第六章 数控机床机械结构与装置：本章主要介绍数控机床的机械结构，数控机床的机械结构包括：机床的床身、立柱和导轨；工作台；主轴部件；进给系统；刀架和刀库；自动换刀装置；其他辅助装置。6.1数控机床的机械结构特点:1)结构简单、操作方便、自动化程度高 主轴箱、进给箱结构简单；电机直接连主轴、滚珠丝杠；采用直线电机、电主轴则不需丝杠、主轴箱；不需手柄等操作机构； 2)广泛采用高效、无间隙传动装置 滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、 直线滚动导轨 3)具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件 工艺复合化、功能集成化。自动换刀装置、动力刀架、自动排屑装置、自动润滑 装置、自动工作台交换装置、自动装卸、自动对刀、破损检测、立卧转换等。 4)对机械结构、零部件要求高（刚度、功率、精度……） 高速、高精度、高效。 无人化、工艺复合、功能集成。 开机时间长、工作负载增加、粗精合一 对机械结构的基本要求: 刚度高；抗振性好；热变形小[单选题]基础大件采用封闭整体箱形结构可以提高数控机床的静刚度。
6.2数控机床的主传动系统:主传动系统作用：产生主切削力 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 主传动的变速方式： 1) 采用变速齿轮传动 通过少数几对齿轮降速，使之成为分段无级变速。滑移齿轮的移位采用液压拨叉或电磁离合器控制。 应用：大中型数控机床 2) 采用同步齿形带传动 主要应用在小型数控机床，可避免齿轮传动引起的振动和噪声，但它只适用于低扭矩特性要求的主轴。 常用带：多楔带、同步带 3)采用主轴电机直接驱动（一体化主轴，电主轴） 主轴与电机制成一体，使主轴驱动机构简化。电主轴组成：空心轴转子、带绕组的定子、速度检测元件。空心轴转子，既是电机的转子，也是主轴。 主轴准停功能： 每次机械手自动装取刀具时，必须保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键 为满足主轴这一功能而设计的装置称为主轴准停装置或称主轴定向装置 在加工精密的坐标孔时，由于每次都能在主轴的固定圆周位置换刀，故能保证刀尖与主轴相对位置的一致性，从而减少被加工孔的尺寸分散度
6.3数控机床的进给传动系统:进给传动系统是将伺服电机的旋转运动转变为执行部件的直线运动或回转运动。 进给系统组成:伺服电机及检测元件、传动机构、运动变换机构、导向机构、执行件 常用的传动机构:一到两级传动齿轮和同步带； 运动变换机构:丝杠螺母副、蜗杆蜗轮副、齿轮齿条副等； 导向机构:滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、轴承等 对进给传动系统的要求： 有较高的工作精度；响应速度快；调速范围宽；稳定性好；可靠性高 按丝杠与螺母的摩擦性质分： 滑动丝杠螺母副：主要用于旧机床的数控化改造、经济型数控机床等； 滚珠丝杠螺母副：广泛用于中、高档数控机床； 静压丝杠螺母副：主要用于高精度数控机床、重型机床。 丝杠（螺母）旋转，滚珠在封闭滚道内沿滚道滚动、迫使螺母（丝杠）轴向移动，从而实现将旋转运动变换成直线运动。 导轨分类：滑动导轨、滚动导轨、静压导轨 塑料滑动导轨--塑料与金属相摩擦，导轨的滑动性好，在数控机床上广泛采用 静压导轨通常在两个相对运动的导轨面间通人压力油，使运动件浮起。油压能随外加负载的变化自动调节，保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。摩擦系数极小，功率消耗少，磨损少、精度保持性好，寿命长 。制造成本较高。目前静压导轨一般应用在大型、重型数控机床上 。 分度工作台分度过程：工作台上升→工作台旋转分度→分度到位工作台下降→分度完成 数控回转工作台 为消除累积误差，数控回转工作台设有零点 数控回转工作台可作任意角度的回转和分度，因此能够达到较高的分度精度
6.4数控机床其他部件:分类: 回转刀架式 、转塔式 回转刀架换刀装置，常用于数控车床。 可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架，并相应地安装四把、六把或更多的刀具。 加工中心自动换刀装置：盘式刀库；链式刀库
6.1数控机床的机械结构特点:1)结构简单、操作方便、自动化程度高 主轴箱、进给箱结构简单；电机直接连主轴、滚珠丝杠；采用直线电机、电主轴则不需丝杠、主轴箱；不需手柄等操作机构； 2)广泛采用高效、无间隙传动装置 滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、 直线滚动导轨 3)具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件 工艺复合化、功能集成化。自动换刀装置、动力刀架、自动排屑装置、自动润滑 装置、自动工作台交换装置、自动装卸、自动对刀、破损检测、立卧转换等。 4)对机械结构、零部件要求高（刚度、功率、精度……） 高速、高精度、高效。 无人化、工艺复合、功能集成。 开机时间长、工作负载增加、粗精合一 对机械结构的基本要求: 刚度高；抗振性好；热变形小
6.2数控机床的主传动系统:主传动系统作用：产生主切削力 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 主传动的变速方式： 1) 采用变速齿轮传动 通过少数几对齿轮降速，使之成为分段无级变速。滑移齿轮的移位采用液压拨叉或电磁离合器控制。 应用：大中型数控机床 2) 采用同步齿形带传动 主要应用在小型数控机床，可避免齿轮传动引起的振动和噪声，但它只适用于低扭矩特性要求的主轴。 常用带：多楔带、同步带 3)采用主轴电机直接驱动（一体化主轴，电主轴） 主轴与电机制成一体，使主轴驱动机构简化。电主轴组成：空心轴转子、带绕组的定子、速度检测元件。空心轴转子，既是电机的转子，也是主轴。 主轴准停功能： 每次机械手自动装取刀具时，必须保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键 为满足主轴这一功能而设计的装置称为主轴准停装置或称主轴定向装置 在加工精密的坐标孔时，由于每次都能在主轴的固定圆周位置换刀，故能保证刀尖与主轴相对位置的一致性，从而减少被加工孔的尺寸分散度
6.3数控机床的进给传动系统:进给传动系统是将伺服电机的旋转运动转变为执行部件的直线运动或回转运动。 进给系统组成:伺服电机及检测元件、传动机构、运动变换机构、导向机构、执行件 常用的传动机构:一到两级传动齿轮和同步带； 运动变换机构:丝杠螺母副、蜗杆蜗轮副、齿轮齿条副等； 导向机构:滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、轴承等 对进给传动系统的要求： 有较高的工作精度；响应速度快；调速范围宽；稳定性好；可靠性高 按丝杠与螺母的摩擦性质分： 滑动丝杠螺母副：主要用于旧机床的数控化改造、经济型数控机床等； 滚珠丝杠螺母副：广泛用于中、高档数控机床； 静压丝杠螺母副：主要用于高精度数控机床、重型机床。 丝杠（螺母）旋转，滚珠在封闭滚道内沿滚道滚动、迫使螺母（丝杠）轴向移动，从而实现将旋转运动变换成直线运动。 导轨分类：滑动导轨、滚动导轨、静压导轨 塑料滑动导轨--塑料与金属相摩擦，导轨的滑动性好，在数控机床上广泛采用 静压导轨通常在两个相对运动的导轨面间通人压力油，使运动件浮起。油压能随外加负载的变化自动调节，保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。摩擦系数极小，功率消耗少，磨损少、精度保持性好，寿命长 。制造成本较高。目前静压导轨一般应用在大型、重型数控机床上 。 分度工作台分度过程：工作台上升→工作台旋转分度→分度到位工作台下降→分度完成 数控回转工作台 为消除累积误差，数控回转工作台设有零点 数控回转工作台可作任意角度的回转和分度，因此能够达到较高的分度精度
6.4数控机床其他部件:分类: 回转刀架式 、转塔式 回转刀架换刀装置，常用于数控车床。 可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架，并相应地安装四把、六把或更多的刀具。 加工中心自动换刀装置：盘式刀库；链式刀库
选项:[对, 错]
[单选题]多楔带，既有平带柔软、强韧的特点，又有v带紧凑、高效等优点。
选项:[错, 对]
[单选题]主轴准停功能可以使主轴准停在某一位置。
选项:[对, 错]
[单选题]数控机床导轨分类一般分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。
选项:[对, 错]
[单选题]电主轴是将主轴与电机制成一体而得到一种数控机床部件。
选项:[对, 错]
[单选题]数控机床主传动的变速方式包括：变速齿轮传动、采用同步齿形带传动、采用主轴电机直接驱动。
选项:[对, 错]
[单选题]数控机床主传动的变速方式包括：变速齿轮传动、采用同步齿形带传动、采用主轴电机直接驱动。
选项:[错, 对]
[单选题]电主轴是将主轴与电机制成一体而得到一种数控机床部件。
选项:[错, 对]
[单选题]数控机床导轨分类一般分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。
选项:[对, 错]
[单选题]主轴准停功能可以使主轴准停在某一位置。
选项:[对, 错]
[单选题]多楔带，既有平带柔软、强韧的特点，又有v带紧凑、高效等优点。
选项:[错, 对]
[单选题]基础大件采用封闭整体箱形结构可以提高数控机床的静刚度。
选项:[错, 对]
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