1、知识点：知识点：（1 1）数控机床机械结构组成及其功能特点；）数控机床机械结构组成及其功能特点；（2 2）数控机床主传动系统中机械部件的装调与维）数控机床主传动系统中机械部件的装调与维修；修；（3 3）数控机床进给传动系统中机械部件的装调与）数控机床进给传动系统中机械部件的装调与维修；维修；（4 4）数控机床其他辅助机械部件的装调与维修。）数控机床其他辅助机械部件的装调与维修。n数控机床装调与维修数控机床装调与维修n项目一项目一 数控机床机械部件的装调与维修数控机床机械部件的装调与维修n技能要求：技能要求：n（1）了解数控机床类型及特点；）了解数控机床类型及特点；n（2）能够熟知数控机床的机械
2、部件主要组成）能够熟知数控机床的机械部件主要组成及其功能；及其功能；n（3）能够完成数控机床中主要机械部件的装）能够完成数控机床中主要机械部件的装配与调试；配与调试；n（4）能够对数控机床常见机械部件故障进行）能够对数控机床常见机械部件故障进行诊断与排诊断与排一、数控机床的机械结构一、数控机床的机械结构n典型数控机床的机械结构主要由以下几部分组成：典型数控机床的机械结构主要由以下几部分组成：n1.基础件基础件n2.主传动系统主传动系统n3.进给传动系统进给传动系统n4.回转工作台回转工作台n5.自动换刀装置及其他机械功能部件等组成自动换刀装置及其他机械功能部件等组成数控机床结构概述数控机床结构
3、概述n二、数控车床的组成二、数控车床的组成n数控车床主要用于轴类或盘类零件的内外圆柱面、数控车床主要用于轴类或盘类零件的内外圆柱面、任意角度的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱任意角度的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱及圆锥螺纹等的车削加工，并能进行车槽、钻孔、及圆锥螺纹等的车削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工扩孔、铰孔等加工。n数控车床主要机械结构包括：数控车床主要机械结构包括：n1床身床身n2主传动系统及主轴部件主传动系统及主轴部件n3进给传动系统进给传动系统 n4自动回转刀架自动回转刀架n5液压卡盘液压卡盘n6液压尾座液压尾座数控机床结构数控机床结构n图图 数控车床的机械本体
4、n 1-床身；2-主轴箱；3-刀架；4-导轨 n三、数控车削中心的组成三、数控车削中心的组成n数控车削中心的基本机械结构类似于一台数控车数控车削中心的基本机械结构类似于一台数控车床车床，与数控车床主轴控制方式不同，数控车床车床，与数控车床主轴控制方式不同，数控车削中心的主轴必须同时具有旋转和定位两种功能削中心的主轴必须同时具有旋转和定位两种功能n车削中心回转刀架上可安装如钻头、铣刀、铰刀、车削中心回转刀架上可安装如钻头、铣刀、铰刀、丝锥等回转刀具，它们由单独的电动机驱动，又丝锥等回转刀具，它们由单独的电动机驱动，又称自驱刀具称自驱刀具。数控机床结构数控机床结构n四、加工中心的构成四、加工中心的
5、构成n1加工中心的分类加工中心的分类n（1）卧式加工中心）卧式加工中心n（2）立式加工中心）立式加工中心n（3）龙门式加工中心）龙门式加工中心n（4）五轴加工中心）五轴加工中心n（5）虚拟轴加工中心）虚拟轴加工中心 数控机床结构数控机床结构数控机床结构数控机床结构n2 2加工中心的组成加工中心的组成n（1 1）基础部件）基础部件 n（2 2）主轴部件）主轴部件 n（3 3）数控系统）数控系统 n（4 4）自动换刀系统）自动换刀系统 n（5 5）自动交换工作台系统）自动交换工作台系统n（6 6）辅助装置）辅助装置 n 图图 加工中心的结构组成加工中心的结构组成n1-刀库；2-换刀机械手；3-主轴
6、箱；4-立柱；5-工作台；6-导轨；7-床身；8-进给伺服电机；9-电控柜；10-显示屏n【课后练习】【课后练习】n以目前国内广泛使用的CK6140数控车床和XH714加工中心机床为对象，指出数控机床主要组成部件及其所处位置，并说明其作用。任务一任务一 主传动系统中机械部件的装调与维修主传动系统中机械部件的装调与维修【学习目标】【学习目标】（1）掌握数控机床主传动系统中主轴部件结构）掌握数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能特点；与性能特点；（2）能够对数控机床主传动系统中常见机械部）能够对数控机床主传动系统中常见机械部件故障进行诊断与排除；件故障进行诊断与排除；（3）能够完成典型数控机床主轴
7、结构的拆装和）能够完成典型数控机床主轴结构的拆装和调整。调整。任务一任务一 主传动系统中机械部件的装调与维修主传动系统中机械部件的装调与维修n【相关知识】【相关知识】n一、数控机床对主传动系统的基本要求一、数控机床对主传动系统的基本要求n1有较宽的调速范围n 2有足够的功率和扭矩n 3有高的回转精度n4有足够的刚度和抗震性n 5噪声低，运动平稳 n6在加工中心上，具有所需的自动夹紧装置以及主轴定向准停装置 n7.闭环或半闭环系统，具有所需的位置检测装置 任务一任务一 主传动系统中机械部件的装调与维修主传动系统中机械部件的装调与维修n二、数控机床主传动配置方式二、数控机床主传动配置方式n1带有变
8、速齿轮的主传动带有变速齿轮的主传动n 2通过带传动的主传动n3由调速电机直接驱动的主传动n4电主轴数控机床主传动配置方式数控机床主传动配置方式n 图 数控机床主传动的配置方式 任务一任务一 主传动系统中机械部件的装调与维修主传动系统中机械部件的装调与维修n三、数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能三、数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能n主轴部件是数控机床的关键部件，它包括主轴、主轴支承、主轴部件是数控机床的关键部件，它包括主轴、主轴支承、传动件及刀具、工件夹紧机构等。机床工作时，由主轴夹传动件及刀具、工件夹紧机构等。机床工作时，由主轴夹持工件或刀具，直接参加表面成形运动，所以主轴部件的持工
9、件或刀具，直接参加表面成形运动，所以主轴部件的结构结构 和性能对加工精度和生产率有重要的影响。和性能对加工精度和生产率有重要的影响。数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能 n1主轴的支承主轴的支承n（1）主轴轴承的配置）主轴轴承的配置n每一个传动轴均要轴向径向定位，合理配置主轴的轴承，每一个传动轴均要轴向径向定位，合理配置主轴的轴承，对提高主轴部件的精度和刚度，降低支承温升，简化支承对提高主轴部件的精度和刚度，降低支承温升，简化支承结构有很大的作用。主轴的前后支承均应有承受径向载荷结构有很大的作用。主轴的前后支承均应有承受径向载荷的轴承和承受轴向力的推力轴
10、承的配置，它主要根据主轴的轴承和承受轴向力的推力轴承的配置，它主要根据主轴部件的工作精度、刚度、温升和支承结构的复杂程度等因部件的工作精度、刚度、温升和支承结构的复杂程度等因素考虑素考虑。n图 主轴支承配置形式 数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能n（2）主轴部件常用滚动轴承的类型 n轴承的性能不但影响主轴组件的旋转精度，而且精度越高，各滚动体受力越均匀，有利于提高刚度和抗振性，减少数控机床的机械磨损，提高寿命。n数控机床主轴用的轴承，主要有滚动和滑动两数控机床主轴用的轴承，主要有滚动和滑动两大类。数控机床的主轴多数采用滚动轴承，其大类。数控机床的主轴多
11、数采用滚动轴承，其中特别多用角接触球滚动轴承和圆锥滚子轴中特别多用角接触球滚动轴承和圆锥滚子轴承承。角接触球滚动轴承 圆锥滚子轴承数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能n为了提高数控机床主轴运动精度和刚度，主轴轴承的间隙应该是可调的，这是数控机床主轴轴承主要的特点。n轴承预紧就是使滚道与滚动体预先承受一定的载荷，这样不仅能消除间隙，还能使滚动体与滚道之间发生一定的变形，从而使接触面积增大，轴承受力时变形减小、抵抗变形的能力增大；因此，对主轴滚动轴承进行预紧和合理选择预紧量，可以提高主轴部件的旋转精度、刚度和抗振性。数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能数控
12、机床主传动系统中主轴部件结构与性能n2主轴刀具自动夹紧机构主轴刀具自动夹紧机构n主轴刀具自动夹紧机构是数控机床、特别是数控加工中心主轴刀具自动夹紧机构是数控机床、特别是数控加工中心的特有机构。当刀具通过机械手或其他方法装到主轴孔后，的特有机构。当刀具通过机械手或其他方法装到主轴孔后，主轴刀具自动夹紧机构根据数控指令控制相应机械结构或主轴刀具自动夹紧机构根据数控指令控制相应机械结构或液压气压系统实现各自工作，高精度、高效率顺利完成数液压气压系统实现各自工作，高精度、高效率顺利完成数控刀具的安装。控刀具的安装。n数控立式镗铣加工中心的主轴刀具自动夹紧机构数控立式镗铣加工中心的主轴刀具自动夹紧机构是
13、典型的主轴刀具自动夹紧机构，如图所示。是典型的主轴刀具自动夹紧机构，如图所示。数控立式镗铣加工中心的主轴刀具自动夹紧机构数控立式镗铣加工中心的主轴刀具自动夹紧机构n1-液压缸活塞n 2-拉杆n 3-碟形弹簧 n4-钢球 n5-标准刀杆 n6-端面键 数控立式镗铣加工中心主轴刀具自动夹紧机构工作数控立式镗铣加工中心主轴刀具自动夹紧机构工作过程如下：过程如下：n当需要松开刀杆5时，液压缸的上腔进油活塞1向下移动，拉杆2被推动向下移动。此时，碟形弹簧3被压缩。钢球4随拉杆一起向下移动，移至主轴孔径的较大处时，便松开了刀杆5，刀具连同刀杆5一起被机械手拔下。新刀装入后，液压缸的上油腔接通回油，活塞在弹
14、簧的作用下向上移动，拉杆2在碟形弹簧3的作用下也向上移动，钢球4被收拢，卡紧在刀杆5顶部拉钉的环槽中，把刀杆拉紧。刀杆夹紧机构用弹簧夹紧，液压放松，可保证工作中突然停电时，刀杆不会自行松脱。数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能n3主轴的定向准停装置主轴的定向准停装置n（1）定向准停装置）定向准停装置n具有自动换刀功能的数控机床，多数情况下，具有自动换刀功能的数控机床，多数情况下，主轴与刀杆靠端面键传递转矩，当主轴停转进主轴与刀杆靠端面键传递转矩，当主轴停转进行刀具交换时，主轴需停在一个固定不变的方行刀具交换时，主轴需停在一个固定不变的方位上，保证主轴端面
15、的键也在一个固定的方位，位上，保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能数控机床主传动系统中主轴部件结构与性能n（2）准停装置类型n机械式主轴的定向准停装置 由于柔性差、机械磨损复杂、维护较难等因素，在数控机床中应用较少。n电气式主轴的定向准停装置n-它是通过在主轴上或与主轴有传动联系的传动轴上安装位置编码器或磁性传感器，配合直流或交流调速电机实现定向准停。这种方法结构简单，准停可靠，动作迅速平稳，应用比较广泛。电气式主轴准停装置工作原理电气式主轴准停装置工作原理 1-主轴的塔轮；2-传感器；3-永
16、磁块；4-垫片 电气式主轴准停装置工作原理电气式主轴准停装置工作原理n其主轴电气准停装置的工作原理如下：主轴的塔轮1上安装一个厚垫片4，上装一个体积很小的永磁块3，在主轴箱体的准停位置上，装一个磁传感器2。数控系统发出主轴停转信号后，主轴减速，以很低的转速慢转至永磁块对准传感器，传感器2发出准停信号，电动机制动，主轴实现准停。任务一任务一 主传动系统中机械部件的装调与维修主传动系统中机械部件的装调与维修n四、主轴精度的测量四、主轴精度的测量n1.静态测量静态测量n2.动态测量动态测量n3.间接测量间接测量 任务一任务一 主传动系统中机械部件的装调与维修主传动系统中机械部件的装调与维修n五、主传
17、动系统中典型机械部件故障诊断与维五、主传动系统中典型机械部件故障诊断与维修修n对于数控机床机械故障诊断与维护的一般原则是：对于数控机床机械故障诊断与维护的一般原则是：先外部后内部、先简单后复杂、先静态后动态。先外部后内部、先简单后复杂、先静态后动态。数控机床机械故障诊断与维护的一般工作步骤是：数控机床机械故障诊断与维护的一般工作步骤是：先现场检查，然后进行故障分析与确定故障原因，先现场检查，然后进行故障分析与确定故障原因，最后完成故障诊断与维护。最后完成故障诊断与维护。主传动系统中典型机械部件故障诊断与维修主传动系统中典型机械部件故障诊断与维修n1伺服主电动机主要机械故障伺服主电动机主要机械故
18、障n2主轴主要机械故障主轴主要机械故障n3主轴刀具自动夹紧机构主要机械故障主轴刀具自动夹紧机构主要机械故障任务一任务一 主传动系统中机械部件的装调与维修主传动系统中机械部件的装调与维修n【任务实施】【任务实施】n一、数控车床主轴部件的拆装与调整一、数控车床主轴部件的拆装与调整n1数控车床主轴部件的结构数控车床主轴部件的结构n2数控车床主轴部件的拆卸与装配数控车床主轴部件的拆卸与装配n（1）主轴部件的拆卸）主轴部件的拆卸n（2）主轴部件的装配及调整）主轴部件的装配及调整数控车床主轴部件的结构数控车床主轴部件的结构n1-同步带轮；2-带轮；3、7、8、10、11-螺母；4-主轴脉冲发生器；5-螺钉
19、；6-支架；9-主轴；12-角接触球轴承；13-前端盖；14-前支承套；15-圆柱滚子轴承数控车床主轴部件的拆卸数控车床主轴部件的拆卸n1）切断总电源及主轴脉冲发生器等电器线路。总电源切断后，应拆下保险装置，防止他人误合闸而引起事故。n2）切断液压卡盘油路，排掉主轴部件及相关部分的润滑油。油路切断后，应放完管内余油，避免油溢出污染工作环境，管口应封住，防止杂物侵入。n3）拆下液压卡盘及主轴后端液压缸等部件，排尽油管中余油并封住管口。n4）拆下电动机传动带及主轴后端带轮和键。n5）拆下主轴后端螺母3。n6）松开螺钉5，拆下支架6上的螺钉，拆去主轴脉冲发生器（含支架、同步带）。n7）拆下同步带轮1
20、和后端油封件。数控车床主轴部件的拆卸数控车床主轴部件的拆卸n8）拆下主轴后支承处轴向定位螺钉。n9）拆下主轴前支承套螺钉。n10）拆下（向前端方向）主轴部件。n11）拆下圆柱滚子轴承15和轴向定位盘及油封。n12）拆下螺母7和螺母8。n13）拆下螺母10和螺母11以及前油封。n14）拆下主轴9和前端盖13。主轴拆下后要轻放，不得碰伤各部分螺纹及圆柱表面。n15）拆下角接触球轴承12和前支承套14。n以上各零部件拆卸后，应进行清洗及防锈处理，并妥善存放保管。数控车床主轴部件的装配及调整数控车床主轴部件的装配及调整n对CK7815数控车床主轴部件的装配过程，可大致依据拆卸顺序逆向操作。主轴部件装配
21、时的调整，应注意以下几个部位的操作。n 前端三个角接触球轴承，应注意前面两个大口向外，朝向主轴前端，后一个大口向里（与前面两个方向相反）。预紧螺母11的预紧量应适当（查阅制造厂家说明书），预紧后一定要注意用螺母10锁紧，防止回松。n 后端圆柱滚子轴承的径向间隙由螺母3和螺母7调整。调整后通过螺母8锁紧，防止回松。n 为保证主轴脉冲发生器与主轴转动的同步精度，同步带的张紧力应合理。调整时先稍稍松开支架6上的螺钉，然后调整螺钉5，使之张紧同步带。同步带张紧后，再旋紧支架6上的紧固螺钉。n 液压卡盘装配调整时，应充分清洗卡盘内锥面和主轴前端外短锥面，保证卡盘与主轴短锥面的良好接触。卡盘与主轴连接螺钉
22、旋紧时应对角均匀施力，以保证卡盘的工作定心精度。n 液压卡盘、驱动液压缸安装时，应调好卡盘拉杆长度，保证驱动液压缸有足够的、合理的夹紧行程储备量。数控车床主轴部件的拆装与调整数控车床主轴部件的拆装与调整n3数控车床主轴精度的测量数控车床主轴精度的测量n（1）主轴跳动检验）主轴跳动检验n（2）主轴定心轴颈的径向跳动检验）主轴定心轴颈的径向跳动检验n（3）主轴锥孔轴线的径向跳动检验）主轴锥孔轴线的径向跳动检验n（4）主轴顶尖的跳动检验）主轴顶尖的跳动检验任务一任务一 主传动系统中机械部件的装调与维修主传动系统中机械部件的装调与维修n二、数控铣床主轴部件的拆装与调整二、数控铣床主轴部件的拆装与调整n
23、 1数控铣床主轴部件结构数控铣床主轴部件结构n2数控铣床主轴部件的拆卸与装配数控铣床主轴部件的拆卸与装配n（1）主轴部件的拆卸n（2）主轴部件的装配及调整数控铣床主轴部件结构数控铣床主轴部件结构n1-角接触球轴承；2-轴承隔套；3-外圈隔套；4、9-圆螺母；5-主轴；6-主轴套筒；7-丝杠螺母；8-深沟球轴承；10-螺母支承；11-花键套；12-脉冲编码器；13、15-同步带轮；14-同步带；16-伺服电动机；17-丝杠；18-快换夹头数控铣床主轴部件的拆卸数控铣床主轴部件的拆卸n1）切断数控铣床总电源、脉冲编码器12以及主轴电动机等电器的线路。n2）拆下主轴电机法兰盘连接螺钉。n3）拆下主轴
24、电机及花键套11等部件。n4）拆下主轴部件罩壳螺钉，卸掉下罩壳。n5）拆下丝杠座螺钉。n6）拆下螺母支座10和主轴套筒6的连接螺钉。n7）向左移动丝杠螺母7和螺母支承10等部件，卸下同步带14和螺母支承10处与主轴套筒连接的定位销。n8）卸下主轴部件。n9）卸下主轴前端法兰和油封。n10）拆下主轴套筒。n11）拆下圆螺母4和圆螺母9。n12）拆下前后轴承1和8，拆下轴承隔套2和3。n13）卸下快换夹头18。n拆卸后的部件应当进行清洗和防锈处理，并且妥善保管存放。数控铣床主轴部件的装配及调整数控铣床主轴部件的装配及调整n主轴部件的装配顺序大致与拆卸顺序的操作相反。主轴部件的装配及调整时应注意以下几点：n1）为保证主轴精度，必须对轴承等进行一定的预紧力调整。n2）主轴前后轴承应保证足够的润滑油。n3）螺母支承10与主轴套筒的连接螺钉要充分旋紧。n4）为保证脉冲编码器与主轴的同步精度，调整时同步带14应保证合理的张紧量。数控铣床主轴部件的拆装与调整数控铣床主轴部件的拆装与调整n3主轴部件装配后的精度检测主轴部件装配后的精度检测n（1）主轴锥孔轴线的径向跳动检测）主轴锥孔轴线的径向跳动检测 n（2）主轴轴向窜动的检测归纳总结归纳总结 任务一任务一 主传动系统中机械部件的装调与维修主传动系统中机械部件的装调与维修
