【正文】 上海。大學(xué) 畢業(yè)實踐用紙 5 統(tǒng)等幾大部分組成 。 （ 1） 、主軸箱 包括主軸箱體和主軸傳動系統(tǒng)，用于裝夾刀具并帶動刀具旋轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速范圍和輸出扭矩對加工 有直接的影響。 （ 2） 、進(jìn)給伺服系統(tǒng) 由進(jìn)給電機(jī)和進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，按照程序設(shè)定的進(jìn)給速度實現(xiàn)刀具和工件之間的相對運動，包括直線進(jìn)給運動和旋轉(zhuǎn)運動。 （ 3） 、控制系統(tǒng) 數(shù)控銑床運動控制的中心，執(zhí)行數(shù)控加工程序控制機(jī)床進(jìn)行加工。 （ 4） 、輔助裝置 如液壓、氣動、潤滑、冷卻系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝置。 （ 5） 、機(jī)床基礎(chǔ)件 通常是指底座、立柱、橫梁等，它是整個機(jī)床的基礎(chǔ)和框架 。 2．?dāng)?shù)控銑床的分類 銑床通常的分類方法是按主軸的軸線方向來分，若垂直于水平面則稱之為數(shù)控立式銑床；若平行于水平面則稱之為數(shù)控臥式銑床；還有 立臥兩用的數(shù)控銑床，但比較少見。而數(shù)控立式銑床是數(shù)控銑床中數(shù)量最多的一種，應(yīng)用范圍最為廣泛。小型數(shù)控銑床一般都采用工作臺移動、升降及主軸轉(zhuǎn)動方式，與普通立式升降臺銑床機(jī)構(gòu)相似；中型數(shù)控立式銑床一般采用縱向和橫向工作臺移動方式，且主軸沿垂直滑板上運動，而龍門架則沿床身作縱向運動。 （ 1）立式數(shù)控銑床 立式數(shù)控銑床一般可進(jìn)行三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床占大多數(shù)。此外，還有的機(jī)床主軸可以繞 X、 Y、 Z 坐標(biāo)軸中其中一個或兩個作數(shù)控回轉(zhuǎn)運動的死坐標(biāo)和五坐標(biāo)數(shù)控立式銑床。一般來說，機(jī)床控制的坐標(biāo)軸越多，尤其是要求聯(lián)動的坐標(biāo)軸越多 ，機(jī)床的功能、加工范圍及可選擇的加工對象也越多。但隨之而來的就是機(jī)床結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對數(shù)控系統(tǒng)的要求更高，編程難度更大，設(shè)備的價格也更高。數(shù)控立式銑床也可以附加數(shù)控轉(zhuǎn)盤、采用自動交換臺、增加靠模裝置等來擴(kuò)大它的功能、加工范圍及加工對象，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。 （ 2）臥式數(shù)控銑床 該類數(shù)控銑床與通用臥式銑床相同，其主軸軸線平行于水平面。為了擴(kuò)大加工范圍和擴(kuò)充功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤來實現(xiàn)四、五坐標(biāo)加工。這樣不但工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓可以加工出來，而且可以實現(xiàn)在一次安裝中，通過轉(zhuǎn) 盤改變工位，進(jìn)行“四面加工”。尤其是萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤可以把工件上各種不同的角度或空間角度的加工面擺成水平來加工。這樣，可以省去很多專用夾具或?qū)Ｓ媒嵌鹊某尚毋姷丁τ谙潴w類零件或需要在一次安裝上海。大學(xué) 畢業(yè)實踐用紙 6 中改變工位的工件來說，選擇帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤的臥式數(shù)控銑床進(jìn)行加工是非常合適的。由于臥式數(shù)控銑床在增加了數(shù)控轉(zhuǎn)盤后很容易做到對工件進(jìn)行“四面加工”，在許多方面勝過帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤的立式數(shù)控銑床，所以目前已得到很多用戶的重視。 （ 3）立、臥兩用數(shù)控 目前，這類銑床正在逐步增多。由于這類銑床的主軸方向可以更換，能達(dá)到在一臺機(jī)床上既可以進(jìn) 行立式加工，有可以進(jìn)行臥式加工，使其應(yīng)用范圍更廣，功能更全，選擇加工對象的余地更大，給用戶帶來了很多的方便。尤其是當(dāng)生產(chǎn)批量小，品種多，有需要立、臥兩種方式加工時，用戶只需購買一臺這樣的機(jī)床就可以了。 立、臥兩用數(shù)控銑床的主軸方向的變換有手動和自動兩種方式，采用數(shù)控萬能主軸頭的立、臥兩用數(shù)控銑床，其主軸頭可以任意變換方向，可以加工出與水平面呈各種不同角度的工件表面。當(dāng)立、臥兩用數(shù)控銑床增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤后，就可以實現(xiàn)對工件“五面加工”。即除了工件與轉(zhuǎn)盤接觸的定位面外，其他表面都可以在一次安裝中進(jìn)行加工。 因此，其加工性能非常優(yōu)越。 3．?dāng)?shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特點 （ 1）高剛度和高抗振性 銑床剛度是銑床的技術(shù)性能之一，它反映了銑床結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。根據(jù)銑床所受載荷性質(zhì)的不同，銑床在靜態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為銑床的靜剛度；銑床在動態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為銑床的動剛度。在銑床性能測試中常用銑床柔度來說明銑床的該項性能，柔度是剛度的倒數(shù)。為滿足數(shù)控銑床高速度、高精度、高生產(chǎn)率、高可靠性和高自動化的要求，與普通銑床比較，數(shù)控銑床應(yīng)有更高的靜、動剛度，更好的抗振性。提高數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)剛度的措施主要有以下幾種： 1）提高銑床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率。改善薄弱環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)或布局，以減少所承受的彎曲負(fù)載和轉(zhuǎn)矩負(fù)載。例如，數(shù)控銑床的主軸箱或滑枕等部件，可采用卸荷裝置來平衡載荷，以補(bǔ)償部件引起的靜力變化，常用的卸荷裝置有重錘和平衡液壓缸；改善構(gòu)件間的接觸剛度和銑床與地基連接處的剛度等。 2）改善數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)的阻尼特性。在大件內(nèi)腔充填泥芯和混凝土等阻尼材料，在振動時因相對摩擦力較大而耗散震動能量。也可以用阻尼涂層法，即在大件表面噴涂一層具有高內(nèi)阻尼和較高彈性的粘滯性材料來增大阻尼比。 上海。大學(xué) 畢業(yè)實踐用紙 7 3）采用新材料和鋼板焊接 結(jié)構(gòu)。 （ 2）減少銑床熱變形的影響 銑床的熱變形是影響銑床加工精度的重要因素之一。由于數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度遠(yuǎn)高于普通銑床，而大切削量產(chǎn)生的熾熱切屑對工件和銑床部件的熱傳導(dǎo)影響遠(yuǎn)比普通銑床嚴(yán)重，而熱變形對加工精度的影響往往難以修正。因此，操作者應(yīng)特別重視減少數(shù)控銑床熱變形的影響。常用措施有以下幾種： 1）改進(jìn)銑床布局和結(jié)構(gòu) ①采用熱對稱結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)相對熱源是對稱的。在產(chǎn)生熱變形時，其工件或者刀具回轉(zhuǎn)中心對稱線的位置基本保持不變，因而可以減少對加工件的精度影響。 ②采用傾斜床 身和斜滑板結(jié)構(gòu)。 ③采用熱平衡措施。 2）控制溫度。對銑床發(fā)熱部位（如主軸箱等），采用散熱、風(fēng)冷和液冷等控制升溫的辦法來吸收熱源發(fā)出的熱量。這是各類數(shù)控銑床上廣泛采用的一種減少熱變形影響的對策。 3）對切削部位采取強(qiáng)冷措施。在大切削量切削加工時，落在工作臺、床身等部件上的熾熱切屑是重要的熱源?，F(xiàn)在數(shù)控銑床普遍采用多噴嘴、大流量冷卻液來冷卻并排出這些熾熱的切屑，并對冷卻液用大容量循環(huán)散熱或用冷卻裝置制冷以控制溫升。 4）熱位移補(bǔ)償。預(yù)測熱變形規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型存入計算機(jī)中進(jìn)行實 時補(bǔ)償。 （ 3）傳動系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化 數(shù)控銑床的主軸驅(qū)動系統(tǒng)和進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)，分別采用交流、直流主軸電動機(jī)和伺服電動機(jī)驅(qū)動，這兩類電動機(jī)調(diào)速范圍大，并可無級調(diào)速，因此使主軸箱、進(jìn)給變速箱及傳動系統(tǒng)大為簡化，箱體結(jié)構(gòu)簡單，齒輪、軸承和軸類零件數(shù)量大為減少甚至不用齒輪，由電動機(jī)直接帶動主軸或進(jìn)給滾珠絲杠。 （ 4）高傳動效率和無間隙傳動裝置 數(shù)控銑床在高進(jìn)給速度下，工作要求平穩(wěn)，并有高定位精度。因此，對進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動裝置和元件要求具有高壽命、高剛度、無間隙、高靈敏度和低摩擦阻力的特點。目前，數(shù)控銑床進(jìn) 給驅(qū)動系統(tǒng)中常用的機(jī)械裝置主要有三種：滾珠絲杠副、靜壓蝸桿 蝸輪條機(jī)構(gòu)和預(yù)加載荷雙齒輪 齒條。 （ 5）低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌 銑床導(dǎo)軌是銑床的基本結(jié)構(gòu)之一。銑床加工精度和使用上海。大學(xué) 畢業(yè)實踐用紙 8 壽命在很大程度上決定于銑床導(dǎo)軌的質(zhì)量。表現(xiàn)在高速進(jìn)給時不振動，低速進(jìn)給時不爬行，靈敏度高，能在重載下長期連續(xù)工作，耐磨性要高，精度保持性要好等?，F(xiàn)代數(shù)控銑床使用的導(dǎo)軌，和普通銑床的導(dǎo)軌類似，主要采用滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種，但在材料和結(jié)構(gòu)上已發(fā)生了質(zhì)的變化。 4．?dāng)?shù)控銑床的轉(zhuǎn)動及其結(jié)構(gòu)特點 1．?dāng)?shù)控銑床的主傳動系統(tǒng) 數(shù)控 銑床主傳動系統(tǒng)，是指將主軸電動機(jī)的原動力通過該傳動系統(tǒng)變成可供切削加工用的切削力矩和切削速度。為了適應(yīng)各種不同材料的加工及各種不同的加工方法，要求數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)要有較寬的轉(zhuǎn)速范圍及相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。此外，由于主軸部件直接裝夾刀具來對工件進(jìn)行切削、因而對加工質(zhì)量（包括加工粗糙度）及刀具壽命有很大的影響，所以對主傳動系統(tǒng)的要求是很高的。為了能高效率地加工出高精度、低粗糙度的工件，必須要有一個具有良好性能的主傳動系統(tǒng)和一個具有高精度、高剛度、振動小、熱變形及噪聲均能滿足需要的主軸部件。 （ 1）主傳動系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點 數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)一般采用直流或交流主軸電動機(jī)，通過帶傳動和主軸箱的變速齒輪帶動主軸旋轉(zhuǎn)。由于電動機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。主軸電動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速的變化，功率和轉(zhuǎn)矩將發(fā)生變化。在調(diào)壓范圍內(nèi)（從額定轉(zhuǎn)速調(diào)到最低轉(zhuǎn)速）為恒轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速成正比例下降；在調(diào)速范圍內(nèi)（從額定轉(zhuǎn)速調(diào)到最高轉(zhuǎn)速）為恒功率，轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速升高成正比例減小。這種變化規(guī)律是符合正常加工要求的，即低速切削所需轉(zhuǎn)矩大，高速切削消耗功率大。同時也可以看出電動機(jī)的有效轉(zhuǎn)速 范圍并不一定能完全滿足主軸的工作需要，所以主軸箱一般仍需要設(shè)置幾檔變速（ 2~4 檔）。機(jī)械變檔一般采用液壓缸推動滑移齒輪實現(xiàn)，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，一次變速只需 1s。有些小型的或者調(diào)速范圍不需要太大的數(shù)控銑床，也常采用由電動機(jī)直接帶動主軸或用帶傳動使主軸旋轉(zhuǎn)。 為了滿足主傳動系統(tǒng)的高精度、高剛度和低噪聲的要求，主軸箱的傳動齒輪都要經(jīng)過高速滑移齒輪（一般都用花鍵傳動），采用內(nèi)徑定心。側(cè)面定心的花鍵對降低噪聲更為有利，因為這種定心方式傳動間隙小，接觸面大，但加工需要專門的刀具上海。大學(xué) 畢業(yè)實踐用紙 9 和花鍵磨床。帶傳動容易產(chǎn) 生振動，在傳動帶長度不一致的情況下更為嚴(yán)重。因此，在選擇傳動帶時，應(yīng)盡可能縮短帶的長度。如因結(jié)構(gòu)限制，帶長度無法縮短時，可增設(shè)壓緊輪，將帶張緊，以減少振動。 （ 2）主傳動系統(tǒng)的分類 為了適應(yīng)不同的加工要求，目前主傳動系統(tǒng)大致可以分為三類。 1）二級以上變速的之傳動系統(tǒng) 變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu)。在使用滑移齒輪實現(xiàn)二級變速的主傳動系統(tǒng)中，滑移齒輪的移位大都采用液壓缸和拔叉或直接由液壓缸帶動齒輪來實現(xiàn)。因數(shù)控銑床使用可調(diào)無級變速交流、直流電動機(jī)，所以經(jīng)齒輪變速后，實現(xiàn)分段無級變速，調(diào) 速范圍增加。其優(yōu)點是能夠滿足各種切削運動的轉(zhuǎn)矩輸出，且具有大范圍調(diào)節(jié)速度的能力。但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要增加潤滑及溫度控制裝置，成本較高，此外制造和維修也比較困難。 2）一級變速器的主傳動系統(tǒng) 目前多采用帶（同步齒形帶）傳動裝置。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便，且在一定條件下能滿足轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的輸出要求。但系統(tǒng)的調(diào)速范圍與電動機(jī)一樣，受電動機(jī)調(diào)速范圍的約束。這種傳動方式可以避免齒輪傳動時引起的振動與噪聲，適用于低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。 3）調(diào)速電動機(jī)直接驅(qū)動的主傳動系統(tǒng) 其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空 間少，轉(zhuǎn)換頻率高。但是主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動機(jī)的輸出特性完全一致，因而使用受到限制。 （ 3）主軸部件結(jié)構(gòu) 1）對數(shù)控銑床主軸部件的要求 數(shù)控銑床的主軸部件是銑床重要組成部分之一。除了與普通銑床一樣要求其具有良好的旋轉(zhuǎn)精度、靜剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性及耐磨性外，由于數(shù)控銑床在加工過程中不進(jìn)行人工調(diào)整，且數(shù)控銑床要求的轉(zhuǎn)速更高，功率更大，所以數(shù)控銑床的主軸部件在上述幾方面要求更高、更嚴(yán)格。 2）主軸軸承常用配置形式 ①采用雙列圓柱滾子軸承和 60176。角接觸球軸承組合，此配置形式使主 軸綜合剛度大大提高，可滿足強(qiáng)力切削的要求，普遍應(yīng)用于各類數(shù)控銑床。 ②前軸承采用高精度調(diào)心球軸承，具有較好的高速性能，主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)4000r/min。但承載能力小，適用于高速、輕載和精密的主軸部件。 ③雙列和單列圓錐滾子軸承作為主軸前后支承，徑向和軸向剛度高，可承受重上海。大學(xué) 畢業(yè)實踐用紙 10 載荷，安裝與調(diào)整性能好。但限制了主軸的轉(zhuǎn)速和精度的提高，適用于中等精度，低速與重載荷的數(shù)控銑床主軸。 另外，對精密、超精密銑床主軸、數(shù)控磨床主軸，可采用液體靜壓軸承和動壓軸承，對于要求更高轉(zhuǎn)速的主軸，可以采用空氣靜壓 軸承，這種軸承可達(dá)每分鐘幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，并有非常高的回轉(zhuǎn)精度。 為提高主軸組件剛度，數(shù)控銑床經(jīng)常采用三支承主軸組件。采用三支承可以有效減少主軸彎曲變形，輔助支承通常采用深溝球軸承，安裝后在徑向要保留好適當(dāng)?shù)挠蜗?，避免由于主軸安裝軸承處軸徑和箱體安裝軸承處孔的制造誤差（主要是同軸度誤差）造成干涉。 對于主軸夾持刀具的快速或自動裝卸，如數(shù)控銑床和鏜床及以鏜床為主的加工中心等，為了實現(xiàn)刀具的快速或自動裝卸，主軸上往往裝有刀具自動裝卸、主軸準(zhǔn)停和主軸孔內(nèi)切屑自動清除等裝置。 2．?dāng)?shù)控銑床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) （ 1）對進(jìn)給系統(tǒng)的性能要求 進(jìn)給系統(tǒng)即進(jìn)給驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置是將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)楣ぷ髋_直線運動的整個機(jī)械傳動鏈，主要包括減速裝置、絲杠螺母副及導(dǎo)向元件等。 數(shù)控銑床通常對進(jìn)給系統(tǒng)的要求有三點：傳動精度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)特性（靈敏度）。傳動精度包括動態(tài)誤差、穩(wěn)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差、即伺服系統(tǒng)的輸出量與驅(qū)動裝置實際位移量的精確程度。系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在啟動狀態(tài)或受外界干擾作用下，經(jīng)過幾次衰減震蕩后，能迅速地穩(wěn)定在新的或原來的平衡狀態(tài)的能力。動態(tài)響應(yīng)特性是指系統(tǒng)的響應(yīng)時間以及 驅(qū)動裝置的加速能力。 為確保數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動精度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)特性，對驅(qū)動裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)總的要求是消除間隙、減少摩擦、減少運動慣量、提高部件精度和剛度。具體措施通常是采用低摩擦的傳動副，如減摩滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌及靜壓導(dǎo)軌、滾珠絲杠等；保證機(jī)械部件的精度，采用合理的預(yù)緊、合理的支承形式以提高傳動系統(tǒng)的剛度；選用最佳降速比以提高銑床的分辨率，并使系統(tǒng)折算到驅(qū)動軸上的慣量減少；盡量消除傳動間隙，減小反向死區(qū)誤差，提高位移精度等。 （ 2）滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運動 與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，在數(shù)控銑床上得上海。大學(xué) 畢業(yè)實踐用紙 11 到了廣泛應(yīng)用。它的結(jié)構(gòu)特點是在具體有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動元件，以減少摩擦，絲杠和螺母上都加工有圓弧形的螺旋槽，當(dāng)它們對合起來就形成了螺旋滾道。在滾道內(nèi)裝有滾珠。當(dāng)絲杠與螺母相對運動時，滾珠沿螺旋槽向前滾動，在絲杠上滾過數(shù)圈以后通過回程引導(dǎo)裝置，逐個地又滾回到絲杠和螺母之間，構(gòu)成一個閉合的回路管道。滾珠絲杠副的優(yōu)點是摩擦因數(shù)小，傳動效率高，η可達(dá) ~；所需傳動轉(zhuǎn)矩??；靈敏度高，傳動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生爬行，隨動精度和定位精度高；磨損小，壽命 長，精度保持性好；可通過預(yù)緊和間隙消除措施提高軸向剛度和反向