1、 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室任務三任務三 數控機床的機械結構數控機床的機械結構|數控機床機械結構的組成數控機床機械結構的組成|數控機床機械結構的主要特點數控機床機械結構的主要特點|數控機床對機械結構的基本要求數控機床對機械結構的基本要求|提高數控機床性能的措施提高數控機床性能的措施 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室熟悉數控車床的機械結構熟悉數控車床的機械結構 概述概述 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室加工程序輸入裝置數控裝置輔助控制裝置伺服驅動裝置檢測反饋裝置機床本體數控機床的組成框圖數控機床的組成框圖 數

2、控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 機床本體機床本體是數控機床的是數控機床的主體部分。是完成各種切主體部分。是完成各種切削加工的削加工的機械結構機械結構，來自，來自于數控裝置的各種運動和于數控裝置的各種運動和動作指令，都必須由機床動作指令，都必須由機床本體轉換成真實的、準確本體轉換成真實的、準確的機械運動和動作，才能的機械運動和動作，才能實現數控機床的功能，并實現數控機床的功能，并保證數控機床的性能要求。保證數控機床的性能要求。 立式數控銑床 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室1. 主轉動系統主轉動系統包括動力源、傳動件及主運動執行件包括動力源、傳動件及主運動執行件主軸等。主

3、轉主軸等。主轉動系統的作用是將驅動裝置的運動及動力傳給執行件，動系統的作用是將驅動裝置的運動及動力傳給執行件，實實現主切削運動。現主切削運動。2. 進給轉動系統進給轉動系統包括動力源、傳動件及進給運動執行件包括動力源、傳動件及進給運動執行件工作臺、刀工作臺、刀架等。進給轉動系統的作用是將伺服驅動裝置的運動和動架等。進給轉動系統的作用是將伺服驅動裝置的運動和動力傳給執行件，力傳給執行件，實現進給運動。實現進給運動。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室3. 基礎支承件基礎支承件包括包括床身、立柱、床身、立柱、導軌、工作臺導軌、工作臺等。等。基礎支承件的作用基礎支承件的作用是支承機床的各主

4、是支承機床的各主要部件，并使它們要部件，并使它們在靜止或運動中保在靜止或運動中保持相對正確的位置。持相對正確的位置。4. 輔助裝置輔助裝置包括自動換刀包括自動換刀裝置、液壓氣動裝置、液壓氣動系統、潤滑冷卻系統、潤滑冷卻裝置等。裝置等。1-主軸頭主軸頭 2-刀庫刀庫 3-立柱立柱 4-立柱底座立柱底座 5-工作臺工作臺 6-工作臺底座工作臺底座小型立式加工中心的外形圖小型立式加工中心的外形圖 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室5.5.實現工件回轉、分度定位的裝置和附件，實現工件回轉、分度定位的裝置和附件， 如回轉工作臺。如回轉工作臺。 6.6.刀庫、刀架和自動換刀裝置刀庫、刀架和自動換

5、刀裝置 (ATC) (ATC) 。 7.7.自動托盤交換裝置自動托盤交換裝置 (APC) (APC) 。 8.8.特殊功能裝置，特殊功能裝置，如刀具破損檢測、精度檢如刀具破損檢測、精度檢 測和監控裝置等。測和監控裝置等。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室需要說明的是：需要說明的是： 其中，其中，機床基礎件、主傳動系統、進給系統以及液機床基礎件、主傳動系統、進給系統以及液壓、潤滑、冷卻等輔助裝置壓、潤滑、冷卻等輔助裝置是構成數控機床的機床本體是構成數控機床的機床本體的基本部件，是的基本部件，是必須必須的；其他部件則按數控機床的功能的；其他部件則按數控機床的功能和需要選用。和需要選用。

6、盡管數控機床的機床本體的基本構成與傳盡管數控機床的機床本體的基本構成與傳統的機床十分相似，但由于數控機床在統的機床十分相似，但由于數控機床在功能和性能功能和性能上的上的要求與傳統機床存在著巨大的要求與傳統機床存在著巨大的差距差距，所以數控機床的機，所以數控機床的機床本體在總體布局、結構、性能上與傳統機床有許多明床本體在總體布局、結構、性能上與傳統機床有許多明顯的差異，出現了許多適應數控機床功能特點的完全新顯的差異，出現了許多適應數控機床功能特點的完全新穎的機械結構和部件。穎的機械結構和部件。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室|結構簡單結構簡單、操作方便、操作方便、自動化程度高自動化

7、程度高 數控機床需要根據數控系統的指數控機床需要根據數控系統的指令，自動完成對進給速度、主軸轉速、令，自動完成對進給速度、主軸轉速、刀具運動軌跡以及其他機床輔助技能刀具運動軌跡以及其他機床輔助技能（如自動換刀，自動冷卻）的控制。（如自動換刀，自動冷卻）的控制。它必須利用伺服進給系統代替普通機它必須利用伺服進給系統代替普通機床的進給系統，并可以通過主軸調速床的進給系統，并可以通過主軸調速系統實現主軸自動變速。因此，在操系統實現主軸自動變速。因此，在操作上，作上，它不像普通機床那樣，需要操它不像普通機床那樣，需要操作者通過手柄進行調整和變速，操作作者通過手柄進行調整和變速，操作機構比普通機床要簡單

8、多，機構比普通機床要簡單多，許多機床許多機床甚至沒有手動機械操作系統。甚至沒有手動機械操作系統。數控機床的主數控機床的主軸箱、進給變速箱軸箱、進給變速箱結構一般非常簡單；結構一般非常簡單；齒輪、軸類零件、齒輪、軸類零件、軸承的數量大為減軸承的數量大為減少；電動機可以直少；電動機可以直接連接主軸和滾珠接連接主軸和滾珠絲杠，不用齒輪；絲杠，不用齒輪；在使用直線電動機，在使用直線電動機，電主軸的場合，甚電主軸的場合，甚至可以不用絲杠、至可以不用絲杠、主軸箱。主軸箱。數控機床數控機床的大部分輔助的大部分輔助動作都可以通動作都可以通過數控系統的過數控系統的輔助技能（輔助技能（M技能）進行控技能）進行控制

9、，因此，常制，因此，常用的操作按鈕用的操作按鈕也較普通機床也較普通機床少。少。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控機床進行的是高速、高精度加工，再簡化機械結構數控機床進行的是高速、高精度加工，再簡化機械結構的同時，對于機械傳動裝置和元件也提出了更高的要求。高的同時，對于機械傳動裝置和元件也提出了更高的要求。高效、無間隙傳動裝置和元件在數控機床上去得了廣泛的應用。效、無間隙傳動裝置和元件在數控機床上去得了廣泛的應用。如：如：等高效執行部件，不僅可以減少進給系統的摩擦阻力，提高等高效執行部件，不僅可以減少進給系統的摩擦阻力，提高傳動效率；而且還可以使運動平穩和獲得較高的定位精度。傳

10、動效率；而且還可以使運動平穩和獲得較高的定位精度。 特別是隨著新材料，新工藝的普及、應用，高速加工已特別是隨著新材料，新工藝的普及、應用，高速加工已經成為目前數控機床的發展方向之一，經成為目前數控機床的發展方向之一， 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 “工藝復合化工藝復合化”和和“功能集成化功能集成化”是無人化、柔性加工的基本要求，是無人化、柔性加工的基本要求，也是數控機床最顯著的特點和當前的發展方向。因此，也是數控機床最顯著的特點和當前的發展方向。因此，等特殊機械部件是等特殊機械部件是必不可少，有的機床還帶有必不可少，有的機床還帶有。 “功能集成化功能集成化”是當前數控機床的另一

11、重要發展方向。在現代數控是當前數控機床的另一重要發展方向。在現代數控機床上，機床上，自動換刀裝置、自動工作臺交換裝置等已經成為基本裝置。自動換刀裝置、自動工作臺交換裝置等已經成為基本裝置。隨隨著數控機床向無人化、柔性化加工發展，功能集成化更多體現在：著數控機床向無人化、柔性化加工發展，功能集成化更多體現在：工件工件的自動裝卸、自動定位，刀具的自動對刀、破損檢測、壽命管理，工件的自動裝卸、自動定位，刀具的自動對刀、破損檢測、壽命管理，工件的自動測量和自動補償功能上，的自動測量和自動補償功能上，因此，國外還新近開發了集中突破傳統因此，國外還新近開發了集中突破傳統機床界限，集鉆、銑、鏜、車、磨等加工

12、于一體的所謂機床界限，集鉆、銑、鏜、車、磨等加工于一體的所謂“萬能加工機萬能加工機床床”，大大提高了附加值，并隨之不斷出現新的機械部件。，大大提高了附加值，并隨之不斷出現新的機械部件。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 高速、高效、高精度的加工要求，無人化管理以及工藝復高速、高效、高精度的加工要求，無人化管理以及工藝復合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生產率，同時，也合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生產率，同時，也必然會必然會使機床的開機時間，工作負載隨之增加，使機床的開機時間，工作負載隨之增加，機床必須在高機床必須在高負荷下，長時間可靠工作。因此，對組成機床的各種零部件

13、和負荷下，長時間可靠工作。因此，對組成機床的各種零部件和控制系統的可靠性要求很高。控制系統的可靠性要求很高。 此外，為了提高加工效率，充分發揮機床性能，數控機床此外，為了提高加工效率，充分發揮機床性能，數控機床通常都能夠通常都能夠同時進行粗細加工。同時進行粗細加工。這就要求機床技能滿足大切削這就要求機床技能滿足大切削量的粗加工對機床的量的粗加工對機床的剛度、強度和抗震性剛度、強度和抗震性的要求，而且也能達的要求，而且也能達到精密加工機床對機床到精密加工機床對機床精度的要求精度的要求。因此，數控機床的。因此，數控機床的主軸電主軸電機的功率一般比同規格的普通機床大機的功率一般比同規格的普通機床大，

14、主要部件和基礎件的加，主要部件和基礎件的加工精度通常比普通機床高，對組成機床各部件的動、靜態性能工精度通常比普通機床高，對組成機床各部件的動、靜態性能以及熱穩定性的精度保持性也提出了更高的要求。以及熱穩定性的精度保持性也提出了更高的要求。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室|具有較高的靜、動剛度和良好抗震性具有較高的靜、動剛度和良好抗震性 機床的機床的剛度剛度反映了機床機構反映了機床機構抵抗變形抵抗變形的能力。機床的能力。機床變形產生的誤差，通常很難通過調整和補償的方法予以變形產生的誤差，通常很難通過調整和補償的方法予以徹底的解決。為了滿足數控機床高效、高精度、高可靠徹底的解決。為了

15、滿足數控機床高效、高精度、高可靠性以及自動化的要求，與普通機床相比，數控機床應具性以及自動化的要求，與普通機床相比，數控機床應具有更有更高的靜剛度高的靜剛度。此外，為了充分發揮機床的效率，加。此外，為了充分發揮機床的效率，加大切削用量，還必須提高機床的抗震性，避免切削時產大切削用量，還必須提高機床的抗震性，避免切削時產生的共振和顫振。而提高機構的生的共振和顫振。而提高機構的動剛度是提高機床抗震動剛度是提高機床抗震性的基本途徑。性的基本途徑。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室|具有較好的熱穩定性具有較好的熱穩定性 機床的熱變性是影響機床加工精度的主要因素之一。機床的熱變性是影響機床加

16、工精度的主要因素之一。由于數控機床的主軸轉速、快速進給都遠遠超過普通機由于數控機床的主軸轉速、快速進給都遠遠超過普通機床，機床又長時間處于連續工作狀態，電動機、絲杠、床，機床又長時間處于連續工作狀態，電動機、絲杠、軸承、導軌的發熱都比較嚴重，加上高速切削產生的切軸承、導軌的發熱都比較嚴重，加上高速切削產生的切屑的影響，使得數控機床的熱變性影響比普通機床要嚴屑的影響，使得數控機床的熱變性影響比普通機床要嚴重得多。雖然在先進的數控系統具有熱變性補償功能，重得多。雖然在先進的數控系統具有熱變性補償功能，但是它并不能完全消除熱變性對于加工精度的影響，在但是它并不能完全消除熱變性對于加工精度的影響，在數

17、控機床上還應采取必要的措施，盡可能減小機床的熱數控機床上還應采取必要的措施，盡可能減小機床的熱變性。變性。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室|具有較高的運動精度和良好的低速穩定性具有較高的運動精度和良好的低速穩定性 利用伺服系統代替普通機床的進給系統是數控機床的利用伺服系統代替普通機床的進給系統是數控機床的主要特點。主要特點。伺服系統最小的移動量（脈沖當量），一般只伺服系統最小的移動量（脈沖當量），一般只有有0.001mm，甚至更小；最低進給速度，一般只有，甚至更小；最低進給速度，一般只有1mm/min，甚至更低。這就要求進給系統具有較高的運，甚至更低。這就要求進給系統具有較高的運

18、動精度，良好的跟蹤性能和低速穩定性，才能對數控系統動精度，良好的跟蹤性能和低速穩定性，才能對數控系統的位置指令做出準確的響應，從而得到要求的定位精度。的位置指令做出準確的響應，從而得到要求的定位精度。 傳動裝置的間隙直接影響著機床的定位精度，雖然在數傳動裝置的間隙直接影響著機床的定位精度，雖然在數控系統中可以通過間隙補償、單向定位等措施減小這一影控系統中可以通過間隙補償、單向定位等措施減小這一影響，但不能完全消除。特別是對于非均勻間隙，必須機械響，但不能完全消除。特別是對于非均勻間隙，必須機械消除間隙措施，才能得到較好的解決。消除間隙措施，才能得到較好的解決。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術

19、系機制教研室|具有良好的操作、安全防護性能具有良好的操作、安全防護性能 方便、舒適的操作性能，是操作者普遍關心的問題。在方便、舒適的操作性能，是操作者普遍關心的問題。在大部分數控機床上，刀具和工件的裝卸、刀具和夾具的調整、大部分數控機床上，刀具和工件的裝卸、刀具和夾具的調整、還需要操作者完成，機床的維修更離不開人，而且由于加工還需要操作者完成，機床的維修更離不開人，而且由于加工效率的提高，數控機床的工件裝卸可能比普通機床更加頻繁，效率的提高，數控機床的工件裝卸可能比普通機床更加頻繁，因此良好的操作性能是數控機床設計時必須的問題。數控機因此良好的操作性能是數控機床設計時必須的問題。數控機床是一種

20、高度自動化的加工設備，動作復雜，床是一種高度自動化的加工設備，動作復雜，高速運動部件高速運動部件較多，對機床動作互鎖較多，對機床動作互鎖、安全防護性能的要求也比普通機床、安全防護性能的要求也比普通機床要高很多。同時，數控機床一般都有高壓、大流量的冷卻系要高很多。同時，數控機床一般都有高壓、大流量的冷卻系統，為了防止切屑、冷卻液的飛濺，數控機床通常都應采用統，為了防止切屑、冷卻液的飛濺，數控機床通常都應采用封閉和半封閉的防護形式封閉和半封閉的防護形式，增加防護性能。，增加防護性能。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室1、合理選擇數控機床的總體布局、合理選擇數控機床的總體布局 機床的總體

21、布局直接影響到機床的結構和性機床的總體布局直接影響到機床的結構和性能。合理選擇機床布局，不但可以使機械結構更能。合理選擇機床布局，不但可以使機械結構更簡單、合理、經濟，而且能提高機床剛度、改善簡單、合理、經濟，而且能提高機床剛度、改善機床受力情況，提高熱穩定性和操作性能，使機機床受力情況，提高熱穩定性和操作性能，使機床滿足數控化的要求。床滿足數控化的要求。工作臺完成進給工作臺完成進給 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控銑床數控銑床四種布局方案四種布局方案適應的工件重量、尺寸適應的工件重量、尺寸卻不同。卻不同。（a）適應較輕工件；）適應較輕工件；（b）適應較大尺寸工件；）適應較大

22、尺寸工件；（c）適應較重工件；）適應較重工件；（d）適應更重更大工件。）適應更重更大工件。 （1）不同布局適應不同的）不同布局適應不同的工件形狀、尺寸及重量工件形狀、尺寸及重量 工作臺與銑頭完成進給工作臺與銑頭完成進給 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控銑床數控銑床四種布局方案四種布局方案適應的工件重量、尺寸適應的工件重量、尺寸卻不同。卻不同。（a）適應較輕工件；）適應較輕工件；（b）適應較大尺寸工件；）適應較大尺寸工件；（c）適應較重工件；）適應較重工件；（d）適應更重更大工件。）適應更重更大工件。 （1）不同布局適應不同的）不同布局適應不同的工件形狀、尺寸及重量工件形狀、尺

23、寸及重量 工作臺與銑頭完成進給工作臺與銑頭完成進給多刀加工多刀加工 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控銑床數控銑床四種布局方案四種布局方案適應的工件重量、尺寸適應的工件重量、尺寸卻不同。卻不同。（a）適應較輕工件；）適應較輕工件；（b）適應較大尺寸工件；）適應較大尺寸工件；（c）適應較重工件；）適應較重工件；（d）適應更重更大工件。）適應更重更大工件。 （1）不同布局適應不同的）不同布局適應不同的工件形狀、尺寸及重量工件形狀、尺寸及重量 銑頭進給銑頭進給 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控銑床數控銑床四種布局方案四種布局方案適應的工件重量、尺寸適應的工件重量、尺

24、寸卻不同。卻不同。（a）適應較輕工件；）適應較輕工件；（b）適應較大尺寸工件；）適應較大尺寸工件；（c）適應較重工件；）適應較重工件；（d）適應）適應大型、重型大型、重型 工件。工件。 （1）不同布局適應不同的）不同布局適應不同的工件形狀、尺寸及重量工件形狀、尺寸及重量 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控鏜銑床數控鏜銑床的三種布局方案中：的三種布局方案中：（a）主軸立式布置，）主軸立式布置，上下運上下運 動，對工件頂面進行加工；動，對工件頂面進行加工；（b）主軸臥式布置，）主軸臥式布置，加工工加工工 作臺上分度工作臺的配作臺上分度工作臺的配 合，可加工工件多個側面；合，可加工工

25、件多個側面； （c）在（在（b）基礎上再增加一）基礎上再增加一 個數控轉臺，個數控轉臺，可完成工件可完成工件 上更多內容的加工。上更多內容的加工。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控臥式鏜銑床中，（數控臥式鏜銑床中，（a）、（）、（b）為）為T形床身布局，工形床身布局，工作臺支承于床身，剛度好，工作臺承載能力強；作臺支承于床身，剛度好，工作臺承載能力強； 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控臥式鏜銑床中，數控臥式鏜銑床中， (c)、(d)工作臺為十字形布局，（工作臺為十字形布局，（c）主）主軸箱懸掛于單立柱一側，使立柱受偏載，軸箱懸掛于單立柱一側，使立柱受偏載，(

26、d)主軸箱裝在框式主軸箱裝在框式立柱中間，對稱布局，受力后變形小，有利于提高加工精度。立柱中間，對稱布局，受力后變形小，有利于提高加工精度。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 數控車床數控車床的不同布局方案，的不同布局方案，（a）為）為水平床身水平床身-水平滑水平滑板板，床身工藝性好，便于，床身工藝性好，便于導軌面的加工，下部空間導軌面的加工，下部空間小，故排屑困難，刀架水小，故排屑困難，刀架水平放置加大了機床寬度方平放置加大了機床寬度方向的結構尺寸；向的結構尺寸； 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室（b）為）為傾斜床身傾斜床身-傾斜滑板傾斜滑板，排屑亦較方便，中小規格排

27、屑亦較方便，中小規格的數控車床其床身的傾斜的數控車床其床身的傾斜度以度以60，大型的數控，大型的數控車床采用車床采用75（c）水平床身水平床身-傾斜滑板傾斜滑板，具有水平床身工藝性好，具有水平床身工藝性好，寬度方向的尺寸小，且排寬度方向的尺寸小，且排屑方便，是臥式數控車床屑方便，是臥式數控車床的最佳布局形式。的最佳布局形式。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室2、提高結構件的剛度抗振性能、提高結構件的剛度抗振性能 結構的結構的剛度直接影響機床的精度和動態性能剛度直接影響機床的精度和動態性能。機床的。機床的剛度主要決定于組成機械系統的部件質量、剛度、阻尼、剛度主要決定于組成機械系統的部

28、件質量、剛度、阻尼、固有頻率以及負載激振頻率等。提高機床結構剛度主要措固有頻率以及負載激振頻率等。提高機床結構剛度主要措施有：施有：改善機械部分構件；利用平衡機構補償部件變性；改善機械部分構件；利用平衡機構補償部件變性；改善并構件間的連接形式；縮短傳動鏈，適當加大傳動軸，改善并構件間的連接形式；縮短傳動鏈，適當加大傳動軸，對軸承和滾珠絲杠等傳動部件進行預緊等等。對軸承和滾珠絲杠等傳動部件進行預緊等等。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：立柱結構立柱結構措施措施1 支承件截面形狀盡量選用支承件截面形狀盡量選用抗彎的方截面抗彎的方截面和和抗扭的圓

29、截面抗扭的圓截面 或或采用封閉型床身采用封閉型床身封閉整封閉整體箱形體箱形結構結構 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室措施措施2 合理布置支承件隔板的筋條合理布置支承件隔板的筋條 隔板的作用是將作用于支承板的局部載荷傳遞給其它隔板的作用是將作用于支承板的局部載荷傳遞給其它壁板壁板,從而使整個支承件承受載荷從而使整個支承件承受載荷,提高支承件的自身剛度提高支承件的自身剛度“T”形隔板連接，主形隔板連接，主要提高水平面抗彎剛要提高水平面抗彎剛度，對提高垂直面抗度，對提高垂直面抗彎剛度和抗扭剛度不彎剛度和抗扭剛度不顯著，多用在剛度要顯著，多用在剛度要求不高的床身上求不高的床身上1 1）提高

30、剛度的措施：）提高剛度的措施： 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室“W”形隔板，能較大地提高水平面上的抗彎抗扭剛形隔板，能較大地提高水平面上的抗彎抗扭剛度，對中心距超過度，對中心距超過1500mm的長床身，效果最為顯著的長床身，效果最為顯著1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施： 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：“”形隔板，在垂直面和水平面上的抗彎剛度都比較形隔板，在垂直面和水平面上的抗彎剛度都比較高，鑄造性能好，在大中型車床上應用較多。高，鑄造性能好，在大中型車床上應用較多。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室1 1

31、）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：斜向拉筋，床身剛度最高，排屑容易斜向拉筋，床身剛度最高，排屑容易 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：措施措施3 增加導軌與支承件的連接部分的剛度增加導軌與支承件的連接部分的剛度連接剛度連接剛度:支承件在連接處抵抗變形的能力支承件在連接處抵抗變形的能力,稱為支承件的連接剛度。稱為支承件的連接剛度。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室措施措施4 增加機床各部件的接觸剛度和承載能力增加機床各部件的接觸剛度和承載能力u 采用刮研的方法增加單位面積上的接觸點采用刮研的方法增加單位面積上的接觸點u 在結合面之

32、間施加足夠大的預加載荷在結合面之間施加足夠大的預加載荷,增加接增加接觸面積。觸面積。1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施： 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室1 1）提高剛度的措施：）提高剛度的措施：措施措施5 合理選用構件的材料合理選用構件的材料 床身、立柱等支承件采用鋼板或型鋼焊接床身、立柱等支承件采用鋼板或型鋼焊接 增加剛度、減輕重量、提高抗振性增加剛度、減輕重量、提高抗振性鑄件鑄件: 容易獲得復雜結構的支承件容易獲得復雜結構的支承件,鑄鐵的內摩擦力大鑄鐵的內摩擦力大,阻尼阻尼 系數大系數大,振動的衰減性能好振動的衰減性能好,成本低成本低.鑄件的周期較長鑄件的周期較長,需需

33、 做木型模做木型模,易產生縮孔、氣泡等缺陷。易產生縮孔、氣泡等缺陷。焊接件焊接件:鋼材的強度比鑄鐵高，質量可比鑄件減輕鋼材的強度比鑄鐵高，質量可比鑄件減輕20%- -50%， 不需要木模和澆注，生產周期短，不易出現廢品。不需要木模和澆注，生產周期短，不易出現廢品。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室2）提高機床抗振性）提高機床抗振性 高速轉動零部件的動態不平衡力與切削產生的振高速轉動零部件的動態不平衡力與切削產生的振動，是引起機床振動的主要原因。提高數控機床抗振性動，是引起機床振動的主要原因。提高數控機床抗振性的主要措施有：對機床高速轉旋轉部件，特別是主軸部的主要措施有：對機床高速轉

34、旋轉部件，特別是主軸部件進行件進行動平衡動平衡，對傳動部件進行，對傳動部件進行消隙處理消隙處理，減少機床激，減少機床激振力；提高機械部件的振力；提高機械部件的靜態剛度和固有頻率靜態剛度和固有頻率，避免共振，避免共振，在機床結構大件中在機床結構大件中充填阻尼材料充填阻尼材料，在大件，在大件表面噴涂阻尼表面噴涂阻尼涂層涂層抑制振動等。抑制振動等。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室2）提高抗振性措施提高抗振性措施措施措施1 采用封砂床身結構采用封砂床身結構底座內所充填的底座內所充填的混凝土的內摩擦混凝土的內摩擦阻尼較高，再配阻尼較高，再配 以封砂的以封砂的 床身，床身，使機床有較高的使機

35、床有較高的抗振性。抗振性。 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室措施措施2 采用混凝土、樹脂混凝土或人造花崗巖采用混凝土、樹脂混凝土或人造花崗巖(AG)作支承件的材料作支承件的材料人造大理石床身（混凝土聚合物）人造大理石床身（混凝土聚合物）2）提高抗振性措施提高抗振性措施 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室天然大理石床身天然大理石床身2）提高抗振性措施提高抗振性措施 數控機床結構與裝調工藝 數控技術系機制教研室 引起機床熱變形的主要原因是機床內部熱源發熱，摩擦引起機床熱變形的主要原因是機床內部熱源發熱，摩擦以及切削產生的發熱。減少機床熱變形的措施主要有：以及切削產生的發熱。減少機床熱變形的措施主要有：采用采用伺服電動機和主軸電動機、變量泵等伺服電動機和主軸電動機、變量泵等低能耗執行元件低能耗執行元件，減少，減少熱量的產生；熱量的產生；簡化傳動系統的結構簡化傳動系統的結構，減少傳動齒輪、傳動軸，減少傳動齒輪、傳動軸，采用低摩擦系數的導軌和軸承采用低摩擦系數的導軌和軸承，減少摩擦發熱；，減少摩擦發熱；改善散熱條改善散熱條件件、增加隔熱措施增加隔熱措施、對發熱部件（如：電柜、絲桿、油箱等）、對發熱部件（如：電柜、絲桿、油箱等）進行進行強制冷卻強制冷卻