數控車床拆裝

武漢華中數控股份有限公司一、數控機床的構成與分類（一）.數控機床的構成

數控機床一般由下列幾個部分組成1.主機是數控機床的主體，包括床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。2.CNC裝置是數控機床的核心，包括硬件和相應的軟件等部分。3.驅動裝置是數控機床執行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給驅動單元、主軸電機、進給電機等等。4.數控機床的輔助裝置指數控機床的一些必須的配套部件，用以保證數控機床的正常運行。如液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數控轉臺和分度頭，還包括刀具及監控檢測裝置等5.編程機及其他一些附屬裝置。

（二）.數控機床的分類

目前，為了研究數控機床，可從不同的角度對數控機床進行分類1.按控制系統的特點分類1）.點位控制數控機床如坐標鉆床、坐標鏜床以及沖床等都可以采用點位控制系統，此類系統相對簡單而且價格低廉。2）.直線控制數控機床這一類數控機床包括數控銑床、數控車床、加工中心等。一般情況下這類數控機床有二到三個可控制軸，但同時控制軸只有一個。為了能在刀具磨損或更換刀具后可得到合格的零件，這類機床的數控系統常常具有刀具半徑補償功能、刀具長度補償功能和主軸轉速控制的功能。

3）.輪廓控制的數控機床更多的數控機床具有輪廓控制的功能，即可以加工曲線或者曲面的零件。這類機床有二坐標及二坐標以上數控銑床，可以加工曲面的數控車床、加工中心等。這類數控機床應能同時控制兩個或兩個以上的軸，具有插補功能，可對位移和速度進行嚴格的不間斷控制。2.按照可聯動（同時控制）軸數分按照可聯動（同時控制）且相互軸數，可以分為2軸控制、2.5軸控制、3軸控制、4軸控制、5軸控制等。

3.按執行機構的伺服系統類型分類1）.開環伺服系統數控機床2）.半閉環伺服系統數控機床3）.閉環伺服系統數控機床4.按數控裝置類型分類1）.硬件式數控機床，即NC機床。這類數控機床數控裝置的通用性較差，因其全部由硬件組成，所以功能和靈活性也較差。2）.軟件式數控機床，即CNC機床。這類數控機床數控裝置的主要功能幾乎可全由軟件來實現，對不同的數控機床只需編制不同的軟件就可以實現，而且硬件幾乎可以通用。這為降低生產成本、保證產品質量、縮短生產周期等提供了條件，所以現代數控機床都采用CNC裝置控制。

5.按加工方式分類1）.金屬切削類機床。如數控車床、數控銑床、加工中心、數控鉆床、數控磨床等。2）.金屬成型類機床。如數控折彎機、數控彎管機、數控回轉頭壓力機等。3）.數控特種加工機床。如數控線切割機床、數控電火花加工機床、數控激光切割機床等。4）.其他類型的數控機床。如火焰切割機、數控三坐標測量機等。6.按功能水平分按功能水平可以把數控機床分為高、中、低（經濟型）三類。

二.數控機床的機械結構（—）.數控機床機械結構的主要組成數控機床的機械結構，除機床基礎件外，由下列各部分組成：1.主傳動系統；2.進給系統；3.實現工件回轉、定位的裝置和附件；4.實現某些部件動作和輔助功能的系統和裝置如液壓、氣動、潤滑；冷卻等系統和排屑、防護等裝置；5.刀架或自動換刀裝置(ATC)；6.自動托盤交換裝置(APC)；7.特殊功能裝置如刀具破損監控、精度檢測和監控裝置等：8.為完成自動化控制功能的各種反饋信號裝置及元件。機床基礎件或稱機床大件，通常是指床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺等。它是整臺機床的基礎和框架。機床的其他零、部件，或者固定在基礎件上，或者工作時在它的導軌上運動。其他機械結構組成則按機床的功能需要選用。如一般的數控機床除基礎件外，還有主傳動系統，進給系統以及液壓、潤滑、冷卻等其他輔助裝置，這是數控機床機械結構的基本構成。加工中心則至少還應有ATC，有的還有雙工位APC等。柔性制造單元(FMC)除ATC外還帶有工位數較多的APC，有的甚至還配有用于上下料的工業機器人。數控機床可根據自動化程度、可靠性要求和特殊功能需要，選用各類刀具破損監控、機床與工件精度檢測，補償裝置和附件等。有些特種加工數控機床，如電加工數控機床和激光切割機，其主軸部件不同于一般數控金屬切削機床，但需要用伺服電機驅動機床運動部件實現進給運動，則是各類數控機床的共性。

（二）.數控機床機械結構的特點1.高剛度和高抗振性1).機床剛度的基本概念機床的剛度是機床的技術性能之一，它反映了機床結構抵抗變形的能力。根據機床所受載荷性質的不同，機床在靜態力作用下所表現的剛度稱為機床的靜剛度；機床在動態力作用下所表現的剛度稱為機床的動剛度。為滿足數控機床高速度、高精度、高生產率、高可靠性和高自動化程度的要求，與普通機床比較，數控機床應有更高的靜剛度、動剛度，更好的抗振性。有的國家規定數控機床的剛度系數比普通機床至少高50%以上。普通機床剛度的基本理論同樣適用于數控機床。以及受力與變形分析、動剛度的動態特性分析，為提高機床靜剛度和動剛度所采用的措施原則也同樣適用于同類的數控機床。2）.提高數控機床結構剛度的常用措施（1）.提高機床構件的靜剛度和固有頻率。常用方法有合理布置的筋板結構；設置卸荷裝置來平衡載荷以補償有關零、部件的靜力變形；改善構件間的接觸剛度或構件與地基聯結處的剛度等。（2）.改善機床結構的阻尼特性。常用方法有大件內腔充填泥芯和混凝土等阻尼材料，在振動時利用相對摩擦來耗散振動能量；在大件表面采用阻尼涂層；充分利用接合面間的摩擦阻尼；采用新材料和鋼板焊接結構等。應該強調指出，數控機床的高剛度和高抗振性只是相對于普通機床而言，而不是剛度和抗振性愈高愈好。2.減少機床熱變形的影響

機床的熱學特性是影響加工精度的重要因素之一。由于數控機床主軸轉速、進給速度遠高于普通機床，而大切削用量產生的熾熱切削對工件和機床部件的熱傳導影響遠較普通機床嚴重，而熱變形對加工精度的影響往往難以由操作者修正。因此，減少數控機床熱變形影響的措施應予特別重視。常用的措施有下列幾種：1）.改進機床布局和結構設計。如對熱源來說比較對稱的采用熱對稱結構；數控車床采用采用傾斜床身、平床身和斜滑板結構；某些重型數控機床由于結構限制采用熱平衡措施。2）.控制溫升。對機床發熱部分（如主軸箱、靜壓導軌液壓油等）采取散熱、風冷和液冷等控制溫升的辦法來吸收熱源發出的熱量，是在各類數控機床上使用較多的一種減少熱變形影響的對策。

3）.對切削部位采取強冷措施。在大切削量切削時，落在工作臺、床身等部件上的熾熱切屑量一個重要的熱源。現代數控機床，特別是加工中心和數控車床普遍采用多噴嘴、大流量冷卻液來冷卻并排除這些熾熱的切屑，并對冷卻液用大容量循環散熱或用冷卻裝置致冷以控制溫升。

4）.熱位移補償。預測熱變形規律，建立數學模型存入計算機中進行實時補償。熱變形附加修正裝置已在國外產品上作商品供貨。

3.傳動系統機械結構大為簡化

數控機床的主軸驅動系統和進給驅動系統分別采用交、直流主軸電機和伺服電機驅動，這兩類電機調速范圍大，并可無級調速，因此使主軸箱、進給變速箱及傳動系統大為簡化，箱體結構簡單、齒輪、軸承和軸類零件數量大為減少甚至不用齒輪，由電機直接帶動主軸或進給滾珠絲杠。4.高傳動效率和無間隙的傳動裝置和元件

數控機床在高進給速度下，工作要平穩；并有高的定位精度。因此，對進給系統中的機械傳動裝置和元件要求具有高壽命、高剛度、無間隙、高靈敏度和低摩擦阻力的特點。目前數控機床進給驅動系統中常用的機械傳動裝置主要有三種，即滾珠絲杠副，靜壓蝸杠—蝸母條和預加載荷雙齒輪—齒條。數控機床進給傳動鏈組件之一

——聯軸器作為數控機床進給驅動機構，目前有下述幾種常見連接形式：①電機與滾珠絲杠直連

（目前廣泛用于各類數控機床）

②電機與同步帶輪相連接，同步帶輪連接滾珠絲杠。（早期數控機床）③電機與蝸桿連接，蝸桿通過蝸輪副帶動工作

臺回轉。（用于轉臺驅動）當采用連接形式①和③時，電機作為主動軸，而滾珠絲杠和蝸桿軸作為被動軸，如何將主動軸上的扭矩精準的傳遞到被動軸上？目前數控機床廣泛采用“彈性聯軸器”。所謂聯軸器就是用來連接不同機構中的兩根軸（主動軸和被動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。聯軸器可分為剛性的、和彈性的。剛性的又可分固定式（套筒聯軸器、凸緣聯軸器等）可移式（齒輪聯軸器、十字滑塊聯軸器及萬向聯軸器等）剛性聯軸器的特點：剛性聯軸器不具有補償被聯兩軸線相對偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結構簡單，價格便宜。只有在載荷平穩，轉速穩定，能保證被聯軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯軸器。

彈性聯軸器的特點：有很好的緩沖性、減震性，承載力適中，更重要的是彈性聯軸器能夠允許主動軸和被動軸之間存在一定的安裝誤差。

角度誤差平行度誤差

間隙誤差彈性聯軸器根據結構不同分為：①波紋管式聯軸器特點：具有超強糾偏性。順、逆時針回轉特性完全相同，可耐高溫、免維護。適用于小扭矩傳動時，零回轉間隙。②梅花聯軸器特點：工作穩定可靠，具有良好的減振、緩沖性能，具有較大的軸向、徑向和角向補償能力，高強度聚氨酯彈性元件耐磨耐油，承載能力大，使用壽命長。適用于中等扭矩傳動時的連接③膜片聯軸器特點：承載能力大，適用范圍廣，傳遞扭矩范圍可達30-8100000N.m使用壽命長，工作溫度范圍大(最高可達+280℃)，可在腐蝕介質中工作構簡單，易于加工制造，沒有磨損件，不需潤滑，易于維修，震動小、無噪聲。靠膜片的彈性變形來補償所聯兩軸的相對位移。其適用于中等以上扭矩傳動時，傳動精度高，可靠性高，可高溫下運轉。④齒形聯軸器內齒和外齒嚙合，其適用于大扭矩傳動時。聯軸器的連接聯軸器與軸相連時，又可分為不同連接形式。主要有：1.鍵連接傳動扭矩大，結構簡單，成本低，空間尺寸小，但高速旋轉時，其動平衡不好。鍵連接工作原理與普通機械設備鍵連接相同2.夾緊式連接結構簡單，成本低，空間尺寸小。但鎖緊力不夠時，會造成連軸器與軸之間軸向打滑。卡緊連接是通過兩端的緊固螺絲，將“開口”閉合，增大卡持力矩。3.脹環連接傳動力矩大，對相關加工尺寸要求高，結構復雜，聯軸器體積大。賬環夾緊工作原理為：通過端蓋鎖緊，當壓緊端蓋時，同時壓緊了脹環，脹環分內圈和外圈，形狀是成錐形的，所以當有壓緊力時，它的內圈會壓緊在軸上，外圈壓緊在聯軸器套筒上。這樣完成了軸與聯軸器的連接。4.十字滑塊式聯軸器當傳遞小扭矩時，通常采用十字滑塊聯軸器，十字滑塊聯軸器結構簡單，體積小，安裝容易。同時能夠允許一定的軸線安裝誤差。目前FANUC脈沖編碼器常采用十字滑塊連接。聯軸器的常見故障：⑴彈性聯接器彈性聯接器是數控機床廣泛采用的聯軸器，它能補償因同軸度及垂直度誤差引起的“干涉”現象。在結構允許的條件下，大部分數控機床的伺服進給系統都采用彈性聯接器結構。但彈性聯接器裝配時很難把握錐套是否鎖緊，如果錐形套脹開后摩擦力不足，就使絲杠軸頭與電機軸頭之間產生相對滑移扭轉，造成數控機床工作運行中，被加工零件的尺寸呈現有規律的逐漸變化（由小變大或大變小），每次的變化值基本上是恒定的。如果調整機床快速進給速度后，這個變化量也會起變化，此時CNC系統并不報警，因為電動機轉動是正常的，編碼器的反饋也是正常的。一旦機床出現這種情況，單純靠擰緊兩端螺釘的方法不一定奏效。解決方法是設法鎖緊聯軸器的彈性錐形套，若錐形套過松，可將錐形套軸向切開一條縫，擰緊兩端的螺釘后，就能徹底消除故障。⑵剛性聯軸器剛性聯軸器目前主要采用聯軸套加錐銷的聯接方法，而且大多進給電機軸上都備有平鍵。這種連接，經過一段時間使用，圓錐銷開始松動，鍵槽側面間隙逐漸增大，有時甚至引起錐銷脫落，造成零件加工尺寸不穩定。解決的方法有兩種：

①采用特制的小頭帶螺紋的圓錐銷，用螺母加彈性墊圈鎖緊，防止圓錐銷因快速轉換而引起的松動。該方法能很好地解決圓錐銷松動的問題，同時也減輕了平鍵所承受的扭矩。當然，這種方法因圓錐銷小頭有螺母，必須確保聯軸器有一定的回轉空間。②采用兩只一大一小的彈性銷取代圓錐銷連接，這種方法雖然沒有圓錐銷的連接方法精度高，但能很好地解決圓錐銷松動問題，彈性銷具有一定的彈性，能分解部分平鍵承受的扭矩，而且結構緊湊，裝配也十分方便。經在維修中應用，效果很好。但裝配時要注意，大小彈性銷要求互成180°裝配，否則會影響零件加工的精度。數控機床的進給機構，采用伺服電機或步進電機與滾珠絲杠連接，一般采用聯軸器直連、齒形同步帶連接或運用齒輪相連。在許多場合，因結構上的限制，特別是采用了伺服電機或混合式步進電機后，聯軸器直連便成為電機與滾珠絲杠最為常見的連接方法。由于數控機床進給速度較快，如快進、快退的速度有時高達20m/min以上，在整個加工過程中正反轉換頻繁。聯軸器承受的瞬間沖擊較大，容易引起聯軸器松動和扭轉，隨使用時間的增長,其松動和扭轉的情況加劇。在實際加工時，主要表現為各方向運動正常、編碼器反饋也正常、系統無報警，而運動值卻始終無法與指令值相符合，加工誤差值越來越大，甚至造成加工的零件報廢。出現這種情況時，建議檢查一下聯軸器。數控機床進給傳動鏈組件之二

—滾珠絲杠副滾珠絲杠作為數控機床進給傳動鏈中的重要組成部分，在整個傳動鏈中起著將旋轉運動轉化為直線運動的重要作用。作為數控機床的進給驅動（不同于主軸傳動），一般情況是伺服電機通過聯軸器將動力直接傳遞給滾珠絲杠，絲杠旋轉帶動絲杠螺母橫向移動，也有的進給機構是將動力傳遞給絲杠螺母，絲杠螺母旋轉推動絲杠前后移動，完成將旋轉運動轉化為直線運動這一過程。滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動體的螺旋傳動元件。它由絲桿、螺母、滾珠和滾珠循環返回裝置(俗稱回珠器)等組成。當絲杠和螺母相對運動時，滾珠沿著絲桿螺旋滾道面滾動，滾動數圈后離開絲桿滾道面，通過循環返回裝置返回其入口處繼續參加工作，如此往復循環滾動。

數控機床常用絲杠1.滾珠絲杠的特點：那么數控機床為什么不象普通機床那樣使用梯形絲杠呢？我們通過對兩種絲杠的比較，自然會得出結論。

滾珠絲杠結構梯形絲杠結構

通過上左圖我們可以看出，滾珠絲杠副——絲杠與絲杠螺母之間是滾動摩擦，靠一連續的滾珠在滾道中產生相對運動，摩擦系數非常小，可達到μ=0.003，在實際應用中由于滾珠絲杠是滾動摩擦，所以動態響應快，易于控制，精度高。而從上右圖中我們得知，梯形絲杠是依靠絲母與絲杠之間的油膜產生相對滑動工作的，從機械原理上講，滑動摩擦的兩物體之間必然會有間隙，包括漸開線齒輪、齒輪齒條等，所以梯形絲杠傳遞力矩時，摩擦力比滾珠絲杠大，間隙比滾珠絲杠大。

從兩種不同絲杠的結構特點，不難看出滾珠絲杠的優勢和特點：

滾珠絲杠螺母副是一種低摩擦，高精度，高效率的機構。它的機構效率（η=0.92-0.96）比梯形絲杠（η=0.20-0.40）高3-4倍。滾珠絲杠螺母副的動（靜）摩擦系數基本相等，配以滾動導軌，啟動力矩很小，運動極靈敏，低速時不會出現爬行。另外，滾珠絲杠生產過程中，在滾道和珠子之間施加預緊力，可以消除間隙，所以滾珠絲杠可以達到無間隙配合。基于這些特點數控機床廣泛采用滾珠絲杠，并配合伺服電機達到高的動態響應和高定位精度。2.滾珠絲杠的結構與預緊滾珠絲杠的內部結構如下圖所示滾珠絲杠從循環形式上可分為：內循環式和外循環式，參見下圖內循環滾珠絲杠外循環滾珠絲杠滾珠絲杠從螺母預緊形式上可分為：單螺母和雙螺母，參見下圖。內循環式滾珠絲杠結構尺寸小，但是由于循環器受尺寸所限，滾珠循環及散熱條件差，制約了絲杠高速旋轉。外循環式滾珠絲杠循環器有局部在絲母外，散熱好，但安裝尺寸較大。單螺母絲杠副的預緊力是在出廠時完成的，基本上是“一次性的”，也就是說進入使用階段后很難再調整了。單螺母內部預緊而雙螺母絲杠副的預緊力雖然在出廠時已經調好，但是進入使用環節后，特別是使用一段時間需要調整絲杠副間隙時，可以通過增減調整墊的厚度，進行再次的預緊。雙螺母結構滾珠絲杠作為高精度進給驅動機構，為了保證反向傳動精度和軸向剛度，必須消除軸向間隙。其雙螺母滾珠絲杠副消除間隙的方法是，利用兩個螺母的相對軸向位移，使兩個滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋滾道的兩個相反的側面上。參見下圖雙螺母結構調整預緊力目前最常見的調整預緊力結構是圖中所示的“雙螺母加墊”預緊調整，所以我們在以后的學習中將重點關注這種結構。其它常見的雙螺母調整結構又有下述幾種形式：1.墊片調隙式結構；參見圖（A），原理是通過增加墊片厚度，使兩個螺母在相對的方向上產生軸向力，克服間隙，增加預緊力。2.螺母調隙式結構；參見圖（B），原理同上，只是調整的手段不是墊片，而是兩個鎖緊螺母。3.齒差調隙式結構；參見圖（C）。其原理是通過在兩個螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與固緊在套筒兩端的內齒圈相嚙合，其齒數分別為Z1、Z2，并相差一個齒。調整時，先取下（B）內齒圈，讓兩個螺母相對于套筒同方向都轉動一個齒，然后再插入內齒圈，則兩個螺母便產生相對角位移，其軸向位移量為：式中Z1、Z2為齒輪的齒數，Ph為滾珠絲杠的導程。滾珠絲杠副結構型式

按滾珠循環方式分,可分為外循環和內循環兩大類。外循環的回珠器有螺旋槽式和插管式兩種，目前國內、外生產廠用插管式的較多，內循環的回珠器有腰形槽嵌塊式反向器和圓柱凸鍵式反向器兩種，目前國內、外生產廠用腰形槽嵌塊式的較多。

按預加負載形式分，可分為單螺母無預緊，單螺母變位導程預緊，單螺母加大鋼球徑向預緊，雙螺母墊片預緊、雙螺母齒差預緊、雙螺母螺紋預緊6種。一般在數控機床上常用雙螺母墊片式預緊。按精度等級分，我國原機械工業部標準JB3162.2—82分為6級。根據數控機床類別、按機床精度要求和位置控制系統型式(閉環、半閉環、開環)的不同分別選用，數控機床中大多用P3、P4，P5等3個等級。滾珠絲杠副一般由專業廠生成并成套供貨，且都附有使用說明書，其中除列有型號、規格、螺母安裝面的結構等外，還附有允許負載、預加負載、剛度、典型支承方法，驅動力矩和功率等指導性材料供設計時參考。在機床上一個典型的進給軸傳動鏈①——伺服電機軸②——滾珠絲杠③、⑤——聯軸節壓蓋④——聯軸節軸套⑥⑦——Z1型漲環⑧——近端支撐軸承⑨——遠端支撐軸承從上圖我們不難發現，最終支撐滾珠絲杠的是⑧近端支撐軸承和⑨遠端支撐軸承，仔細觀察這兩組軸承是具有“方向性”的，這兩組軸承通過相互的作用，將軸向力“頂住”，如圖中軸承受力延長線所示。所謂的“頂住”，是絲杠軸承巧妙的運用了“角接觸軸承（又稱向心推力軸承）”即可以承受徑向力，又可以承受軸向力的雙向受力特點。如圖所示，當軸承內檔圈和外檔圈受到一組相反方向的作用力時，軸承鋼珠承受著一對互為相反的作用力，從靜力學的角度上看，當物體靜止時，這一對作用力大小相等，方向相反。作為我們機床絲杠傳動，來自工作臺的軸向力是作用在軸承的內圈上，如果我們約束絲杠不竄動，只要在軸承外圈上作用一個方向相反、大小相等的力即可，這樣軸向受力是平衡的。又由于內、外圈之間是滾動摩擦，因而保證了絲杠靈活的轉動。對于數控機床絲杠傳動，需要根據不同的情況控制軸承的游隙（鋼珠與內外環之間的間隙），對于低速大扭矩的傳動，需要這一游隙是過盈的，即要使鋼珠在滾道內受擠壓變形，從配合的角度講，間隙是負值。而對于高速小一點的負載，則需要游隙大一點，預留出高速運行后鋼珠和內外圈的熱膨脹系數。為了實現這一目的，我們往往采用“過定位”的方式，即在軸承的內、外圈四個點均加上受力點，如圖所示這樣滾珠絲杠就被牢牢的約束住了，這里請同學們注意，軸承游隙調整的過緊，機床驅動負載加大，軸承很快損壞。軸承游隙調整的過松，間隙過大，絲杠在軸向竄動比較大，導致機床的定位精度和重復定位精度差。如何將游隙調整到一個精確合理的尺度，是一項比較精細的實踐活動，需要我們既有理論知識，又要有豐富的實踐經驗。滾珠絲杠支撐

——滾珠絲杠副的安裝形式滾珠絲杠副的安裝方式最常用的通常有以下幾種：①固定——自由方式如下圖所示，絲桿一端固定，另一端自由。固定端軸承同時承受軸向力和徑向力，這種支承方式用于行程小的短絲桿或者用于全閉環的機床，因為這種結構的機械定位精度是最不可靠的，特別是對于長/徑比大的絲杠（滾珠絲杠相對細長），熱變性是很明顯的，1.5米長的絲杠在冷、熱的不同環境下變化0.05~0.10毫米是很正常的。但是由于它的結構簡單，安裝調試方便，許多高精度機床仍然采用這種結構，但是必須加裝光柵，采用全閉環反饋，如德國馬豪的機床大都采用此結構。1—電動機2—彈性聯軸器3—軸承4—滾珠絲桿5—滾珠絲桿螺母②固定——支承方式如下圖所示，絲桿一端固定，另一端支承。固定端同時承受軸向力和徑向力；支承端只承受徑向力，而且能作微量的軸向浮動，可以減少或避免因絲桿自重而出現的彎曲，同時絲桿熱變形可以自由地向一端伸長。這種結構使用最廣泛，目前國內中小型數控車床、立式加工中心等均采用這種結構。1—電動機2—彈性聯軸器3—軸承4—滾珠絲桿5—滾珠絲桿螺母③固定——固定方式如下圖所示絲桿兩端均固定。固定端軸承都可以同時承受軸向力，這種支承方式，可以對絲桿施加適當的預緊力，提高絲桿支承剛度，可以部分補償絲桿的熱變形。對于大型機床，重型機床，以及高精度機床常采用此種方案。1—電動機2—彈性聯軸器3—軸承4—滾珠絲桿5—滾珠絲桿螺母但是，這種絲杠的調整比較繁瑣，如果兩端的預緊力過大，將會導致絲杠最終的行程比設計行程要長，螺距也要比設計螺距大。如果兩端鎖母的預緊力不夠，會導致相反的結果，并容易引起機床震蕩，精度降低。所以這類絲杠在拆裝時一定要按照原廠商說明書調整，或借助儀器（雙頻激光測量儀）調整，參見下圖

滾珠絲杠日常保養

——間隙消除與潤滑1.雙螺母滾珠絲杠副的間隙消除：雙螺母絲杠的工作原理我們已經在前面敘述，下面我們簡述絲杠間隙調整步驟：首先判斷絲杠間隙：如果絲杠無間隙，有一定的預緊力時，轉動絲母時會感覺到有一定的阻力，似乎有些“阻尼”，并且全行程均如此，說明絲杠沒有間隙，不需要調整，相反，如果絲杠和絲母之間會很松垮的配合，則說明絲杠絲母之間存在間隙了，就需要調整了。步驟1：將絲母上鍵式定位銷固定螺釘松開，取下定位銷。注意絲母上相隔180度有兩個鍵式定位銷，均需要拆卸下來。步驟2：將已經分離的前后半月板螺母反方向旋轉，將其完全松開，取下兩個半月板。步驟3：根據絲杠副之間的空載力矩情況（手感），選擇塞尺與半月板同時插入兩絲杠螺母之間，并將絲杠螺母鎖緊到位。鎖緊到位的標志是鍵銷定位槽對齊，這是再轉動絲杠螺母，直至手感有些阻力，但同時鍵銷定位槽又能夠對齊，說明厚度測好。步驟4：將兩螺母松開，測量半月板和所插入塞尺的總厚度，畫圖從新制作半月板，試裝。步驟5：如果厚度適宜，絲杠和絲杠螺母配合良好，安裝絲杠螺母上的兩個鍵銷，上緊鍵銷固定螺絲。

2.滾珠絲杠螺母副密封與潤滑的日常檢查滾珠絲杠螺母副的密封與潤滑的日常檢查是我們在操作使用中要注意的問題。對于絲杠螺母的密封，就是要注意檢查密封圈和防護套，以防止灰塵和雜質進入滾珠絲杠螺母副。對于絲杠螺母的潤滑，如果采用油脂潤滑，則應按照機床廠說明書定期注入潤滑脂（不同型號的絲杠，使用不同的潤滑脂，注油周期不同）。如果使用稀油潤滑時則要定期檢查注油孔是否暢通，一般是在檢修時觀察絲杠上面的油膜即可。這里需要注意的是，當采用稀油潤滑時，一般導軌和絲杠采用的是同一個集中潤滑系統，如圖s-28所示，油路從集中潤滑泵定量輸出，通過分配器輸送到各軸的導軌及絲杠潤滑點。補充知識之一

——潤滑泵目前數控機床采用的導軌及絲杠的集中潤滑箱主要有兩大類：⑴電控式定量集中潤滑泵——通過外圍PLC設備設定“供油時間”和“間歇時間”，通知油泵電機工作。該泵結構簡單，主要由齒輪泵、溢流閥、輔助手柄、箱體等組成。溢流閥的作用是控制泵的工作壓力，以保護泵的安全，并具有自動卸壓等功能。供油時間和間歇時間是通過外部PLC等自動化設備直接通知齒輪泵電機的旋轉。目前這種油泵使用最廣泛。⑵機械式定量集中潤滑泵——依靠泵體本身的凸輪裝置或柱塞裝置，依靠機械的預調量，定期向系統供油。這種機械式定量的原理是通過齒輪泵①帶動傘齒輪②和③轉動，力矩通過齒輪③傳遞到凸輪④，當齒輪③每轉一轉時，凸輪④都會帶動活塞桿⑤上下移動一次，而活塞桿每移動一次就將油腔⑧中的壓力提高，當油腔中的壓力足以推開油路單向閥⑨時，便開始向系統油路供油。實際上此時僅輸出幾毫升的油滴，電機就這樣往復不斷的旋轉，油一滴一滴的“擠”向系統油路，而流量的調整可以通過手柄⑩，鎖緊上油腔的空間和溢流口大小，從而控制流量。

這種集中供油的優點是不占用外圍PLC點，但缺點是：結構復雜，供油量調整不準，另外油泵電機和整個機械系統不停的運行，影響使用壽命。數控機床進給傳動鏈組件之三

——數控機床導軌機床導軌是機床基本結構的要素之一。從機械結構的角度來說，機床的加工精度和使用壽命很大程度上決定于機床導軌的質量，而對數控機床的導軌則有更高的要求.如:高速進給時不振動，低速進給時不爬行，有高的靈敏度，能在重負載下長期連續工作，耐磨性要高，精度保持性要好等。現代數控機床使用的導軌，從類型來說雖仍是滑動導軌，滾動導軌和靜壓導軌3種，但在材料和結構上已起了“質”的變化，已不同于普通機床的導軌。

從廣義上講：導軌主要用來支承和引導運動部件沿一定的軌道運動。在導軌副中，運動的一方叫做動導軌，不運動的一方叫做支承導軌。動導軌相對于支承導軌的運動，通常是直線運動或回轉運動。數控機床直線導軌那么針對我們數控機床，導軌是支承和引導工作臺沿一定的軌道運動，作為立式加工中心，工作臺是沿著X、Y坐標方向運動，主軸箱沿著Z坐標方向移動。作為臥式加工中心；一般工作臺是沿著X、Z坐標方向運動，主軸箱沿著Y坐標方向移動，同時工作臺還可以以B軸為中心的軌跡回轉。臥式加工中心工作臺移動由于數控機床是高精密、強力金屬切削設備，所以對導軌的要求為：⑴導向精度高⑵耐磨性好及壽命長⑶足夠的剛度⑷高、低速運動的平穩性⑸公益性好那么根據機加設備這些特質要求，數控機床通常采用的導軌形式有：⑴滑動導軌⑵滾動導軌⑶靜壓導軌⑷氣浮導軌⑴滑動導軌——即運動導軌和支撐導軌之間是滑動摩擦形式。但它們又細分為：①鑲鋼貼塑導軌貼塑導軌的工作原理是在動導軌和支撐導軌之間粘貼摩擦系數很小的有機材料，并加之油膜潤滑，使上、下導軌相對靈活移動。貼塑導軌最大的特點為，兩個相對運動體是“面接觸”（實際上是點群的接觸），導軌受力穩定，抗強力切削性能好，被廣泛的用于中、重型機床的導軌上。但是由于貼塑面粘接、刮硯工藝復雜，特別是方形導軌，側鑲條（楔形鐵）和壓板的處理復雜，如果是重、大型機床修復損傷的貼塑導軌還需要解體立柱、主軸箱等，維修成本比較高。

目前廣泛采用鑲鋼貼塑結構，參見下圖

1——床身2——工作臺3——壓板4——貼塑面5——鑲條鑲鋼貼塑導軌結構圖目前市場上采用的塑帶材料大都為聚四氟乙烯。鑲鋼導軌機床這種導軌的工作原理與鑲鋼貼塑導軌工作原理完全相同，只是結構要更加簡單，成本低，一般用于普通數控車床或中小型數控銑床。而鑄鐵—貼塑面導軌的結構又廣泛的采用“一平一V”的形式。因為這種“V”型槽有自動定位的功能，去掉了鑲條壓板等機構。②鑄鐵—貼塑面導軌一平一V及燕尾槽鑄鐵導軌③其它形式的滑動導軌：除上述前兩種情況之外，一些中小型數控機床的導軌還采用鑄鐵-鑄鐵、鑄鐵-巴士合金（錫青銅）、非金屬涂層等多種滑動導軌。由于這類滑動導軌是非主流產品，本講座不作討論。⑵滾動導軌——即運動導軌和支撐導軌之間是滾動摩擦形式。但它們又細分為：①直線導軌

（A）直線導軌副（B）導軌滑塊（C）導軌圖d-7直線導軌機床

直線滾動導軌主要由導軌體、滑塊、防塵刮板等組成。當滑塊與導軌體相對移動時，滾動體在導軌體和滑塊之間的圓弧直槽內滾動，并通過端蓋內的滾道，從工作負荷區到非工作負荷區，然后再滾動回工作負荷區，不斷循環，從而把導軌體和滑塊之間的移動變成滾動體的滾動。為防止灰塵和贓物進入導軌滾道，滑塊兩端及下部均裝有塑料密封墊，滑塊上還有潤滑油杯。基于上述的結構，滑動導軌具有下述特點：i.摩擦系數小，靈敏度高，速度快由于是滾動摩擦，摩擦因數小(0.003~0.005)，導軌運動均勻，尤其是在低速移動時，不易出現爬行現象。運動靈活，適宜工作臺高速運行，一般可以達到24,000~50,000mm/min。直線導軌的組成ii.負荷平衡佳簡單的雙排構造，可采用大粒鋼珠，各方向的荷重都能平均承受。iii.動、靜慣性矩小，精度高，噪音低軌道形狀經過高精度磨削，再加上基于鋼球循環動作分析的最優設計，動、靜摩擦系數相對很小。另外鋼珠預緊力均衡，負載牽引力小，移動輕便，移動、停止靈活，噪音低，定位精度高，重復定位精度可達0.5μm。iv.安裝工藝性好、精度容易保證導軌雙列使用，每個滑塊從斷面上看都是對角線相互受力，發生誤差的因素少，直線導軌副安裝工藝性好，兩導軌間的尺寸安裝精度容易提高。軌道精度的測定容易，可確保高精度。v.由于是“點群”接觸，抗強力切削性差。直線導軌副是依靠一組鋼珠支撐的，而鋼珠與導軌和滑塊的接觸是“點”的接觸，所以在承受強力切削時的穩定性就比較差。基于上述這些特點，直線導軌被廣泛用于中、小型精密數控機床上，特別是中小慣量的高速數控銑床、激光切割機、數控車削中心等。②滾動導軌滾動導軌的另一種形式是在支撐導軌和動導軌之間通過滑塊滾動體作為介質使支撐導軌和動導軌產生相對運動。滾動體結構如上圖所示，它就像坦克履帶那樣拖動負載移動，這種滾動體的特性與我們前面所講的直線導軌很相近：i.摩擦系數小，靈敏度高，速度快ii．動、靜慣性矩小，精度高，噪音低iii.安裝工藝性好、精度容易保證但它與直線導軌相比較有一大優點，由于它通常是由滾柱作為滾動體所以受力是由一組“線段”完成的，承載能力比直線導軌強，一般適用于重型機床的橫梁導軌，中、重型臥式加工中心的立柱導軌等。但是這種滾動體滑塊組成的導軌結構，要比直線導軌復雜，因為導軌的約束還是需要單獨的“壓板”機構，而直線導軌滑塊與導軌之間的約束在直線導軌副出廠前就已經裝配完畢。⑶靜壓導軌液體靜壓導軌是將具有一定壓力的油液經節流器輸送到導軌面的油腔，形成承載油膜，將相互接觸的金屬表面隔開，實現液體摩擦。這種導軌的摩擦因數小(約0.0005)，機械效率高：由于導軌面間有一層油膜，吸振性好；導軌面不相互接觸，不會磨損，壽命長，而且在低速下運行也不易產生爬行。但靜壓導軌結構復雜，制造成本較高。

靜壓導軌按導軌形式可分為開式和閉式兩種；按供油方式分為恒壓(即定壓)供油和恒流(即定量)供油兩種。靜壓導軌工作原理圖靜壓導軌的最大特點是：動導軌和支撐導軌之間是“面接觸”，承載能力非常強，因此靜壓導軌被用于大型鏜銑床或大型龍門銑床，工作臺可承重達200噸以上，特別適宜冶金機械、重型機械零件的加工。大型鏜銑床使用靜壓導軌導軌的維護與調整

——鑲鋼貼塑導軌的調整前面我們介紹過鑲鋼貼塑導軌的結構，在日常維修中需要處理的有兩個環節：鑲條的調整和壓板的調整。因為機床導軌在使用一段時間后，一般是若干年后導軌的側向約束（鑲條與側導軌）或上下約束（壓板）有可能松動。通過簡單的調整可以有效地消除間隙。下面簡單的分別介紹鑲條、壓板的調整。①鑲條的調整參見上圖，鑲條是一個錐度1:100的楔鐵，機床在出廠時應該將其調整在一個合適的位置——工作臺即能移動，又不橫向晃動。實際上這里有一個矛盾，當楔鐵頂的過緊（如圖前頂絲頂緊，后頂絲放松，楔鐵擠入深），工作臺橫向沒有一絲的間隙，很穩定，但是移動的阻力會非常大。重則導致伺服電機無法驅動工作臺移動，輕則影響機床的定位精度。鑲鋼貼塑導軌的調整相反，楔鐵過松（如圖前頂絲放松，后頂絲頂緊，楔鐵擠入淺），工作臺側面與鑲條之間有間隙，工作臺移動靈活，但是左右受力后會晃動，導軌的直線性達不到標準要求。一般機床使用3~5年后，鑲條與導軌側面的間隙會逐漸的顯露出來，并隨著時間的延長增大，所以需要時，我們必須會正確調整，調整點就是上圖中的前、后頂絲，目的就是“即能使工作臺移動自如，又不橫向晃動”。主軸箱雙向鑲條調整位置②壓板的調整同理，機床在出廠時，壓板與機座下導軌結合恰到好處，即能使工作臺移動自如，工作臺受切削力后又不上下攢動，特別是對于主軸箱移動方向的導軌長時間使用后容易產生間隙，更需要注意調整。調整的方法可以通過：i.增加壓板貼塑面的厚度ii.減少壓板非貼塑面的厚度導軌的維護與調整——直線導軌的安裝在機床維修中，如遇機床直線導軌損壞，可以進行更換，因為直線導軌的更換比貼塑面的刮硯工藝性好，幾何精度相對容易保證，是現場維修技術人員應該掌握的技能。對于需要直線運動的精度與剛性的數控機床，必須設有二個導軌基準面及一個平臺基準面，參見下圖所示：直線導軌的調整其裝配方法以下述順序為之。如右圖所示①裝配面清凈將準備裝配直線導軌的機械的裝配基準面及裝配面上的毛刺、劃痕用油石除去，再用清潔布擦凈。直線導軌的基準面及裝配面的防銹油及塵埃需用干凈的布擦凈。②直線導軌I及II的軌道的預固定將直線導軌I的軌道裝配面與機床的裝配面正確配合后給予預固定。此時需確認固定螺栓與裝配孔間無干涉存在。將直線導軌II的軌道預固定在機床上。③直線導軌I，II的軌道的固定將直線導軌I的導軌基準面以壓板或鎖緊螺栓預緊于機床的基準面，并將該處導軌的固定螺栓鎖緊，由一端開始用此方法反復為之，順次將軌道固定。以同樣的方法固定直線導軌II的軌道。④直線導軌I，II的滑塊的預固定將導軌滑塊與工作臺的裝配位置對好，不要再動工作臺，再將直線軌道I，II的滑塊預固定于平臺。⑤直線導軌I的滑塊的固定將直線導軌I的導軌滑塊基準面與平臺與基準面對好后再加以固定。⑥直線導軌II的滑塊的固定將直線導軌II的滑塊中的一個在運動方向上正確的固定，其他的滑組則暫維持預固定。⑦直線導軌II的軌道固定移動平臺，確認其滑走順暢，再將導軌II固定住，此時是在固定與導軌II的滑組每通過一個固定螺絲時立刻將它鎖緊，由一端開始如此反復進行，順次將軌道固定。（如圖）⑧直線導軌II的滑組固定直線導軌II的其余滑組再予固定。直線導軌的安裝

——基準導軌的裝配方法①利用基準面的方法使用壓板或小型虎鉗將軌道基準面夾緊，隨后將該處的固定螺栓鎖緊，由一端開始反復進行，順次將導軌固定。②利用設定基準面的方法在機床的裝配面附近設置基準面，在預固定軌道后，依圖所示，將測定架固定在滑塊上，將杠桿表頂住設置基準面，從軌道的一端開始一邊讀取其直線度數值，一邊順次固之。（參見右圖）③利用直線滑塊的方法將軌道固定后，依右圖所示的方法將杠桿表靠在軌道的基準面，以直邊為基準自軌道的一端開始一邊讀取其直線度數值，一邊將軌道固定。（參見右圖）④從動導軌的安裝如圖所示，將測量架固定在基準的滑塊上面，將杠桿表針頂住隨從的軌道的基準面上，由軌道的一端開始一面讀出平行度一面順次固定。導軌防護為了防止切削、磨粒或冷卻液散落在導軌面上而引起磨損加快、擦傷和銹蝕，導軌面上需要有可靠的防護裝置。常用的有不銹鋼導軌防護罩、卷簾式導軌防護罩、柔性風琴式導軌防護罩、PVC布簾式防護罩等。不銹鋼伸縮式防護罩依靠滾輪支撐，有比較強的剛度，中大型機床上可以承擔人體重量，另外；每層鋼板相對運動之間有橡膠刮削板防塵，防塵效果好維護容易，被廣泛的用于各類數控機床的防護上。導軌雖然是機床附件，但是它的作用非常重要，如果導軌防護出現問題，會引起導軌嚴重損傷，例如鑲鋼貼塑導軌防護損壞后，會引起導軌面油泥淤積過多，導軌潤滑的小孔容易堵塞，一旦油孔堵塞，塑料貼面很快磨損，修復成本非常高。直線導軌在滑塊上有密封條和刮板，但是如果刮板損壞，切削下的金屬碎削會卷入滾珠滑道內參與摩擦，這樣導軌滑道也會很快損壞，一旦直線導軌的滑道損壞，是無法修復的，一般只能更換直線導軌。各種形狀導軌刮削數控機床主傳動

——主軸數控機床主軸是數控機床“主傳動”“進給傳動”兩大傳動系統中的重要組件之一，作為數控銑床或加工中心，主傳動承擔刀具切削的負荷。數控車床的主傳動一方面要承擔切削阻力，還要克服卡持工件的啟動/停止慣量。所以數控機床對主軸的要求；強有力的力矩輸出，高的旋轉精度（主軸近端、遠端跳動達到標準），寬的速度范圍。主軸由：主軸箱、主軸電動機、主軸和主軸軸承等零件組成、主軸的啟、停和變速等動作均由數控系統控制，并通過裝在主軸上的刀具參與切削運動時切削功率的輸出部件。主軸前端有7：24的錐孔．用于裝夾刀柄或刀桿．主軸端面有一端面鍵．既可通過它傳遞刀具的扭矩，又可用于刀具的周向定位．主軸的主要尺寸參數包括：主軸的直徑、內孔直徑、懸伸長度和支承跨距。評價和考慮主軸主要尺寸參數的依據是主軸的剛度、結構.作為數控車床的主軸傳動，一般是帶傳動。而數控銑床和加工中心則多采用齒輪箱減速。另外隨著變頻技術的提高，高速電主軸進入數控機床，而高速電主軸結構，電機內置在主軸機構中。目前典型的立式加工中心主軸如下圖所示：1-刀夾2-彈簧夾頭3-套筒4-鋼球5-定位螺釘6-定位小軸7-定位套筒8-縮緊件9-拉桿10-拉套11-主軸12-齒輪13-圓螺母14-主軸箱15-連接座16-連接彈簧17-螺釘18、20-蝶形彈簧19-液壓缸支座21-套筒22-墊圈23-活塞24、25-繼電器26、壓縮空氣管接頭27、28-凸輪29-定位塊THK6380加工中心主軸結構圖自動夾緊裝置在帶有刀庫的數控機床中，為了實現刀具的自動裝卸，主軸內設有刀具自動夾緊裝置。右圖所示為自動換刀數控銑鏜床的主軸部件，其主軸前端的7：24錐孔用于裝夾錐柄刀具或刀桿。主軸的端面鍵可用于傳遞刀具的扭矩，也可用于刀具的周向定位。刀具夾緊時，蝶形彈簧11通過拉桿7，雙瓣卡爪5，在套筒14的作用下，將刀柄的尾端拉緊。當換刀時，在主軸上端油缸的上腔A通入壓力油，活塞12的端部推動拉桿7向下移動，同時壓縮蝶形彈簧11，當拉桿7下移到使雙瓣卡爪5的下端移出套筒14時，在彈簧6的作用下，卡爪張開，噴氣頭13將刀柄頂松，刀具即可由機械手拔除。待機械手將新刀裝入后，油缸10的下腔通入壓力油，活塞12向上移，蝶形彈簧伸長將拉桿7和雙瓣卡爪5拉著向上，雙瓣卡爪5重新進入套筒14，將刀柄拉緊。活塞12移動的二個極限位置都有相應的行程開關（LS1，LS2）作用，作為刀具松開和夾緊的回答信號。

數控銑鏜床的主軸部件1-調整半環；2-3182120型錐孔雙列圓柱滾子軸承；3-2268120型雙向向心球軸承；4、9-調整環；5-雙瓣卡爪；6-彈簧；7-拉桿；8-46115型向心推力球軸承；10-油缸；11-碟型彈簧；12-活塞；13-噴氣頭；14-套筒數控機床主軸結構之二——主軸松/拉刀機構數控機床的主軸大都采用標準錐度40~BT50的刀柄，這樣不論是數控銑床還是立/臥加工中心，裝卡刀具非常容易，下面我們討論數控機床是如何裝卡刀的，從機床結構上我們將裝卡刀的裝置叫做“松拉刀”機構。刀桿尾部的拉緊結構，除上圖的卡爪式以外，還有下圖(a)所示的彈簧夾頭結構，他有拉力放大作用，可用較小的液壓推力產生較大的拉緊力。圖(b)所示為鋼球拉緊結構。數控回轉工作臺

回轉工作臺是數控銑床、數控鏜床、加工中心等數控機床不可缺少的重要附件(或部件)。它的作用是按照控制裝置的信號或指令作回轉分度或連續回轉進給運動，以使數控機床能完成指定的加工工序。回轉工作臺又分為①分度工作臺——工作臺按照一定角度定位，切削加工中，工作臺卡緊不動。分度工作臺適用于高精度鏜銑床箱體加工。②數控連續回轉工作臺——可以與其它伺服軸進行插補加工。數控連續回轉工作臺適用于多軸連續插補的復雜零件加工。下面分別介紹兩種工作臺的工作原理⑴分度工作臺分度工作臺的功能是完成回轉分度運動，即在需要分度時，將工作臺及其工件回轉一定角度。其作用是在加工中自動完成工件的轉位換面，實現工件一次安裝完成幾個面的加工。由于結構上的原因，通常分度工作臺的分度運動只限于某些規定的角度，但不能實現360o范圍內任意角度的分度。為了保證加工精度，分度工作臺的定位精度(定心和分度)要求很高。單純的依靠電機工作，很難實現工作臺達到高分度精度，所以通過輔助的機械定位裝置，保證最終的高精度定位。按照采用的機械定位元件不同，又有定位銷式分度工作臺和鼠齒盤式分度工作臺兩種。①定位銷工作臺定位銷式分度工作臺采用定位銷和定位孔作為定位元件，定位精度取決于定位銷和定位孔的精度(位置精度、配合間隙等)，最高可達±5′′。因此，定位銷和定位孔襯套的制造和裝配精度要求都很高，硬度的要求也很高，而且耐磨性要好。下圖是自動換刀數控臥式鏜銑床的定位銷式分度工作臺。該分度工作臺置于長方形工作臺中間，在不單獨使用分度工作臺時，兩者可以作為一個整體使用。1—擋塊；2—工作臺；3—錐套；4—螺釘；5—支座；6—油缸；7—定位襯套；8—定位銷；9—鎖緊油缸；10—大齒輪；11—長方形工作臺；12—上底座；13—止推軸承；14—滾針軸承；15—進油管道；16—中央油缸；17—活塞；18—螺栓；19—雙列圓柱滾子軸承；20—下底座；21—彈簧；22—活塞拉桿定位銷式分度工作臺結構參見上圖所示，定位銷式分度工作臺2的底部均勻分布著八個(削邊圓柱)定位銷8，在工作臺上底座12上有一個定位襯套7以及環形槽。定位時只有一個定位銷插入定位襯套的孔中，其余七個則進人環形槽中，因為定位銷之間的分布角度為45°，故只能實現45°等分的分度運動。

定位銷式分度工作臺作分度運動時，其工作過程分為三個步驟：i.松開鎖緊機構，并拔出定位銷當數控裝置發出指令時，下底座20上的六個均布鎖緊油缸9(圖中只示出一個)卸荷。活塞拉桿22在彈簧21的作用下上升15mm，使工作臺2處于松開狀態。同時，間隙消除油缸6也卸荷，中央油缸16從管道15進壓力油，使活塞17上升，并通過螺栓18、支座5把止推軸承13向上抬起，頂在上底座12上，再通過螺釘4、錐套3使工作臺2抬起15mm，圓柱銷從定位襯套7中拔出。ii.工作臺回轉分度當工作臺抬起之后發出信號，使油馬達驅動減速齒輪(圖中未示出)，帶動與工作臺2底部聯接的大齒輪10回轉，進行分度運動。在大齒輪10上以45°的間隔均布八個擋塊1，分度時，工作臺先快速回轉。當定位銷即將進入規定位置時，擋塊碰撞第一個限位開關，發出信號使工作臺降速，當擋塊碰撞第二個限位開關時，工作臺2停止回轉，此時，相應的定位銷8正好對準定位襯套7。iii.工作臺下降并鎖緊分度完畢后，發出信號使中央油缸16卸荷，工作臺2靠自重下降，定位銷8插入定位襯套7中，在鎖緊工作臺之前，消除間隙的油缸6通壓力油，活塞頂向工作臺2，消除徑向間隙。然后使鎖緊油缸9的上腔通壓力油，活塞拉桿22下降，通過拉桿將工作臺鎖緊。工作臺的回轉軸支承在加長型雙列圓柱滾子軸承19和滾針軸承14中，軸承19的內孔帶有1：12的錐度，用來調整徑向間隙。另外，它的內環可以帶著滾柱在加長的外環內作15mm的軸向移動。當工作臺抬起時，支座5的一部分推力由止推軸承13承受，這將有效地減小分度工作臺的回轉摩擦阻力矩，使工作臺2轉動靈活。②鼠齒盤式分度工作臺鼠齒盤式分度工作臺采用鼠齒盤作為定位元件。這種工作臺有以下特點：i.定位精度高，分度精度可達±2''，最高可達±0.4''。ii.由于采用多齒重復定位，因而重復定位精度穩定。iii.因為多齒嚙合，一般齒面嚙合長度不少于60％，齒數嚙合率不少于90％，所以定位剛度好，能承受很大外載。iv.最小分度為360°／Z(Z為鼠齒盤的齒數)，因而分度數目多，適用于多工位分度，一般最小分度有1o、3o、5o幾種。v.磨損小，且因為齒盤嚙合、脫開相當于兩齒盤對研過程，所以，隨著使用時間的延續，其定位精度不斷提高，使用壽命長。vi.鼠齒盤的制造工藝復雜。鼠齒盤定位工作過程i.工作臺抬起，齒盤脫離嚙合當需要分度時，控制系統發出分度指令，壓力油進入分度工作臺7中央的升夾油缸10的下腔，并推動活塞6向上移動，通過止推軸承5帶動工作臺7向上抬起，使上、下齒盤3、4脫離嚙合，工作臺上移的同時帶動內齒圈12上移并與齒輪11嚙合，完成了分度前的準備工作。ii.回轉分度當工作臺7向上抬起后，通過推動桿2在彈簧作用下向上移動，使推桿1在彈簧的作用下右移。松開微動開關S的觸點，控制壓力油從管道21進入分度液壓缸的左腔19內，推動齒條活塞8右移，與它相嚙合的齒輪11做逆時針旋轉。根據設計要求，當活塞齒條8移動113mm時，齒輪11回轉90°，因為這時內圈12已經與齒11嚙合，故分度工作臺7也轉動了90°。iii.工作臺下降，完成定位夾緊當齒輪11轉過90°時，它上面的檔塊17壓推桿16，微動開關E的觸點被壓進。通過電磁鐵控制液壓閥，使壓力油從卡緊缸上腔流出，活塞6向下移動，分度工作臺7下降，于是上鼠齒盤4及下鼠齒盤3又重新嚙合，并定位夾緊，分度工作完畢。⑵數控連續工作臺由于數控回轉工作臺的功能要求連續回轉進給并與其他坐標軸聯動，因此采用伺服驅動系統來實現回轉、分度和定位，其定位精度由控制系統決定。刀庫與換刀機械手

刀庫是存放加工過程中所能使用的全部刀具的裝置。當需要換刀時，根據數控系統的命令，由機械手（或通過別的方式）將刀具從刀庫取出裝入主軸孔中。刀庫從形式上分類：①盤式刀庫，②鼓式刀庫或③鏈式等多種形式，容量從幾把到幾百把。按刀庫從檢索刀具抓刀還刀的方式，又分為①固定換刀——無論換刀次數多少,刀套號與刀具號始終一致。②隨機換到——刀套號與刀具號并不對應，是隨機的關系，刀號是通過PLC程序記憶的，每次換刀數控系統僅尋找刀號，并不尋找刀套號。按照刀庫動力形式又可區分為：①液壓馬達驅動、②普通三相電機變頻驅動、③伺服電機驅動機械手的結構根據刀庫與主軸的相對位置及結構的不同，也分為多種形式。如單臂式，雙臂式，回轉式軌道式，等等。下面針對不同刀庫的結構特點介紹如下：一、數控機床常用刀庫形式。①盤式刀庫盤式刀庫是立式加工中心中最常見的一種刀庫形式，它采用無機械手換刀，主要靠盤式刀庫自己的移動與主軸的配合。圓盤式刀庫應該稱之為固定地址換刀刀庫，即每個刀位上都有編號，一般從1編到12、18、20、24等，即為刀號地址。操作者把一把刀具安裝進某一刀位后，不管該刀具更換多少次，總是在該刀位內。盤式刀庫特點：造成本低。主要部件是刀庫體及分度盤，只要這兩樣零件加工精度得到保證即可，運動部件中刀庫的分度使用的是非常經典的“馬氏機構”，也稱斗笠式機構。左、右運動主要選用氣缸。裝配調整比較方便，維護簡單。刀號