数控技术;第7章数控机床结构;7.1 数控机床的机械结构要求 ------如何提高数控机床的性能的措施;数控机床应具有更高的静、动刚度;7.1.1 提高刚度的措施; 左图为卧式加工中心的框式立柱结构。从正面看，立柱截面成封闭框形．轮廓尺寸大，保证以高扭转刚度承受切削扭矩产生的扭转载荷。 从俯视截面看，两个立柱截面形状为矩形，矩形尺寸大的方向正是因切削力作用产生大的弯曲载荷的方向。这种结构具有很高的抗扭和抗弯刚度。;措施2 合理布置支承件隔板的筋条;“W”形隔板，能较大地提高水平面上的抗弯抗扭刚度，对中心距超过1500mm的长床身，效果最为显著;斜向拉筋，床身刚度最高，排屑容易;第7章数控机床结构;合理的结构布局;合理的结构布局;采用补偿变形的措施;提高机床结构的抗振性;措施2 采用封砂床身结构;第7章数控机床结构;天然大理石床身;7.1.3 减少机床的热变形;措施2 将热源置于易散热的位置;措施3 采用低摩擦系数的导轨和轴承 ——采用滚动导轨、静压导轨或滚动轴承;主轴;对称结构立柱;第7章数控机床结构;机床排屑系统;7.1.4 减少运动副的摩擦，提高传动精度;7.1.5 提高机床寿命和精度保持性;7.2 对主传动系统的要求;3、主传动的配置方式;电主轴;主轴电动机;③、电动机经齿轮变速传动主轴;7.3 对进给传动系统的要求;（3）、对进给传动系统的要求;机床爬行现象一般发生在低速度、重载荷的运动情况下当主传动件作匀速运动时，工作台3往往会出现明显的速度不均匀，产生跳跃式的时停时走的运动状态，或时快时慢现象。;提高传动精度和刚度;减小各运动零部件的惯量;7.3.1、滚珠丝杠螺母副;（1）、滚珠丝杠螺母副的结构;（2）、滚珠丝杠螺母副的特点;（3）、滚珠丝杠螺母副的循环方式;;;（4）、滚珠丝杠螺母副的预紧;通过调整垫片的厚度使 左、右螺母产生轴向位 移，就可达到消除间隙 和产生预紧力的作用 简单、刚性好、装卸方 便、可靠. 调整困难 ，调整精度不高 ;用键限制螺母在螺母座内 的转动。调整时，拧动圆 螺母将螺母沿轴向移动一 定距离，在消除间隙之后 用圆螺母将其锁紧。 简单紧凑，调整方便，但 调整精度较差; 螺母1和2的凸缘上各制有一个圆柱外齿轮，两个齿轮的齿数相差一个齿，两个内齿圈3和4与外齿轮齿数分别相同，并用预紧螺钉和销钉固定在螺母座的两端。调整时先将内齿圈取下，根据间隙的大小调整两个螺母1、2分别向相同的方向转过一个或多个齿，使两个螺母在轴向移近了相应的距离达到调整间隙和预紧的目地。 ;（5）、滚珠丝杠螺母副的支承 滚珠丝杠主要承受轴向载荷，它的径向载荷主要是卧式 丝杠的自重 图a所示是一端固定一端自由的支承形式。其特点是结 构简单，轴向刚度低，适用于短丝杠及垂直布置丝杠 一般用于数控机床的调整环节和升降台式数控铣床的垂 直坐标轴 ;图b所示是一端固定一端浮动的支承形式，丝杠轴向刚度与图a形式相同，丝杠受热后有膨胀伸长的余地，需保证螺母与两支承同轴。这种形式的配置结构较复杂，工艺较困难，适用于较长丝杠或卧式丝杠 ;图c所示是两端固定的支承形式，丝杠的轴向刚度约为一端固定形式的4倍，可预拉伸，这样既可对滚珠丝杠施加预紧力，又可使丝杠受热变形得到补偿，保持恒定预紧力，但结构工艺都较复杂适用于长丝杠。;7.4 数控机床导轨;（3）、导轨的分类和特点; 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 ;;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;第7章数控机床结构;静压导轨;第7章数控机床结构;第7章数控机床结构;对自动换刀装置的 基本要求;1、回转刀架换刀;;3、更换主轴箱换刀;4、带刀库的自动换刀系统;7.5.2刀库;鼓轮式（圆盘式）;盘式刀库;?刀具、鼓轮轴线成锐角;?鼓轮端面上双环排列;?鼓轮端面上多环排列;?三鼓轮式 ?行星鼓轮式;链式;?多环链式;?加长链式;格子箱式;?多面网格式;3．刀库的容量 4把铣刀可完成工件95％左右的铣削工艺 10把孔加工刀具可完成70％的钻削工艺 因此14把刀的容量就可完成70％以上工件的钻铣工艺 配有14—40把刀具的刀库就能够满足70％-95％工件的加工需要。 ;7.5.3刀具的选刀方式;顺序选择方式;刀具编码方式;接触式识别装置;非接触式识别装置;光电识别装置;刀座编码方式;刀座编码;识别码块;在镗铣加工中心，切削扭矩靠刀杆的端面键来传递，因此在每次换刀时，必须使刀杆上的键槽对准主轴上的端面键。 主轴准停控制装置由PLC控制实现。其控制原理是：M06指令生效 主轴电机降速 低速运转 时间继电器延时4-6s 感应信号产生发出准停信号切断电机电源 主轴低速惯性旋转 时间继电器短时延时0.2-0.4s 准停油缸接通动作 主轴准停 限位开关发出准停完成信号。;第7章数控机床结构;7.5.5 刀具交换装置;2、机械手换刀;7.3.6 回转工作台;数控分度头;7.6 数控机床的维修管理与维护;2.数控机床维修管理应强调的内容： 选择合理的维修方式 维修方式有：事后维修、预防维修、改善维 修、预知维修 或状态监测维修、维修预防 从修理费用、停产损失、维修组织工作和修 理效果等方面去衡量 建立专业维修组织和维修协作网 ;3. 点检管理:按有关文件的规定,对设备进行定点、定时的检查和维护 点检的内容:定点、定标、定期、定项、定人、定法、检查、记录、处理、分析 分类: 日常点检:对机床一般部件的点检,处理和检查机床在运行过程中出现的故障,由机床操作人员进行 专职点检:对机床关键部位和重要部件按周期进行重点点检和设备状态监测与故障诊断,制定点检计划,做好诊断记录,分析维修结果,提出改善设备维护管理的建议,由专职维修人员进行 ; 数控机床使用中应注意的问题 使用环境: 避免阳光的直射和其他辐射 避免太潮湿或粉尘过多的场所 避免有腐蚀气体的场所 要远离振动大的设备 电源要求: 允许波动±10%;有操作规程 不宜长期封存不用 每周通电1-2次，每次空运行1小时左右 严格遵守操作规程和日常维护制度 应尽量少开数控柜和强电柜的门 定时清扫数控柜的散热通风系统 数控系统的输入/输出装置的定期维护 定期检查和更换直流电动机电刷 经常监视数控系统的电网电压 ; 定期更换存储器用电池 每年更换一次 电池的更换应在数控系统供电的状态下进行， 以免参数丢失 数控系统长期不用时的维护 经常给数控系统通电 对于直流电动机应将电刷取出,以免腐蚀换向器 备用电路板的维护 做好维修前的准备工作:技术准备\工具准备\备件 准备 ;机械部件的维护 主传动链的维护 熟悉主传动链的结构、性能和主轴调整方法 对于带传动的主传动,定期调整带的松紧,防止打滑 造成的丢转 检查主轴箱温度,检查主轴润滑恒温箱,防杂质,每 年更换一次润滑油,并清洗过滤器 经常检查压缩空气气压,保持主轴与刀柄连接部位 的清洁 刀具拉紧装置长时间使用后会产生间隙,需调整液 压缸吨活塞的位移量;滚珠丝杠螺母副的维护 定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙 检查丝杠支承与床身的连接是否松动 采用润滑脂润滑的滚珠丝杠，每一个半年清洗丝杠 上的旧润滑脂，换上新的润滑脂；用润滑油润滑 的 滚珠丝杠，每次机床工作前加油一次 丝杠防护装置一有损坏要及时更换 ;刀库及换刀机械手的维护 手动装刀时要确保装至位，装牢 严禁超重、超长刀具装入刀库 采用顺序选刀方式的，注意刀库上刀具的顺序 注意保持刀柄和刀套的清洁 开机后，先空运行检查机械手和刀库是否正常 机床精度的维护检查 遇到以下情况必须进行机床精度检查 操作失误或机床故障造成撞车后 机床动态精度发生变化后 ;液压系统维护 定期对油箱内的油进行检查、过滤、更换 检查冷却器和加热器的工作性能，控制油温 定期检查更换密封件，防止液压系统泄漏 定期检查清洗或更换液压件、滤芯、定期检查清洗 油箱和管路 严格执行日常点检制度，检查系统的泄漏、噪声 振动、压力、温度等是否正常

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