数控机床的机械装调与维修1.ppt

数控机床的机械装调与维修1.ppt

《数控机床的机械装调与维修1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床的机械装调与维修1.ppt（114页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

数控机床的机械装调与维修数控机床的机械装调与维修数控机床装调维修工数控机床装调维修工本章主要内容本章主要内容数控机床机械数控机床机械结构概述构概述主主传动系系统的装的装调与与维修修进给传动系系统的装的装调与与维修修数控机床机械数控机床机械结构故障构故障诊断断本章学本章学习目目标目标目标11目标目标22目标目标33目标目标44掌握数车、掌握数车、数铣及加数铣及加工中心机工中心机械结构的械结构的基本组成基本组成及特点及特点掌握数控掌握数控机床主传机床主传动和进给动和进给传动的机传动的机械结构的械结构的拆装工艺拆装工艺熟悉主传动熟悉主传动的变速方式的变速方式熟悉进给丝熟悉进给丝杠螺母副的杠螺母副的工作原理和工作原理和特点特点掌握数控掌握数控机床主要机床主要机械部件机械部件的故障诊的故障诊断和维护断和维护第一节第一节数控机床机械结构概述数控机床机械结构概述一、数控机床的机械结构组成一、数控机床的机械结构组成1.1.数控车床结构组成数控车床结构组成2.2.数控铣床数控铣床/加工中心的组成加工中心的组成知识回顾知识回顾输输入入装装置置输输出出装装置置计计算算机机数数控控装装置置PLCPLC主轴控制单元主轴控制单元主轴主轴机床机床伺服电机伺服电机位移、速度位移、速度控制单元控制单元工工作作台台位置检测反馈装置位置检测反馈装置数控机床数控机床数控机床数控机床的组成的组成的组成的组成知识回顾知识回顾数控机床机械结构数控机床机械结构是数控机床的机械结构实体，是用于是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切削加工的机械部分。

完成各种切削加工的机械部分。

机床是被控制的对象，其运动的位移机床是被控制的对象，其运动的位移和速度以及各种开关量都是被控制的和速度以及各种开关量都是被控制的知识回顾知识回顾主传动系统主传动系统一二三进给传动系统进给传动系统基础支承件基础支承件机械机械结构结构数控车床结构组成数控车床结构组成数控车床与普通车床相比较，其结构上仍然是由床身、主数控车床与普通车床相比较，其结构上仍然是由床身、主轴箱、刀架、进给传动系统、液压、冷却、润滑系统等部分轴箱、刀架、进给传动系统、液压、冷却、润滑系统等部分组成。

组成。

数控车床是采用伺服电动机经滚珠丝杠，传到滑板和刀架，数控车床是采用伺服电动机经滚珠丝杠，传到滑板和刀架，实现纵向实现纵向（Z（Z向向）和横向和横向（X（X向向）进给运动。

进给运动。

数控车床进给传动系统的结构大为简化。

数控车床进给传动系统的结构大为简化。

无防护装置无防护装置无自动排屑功能无自动排屑功能转速相对较低，转速相对较低，有级变速有级变速主、进给传动系主、进给传动系统共用一台电机统共用一台电机劳动强度高劳动强度高、操作者技术要求操作者技术要求高高、效率低、质、效率低、质量靠个人技术量靠个人技术普通机床普通机床从普车从普车到数车到数车采用全封闭防护采用全封闭防护装置装置采用自动排屑装采用自动排屑装置置主轴转速高，能主轴转速高，能实现无极变速实现无极变速主、进给传动系主、进给传动系统采用各自独立统采用各自独立的伺服电机的伺服电机劳动强度相对低劳动强度相对低、质量稳定、质量稳定数控机床数控机床数控车床结构组成数控车床结构组成数控车床结构组成数控车床结构组成数控车床结构组成数控车床结构组成底底座：

整台机床的主体，支座：

整台机床的主体，支撑着机台的所有重量撑着机台的所有重量主轴头：

用来安放主轴主轴头：

用来安放主轴数控车床结构组成数控车床结构组成鞍座鞍座滑板滑板底座底座鞍鞍座：

座：

下面连接下面连接着底座，着底座，上面连接上面连接滑板，用滑板，用于实现于实现X轴移动等轴移动等功能功能数控车床结构组成数控车床结构组成刀塔：

用来安装刀具刀塔：

用来安装刀具动力刀塔动力刀塔动力刀塔动力刀塔数控车床结构组成数控车床结构组成主轴部分：

夹持工件旋转主轴部分：

夹持工件旋转数控铣床数控铣床/加工中心的组成加工中心的组成温故知新温故知新相同点相同点不同点不同点加工中心是在加工中心是在数控机床的基数控机床的基础上发展起来础上发展起来的，都是通过的，都是通过程序控制多轴程序控制多轴联动走刀进行联动走刀进行加工的数控机加工的数控机床床加工中心具加工中心具有刀库和自动有刀库和自动换刀功能换刀功能数控铣床数控铣床/加工中心的组成加工中心的组成数控铣削不仅可以加工各种平面、沟槽、螺旋槽、成型表面和孔，数控铣削不仅可以加工各种平面、沟槽、螺旋槽、成型表面和孔，而且还能加工各种平面和空间等复杂型面。

而且还能加工各种平面和空间等复杂型面。

铣槽铣槽铣平面铣平面铣台阶铣台阶数控铣床数控铣床/加工中心的组成加工中心的组成一、主轴变速方式一、主轴变速方式二、电主轴结构二、电主轴结构三、主轴部件的支承三、主轴部件的支承四、数控车床主轴部件的调整四、数控车床主轴部件的调整无级和分段变速方式无级和分段变速方式主要部件主要部件轴承的类型及预紧方式轴承的类型及预紧方式部件结构、拆卸与调整部件结构、拆卸与调整第二节第二节主传动系统的装调与维修主传动系统的装调与维修主传动系主传动系统的装调统的装调与维修与维修一、主轴变速方式一、主轴变速方式现现代代数数控控机机床床的的主主运运动动广广泛泛采采用用无无级级变变速速传传动动，用用交交流流调调速速电电机机或或直直流流调调速速电电机机驱驱动动，它它们们能能方方便便地地实实现现无无级级变变速速，且且传传动动链链短短，传传动动件件少少，提提高高了了变变速速的的可可靠靠性性，其其制制造造精精度度则则要要求求很很高高。

根根据据数数控控机机床床对对主主轴轴转转速速、变变速速范范围围和和输输出出功功率率的的要要求求不不同同，其其主主轴轴的的变变速方式主要有以下几种形式：

速方式主要有以下几种形式：

由调速电机直接驱动的主传动由调速电机直接驱动的主传动实现方式：

由主轴电机直接驱动实现方式：

由主轴电机直接驱动优点：

优点：

这种方式大大简化主轴结这种方式大大简化主轴结构，有效地提高主轴刚度。

构，有效地提高主轴刚度。

缺点：

主轴输出扭矩小，电机的缺点：

主轴输出扭矩小，电机的发热对主轴精度影响大。

发热对主轴精度影响大。

适用场合：

高速机床，可满足中、适用场合：

高速机床，可满足中、高档数控机床对速度的控制要求高档数控机床对速度的控制要求内装电动机主轴（电主轴）内装电动机主轴（电主轴）内装式主轴电机又称内装式主轴电机又称电主轴电主轴实现方式：

实现方式：

主轴电动机与机床主轴合而为一，传动链为零，又称主轴电动机与机床主轴合而为一，传动链为零，又称“零传动零传动”。

应用：

超高速数控机床。

（美国、德国、日本、瑞士、意大利等工业发达国应用：

超高速数控机床。

（美国、德国、日本、瑞士、意大利等工业发达国家，都在高速数控机床上广泛采用了电主轴结构）家，都在高速数控机床上广泛采用了电主轴结构）内装电动机主轴（电主轴）内装电动机主轴（电主轴）电主轴电主轴有什么有什么优点呢优点呢分段无级变速分段无级变速在大、中型数控机床上，在大、中型数控机床上，为了使主轴在低速时获得大转矩为了使主轴在低速时获得大转矩和扩大恒功率调速范围，通常和扩大恒功率调速范围，通常在使用无级变速传动的基础在使用无级变速传动的基础上，在增加两级或三级辅助机械变速机构作为补充。

上，在增加两级或三级辅助机械变速机构作为补充。

通过通过分段变速方式，确保低速时的大扭矩，扩大恒功率调速范分段变速方式，确保低速时的大扭矩，扩大恒功率调速范围，满足机床重切削时对扭矩的要求。

围，满足机床重切削时对扭矩的要求。

带有变速齿轮的主传动带有变速齿轮的主传动主轴电机经过二级齿轮变速，使主轴主轴电机经过二级齿轮变速，使主轴获得低速和高速两种转速系列，这种获得低速和高速两种转速系列，这种分段无级变速，确保低速时的大扭矩，分段无级变速，确保低速时的大扭矩，满足机床对扭矩特性的要求。

满足机床对扭矩特性的要求。

滑移齿轮常用液压拨叉和电磁离合器滑移齿轮常用液压拨叉和电磁离合器来改变其位置来改变其位置。

带有变速齿轮的主传动带有变速齿轮的主传动为什么不采用主电机与主轴直联的变速方式，全部由主电机实为什么不采用主电机与主轴直联的变速方式，全部由主电机实现无级变速？

现无级变速？

思考思考思考思考原因原因原因原因主轴电机的特性主轴电机的特性当主轴转速小于额定转速时，当主轴转速小于额定转速时，主轴工作在恒扭矩区主轴工作在恒扭矩区当主轴转速大于额定转速时，当主轴转速大于额定转速时，主轴工作在恒功率区主轴工作在恒功率区带有变速齿轮的主传动带有变速齿轮的主传动若主轴与主轴电机之间采用若主轴与主轴电机之间采用1:

1的直联方式，虽然主轴电机的速度可以在零的直联方式，虽然主轴电机的速度可以在零速度到标定的最大转速之间连续变化，但在额定功率之下的调速范围只能由速度到标定的最大转速之间连续变化，但在额定功率之下的调速范围只能由额定转速到最大转速额定转速到最大转速带有变速齿轮的主传动带有变速齿轮的主传动怎么解怎么解决呢？

决呢？

主轴电机与驱动装主轴电机与驱动装置的体积、重量、置的体积、重量、成本大大增加成本大大增加大功率电机大功率电机分段无级变速分段无级变速可展宽恒功率范围，可展宽恒功率范围，经济，但需要自动经济，但需要自动换挡机构换挡机构解决方法解决方法增加减速机构增加减速机构可满足低速大扭矩可满足低速大扭矩的要求，但降低了的要求，但降低了恒功率调速范围恒功率调速范围带有变速齿轮的主传动带有变速齿轮的主传动带有变速齿轮的主传动带有变速齿轮的主传动举一反三举一反三-参考汽车参考汽车变速箱变速箱通过带传动的主传动通过带传动的主传动这这种种传传动动主主要要用用在在转转速速较较高高、变变速速范范围围不不大大的的小小型型数数控控机机床床上上。

电电机机本本身身的的调调整整就就能能够够满满足足要要求求，不不用用齿齿轮轮变变速速，可可以以避避免免由由齿齿轮轮传传动动所所引引起起的的振振动动和和噪噪声声。

它它适适用用于于高高速速低低转转矩矩特特性性的的主主轴轴，常常用用的的有有多多楔楔带和同步齿形带。

带和同步齿形带。

通过带传动的主传动通过带传动的主传动主轴电动机主轴电动机主轴脉冲主轴脉冲编码器编码器同步齿同步齿形带形带主轴主轴二、电主轴结构二、电主轴结构电主轴采用变频电机与机床的主轴合二电主轴采用变频电机与机床的主轴合二为一的结构形式为一的结构形式,即变频电机的空心转子与即变频电机的空心转子与机床主轴零件过盈配合套装（热装）在一机床主轴零件过盈配合套装（热装）在一起，带冷却套的定子装配（热装）在主轴起，带冷却套的定子装配（热装）在主轴单元的壳体内直接与机床连接，成为集成单元的壳体内直接与机床连接，成为集成式电机主轴式电机主轴电机的转子就是机床的主轴电机的转子就是机床的主轴,机床主轴单元的壳体就是电机座。

机床主轴单元的壳体就是电机座。

电主轴结构电主轴结构转轴支撑系统电机定子电机转子轴壳循环冷却系统润滑系统控制系统电主轴结构电主轴结构轴壳轴壳壳体主要由外壳、前后大盖以壳体主要由外壳、前后大盖以及后轴承座等固定不动的零件及后轴承座等固定不动的零件组成，通常将轴承座孔直接设组成，通常将轴承座孔直接设计在轴壳上。

电主轴为加装电计在轴壳上。

电主轴为加装电动机定子，必须开放一端。

动机定子，必须开放一端。

电主轴结构电主轴结构转轴转轴转轴是高速电主轴的主要回转转轴是高速电主轴的主要回转体，且承受切削力，又属深孔体，且承受切削力，又属深孔轴，对于内外圆同轴度以及前轴，对于内外圆同轴度以及前锥孔相对支承面的径向跳动和锥孔相对支承面的径向跳动和端面跳动，均有极精密要求。

端面跳动，均有极精密要求。

电主轴结构电主轴结构轴承轴承高速电主轴的核心支撑部件是高速高速电主轴的核心支撑部件是高速精密轴承。

电主轴的轴承必须具有精密轴承。

电主轴的轴承必须具有高速性能好、动负荷承载能力高、高速性能好、动负荷承载能力高、润滑性能好、发热量小等优点。

近润滑性能好、发热量小等优点。

近年来，相继开发研制了年来，相继开发研制了陶瓷轴承、陶瓷轴承、磁浮轴承、磁浮轴承、液体液体动静压轴承动静压轴承、气体、气体静压轴承静压轴承。

电主轴结构电主轴结