1-1数控机床机械结构概述

一、数控机床机械结构组成及特点

第一节数控机床机械结构概述1.数控机床机械结构组成主传动系统:包括主轴、主轴电机、C轴控制主轴电机等。进给传动系统:包括丝杠、联轴器、导轨等。自动换刀装置:包括刀架、刀库和机械手等。液压与气动装置:包括液压泵、气泵、管路等。辅助装置:包括工作台、分度头与万能铣头、卡盘、尾座、润滑与冷却装置、排屑及收集装置等。床身典型数控车床的机械结构主要包括:

典型数控车床的系统组成车削中心车削中心：带有刀库、动力刀具、C轴控制的数控车床车削中心的功用：除进行车削工序外，还可以进行轴向、径向铣削、钻孔、攻螺纹等加工。2.数控机床机械结构的特点

封闭整体箱形结构（1）高刚度数控机床要在高速和重负荷条件下工作，机床的床身、立柱、主轴等主要部件，均需具有很高的刚度，以减少工作中的变形和振动。提高静刚度的措施主要是基础大件采用封闭整体箱形结构

人造大理石床身（混凝土聚合物)提高动刚度的措施主要是改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料）、床身表面喷涂阻尼涂层、充分利用结合面的摩擦阻尼、采用新材料，提高抗震性。

（2）高精度、高灵敏度数控机床的运动部件还具有较高的灵敏度。导轨部件通常用滚动导轨、塑料导轨、静压导轨等，以减少摩擦力，使其在低速运动时无爬行现象。

（3）高抗振性数控机床的一些运动部件，除应具有高刚度、高灵敏度外，还应具有高抗振性。高抗振性:在高速重切削情况下减少振动，以保证加工零件的高精度和高的表面质量。特别要注意的是避免切削时的谐振，因此对数控机床的动态特性提出更高的要求。

（4）热变形小为保证部件的运动精度，要求机床的主轴、工作台、刀架等运动部件发热量要少，以防产生过大的热变形。风冷油冷对机床热源进行强制冷却二、数控机床的布局

1.数控车床的布局数控车床的主轴、尾座等部件相对床身的布局形式与普通车床一样，但刀架、床身和导轨的布局形式有很大不同。(2)刀架布局(1)床身和导轨的布局（1）床身和导轨的布局平床身斜床身平床身斜滑板立床身前斜床身平滑板工艺性好导轨面容易加工观察角度好工件调整方便排屑性能较好（2）刀架布局回转刀架有两种常见布局形式：一种是回转轴垂直于主轴；一种是回转轴平行于主轴。

按组合形式又有平行交错双刀架、垂直交错双刀架。平行交错双刀架垂直交错双刀架自动转位刀架的组合形式2.数控铣床/加工中心的布局数控铣床/加工中心是一种用途广泛的机床分为立式、卧式、立卧两用式三种。立式加工中心实物图立式加工中心布局形式卧式加工中心实物图

卧式加工中心布局形式立卧两用数控铣床实物图立卧两用铣床的动力头布局三、结构的发展1、新结构（1）箱中箱结构

为了提高刚度和减轻重量，采用框架式箱形结构，将一个框架式箱形移动部件嵌入另一个框架箱中。图

箱中箱结构（2）台上台结构如立式加工中心，为了扩充其工艺功能，常使用双重回转工作台，即在一个回转工作台上加装另一个(或多个)回转工作台。

（3）主轴摆头卧式加工中心中，为了扩充其工艺功能，常使用双重主轴摆头，如图(主轴及其回转均为零链传动)所示，两个回转轴为C和B。图1—25主轴摆头（4）八角形滑枕如图所示，八角形滑枕形成双V字形导向面，导向性能好，各向热变形均等，刚性好。a)结构图b)示意图c)实物图图

八角形滑枕c)（5）并联数控机床图

六杆加工中心的示意图之一图

六杆数控机床的结构示意图之一图

六杆数控机床的结构示意图之二图

六杆加工中心的示意图之二图

三杆机床传动副图

加装平行运动机构的三杆机床两端带万向联轴器的传动杆床座床座回转工作台主轴平行运动机构（6）没有X轴的加工中心a）加工图b）示意图图

德国ALFING公司的AS系列（没有X轴的加工中心）（7）立柱倾斜或主轴倾斜a）瑞士Liechti公司的立柱倾斜型加工中心b）瑞士Liechti公司的斜立柱模型图

立柱倾斜型加工中心

图

铣头倾斜式叶片加工中心(瑞士Starrag公司的铣头倾斜式叶片加工中心)（8）四立柱龙门加工中心图

日本新日本工机开发四立柱龙门加工中心（9）特殊机床图

为轨道铣磨机床