数控机床的机械结构要求

数控机床结构与装调工艺
二、提高数控机床性能的措施
1、合理选择数控机床的总体布局 机床的总体布局直接影响到机床的结构和性
能。合理选择机床布局，不但可以使机械结构更 简单、合理、经济，而且能提高机床刚度、改善 机床受力情况，提高热稳定性和操作性能，使机 床满足数控化的要求。
数控机床结构与装调工艺
1）数控机床布局特点
传动装置的间隙直接影响着机床的定位精度，虽然在数 控系统中可以通过间隙补偿、单向定位等措施减小这一影 响，但不能完全消除。特别是对于非均匀间隙，必须机械 消除间隙措施，才能得到较好的解决。
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具有良好的操作、安全防护性能
方便、舒适的操作性能，是操作者普遍关心的问题。在 大部分数控机床上，刀具和工件的装卸、刀具和夹具的调整、 还需要操作者完成，机床的维修更离不开人，而且由于加工 效率的提高，数控机床的工件装卸可能比普通机床更加频繁， 因此良好的操作性能是数控机床设计时必须的问题。数控机 床是一种高度自动化的加工设备，动作复杂，高速运动部件 较多，对机床动作互锁、安全防护性能的要求也比普通机床 要高很多。同时，数控机床一般都有高压、大流量的冷却系 统，为了防止切屑、冷却液的飞溅，数控机床通常都应采用 封闭和半封闭的防护形式，增加防护性能。
数控机床结构与装调工艺 1）提高刚度的措施：
措施1 支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭的圆截面 或采用封闭型床身
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4）不同布局影响机床操作方便程度
（b）为倾斜床身-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°，大型的数控 车床采用75°
（c）水平床身-倾斜滑板， 具有水平床身工艺性好， 宽度方向的尺寸小，且排 屑方便，是卧式数控车床 的最佳布局形式。
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数控机床结构与装调工艺
具有较高的运动精度和良好的低速稳定性
利用伺服系统代替普通机床的进给系统是数控机床的 主要特点。伺服系统最小的移动量（脉冲当量），一般只 有0.001mm，甚至更小；最低进给速度，一般只有 1mm/min，甚至更低。这就要求进给系统具有较高的运 动精度，良好的跟踪性能和低速稳定性，才能对数控系统 的位置指令做出准确的响应，从而得到要求的定位精度。
1）数控机床布局特点
（1）不同布局适应不同的 工件形状、尺寸及重量
数控铣床四种布局方案 适应的工件重量、尺寸 却不同。 （a）适应较轻工件； （b）适应较大尺寸工件； （c）适应较重工件；
（d）适应大型、重型
工件。
铣头进给
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2）不同布局有不同的运动分配及工艺范围
数控镗铣床的三种布局方案中： （a）主轴立式布置，上下运
（1）不同布局适应不同的 工件形状、尺寸及重量
数控铣床四种布局方案 适应的工件重量、尺寸 却不同。 （a）适应较轻工件； （b）适应较大尺寸工件； （c）适应较重工件； （d）适应更重更大工件。
工作台完成进给
数控机床结构与装调工艺
1）数控机床布局特点
（1）不同布局适应不同的 工件形状、尺寸及重量
数控铣床四种布局方案 适应的工件重量、尺寸 却不同。 （a）适应较轻工件； （b）适应较大尺寸工件； （c）适应较重工件； （d）适应更重更大工件。
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3）不同布局有不同的机床结构性能
数控卧式镗铣床中， (c)、(d)工作台为十字形布局，（c）主 轴箱悬挂于单立柱一侧，使立柱受偏载，(d)主轴箱装在框式 立柱中间，对称布局，受力后变形小，有利于提高加工精度。
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4）不同布局影响机床操作方便程度
数控车床的不同布局方案， （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；
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数控机床的机械结构
数控机床对机械结构的基本要求 提高数控机床性能的措施
数控机床结构与装调工艺
一、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。
动，对工件顶面进行加工； （b）主轴卧式布置，加工工
作台上分度工作台的配 合，可加工工件多个侧面； （c）在（b）基础上再增加一 个数控转台，可完成工件 上更多内容的加工。
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3）不同布局有不同的机床结构性能
数控卧式镗铣床中，（a）、（b）为T形床身布局，工 作台支承于床身，刚度好，工作台承载能力强；
工作台与铣头完成进给
数控机床结构与装调工艺
1）数控机床布局特点
（1）不同布局适应不同的 工件形状、尺寸及重量
数控铣床四种布局方案 适应的工件重量、尺寸 却不同。 （a）适应较轻工件； （b）适应较大尺寸工件； （c）适应较重工件； （d）适应更重更大工件。
工作台与铣头完成进给 多刀加工
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2、提高结构件的刚度抗振性能
结构的刚度直接影响机床的精度和动态性能。机床的 刚度主要决定于组成机械系统的部件质量、刚度、阻尼、 固有频率以及负载激振频率等。提高机床结构刚度主要措 施有：改善机械部分构件；利用平衡机构补偿部件变性； 改善并构件间的连接形式；缩短传动链，适当加大传动轴， 对轴承和滚珠丝杠等传动部件进行预紧等等。
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具有较好的热稳定性
机床的热变性是影响机床加工精度的主要因素之一。 由于数控机床的主轴转速、快速进给都远远超过普通机 床，机床又长时间处于连续工作状态，电动机、丝杠、 轴承、导轨的发热都比较严重，加上高速切削产生的切 屑的影响，使得数控机床的热变性影响比普通机床要严 重得多。虽然在先进的数控系统具有热变性补偿功能， 但是它并不能完全消除热变性对于加工精度的影响，在 数控机床上还应采取必要的措施，尽可能减小机床的热 变性。