第五章 数控机床机械机构

数控技术

第 五 章 数控机床机械机构

2012-5-26

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第一节 概述典型数控机床的机械结构主要由基础件、主传 动系统、进给传动系统、回转工作台、自动换刀装 置及其他机械功能部件等几部分组成。

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一、 数控机床的主体结构设计的特点和要求1. 提高机床的静、动刚度

2. 减少机床的热变形 3. 减少运动间的摩擦和消除传动间隙 4. 延长机床的使用寿命和提高精度保持性 5. 减少辅助时间和改善操作性能6. 安全防护和宜人的造型

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第二节 数控机床的主传动系统数控机床主传动系统是指驱动主轴运动的 系统；主轴是数控机床上带动刀具和工件旋转， 产生切削运动的运动轴，它往往是数控机床上 单轴功率消耗最大的运动轴。

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一、数控机床主传动系统要求(1)主轴一般都要求能实现无级变速。 (2) 机床主轴系统必须具有足够高的转速和足够大的功率。 (3) 主传动系统应简化结构，减少传动件。 (4) 在加工中心上，还必须具有安装刀具和刀具交换所需 的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置。 (5) 为了扩展机床的功能，实现对C轴位置(主轴回转角度) 的控制，主轴还需要安装位置检测装置。

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二、数控机床主轴的调速方法数控机床主传动系统的调速方法主 要有：有级变速(机械变速)、无级变速、 分段无级变速、内置电动机主轴变速(电 主轴)等几种形式。

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图 5.1 有级变速系统

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图 5.2 无级变速传动结构

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图 5.3 分段无级变速

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图 5.4 电主轴结构示意图

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三、数控机床的主轴部件数控机床的主轴部件包括主轴的支 承和安装在主轴上的传动零件等。 主轴部件的回转精度可影响工件的 加工精度，主轴部件的功率大小与回转 速度可影响加工效率，主轴部件自动变 速、准停和换刀可影响机床的自动化程 度。2012-5-26 11

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1. 主轴部件的支承与润滑

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图 5.5 主轴的常见支承配置形式

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2. 主轴准停装置

图 5.6 V形槽轮定位盘准停装置原理图

图 5.7 JCS—018 加工中心主轴电气准停装置

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第三节 数控机床的进给传动系统进给系统机械传动结构是伺服进给系统的 主要组成部分，主要由传动机构、运动变换机 构、导向机构、执行件组成，它是实现成形加 工运动所需的运动及动力的执行机构。

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一、数控机床进给传动系统要求

1.提高传动精度和刚度 2. 减少各运动零件的惯量 3. 减少运动件的摩擦阻力 4. 响应速度快 5.较强的过载能力 6. 稳定性好，寿命长7.使用维护方便2012-5-26 15

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二、滚珠丝杠螺母副 1、滚珠丝杠的结构组成

图 5.8 滚珠丝杠螺母副

的循环方式2012-5-26 16