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数控机床典型机械结构一、主轴准停装置机械式主轴准停二、自动换刀装置自动换刀装置刀库机械手(ATC)作用——交换主轴与刀库中的刀（工）具对自动换刀装置的基本要求换刀时间短刀具重复定位精度高有足够的刀具贮存量刀库占地面积小及安全可靠自动换刀装置的形式回转刀架换刀更换主轴头换刀更换主轴箱换刀带刀库的自动换刀系统二、自动换刀装置1、回转刀架换刀1）回转刀架结构要求：良好的强度和刚性2）回转刀架的换刀动作刀架抬起刀架转位刀架压紧二、自动换刀装置2、更换主轴换刀优点：换刀时间短，换刀的可靠性强。缺点：主轴系统的刚度较差。适用场合：适应于工序较少、精度要求不太高的机床回转刀架换刀3、更换主轴箱换刀适用场合：适用于箱体类零件的加工二、自动换刀装置4、带刀库的自动换刀系统组成刀库选刀系统刀具交换机构刀具自动装卸机构特点：结构较复杂，换刀过程动作多，换刀时间长。适用场合：多用于钻床、镗铣床和数控组合机床。二、自动换刀装置三、刀库2、刀库的种类1、刀库的功能功能：储存加工工序所需的各种刀具及辅助工具。①直线式特点：结构简单，刀库容量小，一般可容纳8-12把刀具，故少用。三、刀库②鼓轮式（圆盘式）1）单鼓轮式刀具、鼓轮轴线平行刀具、鼓轮轴线垂直盘式刀库三、刀库刀具、鼓轮轴线成锐角特点：结构简单紧凑，应用较多，但刀具单环排列，空间利用率低，适用于刀库容量较小的场合，一般不多于50-60把刀。三、刀库鼓轮端面上双环排列特点：刀库空间利用率较高，但装刀、取刀机构复杂，仅适用于机床空间有限制而刀库容量较大的场合。三、刀库鼓轮端面上多环排列鼓轮弹仓式2）多鼓轮式双鼓轮式主轴三、刀库三鼓轮式行星鼓轮式特点：不同类型的刀具及轻重型刀具可分别放置，空间利用率高，但传动机构和运动控制装置复杂，适用于刀库容量大的场合。三、刀库③链式单环链式特点：结构紧凑，刀库容量大，可充分利用空间，通常为轴向取刀，位置精度较低，适用于刀库容量大的场合。龙门加工中心三、刀库多环链式三、刀库加长链式④格子箱式单面网格式特点：刀库结构紧凑，空间利用率高，但换刀时间较长，小直径刀具为轴向取刀，大直径刀具为径向取刀，布局不灵活，通常刀库安置在工作台上，应用较少。三、刀库三、刀库多面网格式特点：刀库容量大，辅助装置较复杂，用于需刀库容量大的机床上。三、刀库3、刀库的容量铣削加工车削加工刀具数可加工件的比率102040305060708010090105015202530钻削加工四、刀具的选刀方式1、自动选刀：在自动换刀装置换刀时，按数控装置发出的换刀指令，刀具交换装置从刀库中挑选各工序所需刀具的操作称为自动换刀。2、刀具的选择方式顺序选择方式任意选择方式刀座编码方式刀具编码方式四、刀具的选刀方式①顺序选择方式刀具的顺序选择方式是将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座中。特点：不需要刀具识别装置，结构简单，工作可靠，但刀库中刀具在不同工序中不能重复使用，因此，刀具的数量的刀库的容量大。四、刀具的选刀方式②刀具编码方式接触式识别装置四、刀具的选刀方式刀柄刀具识别装置触针编码环特点：结构简单，寿命较短，可靠性较差，难于快速换刀四、刀具的选刀方式非接触式识别装置11010特点：无磨损，无噪音，寿命长，反应速度快，适用于高速，换刀频繁的场合。四、刀具的选刀方式光电识别装置四、刀具的选刀方式③刀座编码方式永久性编码临时性编码刀座编码四、刀具的选刀方式刀座编码四、刀具的选刀方式识别码块识别传感器刀柄编码四、刀具的选刀方式临时性编码五、刀具交换装置1、无机械手换刀五、刀具交换装置1、无机械手换刀2、机械手换刀五、刀具交换装置机械手形式五、刀具交换装置机械手换刀五、刀具交换装置机械手传动结构六、滚珠丝杠螺母副1、滚珠丝杠螺母副的结构滚珠丝杠螺母副六、滚珠丝杠螺母副1、滚珠丝杠螺母副的结构丝杠滚珠螺母作用：将回转运动转换成直线运动六、滚珠丝杠螺母副2、滚珠丝杠螺母副的特点优点：①传动效率高②摩擦阻力小③传动精度高④有可逆性⑤使用寿命长缺点：①制造工艺复杂②不能实现自锁六、滚珠丝杠螺母副3、滚珠丝杠螺母副的循环方式①外循环：滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环②内循环：滚珠在循环过程中始终与丝杠保持接触的成为内循环六、滚珠丝杠螺母副4、滚珠丝杠螺母副的预紧①预紧的目的：减小轴向间隙轴向间隙：指丝杠和螺母间无相对转动时，二者之间的最大轴向窜动量②预紧的方法双螺母垫片式双螺母螺纹式双螺母齿差式双螺母垫片式六、滚珠丝杠螺母副双螺母螺纹式六、滚珠丝杠螺母副双螺母齿差式六、滚珠丝杠螺母副5、滚珠丝杠螺母副的安装六、滚珠丝杠螺母副特点：其承载能力小，轴向刚度低，仅适用于短丝杠①一端装止推轴承（固定—自由式）5、滚珠丝杠螺母副的安装六、滚珠丝杠螺母副②一端装止推轴承，另一端装深沟球轴承（固定—支承式）特点：轴向刚度较小，丝杠有伸缩余地，结构复杂，仅适用于长丝杠5、滚珠丝杠螺母副的安装六、滚珠丝杠螺母副③两端装止推轴承特点：将装止推轴承装在滚珠丝杠两端，并施加预紧拉力，有助于提高传动刚度，但对热伸长较敏感5、滚珠丝杠螺母副的安装六、滚珠丝杠螺母副④两端装双重止推轴承及深沟球轴承（固定—固定式）特点：传动刚度高，结构和安装工艺复杂，适用于长丝杠或高转速、高刚度、高精度的丝杠6、滚珠丝杠螺母副的润滑与防护六、滚珠丝杠螺母副润滑的作用：减少摩擦，降低温升，并与密封装置一起保护丝杠不受外物的损伤与腐蚀润滑油：机油、90—180号透平油、140号主轴油润滑脂：锂基油脂或高压润滑脂防护：防止尘埃、切屑等硬质颗粒进入密封圈：采用毛毡圈（耐油橡胶、尼龙）防护罩：采用螺旋钢带、伸缩套筒、锥形套筒或皮革、人造革制成的不锈钢卷筒式防护罩工程塑料防护套七、数控机床导轨2、对导轨的基本要求1、导轨的功能：支承和导向①导向精度：是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线性和它与有关基面之间相互位置的准确性②精度保持性：是指导轨在长期使用中保持导向精度的能力③低速运动平稳性：④结构简单、工艺性好：七、数控机床导轨3、导轨的分类和特点按运动轨迹按工作性质按接触面的摩擦性质直线运动导轨：相对运动轨迹为直线圆周运动导轨：相对运动轨迹为圆主运动导轨：动导轨作主运动，导轨副间相对运动速度高进给运动导轨：动导轨作进给运动，导轨副间相对运动速度低调整导轨：实现部件之间的相对位置调整，在机床工作时无相对运动滑动导轨滚动导轨静压导轨七、数控机床导轨滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优点,在数控机床上应用广泛，目前多数使用金属对塑料形式，称为贴塑导轨或注塑导轨滑动导轨注塑导轨：环氧树脂为基体，加入二硫化钼和胶体石墨及铅粉等混合而成贴塑导轨：聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼、石墨及铅粉等混合而成七、数控机床导轨滚动导轨特点：摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精度高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、防护要求较高静压导轨七、数控机床导轨优点：1、液体静压导轨由于其导轨的工作面完全处于纯液体摩擦下，因而工作时摩擦系数极低（f=0.0005）；2、导轨的运动不受负载和速度的限制，且低速时移动均匀，无爬行现象；3、由于液体具有吸振作用，因而导轨的抗振性好；4、承载能力大、刚性好；5、摩擦发热小，导轨温升小。缺点：1、液体静压导轨的结构复杂，多了一套液压系统；2、成本高；3、油膜厚度难以保持恒定不变。使用范围：液体静压导轨主要用于大型、重型数控机床上。七、数控机床导轨4、导轨的预紧过盈法预紧七、数控机床导轨4、导轨的预紧调整元件法预紧八、回转工作台1、作用：实现绕X、Y、Z轴的圆周进给运动2、种类：数控回转工作台、数控分度工作台数控回转工作台八、回转工作台数控分度头