1、第八章 数控机床的机械机构知识点：1.数控机床的机械结构及其特点2.机床主传动系统的结构 3.齿轮传动副的消隙4.机床进给传动系统及滚珠丝杠螺母副及其消隙5.常见的机床导轨的结构特点6.自动换刀装置7.数控机床的辅助装置8.1 概述现代数控机床为了适应高速、高精度加工，已经形成了自己独特的结构。尤其电主轴、直线电动机等新技术新产品在数控机床上的应用。数控机床机械结构的组成：（ 1）主传动系统。 传统的主传动系统有驱动装置、机械传动装置和运动执行件（如主轴）等组成。（ 2）进给传动系统。 传统的进给传动系统由动力源、机械传动件及主运动执行件（如工作台、刀架）等组成。（ 3）基础支撑件。 包括床身
2、、立柱、导轨、工作台等。（ 4）辅助装置。 包括自动换刀装置、液压气动系统、润滑冷却装置等。数控机床机械结构设计应满足一下要求；1）提高机床的静刚度和动刚度：静 刚度： 是机床在承受诸如主轴箱托板自重、工件质量等稳定载荷的作用下，抵抗结构变形的能力，它与机床构建的几何参数及材料的弹性模量有关。动刚度： 是机床在承受周期变化的切削力、旋转运动的不平衡力以及间歇进给不稳定力等交变载荷作用下阻止振动的能力，它与机床构件的阻尼系数有关。静刚度的提高是动刚度提高的前提：1）为提高机床大件的刚度，宜采用合理的截面形状、封闭结构的床身，采用液力平衡以减少移动部件因位置变化造成机床变形。2）为提高部件接触刚度
3、，采用刮研方法增加单位面积上的接触点，并预加载荷，增大接触面积。3）为提高主轴刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用刚性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承，以减小主轴的景象和轴向变形。提高动态刚度的措施1）提高系统刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率。例如：钢板采用焊接结构，可以增加静刚度、减小质量增加阻尼。封砂铸件也有利于振动衰减。（ 2）减少机床的热变形1）机床运动部件本身的发热量要少2）机床结构应当根据热对称的原则设计3）改善主轴轴承、丝杠螺母副、高速运动导轨副等的摩擦特性。（ 3）减少运动间的摩擦和消除传动间隙1）采用塑料导轨、滚动导轨、静压导轨等减少摩擦副之间的摩擦力。2）
4、进给系统采用滚珠丝杠代替滑动丝杠减少摩擦力。避免低速爬行。3）减小传动齿轮和滚珠丝杠的加工误差。4）采用无间隙滚珠丝杠和无间隙齿轮传动。（ 4）延长机床的使用寿命，提高精度保持性设计时应充分考虑数控机床零部件的耐磨性，尤其导轨进给传动丝杠、主轴部件等。（ 5）减少辅助时间和改善操作性能采用多主轴、多刀架以及带刀库的自动换刀装置减少换刀时间。（ 6）安全防护和宜人的造型。采用封闭结构、其内部布局要合理、紧凑、便于维修、外观造型要美观宜人。8.2 数控机床的主传动系统8.2.1主传动系统的特点及要求：特点：（ 1）电机类型。大多采用新型的交流伺服电动机和直流伺服电动机。（ 2）变速范围宽。主传动系统应有较大的调速范围保证加工时能选用合理的切削用量。（ 3）转速高、功率大。数控机床能够进行大功率切削和高速切削，实现高效率强力切削加工。（ 4）主轴速度的变换迅速可靠。直流和交流电动机不仅能方便实现宽范围的无级变速，而且减少了传递环节，传动链变短，变速控制的可靠性提高。数控机床对主传动系统的要求（ 1）机床主轴系统具有足够的转速和功率以适应高速、高效的加工需求。（ 2）主轴能实现无级变速以达到最佳的切削效果。（ 3）简化结构，减少传动件以降低噪声、减轻发热、减少震动。（ 4）加工中心应配备刀具的自动夹紧装置、自动换刀装置和主轴定向准停装置。（ 5）主轴准停应安装位置检测装置。
