企业培训教材-数控车床装配与调试(友佳周亮）

1、国际信息处理联盟(INETERNATIONAL FEDERATION OF INFORMATION PROCESSING,IFIP)第五技术联盟委员会对数控机床作了这样的定义:数控机床是一种装了程序控制系统的机床。顾名思义就是计算机数字控制机床的简称,是多工序加工、切削处理、刀具磨损和检测有机结合在一起的自动化机床，是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，是机械制造设备中具备多种优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控

2、机床中占有非常重要的位置。是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，在轴类、盘类等回转体零件的上使用最为广泛的一种数控机床。它具有多种普通机床的特点于一身。已具有多性能、高精度、高效率、高速化、高自动化、高柔性化的多主轴数控车床在加工行业更是不可一世。顺应了21世纪机床发展的大趋势。受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。第一节 数控车床的发展史1848年,美国帕森斯公司在研制加工直升飞机桨叶轮廓时间提出了的初始设想,受美国空军的委托,帕森斯公司在与麻省理工伺服机构实验室合作的基础上,于1952年试制成功了世界上第一台数控机床的实验性样机。随后,英国、德国、日本都相应的开发、生产和使用

3、数控机床,数控机床开始飞速发展。 多主轴车床的诞生至今已有100多年历史，它的出现主要是为适应大量的军火生产，1893年美国的两名工人为提高车床的工作效率，试制了一台有四个主轴的自动车床，这台机床虽然简陋，但已具备了多轴基本功能，四根工作主轴装在一个桶状的鼓体内，每加工一个零件主轴鼓转位90°，同样也配备横向和纵向多种刀具，实现了多工位多刀具同时加工，大大提高了工作效率，这台机床现在存放在美国生产多轴最大的公司ACME公司的展厅里。   到第二次世界大战时期美国已有几万台多轴在生产线上工作，多主轴车床被列为国家的战备物资；到本世记末，美国己有像ACME、Daven

4、port等四、五家生产多轴的公司，多主轴车床的拥有量己达到6万台；同样，在欧洲的一些工业发达国家如德国的GILDEMEISTER、Schutte、INDEX，英国的Wickman、瑞士的TORNOS等都在生产多主轴车床，意大利生产德国GILEMERSTER公司的产品。世界上高水平的多主轴车床市场基本为上面的公司所占有。   除了西欧和北美地区，能生产多主轴车床还有前苏联、中国、日本和东欧捷克等为数不多的几个国家；前苏联在基埔等地有两个生产厂，日本有三菱（Mitsubishi）和精上公司，三菱重工生产的是美国ACME的多轴，精上公司规模不大，生产的多轴大部分为日本国内使用。&

5、#160;  世界最大的切削机床制造商德国的DMG(GILDEMEISTER)公司，直线驱动12的先驱和领导者，生产的多主轴自动车床GMC/20/30liner/ISM,可以带你进入一个多主轴数控自动车床的新领域。可加工直径在20-30mm的棒料，主轴最高转速8000rpm,快移时间0.7s，最高直线加速度2.5g,横向行程70mm，纵向行程55mm, 配有 15 液晶显示屏和 3D 软件的 DMG ControlPanel 控制面板，控制系统采用双CPU的Siemens 840D，可控制30个轴，选配可扩展至54轴，一个首次使用的独到特性，就是在4、5两个精加工工位的X滑座中都运用

6、了直线马达，大大提高了重复加工的精度和质量，缩短了加工时间。   德国的schutte公司的新一代产品SCX-26结合了经典多轴的良好性能和对现代化数控机械设备在性能、精确度、灵活性、装配、操作简便等方面的要求。机床的基础在于用耐扭转铸铁机架建造的热对称框架结构，核心部件（换向机构）可通过精密加工的三段切端面齿，在任何阀芯位置重复精确和定位准确地闭锁。schutte公司指出，在横向加工单元的世界范围内首次应用的新式主轴结构即所有横向加工刀头均可以在X,Y和Z轴上运转。X滑块(刀架滑板)用作静压导轨Z轴的托架。Z滑板以圆形导轨的形式运转，因而除在Z轴方向进行线性运动外，还可进

7、行旋转运动。这种自由度具有两大特点:通过转塔功能可使两个刀具位置进行啮合，借助Z滑板和主轴的同步旋转可产生Y轴。这种机械结构使工作区不再需要任何导向装置和转动装置，切削区域再也看不到冷却剂软管、润滑剂导管和电缆，机器设备操作人员的工作环境变得秩序井然，在很大程度上简化了机器的安装和改装，快速的刀具更换还提高了机床的利用率。   瑞士的TORNOS解决了多控制伺服轴的机床上，各个轴的排队处理所造成的误差而影响加工质量和效率的问题，提出了独特的并行式数控14概念PNC-DECO，它保持了现代数控所拥有的灵活性和高精度加工，又避免了加工过程中的编译和计算过程，也就消除了控制中的重

8、要延迟因素。Multi DECO 32/6i14有18个数控伺服直线轴，最大棒料加工直径为32mm,12把刀可同时加工，而辅助时间小于1s,从而实现生产的高效率，7个前刀架均可配动力刀具和攻丝刀具，结合副主轴的背端加工实现一次装夹下的复合加工。人造树脂床身保持与其它金属结构相同的热膨胀系数，充分发挥了此类材料的高抗振性能乃至高精度。机床配自动送料器和机外光学对刀仪。TORNOS公司的MultiAlpha 6x32, 可加工直径在32mm的棒料，主轴最高转速6000rpm,为了满足更高的加工要求，副主轴的背端加工可以在切削加工的同时进行旋转、钻孔、和铣削加工。独立的副主轴和Y、Z轴大的移动行程可

9、以方便的进行工件的背端加工，大大提高了加工的柔性。   具有德国“车床巨子”之称的INDEX公司一直是自动车削机床研发和生产的领先者，它像奔驰公司一样有着悠久的历史。1916年因代克斯公司研制出世界第一个转塔式刀台，1967年开始数控机床的研发生产，1975年开始生产多轴自动机床，1984年率先推出车削中心这种新概念车床，因代克斯公司也是首先使用电主轴车床的制造商。INDEX公司的多主轴自动车床一直代表着当今世界的最高水平和发展方向，现在已经形成了MS18C、MS22C lean、MS22C、MS32C、MS32P、MS32G、MS52C、MS52G等多个系列的产品，在刚刚

10、结束的第十一届国际机床展览会上，INDEX公司展出的MS22C立刻引起了国内外各家企业的广泛关注，很多企业都表示了愿意购买的意愿，但800多万的价格对很多企业来说也确实压力不小。MS22C由于采用三段Hirth定位结构，紧凑设计的主轴鼓为所有位置提供最大精确度，带有动力刀具、C轴及Y轴的INDEX多轴车床还可以提供全新的加工方式，比如：偏心孔及螺纹、角度钻削、外形洗削、滚齿、多边形车削。在没有中心滑架安装台的情况下，工作区域的刀架设置允许多个刀具在每个主轴上使用，这样就可以在所有的主轴位置自由地进行所有加工，还有个优点就是自由落屑。   在中国，唯一的生产多主轴车床的是沈阳

11、第三机床厂，第三机床厂于50年代测绘前苏联的25.4四主轴棒料自动车床，1958年自行设计的C2132.6六主轴车床批量生产并投入市场，1964年产品定型，以后陆续开发研制了50、63规格及20规格的六主轴棒料自动车床和120、160、200规格六主轴、160规格八主轴卡盘半自动车床；机床三厂的多轴可分成三大系列：多主轴棒料自动车床、多主轴卡盘半自动车床和32mm平行作业四主轴车床；80年代后期，机床三厂与美国ACME公司合作生产了158英寸小规格主轴。直到2006年机床三厂破产前，共生产了约七、八千台各种型号的多主轴车床。机床三厂之前所生产的都是传统的凸轮式多轴车床，国内生产数控机床的厂家不

12、下几百家，但还没有任何一家公司有实力生产多主轴数控车床，包括沈阳机床集团、大连机床集团、济南第二机床厂等。沈阳创新数控公司敢于迎接挑战，以高瞻远瞩的战略视角于2004年开始研发国内第一台六主轴数控车床CK2120X6，它可加工最大棒料直径20mm、四方料14mm、六角料17mm，前刀架最大纵向行程160mm， X轴最大径向行程50（65）mm，Z轴最大轴向行程80mm， 主轴转速（无级变速）400-6000rpm，是属当代水平的全功能数控多轴。有六根工作主轴、五个复合横刀架、一个单座标切断刀架、六个纵向加工工具主轴，各移动轴以数控伺服电机驱动，导轨采用线性滚柱导轨，位置精度在微米级。机床是多工

13、位，多刀具同时切削，机床的辅助动作与切削动作重合，其效率是普通数控车床810倍，机床最短加工单件时间只有35秒，加工精度0.01-0.02mm. 加上专用附具还可以完成车方、铣扁、铣槽、横向钻孔等复合加工工艺。 第二节 数控车床概述1 数控车床简述11.车床的分类1.1.1从数控系统控制功能来分随着数控机床制造技术的不断发展，为了满足不同用户的加工需要，数控车床的品种规格繁多，功能愈来愈强，从数控系统控制功能看，数控车床可分为有以下几种。(1)全功能型数控车床 它一般采用交、直流伺服电机驱动形成闭环或半闭环控制系统，主电机一般采用交流伺服电机。具有CRT图形显示、人机对话、自诊断等功能。具有高

14、刚度、高精度和高效率等优点。（举例） (2) 经济型数控车床早期的经济型数控车床是在普通车床基础上改造而来，功能较简单；现在的经济型数控车床功能，有了较大的提高。出于经济因素考虑，经济型数控车床并不过于追求机床功能，与全功能型数控车床相比，其主运动、进给伺服控制相对简单，数控系统档次较低，主体刚度及制造精度较全功能型数控车床低，结构简单，功能较少。 (3)车削中心以全功能型数控车床为主体，并配置刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等，实现多工序复合加工的机床。车削中心与数控车床的主要区别是：车削中心具有动力刀架和C轴功能（通常主轴是通过被切削材料的旋转来进行加工的，在这个基础上，搭载了

15、AC马达，可以控制回转轴的方法，叫做C轴控制。它的指令方法是通过角度来表示，如右图通过C(H)码在的范围内指令，作成程序。这个C轴的功能，主要是利用回转工具，进行铣，钻孔，工件装卸位置的确认等等。），可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率。铣削动力装置 分度装置-C轴。动力刀架 (4) FMC车床它是一种由数控车床、机器手或机器人等构成的柔性加工单元。它能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化。如下图。TAKAMAZ配备机械手的自动化车床X-180系列 1.1.2按数控车床的主轴位置来分数控车床有立、卧式之分，数控卧式车床应用更为普遍。(1) 卧式数控车床：卧式数控

16、车床的主轴轴线处于水平位置，它的床身和导轨有多种布局形式，是应用最广泛的数控车床。(2) 立式数控车床：立式数控车床的主轴垂直于水平面，并有一个直径很大的圆形工作台，供装夹工件用。这类数控机床主要用于加工径向尺寸较大、轴向尺寸较小的大型复杂零件。1.1.3按加工零件的基本类型分类    (1)卡盘式数控车床 这类车床可以没有尾座，也可加装尾座。适合车削盘类(含短轴类)零件。夹紧方式多为电动或液压控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。无尾座卡盘式数控车床配备尾座的卡盘式数控车床     (2)顶尖式数控车床 这类车床配有

17、普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。图：顶尖式数控车床 1.1.4按刀架数量分类     (1)单刀架数控车床 数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。    (2)双刀架数控车床 这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。    1.1.5按功能分类   （1）经济型数控车床 采用步进电动机和单片机对普通车床的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加

18、工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。    （2）普通数控车床 根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。    （3）车削加工中心在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的数控车床带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、 C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外可以

19、进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。如第四页图示。    1.1.6其它分类方法    按数控系统的不同控制方式等指标，数控车床可以分很多种类，如直线控制数控车床，两主轴控制数控车床等;按特殊或专门工艺性能可分为螺纹数控车床、活塞数控车床、曲轴数控车床等多种。12 数控车床组成 CNC车床的主要组成部分有CNC控制系统、床身（即Z轴，也叫底座）、鞍座（X轴）、主轴、进给刀架、卡盘与卡爪、尾座、电源控制箱、液压和润滑系统以及其它设置。下面以日本TAKAMAZ的全功能卧式数控车床为例，简介数控车床

20、的组成。1CNC控制系统数控机床系统的功能不仅取决于CNC，而且取决于机床、强电柜、伺服系统、CNC以及操作面板的组合。现代数控车削控制系统中，除了具有一般的直线、圆弧插补功能外；还具有同步运行螺纹切削功能，外圆、端面、螺纹切削、钻孔等简化编程的固定循环功能，用户宏程序功能，另外，还有一些提高加工精度的功能。如，恒线速度控制功能，刀具形状、刀具磨损和刀尖半径补偿功能，存储型螺距误差补偿功能，刀具路径模拟功能FANUC数控车削系统以其高质量、低成本、高性能等功能特点，在市场的占有率远远超过其他的数控系统。FANUC 0i-TBTC是目前广泛使用的数控车床控制系统，它以高品质、高可靠性、高性价比在

21、国内得到广泛应用，0i-TB可实现四轴二联动，目前多用于全功能数控车床。0i-mate TA用于二轴二联动车床。新型的FANUC 0i- TC CNC控制器，提高了伺服马达处理速度的能力，缩短了循环时间。当然，还有更多、更先进的系统用于更高档次的机床，如：德国的西门子CRT位于控制器面板，它允许操作员方便、直观地访问CNC程序和机床信息。通过CNC控制器屏幕，操作员可以浏览CNC程序、运行代码、刀具偏置和工件偏置、机床位置、报警信息、错误消息、主轴转速(RPM)及功率。控制器面板上控制开关、按键、按钮用于操作员对机床的手动操控。（注意：像加工程序、参数、变量等这些内容虽然不会因接通/断开电源而

22、丢失，但有可能会因为误操作而删除这些数据。所以，操控时必须尽量避免这种事故的发生。）2进给运动装置CNC车床的两个主要进给轴是X轴和Z轴。X轴用于控制滑板（有的也叫横溜板），它将伺服电机的旋转运动转化为直线运动，控制着刀具横向进给移动，改变工件的直径；Z轴用于控制鞍座，会沿长度方向移动刀具来控制工件的长度。全功能CNC车床进给伺服系统，通常为高精度数字式闭环伺服系统，采用高速微处理器及软件伺服控制，采用高分辨率位置检测器进行位置检测，能实现高速、高精度的进给运动控制。闭环进给伺服系统通常采用交流伺服电机来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠又驱动刀架刀具沿导轨进给运动。各轴向运动控制分别采用单独的驱动电机、

23、滚珠丝杠、导轨。而滚珠丝杆本身的精度以及丝杆与导轨的平行度的要求直接决定了车床加工精度的高低。像有些机床公司对丝杆与导轨的平行度要求本来就不高，所以他的机床精度也就高不到哪里去。日本TAKAMAZ公司的机床，对滚珠丝杆的品质、丝杆的中心线与基准导轨的平行度有很严格的要求，它采用NSK公司的高等级滚珠丝杆，在调整其与导轨的平行度时，要求滚珠丝杆的传动端的圆跳动在0.005mm以内，丝杆的中心线与基准导轨的平行度（水平面上）在0.003mm以内，在垂直面上，因尾端需相应的比传动高些，故它调整在0.008mm以内。正因为有了这些要求，所以该公司生产的机床的定位精度在0.005mm/m，重复定位精度在

24、0.001mm/m，X轴的往复精度（冷机，即在机床没有预热的情况下开始测量）在60分钟内可以达到0.007mm，甚至是0.002mm，都是在20分钟以内因为滚珠丝杆快速运动时产生的一点微量热变化而有一些变化，20分钟以后基本稳定，不再有大的变化。使得该机床 加工零件的粗糙度能达到0.0035mm，真圆度为0.001mm的精度。下面讲讲进给装置的特点及其构造：一、 进给装置的特点数控车床的进给装置是控制着两轴的运动，是将伺服电机的旋转运动通过滚珠丝杆的螺母传动副转化为鞍座（Z轴）、刀架（X轴）的直线运动。二、 进给装置的构造以日本TAKAMAZ公司的机床为例。 X轴进给装置如图所示，经过传动箱、

25、传动座、联轴器将AC伺服电机与滚珠丝杆连接，由AC伺服电机带动滚珠丝杆旋转，滚珠丝杆上的螺母副带动滑板及其上方的刀塔沿着鞍座的导轨来回移动，实现X轴的进给运动。图：X-100C鞍座 X-100系列是平床身，且行程较短，故X轴仅靠传动端的轴承、轴承座来支撑，尾端无支撑轴承。导轨呈“燕尾”型，依靠斜契来调整滑板与导轨间的配合。AC伺服电机为“绝对值”型电机，当机床设置一原点后机床即默认，所以它无限位开关及撞块。机床断电后，再次通电无需再进行回原点的动作，缩短了由开启电源作原点复归的时间。图：X-150鞍座 而X-150系列，因鞍座导轨为矩形导轨，与水平面呈30°倾斜，且行程长，尾端需轴承

26、支撑，为防止机床加工出现爬行现象，所以需对其预先进行施加压力，消除轴承的配合间隙。为了防止滚珠丝杆的热伸长，还需对滚珠丝杆进行预紧。为防止回转刀架的自身重量会使得滑板下滑，甚至往前倾倒，故采用下压板与滑板连接呈“”将滑板锁住。滚珠丝杆与其传动副不能以自锁阻止其下滑，故机床依靠AC伺服电机的电磁制动来实现自锁。 Z轴轴进给装置 如图所示，Z轴也是用联轴器将滚珠丝杆与AC伺服电机连接，使得滚珠丝杆与伺服电机同步旋转，从而伺服电机后部的脉冲编码器能检测滚珠丝杆的旋转角度（即其移动的位置），直接反馈至CNC系统，由系统来控制鞍座在Z轴方向的移动距离。 Z轴滚珠丝杆的行程较长（有240000mm、330

27、000mm）两端都需有轴承支撑，只是X-100系列的机床的Z轴尾端轴承仅起到支撑的作用，故其尾端只用一个滚柱轴承支撑，来承受一个径向载荷。而X-150系列，Z轴尾端轴承要承受径向与轴向两个力，故需对其预先进行施加压力，并对滚珠丝杆进行预紧（靠锁紧滚珠丝杆两端的精密螺母来将滚珠丝杆拉长），来克服滚珠丝杆因快速运行而产生的温升（温升会使得滚珠丝杆伸长）。 因Z轴移动方向呈水平状态，故其使用的绝对式伺服电机无需电磁制动的功能。3床身 图：X-150床身 床身用于支撑机床上所有的部件。正因为这样设计者就绞尽脑汁去想，如何才能合理的将这些部件往上安装，既不影响机床的美观，也要求床身能吸收由于金属切削而引

28、起的冲击与振动。TAKAMAZ机床就做到了这点，床身中不仅容纳了水箱、液压系统（液压站）、润滑系统（注油机），散热风扇（可将机床在长时间加工的过程中床身的热量从底座中散开），还将机床的电线在其内部“走过”。让机床在没有安装钣金的情况下，装好Z轴滚珠丝杆与鞍座连接后，装上电器柜、操作箱，通上电源就可以跑合、检测精度等，这些都不难看出其床身的工艺性已达到最佳水平。这种盒型床身与X轴斜导轨的搭配设计，带来了机床整体结构的高刚性和良好的平衡性。平床身 斜床身 床身的设计有两种方式，即平床身或斜床身。大多数全功能CNC车床采用斜床身设计，这种设计有利于切屑和冷却液从切削区落到切屑传送带。TAKAMAZ车

29、床仅有平床身的机床，如X-100C、X-150C、X-180C、XY-12、TUPTON等系列，相比较而言，斜床身设计的机床切削力要比平床身机床大。而加工工件相对简单一些，时间需短一些，较专一的排刀机床，基本采用平床身。有人认为平床身不利于排屑，也会使机床的床身变得在横向结构上很大。但从TAKAMAZ 机床来看，并没出现排屑困难的现象，还可追加很多选配的部件。当然，在组装的时候相对麻烦些。线轨滑块图：线轨床身 根据床身上的导轨来分，可分线轨和硬轨。线轨床身，是将线性导轨固定于加工精度良好的床身上，它可使机床的进给速度更快。从以前的12000mm/min到现在的24000mm/min、40000

30、mm/min、80000mm/min、甚至更高的速度。但是因为它是一个结合体，由滑块与导轨组成，中间有钢珠来承靠，所以其不耐受冲击力。如撞刀。若机床撞刀，轻者，造成钢珠变形，机床有异音产生；重者，导轨受严重冲击，滑块内的钢珠脱落、导轨变形甚至将整根导轨与床身分离，造成损失。硬轨，（又叫方轨），是直接铸在底座上，经过加工、淬火、研磨等多道工序处理后的两根平行导轨。它需润滑油来润滑，润滑油使鞍座或滑板通过其形成的油膜“悬空”于导轨上方运行，其运行的速度不如线轨。一般只有12000 mm/min、 18000mm/min、24000mm/min.但它耐受强力冲击。若撞刀后，轻者，重新调整其他相关部件

31、的精度即可；重的，只有可能损坏其他部件，它会“完好无损”。当然，不能用其他硬物来敲击它，否则，会加快刮花面的磨损，影响精度。4主轴主轴是一台高精密数控机床的核心部位，机床的好与坏，加工工件精度的高与差完全在于这台机床的主轴的精度高不高。主轴由主轴电机驱动，是数控车床的主传动，与进给传动采用了各自独立的伺服电机，使传动链变得简单、可靠。由于采用了高性能的主传动及主轴部件，CNC车床主传动具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小的优点。全功能CNC车床主轴实现无级变速控制，具有恒线速度、同步运行等控制功能。主轴箱的结构：主轴箱由用于旋转卡盘和工件的主轴、轴承、传递齿轮或带轮以及控制卡盘开启/闭合

32、与散热用的回转油缸、还有连接卡盘用的连接拉管等几大部件组成以日本TAKAMAZ 数控机床来讲述整个主轴箱的构造、传动方式以及精度要求： 主轴箱的构造 主轴本体前后两处轴承支撑，靠近主轴鼻端有两个圆锥孔滚柱轴承，能承受径向与轴向两种载荷。而后方的一个滚柱轴承，仅承受一个径向载荷。前后两处轴承都需用精密螺母来预紧，且组装好后的主轴鼻端的径向跳动需在0.001mm以内，（千分表表针几乎是无跳动）。轴向窜动需在0.002mm以内。主轴轴承的并排排列提高了主轴的刚性，为重切削提供了极佳的切削力。主轴传动带轮回转油压缸回水盒主轴箱同步带轮连接法兰内装连接拉管断面图 后部装上皮带轮用花键、防松螺母固定。随着

33、，将回转油缸装上，其跳动需在0.005mm以内，目的是能有效地防止振动，提高主轴寿命，更重要的是可以提高加工精度（粗糙度）。之后，装上连接拉管及其支撑环，还有接水盒。注意：TAKAMAZ主轴的回转油缸可以用26拉管和32拉管互换，用46拉管和52拉管互换，若是连接相对较大的拉管，安装时必须将拉管的前端与后端的跳动调整在0.05mm之内，否则，会产生“”现象，影响主轴的加工精度。主轴安装后，必须以每递增500rpm运转1小时，直到最高转速运行1小时后，测量其温升，不能超过室温15°。 传动方式伺服电机的带轮利用1根/2根 3R VH型 皮带或4根/5根/6根/7根“V”型皮带带动主轴带

34、轮旋转，使得主轴在106000rpm/min的转速范围内实现无级调速。主轴的运动通过同步带轮带动脉冲位置编码器，由其来检测主轴的转速。 精度要求为达到加工工件的精度（头大尾小）要求，在组装时，必须将主轴的中心线调整成向内偏移（即主轴鼻端朝里，回转油缸端朝外，允差0.005mm）；主轴的中心线调整成向上扬（及鼻端要比回转油缸端略高，不得低头，允差为0.005mm）。当然，机型不同，它所调整的精度要求也略有不同。5卡盘与卡爪图：卡盘 卡盘安装在主轴上，并配备有一套卡爪来夹持工件。可以将卡盘设计成有两个卡爪、3个卡爪、4个卡爪、6个卡爪形式。三爪卡盘一般通过自定心沿径向对正零件。自定心卡盘的各卡爪同

35、时夹紧和松开，可以自动找工件轴心与主轴线对齐；四个卡爪卡盘装夹工件时，通常要手动找正工件，各卡爪可以单独控制，分别实现夹紧和松开，适用于不规则零件的夹持。卡爪可以是淬硬钢(即硬卡爪)或低碳钢(即软卡爪)。硬卡爪有各种标准设计；软卡爪需要镗孔工序，以与所夹持工件的直径相匹配。卡盘有液压卡盘与气压卡盘之分。液压卡盘的夹持力较大，调整范围也宽，可在0.42.5MPa范围内调整，一般都是加工不易变形的工件；气压夹头调整范围相对较小，在0.050.2MPa范围内调整，夹持一些较易变形的工件加工。其优点在于其重复装夹的精度在0.001mm 。与主轴相连接的夹具或可设计成弹簧夹头，弹簧夹头用于夹持棒料。棒料

36、可弹簧夹头偏心筒夹 偏心块以是圆形、方形或六边形等。也可以是前后不同心的工件，如：曲轴 ，这时就需要将弹簧夹头设计成偏心的。在主轴上装上偏心筒夹后，加工零件会引起机床很大的震动，此时需要用动平衡仪来调整主轴/夹头的动平衡。使得机床的震动在0.003mm以内。这样，有利于保护主轴，延长主轴的寿命。普通的液压卡盘（夹头）比较经济合算，但重复装夹的精度不高；专用夹头，图为日本KITAKAWA公司生产的重复装夹精度可达到1µ的液压夹头。价格较高，昂贵的夹头要二、三十万元，相当于一台中高档数控车床的价格，但它的重复装夹精度可以达到0.001mm。如上图。采用液压、气压卡盘的数控车床，不仅可以简

37、单的调节其夹紧力，更是提高了工件的重复装夹的精度，同时也降低了操作工人的劳动强度。气压卡盘组装图液压卡盘装配图 6刀架（也称刀塔）图1-1-4数控车床的自动回转刀架数控车床都采用了自动回转刀架，在加工过程中可自动换刀，连续完成多道工序的加工，大大提高了加工精度和加工效率。刀架是用于安装刀具的部件。当CNC程序需要某一把刀具时，必须将它转位到切削位置。因此，其基本功能是夹持刀具并实现刀具的快速转位，实现换刀功能。如图1-1-4，数控车床多采用自动回转刀架来夹持各种不同用途的刀具，它们可能是外圆加工刀具，也可能是内孔加工刀具，转塔刀架可以夹持4把、6把、8把、12把以至更多的刀具。回转刀架上的工位

38、数越多，加工的工艺范围越大，但同时刀位之间的夹角越小，则在加工过程中刀具与工件的干涉会越大。刀塔有液压刀塔、伺服刀塔之分。 （1）液压刀塔 以六鑫油压凸轮式车床刀塔为例。它采用了DANFOSS高品质油压马达，具备了静音、扭力大、换刀速度快等特点，其内部机构为日内瓦式间歇机构，配合精密曲齿离合器，能使换刀的定位精度在0.003mm以内，并可承受重切削。（2）伺服刀塔 以日本TAKAMAZ生产的伺服刀塔为例。它采用了意大利生产的伺服电机及帝人 减速机构配合三菱驱动放大器，真正具备了静音、高速的特点，伺服马达推动的刀塔，可以快速呼叫刀具，其相邻的刀位换刀时间为0.2秒，重复定位精度在0.001mm以

39、内，其极其优益的高速性能，提高了生产效率。伺服刀塔由刀塔箱体、刀盘、啮合齿盘、油缸、旋转轴、减速机、伺服电机、单头电磁阀等部件组成。八角刀塔 十二角刀塔 7尾座如图，尾座用于支撑刚性较低的工件，如轴、长的空心铸件及小型零件等。尾座可以设计成手动操作或由CNC程序命令操作。尾座一般利用顶尖来支撑工件的一端。车床项尖有多种样式，以适用于各种车削加工的需要。最常用的顶尖是活动顶尖，它可以在轴承中旋转，从而能够减小摩擦。CNC车床尾座（带行程感应开关）尾座的安装位置是在主轴 的正对面，在床身的基座上，安装尾座导轨，导轨与Z轴导轨的平行度需在0.01mm以内。其导轨有矩形轨，也有“V” 形导轨等。一般来

40、说，矩形轨的刚性不如“V”形导轨。因为矩形导轨在尾座锁紧后，其精度会有一些变化，而“V”形导轨不会出现这些情况。尾座在调整精度的时候，要注意：尾座心轴及试棒都必须内偏（心轴内偏，允差为0.003mm，而试棒需内偏，允差为0.012mm。）；尾座的心轴及试棒都必须“抬头”（心轴内偏允差为0.006mm，而试棒可以内偏，允差为0.012mm。），不得低头；尾座试棒的中心必须比主轴的中心要高，允差为0.02mm；在检验双顶尖的精度时，仍需保持尾座侧略高，允差为0.02mm。只有保证这些要求，才能保证机床的加工精度要求（头小尾大）。尾座按照调整方式分，可分为固定尾座与可程式尾座。所谓固定尾座，是将尾座

41、连同滑板一起移至适当位置时，用固定螺钉固定，加工单一零件时不再移动尾座；而可程式尾座是在CNC里编写程式，将尾座和滑板可以一起沿着尾座导轨向主轴方向移动，至顶尖顶到工件为止，并在油压作用下将工件顶牢后，机床方可加工。还可调整其运行的速度。零件加工完后，尾座又可自动回到导轨的最右端，不影响工件的装夹。尾座还可通过安装位置感应开关及相关装置或修改PMC来保护尾座顶尖，即当尾座的心轴伸出时，顶尖没有顶到工件，不需任何操作，顶尖会自动缩回，CNC系统会产生报警，机床不再加工工件。这样，会提高机床的安全性能。 尾座的一般设置过程如下：(1)松开锁紧螺钉；(2)将尾座滑动到需要的位置；(3)允许尾座心轴回

42、缩来装、卸工件；(4)拧紧尾座锁紧螺钉；8.电源控制箱电源控制箱上通常安装有电源开关及各种电器元件，其中包括保险和复位按钮。为安全起见，这些元件均安装在电器控制柜内部。通常要对电源控制箱加锁以防止未得到授权的人员操作。如果需要进行电器方面的维护，需要与取得授权的人员联系。各种元器件在长期通电的情况下，会产生热量，需将这些热量排出，否则，会加快电器元件的老化，影响数控机床的寿命。故需常常检查散热部件是否有故障。有条件的话，我们可以加装空调来调节电器箱内部的温度，延缓电器元件的老化，延长机床的寿命。但是，若机床长期未处于加工状态的情况下，特别是春季，需经常接通电源，让各元气件通电后产生热量，来驱潮

43、气，以免有些元器件受潮出故障。9.其它设置(1)自动棒料进给器 此配置用于减少将工件材料装卡到卡盘时的操作时间。棒料进给器的目的是在CNC加工循环结束时快速、自动地装卡棒料。(2)零件接收器零件接收器的目的是当零件被切断后快速接收到它，以避免损坏零件、刀具和(或)机床部件。此配置一般配备在棒料进给类型的车床。(3)第二刀架主刀架和第二刀架均彼此独立地工作，可以同时切削两个零件，以减小循环时间。(4)对刀器（也叫对刀仪）图：自动对刀仪 对刀器是机床上的一个传感装置，可自动标记设置中的每一把刀具。操作员可根据需要手动将刀具沿X轴和Z轴方向移动到对刀器并与其接触，控制器会自动在偏置存储内存中记录此距

44、离值。这种装置可以减少机床设置时间，提高所加工零件的质量。图1-1-6车削中心的动力刀具对工件加工 (5)动力刀头此配置安装动力刀头进行主动切削，配合主机完成铣、钻、镗等各种复杂工序，动力刀头安装在动力转塔刀架。图1-1-6所示为工件随主轴准停定位后，车削中心的动力刀具对工件直径方向铣平面和键槽、钻径向孔以及动力刀具轴向加工工件的示意图。排屑机（附带接屑车） (6)切屑传送带/切削输送机（也叫排屑机）切屑传送带用于将加工工件时产生的金属切屑从CNC车床的工作区运走。可减少需要清理和维护CNC车床工作区的时间。 机械手（上下料系统）图：配有新型上下料系统的机床 为满足不同客户的切削及自动化需求，

45、在X-10i机床的成熟生产技术的基础上创新出这种新型的上下料系统，进一步提高了操作性能和生产效率。 自动门装置（自动门、自动卷门） 油雾收集器 此装置可以将机床加工过程中产生的切削液或切削油油雾吸收，可大大减少对环境的污染和对人体的危害。 升降工作台将工件放置在工作台上，手离开工件，按动按钮，工作台能自动将工件送至可装夹的位置，让机床加工。安装此装置，能提高人的安全性， 着座确认装置此装置可确认工件是否安装到位，可减少工件在径向的精度变化量。可检出0.003mm的精度变化。 自动灭火装置当某些材质需要用切削油加工时，加工过程中产生的油雾，可能会被加工中产生的火花所点燃，引起爆炸，此装置会感应到期间产生的烟雾，自动打开灭火器灭火，提高机床的安全性。 工件后部中心钻装上