第2章+机械结构及设计方法.1

Page1《数控机床数字孪生设计与仿真验证》

——第2章数控机床机械结构设计Page2目标与导读2.1典型数控机床概述2.2数控机床的机械结构设计方法2目录1Page3目标与导读知识

目标1.了解典型智能装备-数控机床的分类与应用场合2.了解典型智能装备-数控机床的机械结构及其功能能力

目标1.能够记住典型智能装备-数控机床各机械部件的传动关系及装配顺序2.能够运用制图软件绘制典型智能装备-数控机床的常规机械部件素质目标1.培养学生的分析问题解决问题能力2.培养学生表达能力和团队协作能力3.培养学生自主学习和自我提升的能力素养目标1.通过设计机床机械部件，提升学生工程应用的创新思维2.通过设计机床机械部件，培养学生精益求精的工匠精神教学目标导读Page42.1典型数控机床简介

2.1.1.机床的运动方式——点位控制数控机床01特点：数控系统只控制移动部件从一个位置点精确地移动到另一个位置点，对运动轨迹不做要求，位置移动过程中不加工。数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点间的运动轨迹，因此几个坐标轴间的运动无任何联系。02常见设备：数控钻床、数控镗床、数控冲床等，主要性能指标是保证终点位置精度，要求快速定位，减少空行程时间。Page52.1典型数控机床简介

2.1.1.机床的运动方式——直线控制数控机床01特点：数控系统不仅要控制点之间的准确位置，同时还要控制移动的速度和轨迹，在刀具相对工件进行移动的同时进行切削加工，而且其加工轨迹是平行于机床各坐标轴的直线02常见设备：数控磨床、数控车床等，适用于直线切削加工任务。Page62.1典型数控机床简介

2.1.1.机床的运动方式——轮廓控制数控机床01特点：数控系统能对刀具相对于零件的运动轨迹进行连续控制，从而可以加工任意斜率的直线、圆弧、抛物线等。这种控制系统一般都是两坐标轴及两坐标轴以上的多坐标轴联动控制系统。运动过程不仅控制运动起点和终点的位置，而且同时还要控制加工过程中的每一点的位置和速度。02常见设备：数控铣床或加工中心等，适用于复杂形状零件的加工Page72.1典型数控机床简介

2.1.2.机床的常见应用——数控车床机床本体与普通车床结构布局相似，在普通车床上能够完成的加工内容都可以在数控车床上完成。数控车床具有数控系统和伺服系统，提高了加工效率和精度。0102Page82.1典型数控机床简介

2.1.2.机床的常见应用——数控铣床（或加工中心）主轴带动刀具旋转，主轴箱可上下移动，工作台可横向和纵向移动。具有三轴联动及三轴以上联动功能加工中心在数控铣床基础上加装刀库和自动换刀装置，实现工件一次安装定位，完成多工序加工。。0102Page92.1典型数控机床简介

2.1.3.机床的伺服控制类型——开环控制数控机床02适用场景：精度要求不高、成本低廉的经济型中小型数控机床和旧设备的技术改造。特点：没有检测反馈装置，数控装置发出信号的流程是单向的，不存在系统稳定性问题。Page102.1典型数控机床简介

2.1.3.机床的伺服控制类型——闭环控制数控机床02适用场景：精度要求高的数控铣床、超精数控车床、大型数控机床。01特点：增加检测反馈装置，实时检测移动部件位置，与指令位置信号相比较，控制进给轴运动，精度高。Page112.1典型数控机床简介

2.1.3.机床的伺服控制类型——半闭环控制数控机床02适用场景：大多数中、小型数控机床，调试方便，控制特性稳定。特点：检测元件装在电动机轴或丝杠轴端部，工作台实际位置通过测得的电动机轴角位移间接计算，控制精度介于开环与闭环之间。Page122.2数控机床的机械结构及设计

2.2.1.选择机械结构选择典型机械结构图和模型进行讲解，减少传统机械及电气交叉融合教学中的困难。Page132.2数控机床的机械结构及设计

2.2.2.主要机械结构功能及传动关系-数控机床机械部分02动力源为机床运动提供动力，如电机、液压系统等。01刀具安装装置用于安装刀具，如车床的刀架、钻床的主轴、加工中心刀库等。03主传动部件实现机床主运动，如车床、钻床、铣床的主轴箱等，其精度影响零件加工精度。04刀具安装装置实现机床进给运动，如车床的进给箱、钻床的进给机构等，用于调整、退刀及快速运动。05支承件支承和连接机床各零部件，如床身、立柱等，是机床的基础构件。06工件安装装置用于安装工件，如车床的卡盘和尾座、铣床的工作台等。Page142.2数控机床的机械结构及设计

2.2.3.机械结构设计——设计顺序01第一步第二步第三步第四步第五步床身创建Z轴及主轴创建X轴滑枕创建工作台创建刀库创建Page152.2数控机床的机械结构及设计

2.2.4.机械结构装配——装配顺序01·第一步第二步第三步第四步第五步第六步放置床身工作台装配X轴导轨装配X轴滑枕装配Z轴及主轴装配刀库装配Page16习题一、填空题：1.

从控制运动方式分类，数控机床分为：

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。2.

列举三种常见的金属切削类数控机床：

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。3.

数控机床主要机械结构包括

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