数控机床 电子教案

项目任务：1. 数控机床功能部件的专业化制造。

2. 数控机床的运动部件组成。

3. 数控机床的导轨及基础件。

4. 加工中心的自动换刀系统。

5. 数控机床的辅助装置。

6. 数控机床常用的刀具及工具系统

7. 与数控机床功能部件相关的知识拓展。

第一单元：模块一数控机床功能部件及专业化制造

模块二数控机床的运动部件

学习目标：1.熟知功能部件是组成数控机床的基本单元。

2.了解功能部件实施专业化生产对数控机床发展的重要意义。

3.了解数控机床主运动传动系统的特点及主传动系统常用的变速方

式。

教学重点：1.数控机床的功能部件及功能部件的其专业化制造。

2.数控机床主运动传动系统的特点及变速方式。

教学难点：数控机床主运动传动系统变速方式。

辅助教学：多媒体课件

单元学时：1学时

教学过程：

模块一数控机床功能部件及专业化制造

一、数控机床的功能部件

主轴单元（含电主轴）、五轴联动摆头、数控系统、伺服驱动及电机、滚珠丝杠副、滚动导轨副、刀库与换刀机构、数控回转刀架、回转工作台、数控工具系统、冷却润滑系统、测量反馈以及安全防护装置等统称为数控机床的功能部件，它是数控机床的重要组成部分，功能部件的性能已成为整机性能的决定性因素。

图2-1(a)所示为去掉防护装置的卧式加工中心，主轴单元、滚珠丝杠副、回转工作台、刀库和机械手及防护装置等是组成卧式加工中心的主要功能部件。

图2-1(b)所示为去掉防护装置的数控车床，主轴单元、回转刀架、滚珠丝杠副、滚动导轨副及防护装置等是组成数控车床的主要功能部件。

二、功能部件的专业化制造

功能部件生产的专业化已成为国内外数控机床制造行业的普遍做法，只有实施专业化生产，才能不断提升功能部件的发展水平，为机床制造厂提供功能完善、品质优良、运行可靠、

结构标准化且性价比合适的选件，缩短机床新产品开发和制造周期，为数控机床的快速发展奠定坚实的基础。

近几年，我国数控机床制造业发展迅速，带动了功能部件技术水平和产品档次的提高。

模块二数控机床运动部件的组成

一、主运动传动部件

（一）主传动系统的特点

(1)主轴转速高，输出功率大，能满足数控机床高速

切削和大功率切削的需要，实现高效率加工。

(2)主轴能自动无级变速且变换迅速可靠，使切削工

作始终在最佳状态下进行。

(3)为实现加工中心的刀具快速或自动装卸，主轴单

元设计有刀具自动装卸、夹紧、主轴定向停止和主轴孔内

的切屑清除装置。

（二）主传动系统的变速方式

数控机床的主传动系统要求有较大的调速范围，以保

证在加工不同材料的工件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。目前数控机床

普遍采用无级变速系统或电主轴。

数控机床主传动系统主要有如图2-2所示的三种配置

方式。

图2-2数控机床主传动系统的配置方式

1.带有变速齿轮的主传动系统

如图2-2(a)所示的配置方式在大、中型数控机床中采用较多，图2-3所示，主轴电动机的转动经几对变速齿轮的降速传动，使主轴实现分段的无级变速，确保低速时输出大扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求。

2.同步带传动的主传动系统

如图2-2(b)所示，主轴电动机经带传动到主轴是数控机床上应用较多的传动结构，它可以避免齿轮传动时引起的振动和噪声。带传动应用比较多的是同步带，也有用多楔带传动的。

同步带的传动结构如图2-4(b)所示，同步带的工作面及带轮外圆上均制成齿形。工作时，带齿与带轮的轮槽相啮合，综合了齿轮传动、带传动和链传动的优点。与一般带传动相比，同步带传动具有如下优点：

1)齿啮合传动无相对滑动，传动比准确；