床内部热源和发热量 2．改善散热和隔热条件 3．合理设计机床的结构及布局 4．进行热变形补偿
3.3．床身
3.3.1．床身结构 3.3.2．床身截面形状 3.3.3．床身的刚度
图3－16 滚动导轨块
图3—17 滚动导轨组件 1－中间导向 2－滚珠 3－油孔 4－保持器
a)
b) 图3－18 直线滚动导轨的预紧方法
1 、2－导轨体 3－调整螺钉
3．静压导轨 图3—19 静压导轨
3.5．数控机床的总体布局
3.5.1．总布局与工件形状、尺寸和质量的关系
图3－20 因工件尺寸和质量引起的铣床不同结构布局
（d）十字形工作台加框式立柱
3.5.4．自动换刀数控卧式镗铣床（加工中心） 的总布局
（a）链式刀库与主机分离布置；
（b）链式刀库安装在主机右前方；
（c）圆盘刀库安装在立柱后侧 图3－24 带自动换刀装置的数控卧式镗铣床的几种布局方案
3.5.5．机床的使用要求与总布局
（a）横床身
（b）斜床身 （c）立床身
3.5.2．运动分配与部件的布局
（a）立式主轴 （b）卧式主轴加分度工作台 （c）卧式主轴加数控转台 图 3－21 根据加工需要配置进给运动部件
3.5.3．总体布局与机床结构性能
（a）T 型床身加框式立柱； （b） T 型床身加单立柱；
（c）十字形工作台加单立柱；
图3－23 几种数控卧式镗铣床的不同结构布局方案
3.4.2．数控机床上导轨的种类
1．塑料滑动导轨 （1）粘塑导轨 （2）注塑导轨
a）软带导轨的粘接
b）工作台和滑座横剖面 1－床身；2－工作台；3－下压板； 4－导轨软带；5－贴有导轨软带的镶条
图3－14 贴塑导轨
2．滚动导轨 （1）直线滚动导轨
图3－15 单元式直线滚动导轨 1－导轨体 2－侧面密封垫 3－保持器 4－滚珠 5－端面密封垫 6－端盖 7－滑块 8－润滑油杯
惯性矩
2．合理的结构布局可以提高刚度
（c）
（d）
图3－4 卧式加工中心的几种布局形式
图3－5 采用辅助导轨结构
3．采取补偿构件变形的结构措施
b) 加平衡重减少横梁变形
a) 预校正螺钉对主导轨预校正
图3－6 补偿构件变形的措施
3.2.2．良好的抗振性能
1．强迫振动 2．自激振动 3．提高机床抗振性的措施 （1）减少机床的内部振源 （2）提高静态刚度 （3）增加构件或结构的阻尼
3.1.2．数控机床的结构特点
3.2．数控机床的结构要求
（1）具有大的切削功率，较高的静、动态刚度和良好 的抗振性能；
（2）具有较高的几何精度、传动精度、定位精度和热 稳定性;
（3）具有实现辅助操作自动化的结构部件。
3.2.1．较高的结构刚度 3.2.2．良好的抗振性能 3.2.3．低速进给运动的平稳性和运动精度 3.2.4．减小机床的热变形
3.3.1．床身结构
a ) V 形筋
b ）斜方筋
图3－13 床身截面筋板布置
c ）对角筋
3.3.3．床身的刚 度
3.4．导轨副
3.4.1．数控机床对导轨的要求 3.4.2．数控机床上导轨的种类
3.4.1．数控机床对导轨的要求
1．有一定的导向精度 2．有良好的精度保持性 3．有足够的刚度 4．有良好的摩擦特性
图3－25 数控车床三种布局方案
3.5.6．数控机床总布局的其他趋向
1．机电一体化结构 2．全封闭结构 3．机床总体布局的 CAD
复习与思考题
1．数控机床的结构有哪些要求？ 2．简述提高数控机床结构刚度应循环原则和措施。 3．何谓强迫振动？何谓自激振动？ 4．简述提高数控机床抗振性措施。 5．提高机床运动精度应采取哪些措施？ 6．减少机床热变形及其影响的措施有哪些？ 7．试述滚动导轨、静压导轨、塑料滑动导轨的特点及其应用。 8．滚动导轨主要有哪两种结构形式？各有何特点？各应用于何种场
第三章 数控机床的主体结构
3.1．数控机床的特点 3.2．数控机床的结构要求 3.3．床身 3.4．导轨副 3.5．数控机床的总体布局 复习与思考题
3.1．数控机床的特点
3.1.1．数控机床的加工特点 3.1.2．数控机床的结构特点
3.1.1．数控机床的加工特点
1．精度高、加工质量稳定 2．适应性强 3．生产效率高 4．能实现复杂零件的加工 5．大大减轻了操作者的体力劳动强度 6．有利于现代化生产管理
3.2.1．较高的结构刚度
1．合理选择构件的结构形式 （2）合理选择和布置隔板和筋板
a) b) c) d) e) f) g) 图 3－1 内部布置纵、横和交叉筋板的立柱
图3－2 壁板上的筋条种类
（3）提高构件的局部刚度
图 3－3 导轨与床身的连接形式
（4）选择焊接结构的构件
Baidu Nhomakorabea
表3－1 断面 积相同时各 断面形状的
3.2.3．低速进给运动的平稳性和运动精度
1．减少动、静摩擦系数之差 2．提高传动系统的传动刚度
3.2.4．减小机床的热变形
1．减少机床内部热源和发热量 2．改善散热和隔热条件 3．合理设计机床的结构及布局 4．进行热变形补偿
3.3．床身
3.3.1．床身结构 3.3.2．床身截面形状 3.3.3．床身的刚度
图3－16 滚动导轨块
图3—17 滚动导轨组件 1－中间导向 2－滚珠 3－油孔 4－保持器
a)
b) 图3－18 直线滚动导轨的预紧方法
1 、2－导轨体 3－调整螺钉
3．静压导轨 图3—19 静压导轨
3.5．数控机床的总体布局
3.5.1．总布局与工件形状、尺寸和质量的关系
图3－20 因工件尺寸和质量引起的铣床不同结构布局
（d）十字形工作台加框式立柱
3.5.4．自动换刀数控卧式镗铣床（加工中心） 的总布局
（a）链式刀库与主机分离布置；
（b）链式刀库安装在主机右前方；
（c）圆盘刀库安装在立柱后侧 图3－24 带自动换刀装置的数控卧式镗铣床的几种布局方案
3.5.5．机床的使用要求与总布局
（a）横床身
（b）斜床身 （c）立床身