第二章数控机床的机械结构

第二章数控机床的机械结构第一节机械结构的主要特点与基本要求第二节数控机床的主轴组件及传动装置第三节进给系统的机械传动机构第四节自动换刀装置第五节回转工作台第一节机械结构的主要特点与基本要求一、数控机床对结构的基本要求

由于工作原理和加工特点的差异，数控机床与普通机床在机械结构上存在着较大的差别，尽管它们外形结构很相似。特点上的差异主要体现在以下几个方面：1.自动保证稳定的加工精度2.提高加工能力和切削效率3.提高使用效率因此，数控机床的功能要求和设计要求与普通机床有较大的差异。数控机床的结构设计要求可以归纳为如下几方面：1.数控机床应具有更高的静、动刚度；

2.数控机床应有更小的热变形；

3.数控机床运动件之间的摩擦要小，要消除传动系统的间隙，达到低速时无爬行，高速时快速响应；4.数控机床应有更好的宜人性（人机关系及环保）当然，有关提高静、动刚度，抗振性能，热稳定性和几何精度等方面的要求和结构措施，对于普通机床和数控机床的设计都是一致的，主要是要求的程度不同。对普通机床的结构进行局部的改进，并配上经济简易的数控系统，使之成为数控机床，这是现有普通机床进行数控化的途径，但是不能因此就认为，将数控系统与普通机床连结在一起就构成了一台数控机床。（数控机床不等于数控系统加普通机床。）1.数控机床应具有更高的静、动刚度

（1）提高静刚度的措施1）基础大件采用封闭整体箱形结构2）合理布置加强筋3）提高部件之间的接触刚度。封闭整体箱形结构基础大件采用封闭整体箱形结构，可提高静刚度（2）提高动刚度的措施

1）改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料）

2）床身表面喷涂阻尼涂层

3）充分利用结合面的摩擦阻尼

4）采用新材料，提高抗震性

人造大理石床身（混凝土聚合物）采用人造大理石（花岗岩）床身，改善机床的阻尼特性，阻尼为灰铸铁的8~10倍。天然大理石床身

2.数控机床应有更小的热变形

控制热变形的措施：1)减少机床内部热源和发热量；2)改善散热和隔热条件,对机床热源进行强制冷却;3)合理设计机床的结构及布局采用热对称结构;4)进行热变形补偿。对机床热源进行强制冷却主轴冷却风管主轴冷却风管对机床热源进行强制冷却热对称结构立柱

3.数控机床运动件之间的摩擦要小，要消除传动系统的间隙，达到低速时无爬行，高速时快速响应。4.数控机床应有更好的宜人性（人机关系及环保）便于操作的机床结构二、数控机床机械结构

典型数控机床的机械结构主要由基础件、主传动系统、进给传动系统、回转工作台、自动换刀装置及其它机械功能部件等几部分组成。基础件

主要有床身、立柱、工作台、底座等。

基础件主要起支承和导向的作用。

对其基本要求是刚度要好。设计时应提高其固有频率和阻尼。2.主传动系统

作用：将动力传递给主轴，使系统具有切削所需要的转矩和速度。

要求主轴部件有更高的回转精度、更好的刚度和抗振性能，具有自动换刀功能的数控机床主轴在内孔中应有刀具自动松开和夹紧装置。3.进给传动系统

接收控制指令后实现直线运动或旋转运动的进给和定位，直接影响到机床的加工精度和质量。

对其稳定性、准确性和快速性有较高要求。4.回转工作台

数控转台参与切削，相当于进给运动坐标轴，要求与进给传动系统一样。

分度转台只完成分度运动，对其分度精度有要求，并要求在切削力的作用下保持位置不变。5.自动换刀装置和其他机械功能部件

对自动换刀装置的要求是结构简单，工作可靠。

其他功能部件主要有润滑、冷却、排屑和监控机构三、数控机床布局特点

数控机床大都采用机、电、液、气一体化布局，全封闭或半封闭防护，机械结构大大简化，易于操作及实现自动化。1.数控车床的布局和结构特点水平床身倾斜床身垂直床身立式数控车床立式数控铣床2.数控铣床的布局和结构特点卧式数控铣床龙门数控铣床固定立柱立式加工中心3.加工中心的布局和结构特点固定立柱立式加工中心O形整体床身立式加工中心移动立柱卧式加工中心移动立柱卧式加工中心工作台移动式龙门加工中心第二节数控机床的主轴组件及传动装置一、主轴组件的性能要求

主轴组件是数控机床的主要部件之一，包括主轴、主轴轴承及安装在主轴上的传动件等。主轴组件的性能对整机性能有很大的影响。主轴直接承受切削力，转速范围又很大，故对主轴组件的主要性能提出如下要求：（一）回转精度（主轴回转精度）

主轴回转中心线——主轴作回转运动时，线速度为零的点的连线。在理想状态下，回转中心线的空间位置应该是不变的。而由于主轴组件中各种因素的影响，回转中心线的空间位置每一瞬时都不同，这些瞬时回转中心线的平均空间位置称为理想回转中心线。2.主轴回转误差——瞬时回转中心线相对于理想回转中心线的空间位置距离。3.主轴回转精度——主轴回转误差的范围回转精度是指装配后，在无载的转动条件下主轴前端工作部位的径向和轴向跳动值。主轴部件的回转精度取决于部件中各个零件的几何精度、装配精度和调整精度。主轴回转精度的测量，一般分为三种：（1）静态测量（2）动态测量（3）间接测量（二）运动精度

运动精度指主轴在工作状态下的旋转精度，这个精度通常与静止或低速状态的旋转精度有较大差别，它表现在工作时主轴的回转中心位置的不断变化，即“主轴轴心漂移”现象，运动状态下的旋转精度取决于主轴的工作速度、轴承性能和主轴部件的平衡。（三）刚度

静刚度定义为产生单位位移变化所需施加的力，K=F/Y

（N/μm）

式中，F为外载荷，Y为位移。对于主轴来说，包括弯曲刚度和轴向刚度。主轴单元的弯曲刚度，定义为使主轴前端产生单位径向位移时，在位移方向所需施加的力；主轴单元的轴向刚度，则定义为使主轴轴向产生单位位移时，在轴向所需施加的力。在一般情况下，弯曲刚度远比轴向刚度重要，是衡量主轴单元刚度的重要指标，通常用来代指主轴的刚度。它与主轴单元的悬伸量、支承跨距、几何尺寸、金属的物理性能及轴承刚度有关。

（四）抗振性

机床工作时可能产生两种形态的振动：强迫振动和自激振动（或称颤振）。机床的抗振性指的是抵抗这两种振动的能力。*机床强迫振动的振源是：高速转动零部件的动态不平衡力，往复运动件的换向冲击力，周期变化的切削力等。*自激振动的频率是一定的，与外界干扰力的频率无关，而是接近于机床某一部件某一振型的固有频率。这个部件就是机床在抗振性方面的一个薄弱环节。改善和提高机床抗振性应该从以下几个方面着手：1、减少机床的内部振源；2、提高静态刚度；3、增加构件或结构的阻尼；4、使主轴的固有频率远远大于激振力的频率。（五）温升温升过高会引起两方面不良结果：主轴组件和箱体因热膨胀而变形，主轴的回转中心和机床其他件的相对位置会发生变化，直接影响加工精度；轴承等元件会因温度过高而改变已调好的间隙和破坏正常润滑条件，影响轴承的正常工作，严重时甚至会发生“抱轴”。一般采用恒温主轴箱解决温升问题。（六）耐磨性

刀具或工件的安装部位以及移动式主轴的工作部位是主轴上易磨损的地方，上述部位应淬硬，或氮化处理，以提高硬度，增加耐磨性。使轴承具有良好润滑。对数控机床除上述要求外，还应有：(在机械结构方面)刀具的自动夹紧装置主轴的准停装置主轴孔的清理装置等二、主轴一般都设计成阶梯圆柱形，前端外径大，后端外径小。主轴端部的结构形式端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，因此，要保证刀具或夹具定位（轴向、定心）准确，装夹可靠、牢固，而且装卸方便，主轴内部为空心，前端有锥孔用于装锥柄刀具，并有自动定心作用。主轴前端面有定向键，可传递转矩和刀具周向定位。目前，主轴的端部形状已标准化。主轴的主要尺寸参数包括：主轴直径、悬伸长度和支承跨距。（主要从主轴刚度、结构工艺性和主轴组件的工艺适用范围来考虑）作用：支承主轴、承受作用在主轴上的各种作用力（传动力、切削抗力等）要求：转速、精度和相应的承载能力（即有足够的轴向和径向刚度）。三、主轴轴承主轴部件常用轴承的类型和精度等级类型：

滚动轴承、滑动轴承（动压、静压）、空气静压轴承、陶瓷轴承、磁悬浮轴承精度等级

E(高级)、D(精密级)、C(特精级)、B(超精级)

普通精度的机床，前支承用C、D，后支承用D、E级，前支承比后支承高一个精度等级。精度较高的机床，前后支承均用B级精度。滚动轴承绝大多数数控加工中心的主轴采用滚动轴承支承滚动轴承根据滚动体的结构可分为球轴承、圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承。主轴支承分径向支承和推力支承。角接触轴承（角接触球轴承和圆锥滚子轴承）兼起径向推力支承的作用。推力支承应位于前支承内，原因是数控机床的坐标原点常设在主轴前端，为了减少因热膨胀造成的坐标原点位移，应尽量缩短坐标原点与推力支承之间的距离。动压轴承

靠液体润滑剂动压力形成的液膜隔开两摩擦表面并承受载荷的滑动轴承。液体润滑剂是被两摩擦面的相对运动带入两摩擦面之间的。静压轴承

滑动轴承的一种，是利用压力泵将压力润滑剂强行泵入轴承和轴之间的微小间隙的滑动轴承。特点是在任何轴的转速下具有极高的旋转精度和高的承载能力，但和动压轴承相比缺点是需要一套完善的外部油泵系统。使用范围为经常需要在低速运行而又要求承载能力高，旋转要求精度高，高转速的领域。如各种重型机床，以及高精度的机床。空气轴承空气轴承是以高压气体将轴颈悬浮在轴承圈当中，用空气作为润滑剂的滑动轴承，完全消除了固体之间的摩擦及由此引起的发热。空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而可用于高速机器、仪器及放射性装置中，但其负荷能力比油低。

磁力（磁悬浮）轴承靠磁场力支承载荷或悬浮转子的一种支承形式。特点有：

①摩擦小，功耗低，可实现超高速运转。

②支承精度高，工作稳定，可靠。

③可在高温、深冷及真空环境下运转。

④结构复杂，要求条件苛刻，对环境有磁干扰，但无其他污染。四、主轴轴承的配置

对主轴支承的基本要求是：

A．前后支承都应有承受径向载荷的轴承。支承方式：两支承、三支承等。

B．要有承受双向轴向载荷式的推动轴承。定位方式：前端定位:

后端定位:

两端定位:数控机床主轴承配置形式有下列三种：（1）前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60度角接触双列向心推力球轴承组合，后支承采用成对向心推力球轴承，可提高主轴的综合刚度，可满足强力切削的要求；（2）前轴承采用高精度双列向心推力球轴承，向心推力轴承高速性能好，但承载能力小，适合高速、轻载精密数控机床的主轴；（3）前轴承采用双列，后轴承采用单列圆锥滚子轴承，这种轴承径向和轴向刚度高，能承受较强的动载荷，但限制主轴的转速和精度，所以用于中等精度、低速、重载的数控机床的主轴。五、主轴滚动轴承的预紧预紧：使轴承滚道与滚动体之间有一定的过盈量，并使轴承滚道预先承受一定的载荷。作用：a.消除间隙b.提高轴承的接触刚度(一)双列圆柱滚子轴承的预紧靠内孔的锥面，使内圈径向胀大实现预紧的，为径向预紧。（二）角接触轴承的预紧

在轴向力的作用FA0的作用下，使内、外圈产生轴向错位实现预紧，为预紧力。多联角接触球轴承是根据预紧力组配的，有轻预紧、中预紧、重预紧三级。七、主轴轴承的润滑方式油脂润滑油液循环润滑油雾润滑油气润滑八、其它装置主轴内刀具自动装卸及吹屑装置

在加工中心上，为了实现刀具在主轴上的自动装卸，除了要保证刀具在主轴上正确定位之外，还必须设计自动夹紧装置。为防止切屑划伤主轴孔及刀柄表面，或使刀杆偏斜，定位不准，因此在换刀刀柄被松开的同时，应有压缩空气吹向锥孔表面，清除切屑。准停装置

在数控镗床、数控铣床和以镗铣为主的加工中心上，为了实现自动换刀，使机械手准确地将刀具装入主轴孔中，刀具的键槽必须与主轴的键位在周向对准；在镗削加工退刀时，要求刀具向刀尖反方向径向移动一段距离后才能退出，以免划伤工件，这都需要主轴具有周向定位功能；另外，一些特殊工艺要求，如在通过前壁小孔镗内壁的同轴大孔，或进行反倒角等加工时，也要求主轴实现准停，使刀尖停在一个固定的方位上，以便主轴偏移一定尺寸后，使大刀刃能通过前壁小孔进入箱体内对大孔进行镗削，所以在主轴上必须设有准停装置。

目前，主轴准停装置很多，主要分为机械式和电气式两种。主轴准停换刀

磁传感器准停

六、主轴传动方式对主传动系统的要求1.足够的转速范围

2.足够的功率和扭矩

3.各零部件应具有足够的精度、强度、刚度和抗振性

4.噪声低、运行平稳(一)齿形带传动1.多楔带又称复合V带，横断面呈多个楔形。优点：运转时振动小，发热少，运转平稳，重量轻，与带轮的接触好，负载分配均匀，即使瞬间超载或高速大转矩也不会打滑，传动效率比V带大20~30%，能满足加工中心主轴传动的要求。缺点：安装时需要较大的张紧力，所以使主轴和电动机承受了较大的径向负载。2.齿形带（1）结构齿形带又称同步齿形带，分为梯形齿同步齿形带和圆弧齿同步齿形带。结构和材质与楔形带相似，不同的是在齿面上覆盖了一层尼龙帆布，以减少传动齿与带轮的啮合摩擦。梯形齿齿形带在传递功率时，由于应力集中在齿根部位，使功率传递能力下降。同时与带轮接触面小，当带轮直径较小时，将使齿变形，会影响与带轮齿的啮合，不仅受力情况不好，而且在速度很高时，会产生较大的振动和噪声，所以加工中心的主传动中很少采用梯形齿同步齿形带。

圆弧齿同步齿形带匀化应力，改善了啮合，因此在加工中心上，无论是主传动还是伺服进给传动，需要用带传动时，总是优先考虑采用圆弧齿同步齿形带。优点：同步齿形带与一般带传动相比，不打滑，不需要很大的张紧力，减少或消除了轴的静态径向力；传动效率高；平均传动比准确，传动精度较高；减振性能好，无噪声，无需润滑，传动平稳；带的强度高、厚度小、质量小，可用于线速度60~80m/s的高速加工。同步齿形带传动(二)采用变速齿轮传动

如图所示，主轴电机经过二级齿轮变速，使主轴获得低速和高速两种转速系列，这种分段无级变速，确保低速时的大扭矩，满足机床对扭矩特性的要求。滑移齿轮常用液压拨叉和电磁离合器来改变其位置。变速齿轮传动(三)采用电动机直接驱动1.如图所示，伺服电动机轴与主轴用联轴器同轴联接。这种方式大大简化主轴箱体和主轴的结构，有效地提高主轴组件刚度。但主轴输出扭矩小，电机的发热和振动对主轴精度影响大。主轴电机2.电主轴电主轴又称内装式主轴电机，即主轴与电机转子合为一体，其优点是主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，可提高启动、停止的响应特性，利于控制振动和噪声。转速高，目前最高可达200000r/min。其缺点是电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴，因此，主轴组件的整机平衡、温度控制和冷却是内装式电机主轴的关键问题。

电主轴典型的结构和系统组成电主轴第三节进给系统的机械传动结构一、概述1、进给系统的功用协助完成加工表面的成形运动，传递所需的运动及动力。2、进给系统机械部分的组成传动机构+运动变换机构+导向机构+执行件（工作台）传动机构:齿轮传动、同步带传动运动变换：丝杠螺母副、蜗杆齿条副、齿轮齿条副等导向机构：导轨（滑动导轨、滚动导轨、静压导轨）工作台导轨副

3、主要要求(1)减小摩擦力采用摩擦力及动静摩擦力差值较小的传动件及导轨.(2)提高传动精度和刚度消除传动间隙,增加传动系统刚度.(3)减小运动惯量快速响应.减小运动部件质量.二、伺服电动机与进给丝杠的连接

由于滚珠丝杠、伺服电机及其控制单元性能的提高，目前许多场合都去掉减速机构，采用伺服电机与丝杠直接相联，减少产生误差的环节。2、齿轮减速式3、齿形带式1、采用联轴器的直连式三、传动装置传动装置的功用：将旋转运动转换成直线运动，并带动移动部件移动。为提高进给系统的灵敏度、定位精度和防止爬行，必须降低摩擦并减少静、动摩擦因数之差。通常采用滚珠丝杠螺母副。（一）滚珠丝杠螺母副使直线运动与旋转运动能相互转换。1、工作原理在丝杠3和螺母1上都有半圆弧的螺旋槽，当它们套装在一起时，便构成了滚珠的螺旋滚道。螺母上有滚珠回路管道b，a与c为滚珠在螺母上的进出口，将几圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠或滚柱2。当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动，从而迫使螺母或丝杠轴向移动。特点：（1）传动效率高：0.90到0.96（2）传动精度高:可消除间隙（3）传动平稳、无爬行现象（4）有可逆性（5）摩擦阻力小:静摩擦阻力及动静摩擦阻力差值小（6）制造工艺复杂（7）不能自锁2、滚珠丝杠螺母副的循环方式（1）外循环：滚珠在循环过程中回珠时与丝杠脱离接触的结构。常见有盖板式、螺旋槽式、插管式等

丝杆采用弧形铜管形成滚珠返回通道，由弯管的端部引导滚珠；其工作圈数是2.5圈或3.5圈，1～2列。*滚珠运动一个导程为1圈，*滚珠运动一个循环为1列。插管式螺旋槽式（2）内循环滚珠在循环过程中始终与丝杠保持接触的结构。采用反向器实现滚珠循环。

特点：一个循环只有一圈滚珠，因而回路短，工作滚珠数目少，流畅性好，摩擦损失小，效率高，径向尺寸紧凑。圆柱凸键式反向器：反向器的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽2，反向槽2靠圆柱外圆面及其上端的凸键1定位，以保证对准螺纹滚道方向。腰形镶块式反向器：反向器为一半圆头平键形镶块，镶块嵌入螺母的切槽中，其端部开有反向槽3，用镶块外廓定位。其尺寸较小，可减小螺母的径向和轴向尺寸，但其外廓和螺母上的切槽尺寸精度要求较高。内、外循环比较外循环方式制造工艺简单、应用广泛，但螺母径向尺寸较大，因用弯管端部作挡珠器，易磨损，噪音较大。内循环螺母结构紧凑，定位可靠，刚性好，不易磨损，反回滚道短，不易发生滚珠堵塞，摩擦损失小。缺点是结构复杂、制造较困难。

3、滚珠丝杠螺母副轴向间隙消除和预加载荷滚珠丝杠螺母的轴向间隙指受负载时，在滚珠与滚道型面接触的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有的间隙总和。单螺母中定导程的滚珠丝杠是不能消除轴向间隙的，双螺母的则可以消除轴向间隙。（a）把左右螺母往两头撑开（b）向中间挤紧使不受力侧的螺母接触变形降至零的外载荷约等于预加载荷F0的3倍，F≈3F0，所以滚珠丝杠的预加载荷F0应不低于丝杠最大轴向载荷的1/3。有的工厂规定F0=（1/9~1/10C0），C0为额定动载荷。消除间隙和预加载荷的方法有以下三种结构形式：（1）垫片消隙式（结构简单、刚性好、调整较麻烦）（2）螺纹消隙式（结构较复杂、刚性较好、调整方便）（3）齿差消隙式（结构复杂、刚性好、能精确控制预紧量）4、滚珠丝杠螺母副的选用原则：机床精度→选用滚珠丝杠精度，机床载荷→选定丝杠尺寸参数，验算：扭转刚度、弯曲刚度、临界转速与工作寿命

精度等级选择滚珠丝杠的精度对数控机床的定位精度有直接影响。主要精度指标：螺距（导程）误差、累积误差/300mm。普通数控机床选用D级，精密数控机床选用C级；。滚珠丝杠的热变形对数控机床定位精度的影响也不容忽视；长度L：L=工作行程+螺母长度+（5～10）名义直径D0：D0↑，丝杠承载能力和刚度越大。通常大于

L/30--L/35。螺距t：t小，螺旋升角小，摩擦力矩小，分辨率高；但传动效率低，承载能力低，应折中考虑。滚珠直径d0：d0越大，承载能力越高，尽量取大值。一般取d0=0.6t.

滚珠的工作圈数、列数和工作滚珠总数对丝杠工作特性影响较大。5.滚珠丝杠的支承结构

滚珠丝杠在机床上的支承形式

(a)一端装止推轴承(b)一端装止推轴承，另一端装深沟球轴承

(c)两端装止推轴承(d)两端装止推轴承及深沟球轴承

6.滚珠丝杠螺母副的制动为何要制动：传动效率高但不能自锁，用在垂直传动或高速大惯量场合时需要制动装置。制动方法：制动丝杆、制动伺服电机轴。工作时：在线圈7作用下，使齿轮8与内齿轮9脱开，弹簧受压缩；当步进电机停止转动时：7失电，在弹簧恢复力作用下，齿轮8、9啮合，齿轮9与电机端盖为一体，故与电机轴联接的丝杠得到制动。电气制动7.滚珠丝杠螺母副的安装一般要求：滚珠丝杠螺母副相对工作台不能有轴向窜动；螺母座孔中心应与丝杠安装轴线同心；滚珠丝杠螺母副中心线应平行于相应的导轨能方便地进行间隙调整或预紧（二）进给导轨副导轨质量对机床的刚度、加工精度和使用寿命都有很大的影响。导轨的作用：导向支承、承载数控机床常用导轨形式：塑料导轨：滑动摩擦滚动导轨：滚动摩擦静压导轨：液体摩擦1.对导轨的基本要求(1)导向精度高。导向精度主要是指运动部件沿导轨运动时的直线度或圆度。(2)足够的刚度。导轨要有足够的刚度，保证在静载荷作用下不产生过大的变形，从而保证各部件间的相对位置和导向精度。(3)良好的摩擦特性。动导轨沿支承导轨面长期运行会引起导轨的不均匀磨损，破坏导轨的导向精度，从而影响机床的加工精度。(4)低速运动的平稳性。进给运动的爬行，会降低工件精度，故要求导轨低速运动平稳，不产生爬行，这对高精度机床尤其重要。(5)阻尼特性好(高速时不振动)。(6)结构工艺性好。2.塑料滑动导轨

塑料滑动导轨具有摩擦因数低，且动、静摩擦因数差值小；减振性好，具有良好的阻尼性；耐磨性好，有自润滑作用；结构简单、维修方便、成本低等特点。分类：①贴塑导轨（聚四氟乙烯软带）它是在一滑动面上贴有一层抗磨软带，导轨的另一滑动面为淬火磨削面。②涂塑导轨（环氧树脂）3.滚动导轨工作原理：在导轨工作面之间安排滚动体，将滑动摩擦替换为滚动摩擦。

结构形式及组成：滚动导轨块直线滚动导轨特点：摩擦系数小，动静摩擦系数差值小，灵敏度高移动精度和定位精度高精度保持性好已成为标准件抗振性较差（通过预紧可以提高刚度和抗振性）(1)滚动导轨块镶钢导轨滚动导轨块上导轨下导轨是一种圆柱滚动体作循环运动的标准结构导轨元件，其结构如图所示。特点是刚度高，承载能力大，便于拆装，它的行程取决于支承件导轨平面的长度。缺点是导轨制造成本高，抗振性能欠佳。(2)直线滚动导轨直线滚动导轨结构如图所示，主要由导轨块、滑块、滚珠、保持架、端盖等组成。由于它将支承导轨和运动导轨组合在一起，作为独立的标准导轨副部件由专门生产厂家制造，故又称单元式滚动导轨。直线滚动导轨的结构1—压紧圈2—支承块3—密封板4—承载钢珠列5—反向钢珠列6—加油嘴7—侧板8—导轨9—保持器

直线滚动导轨单元弧形滚动导轨4.液体静压导轨

液体静压导轨是将具有一定压力的油液，经节流器输送到导轨面上的油腔中，形成承载油膜，将相互接触的导轨表面隔开，实现液体摩擦。这种导轨的摩擦因数小(一般为0.001～0.005)，机械效率高，能长期保持导轨的导向精度；承载油膜有良好的吸振性，低速时不易产生爬行，所以在机床上得到日益广泛的应用。这种导轨的缺点是结构复杂，且需备置一套专门的供油系统，制造成本较高。按承载方式的不同，液体静压导轨可分为开式和闭式两种。下图

为开式液体静压导轨工作原理图。液压静压导轨工作原理图

第四节自动换刀装置什么是自动换刀装置：储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换功能的装置ATC：AutomaticToolChanger为什么需要自动换刀装置：缩短非切削时间，提高生产率，可使非切削时间减少到20％～30％；“工序集中”，扩大数控机床工艺范围，减少设备占地面积；提高加工精度；数控机床对ATC要求：换刀时间尽可能短；刀具重复定位精度高；刀具储存量足够；结构紧凑，便于制造、维修、调整；布局应合理，使机床总布局美观大方；较好的刚性，避免冲击、振动及噪声，运转安全可靠；防屑、防尘装置。应用

数控车床、“加工中心”、车削中心、五轴加工机床一、自动换刀装置的形式1.回转刀架换刀

工作原理同分度工作台，多为顺序换刀，换刀时间短，结构简单，紧凑，但刀具容量小。多用于数控车床，车削中心。2.更换主轴换刀

脱开主轴传动转塔头抬起转塔头转位转塔头定位压紧主轴传动重新接通

特点：顺序换刀，换刀时间短，刀具主轴都集中在转塔头上，结构紧凑，但刚性较差，刀具主轴数受限。常用于数控钻、镗、铣床。工作步骤：3.带刀库的自动换刀系统这类换刀装置由刀库、选刀机构、刀具交换机构及刀具在主轴上的自动装卸机构等四部分组成；刀库可装在机床的工作台上、立柱上或主轴箱上，也可作为一个独立部件装在机床之外。这类换刀装置应用最广泛。