数控机床1(机械)

1、徐徐 立立佛山职业技术学院佛山职业技术学院 机电工程系机电工程系通用设备故障诊断与维修通用设备故障诊断与维修单元七单元七数控机床的机械系统数控机床的机械系统项目一：数控机床概述项目一：数控机床概述一、数控机床的分类：一、数控机床的分类：( (按加工工艺及机床用途的类型分类按加工工艺及机床用途的类型分类) )v 金属切削类金属切削类: : 数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心等。心等。v 金属成型类：数控压力机、数控弯管机、数控旋压机等。金属成型类：数控压力机、数控弯管机、数控旋压机等。v 特种加工类：电火花线切割机、数控激光加工机等。特种加工类：电火花线切

2、割机、数控激光加工机等。v 测量、绘图类：三坐标测量仪、数控绘图仪等。测量、绘图类：三坐标测量仪、数控绘图仪等。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床结构类型：二、数控切削机床结构类型：1 1、数控车床：、数控车床：数控车床的主要功能数控车床的主要功能 数控车床主要用于加工各种轴类、套筒类数控车床主要用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，例如内外圆柱面、和盘类零件上的回转表面，例如内外圆柱面、圆锥面、成型回转表面及螺纹面等。圆锥面、成型回转表面及螺纹面等。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床结构类型：二、数控切削机床结构类型：1 1、数控车床：、

3、数控车床：普通型数控车床普通型数控车床7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床结构类型：二、数控切削机床结构类型：1 1、数控车床：、数控车床：普通型数控车光机普通型数控车光机主要结构特点：主要结构特点： 机床床身为水平结构；机床床身为水平结构； 配四工位或六工位刀架；配四工位或六工位刀架； 主轴变速机构为机械有主轴变速机构为机械有级变挡或变频电气调速；级变挡或变频电气调速； 卡盘为手动或液压控制；卡盘为手动或液压控制；7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床结构类型：二、数控切削机床结构类型：1 1、数控车床：、数控车床：普及型数控车床普及型数控车床7.1 7

4、.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床结构类型：二、数控切削机床结构类型：1 1、数控车床：、数控车床：普及型数控车光机普及型数控车光机主要结构特点：主要结构特点： 机床床身为斜床身结构机床床身为斜床身结构形式；形式； 换刀装置为自动转塔换换刀装置为自动转塔换刀（标配为刀（标配为8 8工位）；工位）； 主轴变速为机械自动换主轴变速为机械自动换挡和电气无级调速；挡和电气无级调速； 主轴卡盘为液压控制；主轴卡盘为液压控制；7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床结构类型：二、数控切削机床结构类型：1 1、数控车床：、数控车床：多功能型数控车床多功能型数控车床7.1 7.1

5、数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床结构类型：二、数控切削机床结构类型：1 1、数控车床：、数控车床：多功能型数控车光机多功能型数控车光机主要结构特点：主要结构特点： 增配了主轴增配了主轴C C轴控制轴控制的伺服电动机；的伺服电动机； 配备了刀具的动力配备了刀具的动力头，完成车铣钻加工；头，完成车铣钻加工； 有的数控机床采用有的数控机床采用多轴控制如直线多轴控制如直线Y Y轴或轴或旋转旋转B B轴。轴。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：2 2、数控铣床：、数控铣床：数控铣床的主要功能：数控铣床的主要功能： 数控铣床适合于各种箱体类和板类零件

6、的加数控铣床适合于各种箱体类和板类零件的加工，主要对工件进行型面的铣削加工外，也可工，主要对工件进行型面的铣削加工外，也可以对工件进行钻、扩、铰、锪、镗以及攻螺纹以对工件进行钻、扩、铰、锪、镗以及攻螺纹等功能的加工等功能的加工 。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：2 2、数控铣床：、数控铣床：立式数控铣床立式数控铣床7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：2 2、数控铣床：、数控铣床：立式数控铣光机立式数控铣光机主要结构特点：主要结构特点： 主运动为刀具的切主运动为刀具的切削运动，而进给运动为削运动，

7、而进给运动为工作台移动；工作台移动； 工作台除工作台除X/YX/Y方向移方向移动外，还可利用分度头动外，还可利用分度头作回绕作回绕A/BA/B轴旋转轴旋转； 7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：2 2、数控铣床：、数控铣床：卧式数控铣床卧式数控铣床7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：2 2、数控铣床：、数控铣床：卧式数控铣光机卧式数控铣光机主要结构特点：主要结构特点： 增配了主轴增配了主轴C C轴控制轴控制的伺服电动机；的伺服电动机； 配备了刀具的动力配备了刀具的动力头，完成车铣钻加工；头，完成车铣

8、钻加工； 有的数控机床采用有的数控机床采用多轴控制如直线多轴控制如直线Y Y轴或轴或旋转旋转B B轴。轴。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：2 2、数控铣床：、数控铣床：动台式龙门数控铣动台式龙门数控铣7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：2 2、数控铣床：、数控铣床：动梁式龙门数控铣床动梁式龙门数控铣床7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：2 2、数控铣床：、数控铣床：五面体龙门数控铣床五面体龙门数控铣床7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控

9、切削机床类型：二、数控切削机床类型：2 2、数控铣床：、数控铣床：五面体龙门数控铣动力头五面体龙门数控铣动力头7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：3 3、加工中心：、加工中心：数控加工中心的主要功能：数控加工中心的主要功能： 把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，工件一次装夹后能完成较多能集中在一台设备上，工件一次装夹后能完成较多的加工步骤，加工精度较高的加工步骤，加工精度较高 。 数控加工中心的分类：数控加工中心的分类： 立式数控加工中心；卧式数控加工中心；龙门立式数控加工中心；卧式

10、数控加工中心；龙门数控加工中心数控加工中心7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：3 3、加工中心：、加工中心：斗笠式自动换刀立式加工中心斗笠式自动换刀立式加工中心7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：3 3、加工中心：、加工中心：凸轮机械手式自动凸轮机械手式自动换刀立式加工中心换刀立式加工中心7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：3 3、加工中心：、加工中心：带机械手链式刀库带机械手链式刀库的卧式加工中心的卧式加工中心7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述

11、二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：3 3、加工中心：、加工中心：大型龙门式数控加工中心大型龙门式数控加工中心7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：3 3、加工中心：、加工中心：工作台回转立式五轴加工中心工作台回转立式五轴加工中心系统基本轴：系统基本轴： X X、Y Y、Z Z轴轴回转轴：回转轴： C C轴（轴（360360度）度） A A轴（轴（30-12030-120度）度）7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述二、数控切削机床类型：二、数控切削机床类型：3 3、加工中心：、加工中心：主轴、工作台回转立式五轴加工中心主轴、工作台回转立

12、式五轴加工中心 系统基本轴：系统基本轴： X X、Y Y、Z Z轴轴回转轴：回转轴： C C轴（轴（360360度）度） B B轴（轴（9 90 0度）度）7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述三、数控机床机械结构组成：三、数控机床机械结构组成： 数控机床的机床本体就是机械结构件，包括床身、数控机床的机床本体就是机械结构件，包括床身、箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、进给机构、刀具交箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、进给机构、刀具交换装夹机构等。换装夹机构等。 此外，为保证数控机床功能的充分发挥，还有一些此外，为保证数控机床功能的充分发挥，还有一些辅助系统，如冷却、润滑、液压（或气动）、排屑、防

13、辅助系统，如冷却、润滑、液压（或气动）、排屑、防护系统等。护系统等。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述三、数控机床机械结构组成：三、数控机床机械结构组成：1 1主传动系统主传动系统 它包括动力源、传动件及主运动执行件主它包括动力源、传动件及主运动执行件主轴等，其功用是将驱动装置的运动及动力传给轴等，其功用是将驱动装置的运动及动力传给执行件，以实现主切削运动。执行件，以实现主切削运动。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述三、数控机床机械结构组成：三、数控机床机械结构组成：2 2进给传动系统进给传动系统 它包括动力源、传动件及进给运动执行件工它包括动力源、传动件及进给运动执行件工作台（刀

14、架）等，其功用是将伺服驱动装置的作台（刀架）等，其功用是将伺服驱动装置的运动与动力传给执行件，以实现进给切削运动。运动与动力传给执行件，以实现进给切削运动。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述三、数控机床机械结构组成：三、数控机床机械结构组成：3 3基础支承件基础支承件 它是指床身、立柱、导轨、滑座、工作台它是指床身、立柱、导轨、滑座、工作台等，它支承机床的各主要部件，并使它们在静等，它支承机床的各主要部件，并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。止或运动中保持相对正确的位置。4 4辅助装置辅助装置 该装置视数控机床的不同而异。如自动换刀该装置视数控机床的不同而异。如自动换刀系统、液压气

15、动系统、润滑冷却装置等。系统、液压气动系统、润滑冷却装置等。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述四、数控机床总体布局：四、数控机床总体布局： 机床总体布局的内容包括确定机床各主要部件间机床总体布局的内容包括确定机床各主要部件间的相对运动和相对位置关系两方面。的相对运动和相对位置关系两方面。 机床总体布局的好坏关系到机床的结构性能、加机床总体布局的好坏关系到机床的结构性能、加工功能与运动性能、机床的使用等。工功能与运动性能、机床的使用等。 从使用角度讲，应便于同时操作和观察；排屑和从使用角度讲，应便于同时操作和观察；排屑和冷却冷却 ；刀具、工作装卸、夹紧方便；具有自动换刀功；刀具、工作装卸、

16、夹紧方便；具有自动换刀功能的加工中心要考虑刀库容量与形式，机械手换刀动能的加工中心要考虑刀库容量与形式，机械手换刀动作与路径等因素。作与路径等因素。 7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述四、数控机床总体布局：四、数控机床总体布局： 1 1、数控车床、数控车床7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述四、数控机床总体布局：四、数控机床总体布局： 1 1、数控车床、数控车床 图数控车床的三种布局方案图数控车床的三种布局方案 图图(a)(a)为横床身，为横床身，X X轴方向宽，排屑不利，前置刀架，轴方向宽，排屑不利，前置刀架，对工件装夹不便。对工件装夹不便。 图图(b)(b) 斜床身，排屑条件有所

17、改善，后置刀架。斜床身，排屑条件有所改善，后置刀架。 图图(c)(c)为立床身，而且采用反车加工方式，大量的切为立床身，而且采用反车加工方式，大量的切屑直接落入自动排屑的运输装置，排屑迅速。屑直接落入自动排屑的运输装置，排屑迅速。 为了防止切屑与冷却液飞溅，避免润滑油外泄，将机为了防止切屑与冷却液飞溅，避免润滑油外泄，将机床作成全封闭结构，只在工作区处留有可以自动开闭的床作成全封闭结构，只在工作区处留有可以自动开闭的门窗，用于观察和装卸工作。门窗，用于观察和装卸工作。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述四、数控机床总体布局：四、数控机床总体布局： 2 2、加工中心、加工中心7.1 7.1

18、数控机床概述数控机床概述四、数控机床总体布局：四、数控机床总体布局： 2 2、加工中心、加工中心7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述四、数控机床总体布局：四、数控机床总体布局： 3 3、五面体加工中心、五面体加工中心7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述四、数控机床总体布局：四、数控机床总体布局： 3 3、五面体加工中心、五面体加工中心7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述四、数控机床总体布局：四、数控机床总体布局： 4 4、五坐标数控机床、五坐标数控机床7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述五、数控机床机械结构要求：五、数控机床机械结构要求： 在切削加工中，数控机床与普通机床相比其

19、工艺在切削加工中，数控机床与普通机床相比其工艺适应性强、质量稳定、加工精度、自动化程度、生产适应性强、质量稳定、加工精度、自动化程度、生产效率高。对其机械结构提出了更高的要求。效率高。对其机械结构提出了更高的要求。 高刚度、高抗振性。高刚度、高抗振性。 高抗振性。高抗振性。 高的低速运动平稳性。高的低速运动平稳性。 高的定位精度。高的定位精度。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述六、数控机床机械结构特点：六、数控机床机械结构特点： 与传统的普通机床相比，除去控制系统由数与传统的普通机床相比，除去控制系统由数控装置进行自动控制之外，数控机床的外部造控装置进行自动控制之外，数控机床的外部造型、

20、整体布局，机械传动系统与刀具系统的部型、整体布局，机械传动系统与刀具系统的部件结构以及操作机构等方面都已发生了很大的件结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控技术的变化。这种变化的目的是为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的优越性。要求和充分发挥数控机床的优越性。7.1 7.1 数控机床概述数控机床概述六、数控机床机械结构特点：六、数控机床机械结构特点： 与传统的普通机床相比，它有以下特点：与传统的普通机床相比，它有以下特点： 数控机床采用了高性能主轴部件及传动系统，机数控机床采用了高性能主轴部件及传动系统，机械传动结构简化，传动链较短。械传动结构简化，传动链较短。 数控机床机械结构具有较高刚度和耐磨性数控机床机械结构具有较高刚度和耐磨性, ,热变热变形小，传动部件的