1、第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构 1 1、数控机床机械结构的主要特点、数控机床机械结构的主要特点 （1 1）结构简单、操作方便、自动化程度高）结构简单、操作方便、自动化程度高 （2 2）广泛采用高效、无间隙传动装置）广泛采用高效、无间隙传动装置 （3 3）采用具有适应无人化、柔性化加工的）采用具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件特殊部件 （4 4）对机械结构、零件的要求更高）对机械结构、零件的要求更高第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局2 2、数控机床对机械结构的基本要求、数控机床对机械结构的基本要求（1 1）高的静、动刚度和抗振性）高的静、动刚
2、度和抗振性（2 2）减少机床的热变形）减少机床的热变形（3 3）减少运动件的摩擦和消除传动间隙）减少运动件的摩擦和消除传动间隙（4 4）提高机床的寿命和精度的保持性）提高机床的寿命和精度的保持性（5 5）减少辅助时间和良好的操作、安全防）减少辅助时间和良好的操作、安全防护性能护性能 第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构 一、数控车床的布局形式一、数控车床的布局形式 1.1.数控车床的床身和导轨的布局数控车床的床身和导轨的布局 数控车床的床身和导轨的布局形式主要有数控车床的床身和导轨的布局形式主要有平床身、斜床身和立
3、床身，如图平床身、斜床身和立床身，如图21所示所示。第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构三种布局方式的特点如下三种布局方式的特点如下（1）热稳定性）热稳定性当主轴箱因热变形使主轴中心当主轴箱因热变形使主轴中心线产生热变位时，对工件加工尺寸影响最小的线产生热变位时，对工件加工尺寸影响最小的是平床身；对工件加工尺寸影响最大的是立床是平床身；对工件加工尺寸影响最大的是立床身；但斜床身、立床身因排屑容易，受切屑产身；但斜床身、立床身因排屑容易，受切屑产生的热量影响却比平床身小；生的热量影响却比平床身小；（2 2）运动精度）
4、运动精度 平床身布局由于刀架水平布平床身布局由于刀架水平布置，不受刀架、溜板自重的影响，容易提高定置，不受刀架、溜板自重的影响，容易提高定位精度；立床身受自重的影响最大，有时需要位精度；立床身受自重的影响最大，有时需要加平衡机构消除；斜床身介于两者之间；加平衡机构消除；斜床身介于两者之间；第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局（3 3）加工制造加工制造 平床身的工艺性好，导轨面容易加工，平床身的工艺性好，导轨面容易加工，部件精度容易保证；另外，由平床身机床工件重量所产部件精度容易保证；另外，由平床身机床工件重量所产生
5、的变形方向竖直向下生的变形方向竖直向下,它与刀具运动方向垂直它与刀具运动方向垂直,对加对加工精度影响较小；立床身产生的变形方向正好沿着运动工精度影响较小；立床身产生的变形方向正好沿着运动方向，对精度影响最大；斜床身介于两者之间。方向，对精度影响最大；斜床身介于两者之间。（4 4）操作、防护、排屑性能操作、防护、排屑性能 斜床身的观察角度好，斜床身的观察角度好，工件调整方便。平床身观察、调整比较困难。但在大型工件调整方便。平床身观察、调整比较困难。但在大型工件和刀具装卸方面，平床身比较方便。立床身排屑性工件和刀具装卸方面，平床身比较方便。立床身排屑性能最好；而平床身由于下部空间小，导致排屑困难；
6、导能最好；而平床身由于下部空间小，导致排屑困难；导轨的防护也较容易。在防护罩的设计上，斜床身、立床轨的防护也较容易。在防护罩的设计上，斜床身、立床身结构较为简单；而平床身需要三面封闭，结构较复杂。身结构较为简单；而平床身需要三面封闭，结构较复杂。第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局2.数控车床刀架的布局数控车床刀架的布局 数控车床刀架有排刀式刀架和转塔式刀数控车床刀架有排刀式刀架和转塔式刀架。有的车削中心还采用带刀库的自动换刀架。有的车削中心还采用带刀库的自动换刀装置。装置。3.数控车床的布局还受到工件尺寸、质量和
7、数控车床的布局还受到工件尺寸、质量和形状的影响，形状的影响，详见教材图详见教材图23所示所示 第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构图图2-3工件尺寸、质量和形工件尺寸、质量和形状对数控车床布局的影响状对数控车床布局的影响第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局二、数控铣床的布局二、数控铣床的布局 在铣削加工中，进给运动可以由工件运动也可在铣削加工中，进给运动可以由工件运动也可以由刀具运动来完成，或者由工件运动、刀具以由刀具运动来完成，或者由
8、工件运动、刀具运动各自承担一部分来完成。但这些都取决于运动各自承担一部分来完成。但这些都取决于被加工工件的尺寸、形状和重量，如图被加工工件的尺寸、形状和重量，如图2-4a）、）、b）、）、c）、）、d）所示）所示 第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局图图2-4数控铣床总体布局数控铣床总体布局示意图示意图第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局三、加工中心的布局三、加工中心的布局 加工中心可以分为卧式加工中心、立式加工加工中心可以分为卧式加工
9、中心、立式加工中心、万能加工中心（复合加工中心）中心、万能加工中心（复合加工中心）1 1卧式加工中心卧式加工中心 （1）立柱不动式）立柱不动式工作台实现两个方向的进给，工作台实现两个方向的进给，如图如图25所示所示（2）立柱移动式）立柱移动式大体由可以分为两类。大体由可以分为两类。1）立柱）立柱Z向进给运动向进给运动2）立柱双向移动式）立柱双向移动式见图见图2-63）滑枕式加工中心）滑枕式加工中心见图见图2-7第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局三、加工中心的布局三、加工中心的布局图图25立柱立柱不动式布局不动式布
10、局 第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局三、加工中心的布局三、加工中心的布局图图26五坐标联动五坐标联动加工中心加工中心 第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局三、加工中心的布局三、加工中心的布局图图26五坐标五坐标联动加工中心联动加工中心 第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局立式加工中心立式加工中心 1)1)单柱水平刀库布局，如图单柱水平刀库布局，如图28所
11、示。所示。2）垂直刀闸式布局，如图）垂直刀闸式布局，如图29所示所示3）龙门型布局，如图）龙门型布局，如图210所示用在小型精密所示用在小型精密加工中心及大型、重型立式加工中心上加工中心及大型、重型立式加工中心上 第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局立式加工中心立式加工中心图图28JCS018A立式镗铣立式镗铣加工中心加工中心 第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局立式加工中心立式加工中心图图29无机械手无机械手直接换刀的加工中直接换刀的加工中心心 第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局立式加工中心立式加工中心图图210龙门式加龙门式加工中心工中心 第二章第二章 数控机床的机械结构数控机床的机械结构第一节第一节 数数 控控 机机 床床 的的 总总 体体 布布 局局
