数控机床的机械传动结构
数控机床的机械结构概述ppt(52张)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件
数控机床结构与装调工艺
广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品
数控机床进行的是高速、高精度加工，再简化机械结构 的同时，对于机械传动装置和元件也提出了更高的要求。高 效、无间隙传动装置和元件在数控机床上去得了广泛的应用。 如：滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨 等高效执行部件，不仅可以减少进给系统的摩擦阻力，提高 传动效率；而且还可以使运动平稳和获得较高的定位精度。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
对机械结构、零部件的要求高
高速、高效、高精度的加工要求，无人化管理以及工艺复 合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生产率，同时，也 必然会使机床的开机时间，工作负载随之增加，机床必须在高 负荷下，长时间可靠工作。因此，对组成机床的各种零部件和 控制系统的可靠性要求很高。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
三、数控机床对机械结构的基本要求
具有较高的静、动刚度和良好抗震性
机床的刚度反映了机床机构抵抗变形的能力。机床 变形产生的误差，通常很难通过调整和补偿的方法予以 彻底的解决。为了满足数控机床高效、高精度、高可靠 性以及自动化的要求，与普通机床相比，数控机床应具 有更高的静刚度。此外，为了充分发挥机床的效率，加 大切削用量，还必须提高机床的抗震性，避免切削时产 生的共振和颤振。而提高机构的动刚度是提高机床抗震 性的基本途径。
数控机床常用的主传动的机械结构
数控机床的主轴部件一般包括主轴、主轴轴承和传动件等。
对于加工中心，主轴部件还包括刀具自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的切屑消除装置。
1．主轴轴承的配置形式数控机床主轴轴承主要有以下几种配置形式：（1）前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60度角接触双列向心推力球轴承，后支承采用向心推力球轴承，如图2-30（a）所示。
（2）前支承采用高精度双列向心推力球轴承，如图2-30（b）所示。
（3）前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承采用单列圆锥滚子轴承，如图2-30（c）所示。
在主轴的结构上必须处理好卡盘或刀具的安装、主轴的卸荷、主轴轴承的定位、间隙调整、主轴部件的润滑和密封等问题。
对于某些立式数控加工中心，还必须处理好主轴部件的平衡问题。
2．主轴的自动装夹和切屑消除装置在加工中心上，为了实现刀具在主轴上的自动装卸，其主轴必须设计有自动夹紧机构。
例如自动换刀数控立式镗铣床（JCS-018）的主轴部件如图2-31所示。
3．主轴准停装置加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是使主轴每次都准确地停在固定不变的周向位置上，以保证自动换刀时主轴上的端面键能对准刀柄上的键槽，同时使每次装刀时刀柄与主轴的相对位置不变，提高刀具的重复安装精度，从而可提高孔加工时孔径的一致性。
另外，一些特殊工艺要求，如在通过前壁小孔镗内壁的同轴大孔，或进行反倒角等加工时，也要求主轴实现准停，使刀尖停在一个固定的方位上，以便主轴偏移一定尺寸后，使大刀刃能通过前壁小孔进入箱体内对大孔进行镗削。
目前，主轴准停装置很多，主要分为机械式和电气式两种。
JCS-018加工中心采用电气准停装置，其原理见图2-32。
在带动主轴旋转的多楔带轮1的端面上装有一个厚垫片4，垫片上装有一个体积很小的永久磁铁3，在主轴箱箱体的对应于主轴准停的位置上，装有磁传感器2。
当机床需要停车换刀时，数控装置发出主轴停转的指令，主轴电动机立即降速，在主轴以最低转速慢转几圈、永久磁铁3对准磁传感器2时，磁传感器发出准停信号，该信号经放大后，由定向电路控制主轴电动机停在规定的周向位置上。
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
第二章数控机床的机械结构与传动
减少热变形的措施：
① 减少发热—将热源从主机中分离出去
措施1 主运动采用直流或交流调速电动机进行无级调速 ——减少传动轴和传动齿轮数量 ——减少主传动箱内的发热量
措施2 采用低摩擦系数的导轨和轴承 ——采用滚动导轨、静压导轨或滚动轴承
第二章 数控机床的机械结构与传动
第二章 数控机床的机械结构与传动
第二章 数控机床的机械结构与传动
第二章 数控机床的机械结构与传动
第一节 概述
第二章 数控机床的机械结构与传动
第一节 概述
第二章 数控机床的机械结构与传动
第一节 概述
第一节 概述
第二章 数控机床的机械结构与传动
机床本体是数控机床的主体部分。来自于数控装置的 各种运动和动作指令，都必须由机床本体转换成真实的、 准确的机械运动和动作，才能实现数控机床的功能，并保 证数控系统性能的要求。 数控机床的本体由下列各部分组成： 1.机床基础件，床身，底座，立柱，滑座，工作台等。支承作 用。 2.主传动系统，实现主运动。 3.进给系统，实现进给运动。 4.实现某些部件动作和某些辅助功能的装置，液压，气动，润 滑，冷却，防护，排屑。 5.实现工件回转、分度定位的装置和附件，回转工作台。 6.刀库、刀架和自动换刀装置（ATC） 7.托盘交换装置(APC)
8.特殊功能装置，如刀具破损监测、精度检测和监控装置等。
其中，1 — 4为基本件，5 — 8为可选件。
第一节 概述
第二章 数控机床的机械结构与传动
1.1 数控机床对机械结构的基本要求
1）较高的机床静、动刚度及良好的抗振性 ； 2）减小机床的热变形 ； 3）减少运动件间的摩擦和消除传动间隙 ； 4）提高机床的寿命和精度保持性 ； 5）操作方便安全可靠 。
数控机床的结构与传动
术
电机完全一致，低速性能的改善是其广泛应用的关键。
第
五
章 数 4) 内装电机主轴：主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，振动噪声小、动态
响应特性和刚度好。但发热对主轴精度影响较大。
控 • 用于立式加工中心的内装电机主轴如图（最高转速可达20000rpm）
机
床
的
结
构
与
传
动
10
数 5-2 数控机床的主运动与主轴部件
术 • 功能：完成工作台的连续回转进给和任意角
度的分度。 第 五 • 作用：即能作为回转坐标轴实现坐标联动加
章 工，又能作为分度头完成工件的转位换面。
数 控 机
• 特点：采用伺服系统实现回转、精确分度和 定位。
床 • 种类：开环数控回转工作台
的 结
和闭环数控回转工作台
构
与
传
动
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数 5-4 回转工作台
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第
五
章
数
控
机
床
的
结
对应的动
构
作示意图
与
如下
传
动
12
数 5-2 数控机床的主运动与主轴部件
控
技
三
术
联 滑
第 五 章
移 齿 轮 液
数
压
控
变
机 床 的 结
速 动 作 示 意
构
图
与
传
动
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数 5-2 数控机床的主运动与主轴部件
控 技
2) 电磁离合器变速
术
第 五 章
数 控 机 床 的 结 构 与 传 动
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数控机床的机械结构与传动概述【精品】文档PPT
刀 用机械手配合 库 刀库进行换刀 式
用机械手、运 输装置配合刀 库换刀
刀库只有选刀运动，机械手进行换 刀运动，比刀库做换刀运动惯性小 ，速度快
换刀运动分散，由多个部件实现， 运动部件多，但布局灵活，适应性 好
各种自动换刀数控机床，尤其是对 使用回转类刀具的数控镗铣，钻镗 类立式、卧式加工中心机床，要根 据工艺范围和机床特点，确定刀库 容量和自动换刀装置类型，用于加 工工艺范围广的立、卧式车削中心 机床
2.1 滚珠丝杠螺母结构
滚珠丝杠螺母副的工作原理
滚珠丝杠螺母副是机床上常用的将旋转运动转换为直线 运动的传动机构。
1—螺母； 2—滚珠； 3—丝杠； a—滚珠出口； b—滚珠回路通道； c—滚珠入口
图2-1 滚珠丝杠螺母副的结构原理
第二节 数控机床的典型机械结构
第二章 数控机床的机械结构与传动
2.1 滚珠丝杠螺母结构
第二节 数控机床的典型机械结构
第二章 数控机床的机械结构与传动
2.1 滚珠丝杠螺母结构
滚珠丝杠的支撑形式
为了提高螺母支撑的轴向刚度，选择适当的滚动轴承及 其支撑方式是十分重要的。常用的支撑方式有下列几种， 如图2-4所示。
图2-4 常用的几种支撑方式
第二节 数控机床的典型机械结构
第二章 数控机床的机械结构与传动
滚珠丝杠螺母副的循环方式
数控机床的自动换刀装置中，实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。
4）行程长度不受限制。
1 滚珠丝杠螺母结构 减振性好，具有良好的阻尼性；
按滚珠在滚道
第四节 数控机床的进给传动系统 减振性好，具有良好的阻尼性；
内的循环方式分
第三节 数控机床的主传动系统
数控铣床的主传动系统及结构
主轴电机直接驱动
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电主轴
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主轴部件结构
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1、对数控铣床主轴部件的要求 要求其具有良好的旋转精度、静刚度、抗振性、热稳定性及耐磨性外，由于数控铣床的
转速更 高、功率更大，在上述几方面要求更高、更严 格。
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• 良好的旋转精度 需要配置精密轴承。 对精密、超精密铣床主轴、数控磨床主轴，可采用液体静压轴承和动压轴承，对
较脆，可防止边角受到冲撞而破坏，它适合于结构简单的大中型机床床身。 (3)分块结构 对于结构形状较复杂的大型床身构件，可以把它分成几个形状简单、便于浇铸的部分，
分别浇铸后，再用粘结剂或其他形式连接起来。这样可使浇铸模具的结构设计简化。
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大中型机床的整体床身，制造时需有大型设备。 分离式T形床身，铸造工艺性和加工工艺性都大大改善。前后床身连接处要刮研，连接
时用定位键和专用定位销定位，然后沿截面四周用大螺栓固紧。这样连接的床身，在 刚度和精度保持性方面，基本能满足使用要求。这种分离式 T形床身适用于大中型卧式加工中心。
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c)双列和单列圆锥滚子轴承作为主轴前后支承，径向和轴向刚度高，可承受重载荷,安装 与调整性能好。但限制了主轴的转速和精度的提高，适用于中等精度，低速与重载荷 的数控铣床主轴。
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数控铣床主传动系统及主轴部件结构实例
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升降台的自动平衡装置结构： 第16页/共33页
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床身的刚度： 1、肋板结构对床身刚度的影响 合理设计床身的肋板结构，可提高床身的刚度。 2、床身箱体封砂结构 床身封砂结构是利用肋板隔成封闭箱体结构，将大件的泥芯留在铸件中不清除，利用
数控机械传动知识点总结
数控机械传动知识点总结一、数控机床的传动方式1. 机械传动机械传动是数控机床上常用的传动方式，主要包括齿轮传动、链传动、带传动等。
在数控机床中，齿轮传动多用于主轴传动，链传动多用于变速传动，而带传动则多用于传动副的传动。
2. 电气传动电气传动是借助电机实现传动，采用变频器和伺服系统实现步进传动或闭环控制，因此能够实现高速、高精度的传动效果。
3. 液压传动液压传动主要通过液压缸来实现工件夹紧、换刀、换位、旋转等功能。
液压传动具有功率密度大、传动平稳、操作方便等特点，因此在数控机床上应用广泛。
二、机械传动的知识点1. 齿轮传动(1) 齿轮传动的分类按传动方式分为平行轴齿轮传动和直角轴齿轮传动；按齿轮传动比分为等速齿轮传动和非等速齿轮传动。
(2) 齿轮的参数和计算齿轮的参数主要包括模数、齿数、分度圆直径、齿顶高等，计算齿轮的参数需要考虑传动比、中心距、齿轮厚度等。
(3) 齿轮的制造和精度齿轮的制造主要包括铸造、锻造、车削和磨削等工艺，在制造过程中需要控制齿轮的模数、齿数、齿顶隙、齿根圆等参数，以保证齿轮的精度。
2. 链传动(1) 链传动的工作原理链传动依靠链条的柔性来传递动力，链条包括链轮、链板和滚子，在传动过程中需要保证链条的张紧和润滑。
(2) 链条的计算和设计链条的计算主要包括链条的尺寸、链轮的选择、链条的轴距、链条的张紧方式等，需要根据实际传动功率和工作条件来确定。
3. 带传动(1) 带传动的分类带传动分为平动带传动和皮带传动，其中平动带传动主要用于长距离传递功率，而皮带传动主要用于变速传动和工作环境要求较严格的场合。
(2) 带传动的设计和计算带传动的设计需要考虑带速比、中心距、带轮尺寸、带条数、张紧装置等参数，同时还需要考虑带传动的强度和工作效率。
三、电气传动的知识点1. 电机的分类与特点电机根据使用场合可以分为交流电机和直流电机，根据工作原理可以分为异步电机和同步电机，根据结构形式可以分为开放式电机和封闭式电机。
数控铣床的主传动系统及结构
构2023-11-07CATALOGUE目录•数控铣床简介•数控铣床的主传动系统•数控铣床的结构•数控铣床的传动系统设计•数控铣床的结构优化及改进建议•数控铣床的应用与发展趋势01数控铣床简介数控铣床是一种高精度、高效率的数控机床，具有自动化程度高、加工精度稳定、操作简便等特点。
数控铣床通常由主传动系统、进给系统、冷却系统等组成，主传动系统是数控铣床的核心部分，它直接影响着数控铣床的加工精度和效率。
根据主轴位置不同，数控铣床可分为卧式数控铣床和立式数控铣床。
卧式数控铣床的主轴位于水平位置，适用于加工平面、沟槽等，立式数控铣床的主轴位于垂直位置，适用于加工圆柱体、球体等。
数控铣床采用数字控制系统，可以精确控制加工过程中的速度、位置、角度等参数，从而保证加工精度。
高精度数控铣床可以同时控制多个坐标轴的移动，实现自动化加工，大大提高了加工效率。
高效率数控铣床可以加工各种形状的零件，适用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
广泛适用数控铣床通常配备有人机交互界面，用户可以通过界面进行编程、监控、调整等操作，非常便捷。
人机交互便捷02数控铣床的主传动系统数控铣床主传动系统中的电机通常采用交流伺服电机或直流电机，根据机床的功率需求选择合适的电机类型和功率。
电机数控铣床的变速箱一般采用机械变速箱或液压变速箱，通过变速箱将电机的转速和扭矩传递到主轴。
变速箱主轴是数控铣床的主运动轴，通过连接刀具实现切削运动。
主轴数控铣床的主传动系统要求具有高精度，以确保切削过程的精确性和稳定性。
高精度快速响应可靠性高数控铣床在加工过程中需要快速响应，主传动系统应具有快速启停和变速的能力。
数控铣床的主传动系统对可靠性有很高的要求，需要确保长时间稳定运行。
030201机械主传动系统机械主传动系统采用机械变速箱和主轴组合实现主运动，具有结构简单、维护方便等优点，但调速范围有限。
电主传动系统电主传动系统采用电机直接驱动主轴实现主运动，具有调速范围广、响应速度快等优点，但需要配置相应的控制系统。
数控机床的机械传动结构
第二节 进给系统的机械传动结构
特点：
传动效率高：0.90到0.96 传动精度高:可消除间隙 摩擦阻力小:静摩擦阻力及动静摩擦阻力差值小 不能自锁
第二节 进给系统的机械传动结构
滚珠丝杠螺母副的选用 原则： 机床精度→选用滚珠丝杠精度， 机床载荷→选定丝杠尺寸参数， 验算：扭转刚度、压曲刚度、临界转速与工作寿命
第一节 数控机床的主运动结构
3) 交、直主轴电机 — 主轴部件 这种配置形式同上面一样，但电机是性能更好交直流主轴电机，其变速范围宽，最高转速可达8000 r/min，且控制功能丰富，可满足中高档数控机床的控制要求
第一节 数控机床的主运动结构
第一节 数控机床的主运动结构
4) 电主轴
第二节 进给系统的机械传动结构
内循环 滚珠在循环过程中始终与丝杠保持接触的结构。 采用圆柱凸键反向器实现滚珠循环，反向器嵌入螺母内 工作圈数是3列
第二节 进给系统的机械传动结构
比较 外循环方式制造工艺简单、应用广泛，但螺母径向尺寸较大，因用弯管端部作挡珠器，易磨损，噪音较大。 内循环螺母结构紧凑，定位可靠，刚性好，不易磨损，反回滚道短，不易发生滚珠堵塞，摩擦损失小。缺点是结构复杂、制造较困难。
要求：
主轴的精度要高。包括运动精度(回转精度、轴向串动)、和安装刀具或夹持工件的夹具的定位精度(轴向、径向)。 部件的结构刚度和抗振性好。 较低的运转温升以及较好的热稳定性。 部件的耐磨性和精度保持性好。 自动可靠的装夹刀具或工件
主轴部件
第一节 数控机床的主运动结构
对数控机床除上述要求外，还应有：(在机械结构方面) 刀具的自动夹紧装置 主轴的准停装置 主轴孔的清理装置等
一、概述
功用：
第五章 数控机床的机械传动结构
数控机床结构与运作原理
数控机床结构与运作原理数控机床是一种基于程序控制的自动化机械设备，其通过计算机和相关硬件实现对机床的精确控制。
数控机床在现代制造业中起着至关重要的作用，它能够提高生产效率、减少人为操作错误，并具备更高的加工精度和重复性。
本文将介绍数控机床的结构和运作原理。
一、数控机床结构数控机床的结构主要分为四个部分：机床本体、数控系统、传动系统和辅助系统。
1. 机床本体：机床本体是数控机床的核心部分，它由床身、主轴、滑架和工作台等组成。
床身是机床的基础结构，用于支撑整个机床。
主轴是机床上用来驱动刀具进行加工的部件，通过主轴可以控制刀具的旋转速度和方向。
滑架则用于控制刀具的进给运动，通过滑架可以控制工件在加工过程中的位置和形状。
工作台则是用来支撑工件的平台，通过控制工作台的移动来实现工件在加工过程中的位置调整。
2. 数控系统：数控系统是实现对数控机床进行程序控制的核心部件，它由硬件和软件组成。
硬件包括数控装置、电气元件、传感器等，用于实时监测和控制机床的运行状态。
软件则是数控系统的控制指令和运行程序，通过程序编辑和输入，可以实现对机床各个运动轴的精确控制。
3. 传动系统：传动系统是将输入的电能转化为机械能，实现机床各个部件的运动控制。
传动系统包括电机、传动装置和传感器等。
电机是传动系统的动力来源，通过电能的转换实现机床各个部件的转动和移动。
传动装置则是用来传递电机的动力和转矩，常见的传动方式包括螺杆传动、齿轮传动和皮带传动等。
传感器用于检测机床各个部件的运动状态，实现对机床运行的监测和控制。
4. 辅助系统：辅助系统包括冷却系统、润滑系统和除尘系统等，用于保护机床并提供适宜的工作环境。
冷却系统用于降低机床在加工过程中产生的热量，确保机床长时间稳定运行。
润滑系统则用于对机床各个运动部件进行润滑，减少摩擦和磨损，提高机床的使用寿命。
除尘系统则用于清除机床加工过程中产生的废气和气溶胶，保护操作人员的健康。
二、数控机床运作原理数控机床的运作原理主要包括以下几个方面：工件坐标系、机床坐标系、插补控制和回路控制。
数控机床的结构资料
聚光器 扫描板
光源
光电元件
透镜量杆
绝对位置测量
位置测量方法
使用一个代码量杆， 能在任何时候从量杆上读 取绝对位置（与机床零点 有关）。
量杆被分成几个通道， 此通道被传感器扫描。
一个绝对测量系统不 需要参考点的初始数值。
传感器 发光二极管
代码量杆
直接位置测量
将检测装置直接安放在机床拖板 上，直接测量机床坐标的直线位移量， 来保证得到高的准确度。
这样刀具可任意取出并送回，而且刀具本身不必设编码元 件，省去编码识别装置，使控制大为简化。刀库上还设有机械 原点，使每次选刀时就近选取，如对于盘式来说，每次选刀运
动或正转或反转都不会超过180°。
条形码识别
刀具识别方法
刀具编码与刀具预调工作相结合。预调时，即对刀具进行
编码，并通过与预调装置相连的打印机打印出条形码表，由操 作者贴到刀具上，然后将刀具投入系统。选刀时，用条形码阅 读器进行精确的刀具识别。
缺点是存储次数太多会降低刀具数据载体的寿命。一 般在刀具数据载体的寿命期限内，可以进行一万多次存储 循环。
此方法可存储信息量多，使用也较方便可靠。
自动换刀装置类型
类别型式
回转刀架
转 塔 式
转塔头
刀具与主轴之 刀 间直接换刀 库 式 用机械手配合
刀库进行换刀
特点
适用范围
多为顺序换刀，换刀 各种数控车床，数控车削加 时间短、结构简单紧 工中心 凑、容纳刀具较少
一般当刀具数量在30～120把 时，多采用链式刀库。
刀库
链式刀库
刀库
鼓轮弹仓式刀库
此刀库结构十分紧凑，在
相同的空间内，它的刀库容量 最大，但选刀和取刀的动作较 复杂。
第四章数控机床机械结构与特点PPT课件
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图为铣、镗类机床的主轴端部，铣刀或刀杆在前端7： 24的锥孔内定位，并用拉杆从主轴后端拉紧，而且 由前端的端面键传递转矩。
第一节 数控机床机械结构特点
一、数控机床机械结构的组成 (1)机床基础部件，如床身、立柱、工作台等； (2)主传动系统； (3)进给传动系统； (4)实现某些辅助动作和辅助功能的系统和装置如液压、
气动、润滑、冷却等系统及排屑、防护装置和刀架、 自动换刀装置； 5)工件实现回转、定位的装置及附件，如数控回转工 作台； (6)特殊功能装置，如监控装置、加工过程图形显示、 精度检测等。
液体静压轴承和动压轴承主要应用在主轴高转速、高回 转精度的场合，如应用于精密、超精密数控机床主轴， 数控磨床主轴。对于要求更高转速的主轴，可以采用 空气静压轴承，这种轴承可达每分钟几万转的转速， 并有非常高的回转精度。
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4．滚动轴承的间隙与预紧 所谓轴承预紧，就是使轴承滚道预先承受一定的载荷，
不仅能消除间隙而且还使滚动体与滚道之间发生一定 的变形，从而使接触面积增大，轴承受力时变形减少， 抵抗变形的能力增大。因此，对主轴滚动轴承进行预 紧和合理选择预紧量，可以提高主轴部件的旋转精度、 刚度和抗振性，机床主轴部件在装配时要对轴承进行 预紧，使用一段时间以后，间隙或过盈有了变化，还 得重新调整，所以要求预紧结构便于进行调整。滚动 轴承间隙的调整或预紧，通常是使轴承内、外圈相对 轴向移动来实现的。常用的方法有以下几种
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5. 2数控机床的主传动系统
(二)主轴组件 1.主轴组件的类型
(1)只作旋转运动的主轴组件。此类主轴结构较为简单，如车床、铣 床和磨床等的主轴组件。
(2)既有旋转运动又有轴向进给运动的主轴组件。如钻床和锁床等的 主轴组件。其主轴组件与轴承装在套筒内，主轴在套筒内作旋转 主运动，套筒在主轴箱的导向孔内作直线进给运动。
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5. 2数控机床的主传动系统
(三)数控机床的主轴轴承的配置 主轴轴承也是主轴组件的重要组成部分，应根据数控机床的
规格、精度采用不同的主轴轴承。一般中、小规格的数控机床(如 车床、铣床、钻锁床、加工中心、磨床等)的主轴部件多采用成组 高精度滚动轴承，重型数控机床采用液体静压轴承，高精度数控 机床(如坐标磨床)采用气体静压轴承，转速达(2~10 ) x 104 r/min的 主轴可采用磁力轴承或氮化硅材料的陶瓷滚珠轴承
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2.通过带传动的主传动 如图5 -8所示为通过带传动的主传动，这种方式主要应用在小
型数控机床上，可克服齿轮传动时引起振动和噪声的缺点，但它 只能适用于低扭矩特性要求。
数控机床上采用的带传动通常是同步齿形带传动，如图5一9 所示。它是综合了带、链传动优点的新型传动方式，主要特点有: ①传动效率高，可达98%以上 ②无滑动，传动比准确 ③传动平稳，噪声小 ④使用范围较广，速度可达50 m/s，传递功率由几瓦至数千瓦 ⑤维修保养方便，不需要润滑 ⑥安装时中心距要求严格，带与带轮制造工艺较复杂，成2数控机床的主传动系统
3.由调速电机直接驱动的主传动 如图5一10所示为由调速电机直接驱动的主传动，电动机直接
带动主轴运动，简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主 轴部件的刚度。其优点是主轴部件结构紧凑、惯性小、重量轻， 可提高启动和停止的响应特性，有利于控制振动和噪声;缺点是电 动机运转产生的热量使主轴产生热变形，并且主轴输出扭矩较小， 电动机发热对主轴的精度影响较大。
主轴准停功能又称主轴定位功能(Spindle Specified Position Stop ) ,即当主轴停止时能控制其停于固定位置，它是自动换刀所 必需的功能。在自动换刀的锁铣加工中心上，切削的转矩通常是 通过刀杆的端面键传递的。这就要求主轴具有准确定位于圆周上 特定角度的功能，如图5一13所示 。
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2.数控机床的主轴箱 对于一般数控机床和加工中心来说，由于采用了电动机无级
变速，减少了机械变速装置，因此，主轴箱的结构较普通机床简 化，但主轴箱材料要求较高，一般用HT250或HT300，制造与装 配精度也较普通机床要高。
对于数控落地铣锁床来说，主轴箱结构比较复杂，主轴箱可沿 立柱上的垂直导轨作上下移动，主轴可在主轴箱内作轴向进给运 动，除此以外，大型落地铣锁床的主轴箱结构还有携带主轴的部 件作前后进给运动的功能，它的进给方向与主轴的轴向进给方向 相同。此类机床的主轴箱结构通常有两种方案，即滑枕式和主轴 箱移动式
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5. 2. 3主轴部件
(一)数控机床的主轴与主轴箱 1.数控机床的主轴 主轴是主轴组件的重要组成部分。它的结构尺寸和形状、制 造精度、材料及热处理等，对主轴组件的工作性能有很大的影响。 主轴结构随主轴系统设计要求的不同而有多种形式。 主轴的主要尺寸参数包括:主轴直径、内孔直径、悬伸长度和 支承跨度。评价和考虑主轴主要尺寸参数的依据是主轴的刚度、 结构工艺性和主轴组件的工艺适用范围。 主轴的轴端用于安装夹具和刀具，要求夹具和刀具在轴端定 位精度高，定位刚度好，装卸方便，同时使主轴的悬伸长度短。 主轴端部的结构形状都已标准化了，如图5一11所示为几种机床上 通用的结构形式。
(3)既有旋转运动又有轴向调整移动的主轴组件。如滚齿机、部分立 式铣床等的主轴组件。主轴在套筒内作旋转主运动，并可根据需 要随主轴套筒一起作轴向调整移动。
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(4)既有旋转运动又有径向进给运动的主轴组件。如卧式锁床的平旋 盘主轴部件、组合机床的锁孔车端面头主轴组件。主轴作旋转运 动时，装在主轴前端平旋盘上的径向块可带动刀具作径向进给运 动。
(5)主轴作旋转运动又作行星运动的主轴组件 2.主轴内刀具的自动夹紧和切屑清除装置
在带有刀库的自动换刀数控机床中，为实现刀具在主轴上的自 动装卸，其主轴必须设计有刀具的自动夹紧机构。自动换刀立式 铣锁床主轴的刀具夹紧机构如图5一12所示。
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5. 2数控机床的主传动系统
自动清除主轴孔中切屑和灰尘是换刀操作中的一个不容忽视 的问题。如果在主轴锥孔中掉进了切屑或其他污物，在拉紧刀杆 时，主轴锥孔表面和刀杆的锥柄就会被划伤，甚至使刀杆发生偏 斜，破坏了刀具的正确定位，影响加工零件的精度，甚至使零件 报废。为了保持主轴锥孔的清洁，常用压缩空气吹屑。图5一13的 活塞6的中心钻有压缩空气通道，当活塞向左移动时，压缩空气经 拉杆4吹出，将主轴锥孔清理干净。喷气头中的喷气小孔要有合理 的喷射角度，并均匀分布，以提高其吹屑效果 3.主轴准停装置
(1)较高的主轴转速和较宽的调速范围。 (2)较大的刚度和较高的精度。 (3)良好的抗震性和热稳定性。 (4)良好的适用性。
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5. 2. 2主传动的变速方式
1.具有变速齿轮的主传动 如图5一7所示具有变速齿轮的主传动，一般大、中型数控机
床多采用这种方式。它通过几对齿轮降速，扩大了输出扭矩，确 保低速时的输出扭矩特性的要求。有一部分小型数控机床也采用 这种传动方式，以获得强力切削时所需要的扭矩。滑移齿轮的移 位大都采用液压拨叉或直接由液压油缸带动齿轮实现。
5. 1数控机床机械结构的主要特点
1.高刚度和高抗震性 2.高灵敏度 3.热变形小 4.高精度保持性 5.高可靠性 6.结构简单、操作方便、自动化程度高
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5. 2数控机床的主传动系统
5. 2. 1数控机床主传动系统的要求与特点
1.数控机床对主传动系统的要求 (1)宽调速、无级变速 (2)高刚度、低噪声 (3)高抗震性、高热稳定性 2.数控机床主传动系统的特点