数控铣床的结构组成

数控铣床的结构组成

数控铣床形式多样，不同类型的数控铣床在组成上虽有所差别，但却有许多相似之处。下面以XK5040A型数控立式升降台铣床为例介绍其组成情况。Ⅺ锯040A型数控立式升降台铣床配有Ⅳ四3MA数控系统，采用全数字交流伺服驱动。该机床由6个主要部分组成．即床身部分，铣头部分，工作台部分，横进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。床身内部布局合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床进行水平调整，切削液储液褴设在机床座内部。

铣头部分由有级（或无级）变速箱和铣头两个部件组成。铣头主轴支承在高精度轴承上．保证主轴具有高回转精度和良好的刚性；主轴装有快速换刀螺母，前端锥采用1$0505锥度；主轴采用机械无级变速，其调节范围宽，传动平稳，操作方便。刹车机构能使主轴迅速制动，可节省辅助时间，刹车时通过制动手柄撑开止动环使主轴立即制动。启动主电动机时，应注意松开主轴制动手柄。铣头部件还装有伺服电机、内齿带轮、滚珠丝杠副及主轴套简，它们形成垂直方向（z方向）进给传动链，使主轴作垂向直线运动。

工作台与床鞍支承在升降台较宽的水平导轨上，工作台的纵向进给是由安装在工作台右端的伺服电机驱动的。通过内齿带轮带动精密滚珠丝杠剐，从而使工作台获得纵向进给。工作台左端装有手轮和刻度盘，以便进行手动操作。床鞍的纵横向导轨面均采用了TuRcllE B贴塑面，从而提高了导轨的耐磨性、运动的平稳性和精度的保持性，消除了低速爬行现象。

升降台前方装有交流伺服电机．驱动床鞍作横向进给运动，其传动原理与工作台的纵向进给相同。此外．在横向滚珠丝杠前端还装有进给手轮，可实现手动进给。升降台左侧装有锁紧手柄，轴的前端装有长手柄，可带动锥齿轮及升降台丝杆旋转，从而获得升降台的升降运动。

系统分类

①冷却系统。机床的冷却系统是由冷却泵、出水管、回水管、开关及喷嘴等组成，冷却泵安装在机床底座的内腔里，冷却泵将切削液从底座内储液池打至出水管，然后经喷嘴喷出，对切削区进行冷却。

②润滑系统及方式。润滑系统是由手动润捐油泵、分油器、节流阀、油管等组成。机床采用周期润滑方式，用手动润滑油泵，通过分油器对主轴套筒、纵横向导轨及三向滚珠丝杆进行润滑，以提高机床的使用寿命。

数控铣床的基础件通常是指床身、立柱、横梁、工作台、底座等结构件，其尺寸较大（俗称大件），井构成了机床的基本框架。其他部件附着在基础件上，有的部件还需要沿着基础件运动。由于基础件起着支撑和导向的作用，因而对基础件的本要求是刚度好。

第1章 数控机床的结构特点

睐第1章数控机床的结构特点 1.1数控机床的组成 1.1.1 数控机床的整体结构 数控机床的组成，从大的方面划分，主要由信息载体、计算机数控装置、坐标伺服系统、辅助控制系统、位置和速度检测反馈系统以及过程检测的自适应控制系统等六部分组成。数控机床的组成框图如图1.1所示。 图1.1 数控机床的组成框图 图1-5数控机床的组成及框图 1．信息载体 它是把加工零件通过建立数学模型及数学处理后，按规范编制成工艺流程，形成程序文件，然后通过计算机存储到软盘或磁盘上，再将软盘或磁盘的程序输送到数控系统中。或者通过键盘将加工程序输送到数控系统中，也可通过DNC接口用通用计算机直接将加工程序输送到数控系统中。

这些软盘、磁盘、键盘或通用计算机就是信息载体。我们把可用不同形式将零件的加工程序记录在上面，并可传输给数控装置的这种载体称为信息载体，也可称为控制介质。 在早期的数控机床上，常用纸带、穿孔卡片、磁带等作为信息载体。 2．计算机数控装置 加工程序由输入装置传送到数控系统中后，经过中央处理单元、运算器、存储器、控制器等，又通过数控系统软件、机床参数等的支持，再经过输出装置，分配到坐标伺服系统和辅助控制系统中去。 同时又将坐标伺服系统中的位置检测信号、速度检测信号和自适应控制的温度、转矩、振动、摩擦、切削力及液压、气压、中心润滑等系统的压力多因素变化过程检测的反馈信息，经与给定值和最佳参数反复比较、处理后，再输出给坐标伺服系统和辅助控制系统。 这里的输入/输出装置、中央处理单元（CPU）、运算器、存储器和控制器等组成的装置称为计算机数控装置。 3．坐标伺服系统 由伺服控制电路、功率放大器、交流伺服电机或线性电机、位置和速度检测装置等组成，将数控装置发出的脉冲信号转换成机床的各坐标运动，这种系统称为坐标伺服系统。 坐标伺服系统中的位置检测装置和速度检测装置，对坐标运行的直线位置、角向位置的准确性和直线运行速度、角向回转速度进行检测、修正。其中包括主轴转换成伺服坐标的角向位置检测和回转运行的速度检测。坐标伺服系统中的坐标运行位置精度和运行速度将直接影响数控机床的加工精度和生产效率。 4．辅助控制装置 辅助控制装置的作用，就是通过接收数控装置发出的辅助控制指令，经输入/输出接口电路转换成强电（动力能源）信号，用来控制机床主轴的启动、停止，主轴的无级调速，机械手、刀库、换刀的动作，刀塔的动作，尾座的动作，工作台的交换、定位、夹紧，冷却液装置的动作，排屑器的动作，液压装置的动作，气压装置的动作及中心润滑装置的动作等。 辅助控制装置用辅助指令来控制数控机床各开关量，能使机床在运行过程中形成一套完整或较完整的逻辑工作状态。 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置、和机床本体四大部分组成。 1.1.2计算机数控系统（简称CNC）的组成 计算机数控系统（CNC）主要由微型计算机、外围设备和机床控制装置三大部分组成。1．微型计算机

数控铣床进给系统结构设计说明书

数控铣床进给系统结构设计说明书 目录 前言 (1) 1.原始条件和设计要求 (2) 2.数控机床的加工原理 (4) 3.进给伺服系统概述 (5) 4.纵向进给系统的设计计算 (7) 4.1丝杠螺母静态设计 (7) 4.2丝杠螺母动态设计 (9) 4.3变速机构设计 (11) 4.4电动机的静态设计 (13) 5.电动机的选取与减速结构的设计 (16) 5.1电动机的选取 (16) 5.2减速机构的选取设计 (16) 6.进给系统的结构设计 (17) 7.滚珠丝杠螺母副的设计 (17) 总结 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)

前 言 我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数 控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的数控化率仅为6％。这些机床中,役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中， 自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS 等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动 机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机 床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品国内、外市场上 缺乏 竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。 而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性： 1、可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。 2、可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高3～7倍。 3、加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。 4、可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。 5、拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，可实现长时间无人看管加工。 因此，采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机 床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。 此外，机床数控化还是推行FMC （柔性制造单元）、FMS （柔性制造系统）以及CIMS （计算机集成制造 系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。 1.原始条件和设计要求 工作台： 工作台质量 kg m T 600= 最大加工受力 N F W 1500= 快进速度 s m v f /2.0max = 工进速度 s m v v /1.0=

数控机床的结构组成

教学设计（讲稿）

教学内容与设计 【上课思路】 1、强调实验纪律，用电安全。 2、爱护实验设备，注意实验室的卫生清洁。 3、复习数控机床控制系统组成。 4、学生分组，然后在不通电的情况下观察实验台结构组成。 5、教师找每个组的学生代表回答实验台各个部件名称作用，然后教师再详细讲解示范，学生分组练习。 6、实验台通电后，教师示范维修实验台的基本操作，之后学生分组练习。 7、考核。 【告知】 能力目标和知识目标。 【本次课的任务】 一、认识德西数控维修实验台的结构组成 1、回顾数控机床控制系统组成 2、实验台机械结构 学生分2批实验，这样每个实验台上的人数要少一些，提高学习效果。 2min 25min 教师先提出问题，学生思考后，各组代表回答，教师总结 教师先讲解实验台上的机械面板和电气面板的组成并说明其原理，然后学生自己练习，若学生有问题教师及时指导

3、实验台电气组成 二、数控维修实验台的基本操作 实验一各轴返回参考点练习 ?按下方式选择开关的参考点返回 ?按下轴和方向选择开关，指定要返回参考点的轴和方向。持续按下这一开 关直到刀具返回到参考点。 ?注意：返参时，钮子开关“机床/面板”应拨在机床侧，为什么？ 实验二用手动连续进给 ?按下方式选择开关的手动连续进给（JOG）开关 ?按下进给轴及其方向选择开关，刀具将以参数（No.1423）中设定的速度沿 指定轴的选定方向连续移动。释放开关，刀具运动停止。 ?进行JOG手动进给运动时，进给速度可以通过JOG进给速度倍率旋钮进 行调整 ?按下进给轴和方向选择开关的同时按下快速移动开关，刀具将以参数中设 定JOG快移速度移动。 ?按下快移倍率选择按钮，实际快速移动速度将按参数（No.1424）中设定的 JOG快速进给速度乘以选定的倍率所得速度值执行。 ?注意：进给倍率不要打的过高，以免出现危险！ 实验三手轮进给控制各轴（数控车床实验台的手轮不能使用） ?按下方式选择的手轮方式选择开关 ?按下手轮进给轴选择开关，选择要移动的轴向。 ?通过手轮进给量选择开关，设定旋转手摇脉冲发生器一个刻度时，刀具移 动的距离。 ?转动手轮的方向将影响刀具的移动方向。利用参数切换手轮回转方向与坐 标轴正负向的关系 实验四各轴超程报警的解除 ?首先确认哪轴超程、正向还是负向超程 ?利用JOG及手轮使超程轴回到有效范围内，按RESET键 【总结】 本次实验主要是认识数控维修实验台中的器件，熟悉数控机床的基本操作，本次课的内容是数控维修的基本知识，要求学生们熟练的掌握。 【布置作业】 实验报告。 15min 学生练习数控常用基本操作，如果学生已经进行了数控加工实习，则该部分内容将十分简单 3分钟

数控机床的机械结构汇总

第一节机械结构的主要特点与基本要求 一、数控机床对机械结构的基本要求 从数控技术的特点看，由于数控机床采用了伺服电动机，应用数字技术实现了对机床执行部件动作顺序和运动位移的直接控制，传统机床的变速箱结构被取消了，因而机械结构也大大简化了。数字控制还要求机械系统有较高的传动刚度且没有传动间隙，以确保控制指令的执行和控制品质的实现。同时由于计算机水平和控制能力的不断提高，同一台机床上允许更多功能部件同时执行所需要的各种辅助功能已成为可能，因而数控机床的机械结构比传统机床具有更高的集成化功能要求。 从制造技术发展的要求看，随着新材料和新工艺的出现以及市场竞争对低成本的要求，金属切削加工正朝着切削精度和速度越来越高、生产效率越来越高和系统越来越可靠的方向发展。这就要求在传统机床基础上发展起来的数控机床精度更高、驱动功率更大，机械结构动、静、热态刚度更好，工作更可靠，能实现长时间连续运行和有尽可能少的停机时间。 综合上述原因，数控机床对其基本要求可归纳为要有更高的精度，更好动、静态刚度，以适应高速运动的耐用度和工作可靠性。 二、数控机床机械结构构成 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、自动换刀装置及其他机械功能部件等几部分组成。 数控机床的基础件通常是指床身、立柱(或横梁)、工作台、底座等结构件，由于其尺寸较大，俗称“大件”，构成了机床的基本框架。其他部件附着在基础件上，有的部件还需要沿着基础件运动。由于基础件起着支承和导向的作用，因而对基础件的基本要求是刚度好。此外，由于基础件通常固有频率较低，在设计时，还希望它的固有频率能高一些，阻尼能大一些。 和传统机床一样，数控机床的主传动系统将动力传递给主轴，保证系统具有切削所需要的转矩和速度。但由于数控机床具有比传统机床更高的切削性能要求，因而要求数控机床的主轴部件具有更高的回转精度、更好的结构刚度和抗振性能。由于数控机床的主传动常采用大功率的变速电动机，因而主传动链较传统机床短，不需要复杂的变速机构。由于自动换刀的需要，具有自动换刀功能的数控机床主轴在内孔中需要有刀具自动送开和夹紧装置。 数控机床的进给驱动机械结构是直接接受计算机发出的控制指令，实现直线或旋转运动的进给和定位，对机床的运行精度和质量影响最明显。因此，对数控机床传动系统的主要要求是精度、稳定性和快速响应的能力，即要它能尽快地根据控制指令要求，稳定地达到需要的加工速度和位置精度，并尽量小地出现振荡和超调现象。 根据工作要求回转工作台分成两种类型，即数控转台和分度转台。数控转台在加工过程中参与切削，相当于进给运动坐标轴，因而对它的要求和进给传动系统的要求是一样的。分度转台只完成分度运动，主要要求分度精度指标和在切削力作用下保持位置不变的能力。转塔刀架在原理和结构上都和分度转台类似。

浅析数控铣床的主轴结构设计

浅析数控铣床的主轴结构设计 摘要自从我国改革开放之后，我国的工业领域发展就十分迅速，工业化水平不断提高，促进了国民经济的迅速发展，尤其是近几年自动化技术在工业领域中的普遍应用，极大提高了工业生产的质量和效率，其中各种工业生产设备的应用，极大的便利了工业生产活动，数控铣床作为工业生产中的常见设备，在工业生产中的高速度，高精度以及高效率等优势，使其在工业领域中发挥的作用越来越大。在数控铣床结构中，主轴结构无疑是十分关键的，直接影响着数控铣床的应用，所以本文就针对数控铣床的主轴结构设计进行分析，促进数控铣床在工业领域中的应用。 关键词数控铣床；主轴；结构设计 在我国的工业生产领域中，数控铣床作为高速切削技术的主要应用设备，在我国应用十分广泛，有效提高了切削工作的效率和质量，提高了工业生产中的产品加工精度，在高速切削的过程中主轴是极为核心的部件，主轴的结构和质量会直接影响工业生产的质量和效率，所以在现代数控铣床的应用过程中，需要加强对主轴结构的设计，提高主轴的质量，从而促进数控铣床的广泛应用。 1 數控铣床主轴结构特点 主轴是数控铣床结构中最为关键和核心的部件，其主要作用是带动刀具高速旋转，从而实现高速切削，完成加工任务，而在切削工作中，主轴的作用也就具体表现为切削力的承受和为机床提供驱动力。由于主轴在数控铣床的工作中发挥着重要的作用，承受了巨大的压力，所以数控铣床的工作过程中，主轴想要实现高速旋转，保证加工的质量和效率就必须对自身的结构进行优化，保证自身的可靠性，也就是说，需要有良好的静动态特性。 数控铣床的主轴具有一定的结构特点，主要包括： （1）主轴的中心为空心，在其中会装弹簧等装置来固定和使用铣刀，方便铣刀的使用； （2）在主轴的前端会设置一个7：24比例的锥形空洞，在断面上会设置用于将主轴转矩数据传输给铣刀的主轴转矩检测装置； （3）在主轴的后部会设置用于铣刀放松的液压缸，在日常为铣刀进行保护； （4）主轴的运转主要依靠齿轮进行，用齿轮进行变速传动； 2 数控铣床主轴结构的设计优化 2.1 进行设计控制

数控铣床的结构与简单操作

数控铣床的结构及简单操作 一、实习目的 1．了解数控铣床的基本特点和机床坐标系。 2．熟悉FANUC 0i-MD 数控系统应用。 3．掌握数控铣床常规操作方法，重点学习数控铣床回零操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、自动加工等操作。 二、实习设备 1．CGM4300B数控铣床 2．XK714D数控铣床 3．FANUC 0i-MD 数控系统 三、基础知识 1.数控铣床的加工对象 （1）平面类零件 加工面平行、垂直于水平面或与水平面成定角的零件称为平面类零件，这一类零件的特点是：加工单元面为平面或可展开成平面。其数控铣削相对比较简单，一般用两坐标联动就可以加工出来。 （2）曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，其特点是加工面不能展开成平面，加工中铣刀与零件表面始终是点接触示。 （3）变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件，以飞机零部件常见。其特点是加工面不能展开成平面，加工中加工面与铣刀周围接触的瞬间为一条直线。 （4）孔及螺纹 采用定尺寸刀具进行钻、扩、铰、镗及攻丝等，一般数控铣都有镗、钻、铰功能。 2.XK714D数控铣床的结构 如图1-11所示，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成： （1）主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速围和输出扭矩对加工有直接的影响。 （2）进给伺服系统 由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。 （3）控制系统 数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。 （4）辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。 （5）机床基础件 通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。

数控铣床的结构

实验一：数控铣床的结构 [实验目的] 1.掌握数控机床的特点与运用； 2.认识了解数控加工机床的组成与结构； 3.掌握数控加工的工作原理； [实验属性] 本实验属演示认识性质 [实验内容] 一、数控机床的组成、特点及分类 1.数控机床的组成： 现代数控机床都是CNC机床，一般由数控操作系统和机床本体组成，主要有如下几部分组成。 1).CNC装置： 计算机数控装置（即CNC装置）是CNC系统的核心，由微处理器（CPU）、存储器、各I／O接口及外围逻辑电路等构成。 2).数控面板： 数控面板是数控系统的控制面板，主要有显示器和键盘组成。通过键盘和显示器实现系统管理和对数控程序及有关数据进行输入和编辑修改。

3).机床操作面板： 一般数控机床均布置一个机床操作面板，用于在手动方式下对机床进行一些必要的操作，以及在自动方式下对机床的运行进行必要的干预。上面布置有各种所需的按钮和开关。 4).伺服系统： 伺服系统分为进给伺服系统和主轴伺服系统，进给伺服系统主要有进给伺服单元和伺服进给电机组成。用于完成刀架和工作台的各项运动。主轴伺服系统用于数控机床的主轴驱动，一般由恒转矩调速和恒功率调速。为满足某些加工要求，还要求主轴和进给驱动能同步控制。 5).机床本体： 机床本体的设计与制造，首先应满足数控加工的需要，具有刚度大、精度高、能适应自动运行等特点，由于一般均采用无级调速技术，使得机床进给运动和主传动的变速机构被大大简化甚至取消，为满足高精度的传动要求，广泛采用滚珠丝杆、滚动导轨等高精度传动件。为提高生产率和满足自动加工的要求，还采用自动刀架以及能自动更换工件的自动夹具等。 2.数控机床的特点： 由于数控机床是计算机自动控制同精密机床两者之间的相互结合，使得它具有高效率、高精度、高柔性等特点。

小型数控立式铣床机械结构设计_李武波

小型数控立式铣床机械结构设计 李武波 (华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640) 摘要:介绍了一种小型数控立式铣床的总体布局、主传动系统、主轴组件以及伺服进给系统等主要机械结构设计,并分析了机床的功能及其应用范围。该机床能够满足于教学上使用,有利于提高学生对数控铣床的认识。 关键词:数控铣床;机械结构设计;进给系统 中图分类号:T G659文献标志码:B Mechanical Structure Design of Smal-l sized C NC Vertical Milling Machine LI W ubo (Co llege of M echanical&A uto motiv e Eng ineering,South China U niv ersity of T echno lo gy,G uangzhou510640,China) Abstract:T his paper intr oduces the majo r mechanical structur e design of a smal-l sized CN C ver tical milling machine, such as t he o verall layo ut,main driv e sy stem,pr incipal ax is components and ser vo-feed sy st em.And then the functions and applications of the machine wer e analyzed.T he machine can meet the requirement s in teaching application,and is helpful to improv e the students'kno wledg e of CNC milling machine. Key words:CN C machine to ols,M echanical st ruct ur e desig n,Servo-feed system 数控机床作为一种高自动化、高柔性、高精度、高效率的机械加工设备,决定了它在现代制造业中占有越来越重要的作用。近年来,我国在中高档数控机床关键技术上有了较大突破,创造出一批具有自主知识产权的研究成果。目前,在实际应用中有部分工件在加工微型孔或铣削平面时,加工精度不高。如果我们用传统的数控铣床对其加工,将导致加工效率低且加大设备和电力的损耗。根据这种情况,我们设计了一种小型数控立式铣床。该铣床造价大大低于传统数控机床,还能够满足教学上的使用,提高学生对数控铣床的理解与认识。下文就对它的机械结构设计作一介绍。 1机床的总体布局 本机床是一台采用立式布置的小型数控铣床,机床床身尺寸(长@宽@高)为600mm@800mm@ 1405mm,主要由(如图1机床的结构简图所示)机床底座,横向溜板,X、Y、Z方向进给步进电动机,工作台,机床床身,三相异步电动机,主轴箱以及相关的电气系统等部分组成。机床的加工过程为:被加工零件固定于工作台4上,能够实现横向、纵向的进给运动;铣刀装夹在主轴箱8上,能够沿立柱的上下移动,进行铣削加工。整个加工过程由PC进行控制,实现工件的自动加工。 该数控铣床的主要技术参数为: 最大钻孔直径:28mm; 最大铣削能力:平面2.6@105m m2; 主轴箱上下移动最大行程:345mm; 工作台工作面积:730mm@350m m; 工作台最大纵向行程:450mm; 工作台最大横向行程:250mm; 机床底座面积:400m m@680mm; 主轴变速范围:80~1650r/min 。 图1机床的结构简图 2机床主传动系统及主轴组件设计 2.1机床主传动系统 数控铣床主传动系统由主轴电动机、传动系统和主轴部件等部分组成,它与普通机床主传动系统相比结构较简单,这是由于变速功能主要由无级变速电动机来承担。机床主传动为主轴的旋转运动,负载为恒功率型,选用Y802-4型号的三相异步电动机即可满足要求。由于主轴要求的恒功率变速范围R np远大于电动机的恒功率变速范围R dp,在电动 # 51 # 5新技术新工艺6#数字技术与机械加工工艺装备2010年第2期

数控铣床简介

数控铣床 数控铣床引是在一般铣床的基础上发展起来的，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似，但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床，所以其结构也与普通铣床有很大区别。 主要系统描述 主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统，用 于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速 范围和输出扭矩对加工有直接的影响。 进给伺服系统 由进给电机和进给执行机构组成， 按照程序设定的进给速度实现刀具和工 件之间的相对运动，包括直线进给运动 和旋转运动。

控制系统 数控铣床运动控制的中心， 执行数控加工程序控制机床进行 加工。 辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统、排屑和防护等装置。 机床基础件 通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架 数控铣床的特点 1、零件加工的适应性强、灵活性好， 能加工轮廓形状特别复杂或难以控制 尺寸的零件，如模具类零件、壳体类 零件等。 2、能加工普通机床无法加工或很难加 工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。 3、能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 4、加工精度高、加工质量稳定可靠。 5、生产自动化程度高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。

6、生产效率高。 7、从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。 数控铣床的基本结构 数控铣床形式多样，下面以XK5040A型数控立式升降台铣床为例介绍其组成情况。该机床由6个主要部分组成．即床身部分，铣头部分，工作台部分，横进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。(1)床身 床身内部布局合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床进行水平调整，切削液储液褴设在机床座内部。

实验3 认识数控铣床的机械结构

实验3 认识数控铣床的机械结构 实验目的结合书本知识，利用仿真软件进一步了解数控机床内部结构原理 设备计算机数控机床维修仿真软件 实验原理数控机床调试与维修仿真软件可以提高学生的学习兴趣，加强学生的实际动手能力，为学生打下一个坚实的基础。 维修仿真软件提供了机械方面的知识，像主轴的结构，主轴电机的安装位置，编码器的位置，刀架的结构，丝杠的形状和位置，润滑系统，各个接近开关的位置等等，让学生既能掌握数控机床的电气原理也能了解数控机床的机械结构，做到全面发展。 问题数控机床床身有哪两种结构？ 实验步骤 点击进入机械结构模块 图1-0 1.1主轴结构

图1-1 主轴部件是数控铣床上的重要部件之一，它带动刀具旋转完成切削，其精度、抗振性和热变形对加工质量有直接的影响。 一、主轴 如图所示，数控铣床的主轴为一中空轴，其前端为锥孔，与刀柄相配，在其内部和后端安装有刀具自动夹紧机构，用于刀具装夹 二、刀具自动夹紧机构 在数控铣床上多采用气压或液压装夹刀具，常见的刀具自动夹紧机构主要由拉杆、拉杆端部的夹头、蝶形弹簧、活塞、气缸等组成，见图。夹紧状态时，蝶形弹簧通过拉杆及夹头，拉住刀柄的尾部，使刀具锥柄和主轴锥孔紧密配合；松刀时，通过气缸活塞推动拉杆，压缩蝶形弹簧，使夹头松开，夹头与刀柄上的拉钉脱离，即可拔出刀具，进行新、旧刀具的交换，新刀装入后，气缸活塞后移，新刀具又被蝶形弹簧拉紧。 需注意的是，不同的机床，其刀具自动夹紧机构结构不同，与之适应的刀柄及拉钉规格亦不同。 三、端面键 带动铣刀旋转，传递运动和动力。 四、自动切屑清除装置 自动清除主轴孔内的灰尘和切屑是换刀过程中的一个不容忽视的问题。如果主轴锥孔中落入了切屑、灰尘或其它污物，在拉紧刀杆时，锥孔表面和刀杆的锥柄就会被划伤，甚至会使刀杆发生偏斜，破坏刀杆的正确定位，影响零件的加工精度，甚至会使零件超差报废。为了保持主轴锥孔的清洁，常采用的方法是使用压缩空气经主轴内部通道吹屑，清除主轴孔内 不洁。

数控机床组成、工作原理以及特点

数控机床组成、工作原理以及特点 第一节数控机床的组成 数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，见图2-1。 图2-1数控机床组成 一、控制介质 数控机床工作时，不要人去直接操作机床，但又要执行人的意图，这就必须在任何数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物称之为控制介质。 在普通机床上加工零件时，由工人按图样和工艺要求进行加工。在数控机床加工时，控制介质是存储数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置等信息的信息载体，它记载着零件的加工工序。数控机床中，常用的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡片、磁带和磁盘或其他可存储代码的载体，至于采用哪一种，则取决于数控装置的类型。早期时，使用的是8单位（8孔）穿孔纸带，并规定了标准信息代码ISO（国际标准化组织制定）和EIA（美国电子工业协会制定）两种代码。

二、数控装置 数控装置是数控机床的核心。其功能是接受输入装置输入的数控程序中的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，发出相应的脉冲送给伺服系统，使伺服系统带动机床的各个运动部件按数控程序预定要求动作。一般由输入输出装置、控制器、运算器、各种接口电路、CRT 显示器等硬件以及相应的软件组成。数控装置作为数控机床“指挥系统”，能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。它具备的主要功能如下： 1）多轴联动控制。 2）直线、圆弧、抛物线等多种函数的插补。 3）输入、编辑和修改数控程序功能。 4）数控加工信息的转换功能：ISO/EIA代码转化，米英制转换，坐标转换，绝对值和相对值的转换，计数制转换等。 5）刀具半径、长度补偿，传动间隙补偿，螺距误差补偿等补偿功能。 6）实现固定循环、重复加工、镜像加工等多种加工方式选择。 7）在CRT上显示字符、轨迹、图形和动态演示等功能。 三、伺服系统 机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统，它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统。伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，它相当于手工操作人员的手，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。 伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。驱动机床执行机构运动的驱动部件，包括主轴驱动单元（主要是速度控

数控铣床的结构组成

数控铣床的结构组成 数控铣床形式多样，不同类型的数控铣床在组成上虽有所差别，但却有许多相似之处。下面以XK5040A型数控立式升降台铣床为例介绍其组成情况。Ⅺ锯040A型数控立式升降台铣床配有Ⅳ四3MA数控系统，采用全数字交流伺服驱动。该机床由6个主要部分组成．即床身部分，铣头部分，工作台部分，横进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。床身内部布局合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床进行水平调整，切削液储液褴设在机床座内部。 铣头部分由有级（或无级）变速箱和铣头两个部件组成。铣头主轴支承在高精度轴承上．保证主轴具有高回转精度和良好的刚性；主轴装有快速换刀螺母，前端锥采用1$0505锥度；主轴采用机械无级变速，其调节范围宽，传动平稳，操作方便。刹车机构能使主轴迅速制动，可节省辅助时间，刹车时通过制动手柄撑开止动环使主轴立即制动。启动主电动机时，应注意松开主轴制动手柄。铣头部件还装有伺服电机、内齿带轮、滚珠丝杠副及主轴套简，它们形成垂直方向（z方向）进给传动链，使主轴作垂向直线运动。 工作台与床鞍支承在升降台较宽的水平导轨上，工作台的纵向进给是由安装在工作台右端的伺服电机驱动的。通过内齿带轮带动精密滚珠丝杠剐，从而使工作台获得纵向进给。工作台左端装有手轮和刻度盘，以便进行手动操作。床鞍的纵横向导轨面均采用了TuRcllE B贴塑面，从而提高了导轨的耐磨性、运动的平稳性和精度的保持性，消除了低速爬行现象。 升降台前方装有交流伺服电机．驱动床鞍作横向进给运动，其传动原理与工作台的纵向进给相同。此外．在横向滚珠丝杠前端还装有进给手轮，可实现手动进给。升降台左侧装有锁紧手柄，轴的前端装有长手柄，可带动锥齿轮及升降台丝杆旋转，从而获得升降台的升降运动。 系统分类 ①冷却系统。机床的冷却系统是由冷却泵、出水管、回水管、开关及喷嘴等组成，冷却泵安装在机床底座的内腔里，冷却泵将切削液从底座内储液池打至出水管，然后经喷嘴喷出，对切削区进行冷却。 ②润滑系统及方式。润滑系统是由手动润捐油泵、分油器、节流阀、油管等组成。机床采用周期润滑方式，用手动润滑油泵，通过分油器对主轴套筒、纵横向导轨及三向滚珠丝杆进行润滑，以提高机床的使用寿命。 数控铣床的基础件通常是指床身、立柱、横梁、工作台、底座等结构件，其尺寸较大（俗称大件），井构成了机床的基本框架。其他部件附着在基础件上，有的部件还需要沿着基础件运动。由于基础件起着支撑和导向的作用，因而对基础件的本要求是刚度好。

数控机床的工作原理及基本结构

数控机床的工作原理及基本结构 一、程序编制及程序载体 数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置;刀具与零件相对运动的尺寸参数;零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行;对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程(APT)或CAD/CAM设计。 编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。 数控机床的基本结构

二、输入装置 输入装置的作用是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统;数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工(数控系统内存较小时)，另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。 三、数控装置 数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴(即进给运动的各执行元件)的进给速度、进给方向和进给位移量等。 四、驱动装置和位置检测装置

数控铣床的结构和工作原理

数控铣床的结构和工作原理 一、数控铣床的基本组成 数控铣床最基本的组成包括I/O装置、数控装置、伺服驱动装置、测量反馈装置、辅助装置、机床本体共六部分。下面将对这六部分进行具体介绍。 1、I/O装置 I/O装置是用于数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入/输出。键盘和显示器是数控设备必备的、最基本的I/O 装置。作为数控系统的外围设备，台式计算机、便携式计算机是目前常用的I/O装置之一。 2、数控装置 数控装置是数控系统的核心，它由I/O接口线路、控制器、运算器和存储器等组成。数控装置的作用是将输入装置输入的数据通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理后，输出各种信息和指令，用以控制机床的各部分进行规定的动作。 在这些控制信息和指令中，最基本的是经插补运算后生成的坐标轴进给速度、进给方向和进给位移量等指令，并提供给伺服驱动装置，经驱动器放大后，最终控制坐标轴的位移。这些控制信息和指令直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹。 3、伺服驱动装置 伺服驱动装置通常由伺服放大器（也称驱动器、伺服单元）和执行机构等部分组成。在数控机床上，一般都采用交流伺服电动机作为执行机构。目前，在先进的高速加工机床上已经开始使用直线电动机。另外，20世纪生产的数控机床中也有采用直流伺服电动机的简易数控机床，也有用步进电动机作为执行机构的。伺服放大器它必须与驱动电动机配套使用。 4、测量反馈装置 测量反馈装置是闭环（半闭环）数控机床的检测环节，其作用是通过现代化的测量元件（如脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺和激光测量仪等），将执行元件或工作台等的实际速度和位移检测出来，反馈给伺服驱动装置或数控装置，补偿进给速度或执行机构的运动误差，以达到提高运动机构精度的目的。测量装置检测信号反馈的位置，取决于数控系统的结构形式。伺服内装式脉冲编码器、测速机以及直线光栅等都是较常用的检测部件。 先进的伺服驱动装置采用了数字式伺服驱动技术（简称数字伺服），伺服驱动装置和数控装置之间采用了总线连接的，反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动装置进行连接的，并通过总线传送到数控装置。只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动装置（简称模拟伺服）时，反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。 5、辅助控制机构