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1、书名：数控机床ISBN：978-7-111-37042-0作者：任立军出版社：机械工业出版社本书配有电子课件,数控机床精品课件,学习项目四 数控车床结构分析,任务一 数控车床概述,任务二 数控车床的传动与结构,任务三 数控车削中心,任务一 数控车床概述,主要介绍数控车床的加工工艺范围、数控车床分类、特点与发展、布局形式以及组成和技术参数。,通过学习，掌握数控车床的加工工艺范围、分类，了解数控车床的特点与发展，熟悉数控车床的结构布局形式，了解MJ50数控车床的组成与相关技术参数。,任务内容,任务目标,数控车床主要用于对各种回转体表面进行加工，诸如内外圆柱面、内外圆锥面、成形回转面、螺纹面、高精度
2、回转曲面、端面及端面螺纹面等的加工。,一、工艺范围与分类,数控车床加工工艺范围,1）卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床（平床身数控车床）和数控倾斜导轨卧式车床（斜床身数控车床）。2）立式数控车床简称为数控立车,一、工艺范围与分类,数控车床的分类（主轴位置）,1）单刀架数控车床一般都配置有各种形式的单刀架2）双刀架数控车床,一、工艺范围与分类,数控车床的分类（刀架数量）,1）经济型数控车床2）普及型数控车床3）高档型数控车床,一、工艺范围与分类,数控车床的分类（功能）,1)卡盘式数控车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件，采用液压或电动卡盘装夹工件，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪（即
3、软卡爪）。2)顶尖式数控车床配有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。,一、工艺范围与分类,数控车床的分类（加工工件）,（1）传动机构简单（2）工艺复合化和功能集成化（3）加工生产效率高（4）能加工复杂的回转表面，保证加工精度和质量（5）减轻了操作者的劳动强度,二、数控车床的特点与发展,1数控车床的特点,（1）高速化、高精度化（2）高柔性化（3）智能化（4）绿色化、人文化（5）网络化、集成化,二、数控车床的特点与发展,2数控车床的发展,（1）工件形状、尺寸和精度的方面影响（2）生产效率的影响（3）机床占地面积的影响,三、数控车床的布局形式,1影响数控车床布局形式的主要因
4、素,（1）床身与导轨的布局（2）刀架的布局（3）主轴箱与尾座的布局形式,三、数控车床的布局形式,2影响数控车床布局主要形式,四、数控车床的组成与技术参数,MJ50型数控车床的组成,1脚踏开关 2对刀仪 3卡盘 4主轴箱 5防护门 6压力表7、8防护罩 9转臂 10CNC装置 11回转刀架 12尾座 13斜滑板 14床身,任务二 数控车床的传动与结构,主要介绍MJ50数控车床的主传动系统与主轴箱结构、进给传动系统与传动装置、自动回转刀架、尾座及辅助装置等知识,通过对MJ50型数控车床传动系统及结构的学习，掌握数控车床上各个传动系统及其结构的知识，了解其他类型数控车床传动与结构。,任务内容,任务目
5、标,数控车床传动系统指的是通过一系列传动件（如齿轮、带轮、皮带等）将执行件（如主轴、刀架等）与动力源（如主轴电机、进给电机等）联系起来所组成的系统。图4-13为标准型MJ50数控车床的传动系统。,一、主传动系统与主轴箱结构,数控车床主传动系统指的是通过一系列传动件（如齿轮、带轮、皮带等）将主轴与主轴电机联系起来所组成的传动系统。,一、主传动系统与主轴箱结构,2.主传动系统,主轴箱通常是由主轴、主轴箱体、轴承、带轮、螺母、螺钉等零部件组成。对于主轴转动来说，影响主轴精度主要因素是主轴轴向跳动（端面跳动）误差和主轴径向跳动误差两方面。,一、主传动系统与主轴箱结构,3.主轴箱结构,（1）纵向进给传动
6、系统 纵向进给传动系统是由纵向进给伺服电动机通过中间传动件带动执行部件（如刀架滑板）沿着Z向运动的系统,二、进给传动系统与传动装置,1纵向进给传动系统及其传动装置,（1）纵向进给传动系统（2）纵向进给传动装置,二、进给传动系统与传动装置,1纵向进给传动系统及其传动装置,1脉冲编码器 2、12同步带轮 3、6缓冲挡块 4、8、16螺母 5滚珠丝杠 7轴承 9轴承座 10、17螺钉 11同步带 13床身 14进给电机 15角接触球轴承18法兰 19内锥环 20外锥环,（1）横向进给传动系统（2）横向进给传动装置,二、进给传动系统与传动装置,2横向进给传动系统及其传动装置,1滑板 2、11螺母 3、
7、9轴承 4轴承座 5、8缓冲块 6丝杠 7丝杠螺母 13键 10、12、14同步带轮副 15进给电机 16脉冲编码器,结合其结构组成，自动回转换刀架需经过四个过程完成一次换刀，即“刀盘抬起、刀盘转位、刀盘定位和刀盘夹紧”四个过程。,三、自动回转刀架,刀架结构和原理,1平板共轭分度凸轮 2液压马达 3锥环 4、5齿轮副 6刀架主轴 7、12推力轴承 8滚针轴承 9活塞 10、13动、静鼠牙盘 11刀盘,液压驱动动力自定心卡盘，卡盘3用螺丝钉固定在主轴前端，液压缸5固定在主轴后端，改变液压缸左右腔的通油状态，活塞杆4带动卡盘内的驱动爪1驱动卡爪2，夹紧或松开工件，并通过行程开关6和7发出相应信号。
8、,四、自动定心卡盘,卡盘结构和原理,1驱动爪 2卡爪 3卡盘 4活塞杆 5液压缸 6、7行程开关,顶尖1与尾座套筒2通过锥孔连接在一起，当数控机床接受数控系统发出液压顶尖顶出动作时，数控系统发出的指令将控制液压系统的电磁换向阀动作，从而控制液压油液通过活塞杆4的中心孔压入尾座套筒2的左腔，即可推动尾座套筒伸出；反之，当数控系统要求液压顶尖退回动作时，系统指令将控制电磁换向阀重新动作，致使压力油向液压套筒右腔进入，此时尾座套筒和顶尖退回。,五、机床尾座,尾座结构和原理,1顶尖 2尾座套筒 3尾座壳体 4活塞杆 5端盖 6、7挡块 8、9行程开关 10行程杆,数控车床上的防护装置主要是起到安全防护
9、的作用，如防尘、防水、防油、防腐蚀等。如图是一种钢板防护罩，主要是安装在导轨与机床工作台之间，起到防护导轨副等作用；图是一种圆形防护罩，主要是安装在丝杠上，起到防护作用。,六、数控车床的辅助装置,1防护装置,数控车床上配置排屑装置是实现自动排屑，从而减轻操作人员的劳动强度，主要排屑装置有链板式、永磁式、刮板式、真空负压式和螺旋式等，其中链板式排屑装置使用较为广泛些，其适应于团状、卷状、块状金属及非金属的干式、温式排屑，具有输送效率高，输送速度选择范围大，运输平稳可靠，噪声小等特点。,六、数控车床的辅助装置,2排屑装置,数控车床的传统对刀方法是指在机床上使用相对位置检测手动对刀，精确的对刀方式可
10、利用机外对刀仪装置，或机床上本身具有对刀检测系统，自动对刀。,六、数控车床的辅助装置,3检测对刀装置,任务三 数控车削中心,主要介绍数控车削中心机床的加工工艺范围、C轴功能与伺服控制以及自驱动刀具的典型结构。,通过学习，掌握数控车削中心的加工工艺范围、C轴功能与伺服控制以及自驱动刀具的典型结构。,任务内容,任务目标,车削中心是一种复合型多功能机床，它是集数控车削、铣削、钻和镗等为一体的多工序机床。它是在工件一次装夹数控车削的基础上，拓展了在其回转工件表面上实现铣削、钻削和镗削的加工。图4-28是车削中心加工的一些典型零件。,车削中心概述,概述,车削中心的工艺范围是集数控车削全部工艺和铣削、钻削
11、等工艺为一体，下图其除了车削加工以外可以完成的铣削、钻削等加工工序图。,一、车削中心的工艺范围,工艺范围,车削中心的C轴功能主要是在数控车床的机床上拓展了两大结构：一是动力刀架，可以安装铣刀、钻头等回转刀具，且专门配置自驱动刀具的伺服电动机，可实现无级调速；二是车床主轴具有C坐标轴功能，即主轴除了旋转做主运动之外，还可以在任何周向位置停止、进给，完成周向定位、圆周分度等运动。,二、C轴功能与伺服控制,1.C轴功能,车削中心在加工过程中，主轴伺服电动机与自驱动刀具伺服电动机是互锁的。即当C轴进行分度或圆周进给时，主轴将脱开主轴电动机，接合自驱动刀具的伺服电动机；若进行普通的数控车削加工时，则脱开
12、自驱动刀具的伺服电动机，接合主轴电动机。这种互锁的方式主要有以下两种：,二、C轴功能与伺服控制,2.伺服控制,（1）精密蜗杆副传动结构 精密蜗杆副传动结构是实现车削中心C轴伺服控制的典型结构之一。它采用可啮合和脱开的精密蜗杆副结构，当机床处于铣削和钻削状态时，即主轴需要实现C轴功能时，蜗杆1和蜗轮3啮合，若不需要C轴功能时，则蜗杆与蜗轮脱开。该蜗杆涡轮副有一个可固定的精确调整滑块来调整，以消除啮合间隙。C轴的分度精度由一个脉冲编码器来保证，分度精度为0.01,二、C轴功能与伺服控制,2.伺服控制,（2）经滑移齿轮控制的C轴传动 图4-32是车削中心的C轴传动系统图，由主轴箱和C轴控制箱两部分组
13、成。当主轴在一般车削状态时，换位液压缸6使滑移齿轮5与主轴齿轮7脱开，制动液压缸10脱离制动，主轴电动机通过V带带动V带轮11使主轴8转动。,二、C轴功能与伺服控制,2.伺服控制,自驱动刀具是指那些具备独立驱动源的刀具。车削中心自驱动刀具主要由动力源、变速传动装置和自驱动刀具附件等三部分组成。1动力源2变速传动装置3自驱动刀具附件,三、自驱动刀具的典型结构,组成,训练项目 CK6150数控车床机械结构分析与调整,通过对CK6150车床机械结构拆装、分析，主要掌握以下内容：1）CK6150车床主运动传动机构及其特点；主轴回转精度检测方法；主轴支承轴承间隙调整方法。2）CK6150车床进给运动传动
14、机构及其特点；反向空程误差的测定及滚珠丝杠间隙调整方法；动、静导轨间隙检测及调整方法。3）CK6150车床刀架结构及其特点；保养维护。,训练目的,训练项目 CK6150数控车床机械结构分析与调整,1）教师讲解CK6150数控车床的整体结构及其特点。2）学生领取相关技术图纸等资料，对照机床进行图纸分析。3）准备相关拆装等工具。4）按照图纸要求，拆卸机床主轴箱、对照图纸分析主运动传动及其结构；检测主轴回转精度；在教师指导下调整主轴支撑轴承间隙以提高主轴运转质量。5）按照图纸要求，拆卸机床进给机构、对照图纸分析进给运动及其结构；检测Z轴反向空程误差；在教师指导下调整滚珠丝杠间隙；用塞尺检测动、静导轨
15、间隙并进行调整。6）按照图纸要求，拆卸机床刀架机构、对照图纸分析刀架运动及其结构；保养维护。7）将所拆卸的机构进行安装、调试，并会利用检测工具检验是否合理。8）根据指导教师要求，绘制出规定的机床传动机构，并展开分析。9）分析其它内容，撰写训练报告。,训练内容,训练项目 CK6150数控车床机械结构分析与调整,要求1：根据图的传动系统图，指出机床各个部位功能及其特点。要求2：根据MJ50型数控车床的主要技术参数的分析，查阅相关资料编写CK6150数控车床的主要技术参数。,参考附图及相关要求,训练项目 CK6150数控车床机械结构分析与调整,要求3：根据图标出该机床主轴结构各部分零件，并分析、说明其作用,参考附图及相关要求,训练项目 CK6150数控车床机械结构分析与调整,要求4：分析图的纵向进给机构。要求5：对照MJ50数控车床的纵向进给机构简图，分析两种之间的相同点。,参考附图及相关要求,训练项目 CK6150数控车床机械结构分析与调整,要求6：分析图的横向进给机构。要求7：对照MJ50数控车床的横向进给机构简图，分析两种之间的相同点。,参考附图及相关要求,训练项目 CK6150数控车床机械结构分析与调整,要求8：补充图其他机构，并说明该尾架的工作过程。要求9：对照MJ50数控车床的回转刀架，分析CK6150机床的刀架结构。,参考附图及相关要求,
