【正文】 技術(shù)得到了廣泛發(fā)展。在模塊化的基礎(chǔ)上,在設(shè)計(jì)階段就可以看出產(chǎn)品的三維幾何模型和逼真的色彩。通過對(duì)車床部件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，不僅能減少重復(fù)性勞動(dòng)，而且可以快速響應(yīng)市場(chǎng)，縮短產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)周期。 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近年來車床發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)，注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓和完善。數(shù)控車床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP及MTS等聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展。 數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與傳統(tǒng)車床相比，數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：（1）由于數(shù)控車床刀架的兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)分別由兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以它的傳動(dòng)鏈短。伺服電動(dòng)機(jī)與絲杠間也可以用同步齒型帶或齒輪副聯(lián)結(jié)。為擴(kuò)大變速范圍，現(xiàn)在一般還要通過一級(jí)齒輪副，以實(shí)現(xiàn)分段無級(jí)調(diào)速，即使這樣，床頭箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)已比傳統(tǒng)車床簡(jiǎn)單得多。（3）數(shù)控車床的第三個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是輕拖動(dòng)。滾珠絲杠副是數(shù)控車床的關(guān)鍵機(jī)械部件之一，滾珠絲杠兩端安裝的滾動(dòng)軸承是專用鈾承，它的壓力角比常用的向心推力球輛承要大得多。圖11 一種全功能型數(shù)控車床（4）為了拖動(dòng)輕便，數(shù)控車床的潤(rùn)滑都比較充分，大部分采用油霧自動(dòng)潤(rùn) 滑。數(shù)控車床一般采用鑲鋼導(dǎo)軌，這樣機(jī)床精度保持的時(shí)間就比較長(zhǎng)，其使用壽命也可延長(zhǎng)許多。（7）數(shù)控車床一般還配有自動(dòng)排屑裝置。而其縱系列模塊則按加工直徑的不同，從12503150 mm分為五個(gè)區(qū)段。為了能夠方便地加工工件的端面、側(cè)面以及與毛坯回轉(zhuǎn)軸線不同軸的孔，可在一般工作臺(tái)的基礎(chǔ)上增設(shè)工作臺(tái)分度裝置，從而得到分度工作臺(tái)結(jié)構(gòu)模塊。為使刀具能作三維移動(dòng)，就要設(shè)計(jì)可移動(dòng)工作臺(tái)。工作臺(tái)橫系列的結(jié)構(gòu)模塊主要是增加機(jī)床功能，滿足對(duì)不同形狀大小，不同類型零件的加工，以提高工作臺(tái)多用途的需要。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)1蝸桿；2大蝸輪；4夾緊瓦；5小油缸；6活塞；7彈簧；8鋼球；9底座；10光柵；11雙列向心援助滾子軸承；12圓錐滾子軸承數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)其外形和通用車床的分度工作臺(tái)十分相似，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻具有數(shù)控進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的許多特點(diǎn)。工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)由伺服電動(dòng)機(jī)通過減速齒輪（圖中未標(biāo)出）和蝸桿1傳給蝸輪2。這種蝸桿的左右兩側(cè)面具有不同的螺距，因此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。 當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí)，必須處于索緊狀態(tài)。當(dāng)小油缸的上腔接通壓力油時(shí)，活塞6便壓向鋼球8，撐開夾緊蝸輪2。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大圓柱滾子軸承13支承，并由圓錐滾柱軸承12及雙列向心圓柱滾子軸承11保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。除此之外，還可在實(shí)際測(cè)量工作臺(tái)靜態(tài)定位誤差之后，確定需要補(bǔ)償?shù)慕嵌群脱a(bǔ)償脈沖的符號(hào)（正向或反向），并記憶在補(bǔ)償回路中，由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在作任意角度的轉(zhuǎn)位和分度時(shí)，由光柵10進(jìn)行讀數(shù)，因此能夠達(dá)到較高的分度精度。 分度工作臺(tái) 數(shù)控車床的分度工作臺(tái)與數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)不同，它只能夠完成分度運(yùn)動(dòng)，而不能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給。分度工作臺(tái)2置于長(zhǎng)方形工作臺(tái)11中間，在不單獨(dú)使用分度工作臺(tái)2時(shí)，兩個(gè)工作臺(tái)可以作為一個(gè)整體使用。因?yàn)槎ㄎ讳N之間的分布角度為45度，因此工作臺(tái)只能做二、四、八等分度運(yùn)動(dòng)?；钊瓧U22在彈簧21的作用下上升15毫米，是工作臺(tái)2上升，并通過螺柱1支座5把止推軸承13向上抬起，頂在底座12上。2）工作臺(tái)回轉(zhuǎn)分度 當(dāng)工作臺(tái)抬起之后發(fā)出信號(hào)是伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速齒輪（圖中未示出），帶動(dòng)與工作臺(tái)2底部連接的大齒輪10回轉(zhuǎn)，進(jìn)行分度運(yùn)動(dòng)。分度時(shí)，工作臺(tái)先快速回轉(zhuǎn)。當(dāng)擋塊碰撞第二個(gè)限位開關(guān)時(shí)，工作臺(tái)2停止回轉(zhuǎn)。3）工作臺(tái)下降并鎖緊 分度完畢后，發(fā)出信號(hào)使中央油缸16缷荷，工作臺(tái)2靠自重下降，定位銷8插入定位襯套7中。 工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸支承在加長(zhǎng)型雙列圓柱滾針軸承14中。另外，它的內(nèi)環(huán)可以帶著滾柱在加長(zhǎng)的外環(huán)內(nèi)作15毫米的軸向移動(dòng)。當(dāng)工作臺(tái)抬起時(shí)，支座5的一部分推力由止推軸承13承受，這將有效地減小分度工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩，使轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。它既可以作為車床的附件用螺釘緊固在車床工作臺(tái)上，也可以和數(shù)控車床的工作臺(tái)設(shè)計(jì)成一個(gè)整體?！?77。整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)較少。鼠齒盤是保證分度精度的關(guān)鍵零件，每個(gè)齒盤的端面帶有數(shù)目相同的三角形，當(dāng)兩個(gè)齒盤嚙合時(shí)，能夠自動(dòng)確定周圍和徑向的相對(duì)位置。同時(shí)，與工作臺(tái)心軸連接成一體的內(nèi)齒輪13向上套入齒輪12。推動(dòng)活塞齒條22向右移動(dòng)，并帶動(dòng)齒輪12作逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)。開始回轉(zhuǎn)時(shí)，擋塊16就離開推桿17，使微動(dòng)開關(guān)復(fù)位，通過互鎖電路，始終保持工作臺(tái)處于上升位置。3)分度工作臺(tái)下降，并定位壓緊 當(dāng)工作臺(tái)轉(zhuǎn)到90度位置附近，擋塊15通過推桿18使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，控制電磁閥使壓緊油缸上腔10通過油孔2進(jìn)壓力油。油缸下腔11的回油經(jīng)過節(jié)流閥，以限制工作臺(tái)的下降速度，保護(hù)齒面部分受沖擊。分度油缸右腔20通過油孔21進(jìn)壓力油，活塞齒條22退回原處。齒輪12順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)，帶著擋塊15集16回到原處，準(zhǔn)備下一次分度。定位銷式分度工作臺(tái)的分度精度主要由定位銷和定位孔的尺寸精度決定，最高可達(dá)177。為適應(yīng)大多數(shù)的加工要求，應(yīng)當(dāng)盡可能提高最常使用的180度分度銷孔的坐標(biāo)精度，而其他角度（如45度、90度和135度）可以適當(dāng)降低。鼠齒盤不僅磨損小，而且微量的磨損反而會(huì)自動(dòng)的將分度誤差均勻化。3″,而最高可達(dá) 177。實(shí)際上 ,由于齒盤嚙合脫開相當(dāng)于兩齒盤對(duì)研過程。但它的缺點(diǎn)是鼠齒盤的制造精度要求很高，需要某些專用加工設(shè)備，尤其是最后一道的齒面研磨工序（一般采用兩齒盤對(duì)碰研磨），通常要花費(fèi)幾小時(shí)。4 數(shù)控車床刀架模塊化設(shè)計(jì)數(shù)控車床的誕生對(duì)提高生產(chǎn)率、改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量以及改善勞動(dòng)條件等方面已經(jīng)發(fā)揮了重要的作用。這類機(jī)床必須帶有自動(dòng)回轉(zhuǎn)換刀系統(tǒng)，通常稱為數(shù)控加工中心車床，簡(jiǎn)稱加工中心。所不同的是在加工中心出現(xiàn)后，進(jìn)一步發(fā)展和完善了各類回轉(zhuǎn)性刀具的自動(dòng)換刀操作，以滿足復(fù)雜零件加工需要。自動(dòng)換刀系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足換刀時(shí)間短、刀具重復(fù)定位精度高、足夠的刀具存儲(chǔ)量、刀庫占地面積小以及安全可靠等基本要求。這種裝置主要可以分為以下幾種形式：數(shù)控車床上使用的回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置?；剞D(zhuǎn)刀架上分別裝著四把、六把或更多的刀具，并按數(shù)控裝置的指令轉(zhuǎn)位換刀。由于車削加工精度在很大程度上取決于它的刀尖位置，對(duì)于數(shù)控車床來說，加工過程是自動(dòng)完成的，因此，更有必要選擇可靠的刀具定位傳感和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后，具有盡可能高的重復(fù)定位精度（～）。在加工軸類零件時(shí)，可以換用四方回轉(zhuǎn)刀架。 數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架6活塞；2刀架體；3缸體；4中間套；5空套齒輪；7齒輪；8齒條；9圓柱固定插銷；10定位活動(dòng)插銷；11推桿；12觸頭回轉(zhuǎn)刀架的全部動(dòng)作有液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制。同時(shí)，活塞桿下端的端齒離合器與空套齒輪5結(jié)合。活塞的行程應(yīng)等于齒輪5節(jié)圓周長(zhǎng)的1/6，并由限位開關(guān)控制。件3的底盤上精度地安裝著六個(gè)帶斜鍥的圓柱固定插銷9，利用活動(dòng)插銷10消除定位銷與孔之間的間隙，實(shí)現(xiàn)翻靠定位。這時(shí)，端齒離合器與空套齒輪5脫開。 回轉(zhuǎn)刀架除了采用液壓缸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)位和定位銷定位以外，還可以采用電機(jī)——馬氏機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位和鼠齒盤定位，以及其他轉(zhuǎn)位和定位機(jī)構(gòu)。換刀時(shí)先在刀庫中進(jìn)行選刀，并由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具，在進(jìn)行刀具交換之后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫。 刀庫可以存放數(shù)量很大的刀具，因而能夠進(jìn)行復(fù)雜零件的多工序加工，這樣就明顯地提高了加工中心的適應(yīng)性和加工效率。 帶刀庫的多主軸換刀系統(tǒng) 為了縮短換刀時(shí)間，另一種帶刀庫的多主軸換刀系統(tǒng)（），在轉(zhuǎn)塔頭的一根主軸進(jìn)行加工時(shí)（、), 另一根主軸處于換刀位置，由刀具交換裝置換刀，待本工序加工完畢之后，轉(zhuǎn)塔頭回轉(zhuǎn)并交換主軸。除了裝有可換的小尺寸刀具外，在其他軸上還裝有為數(shù)不多的幾種較大尺寸的刀具，這些刀具不經(jīng)過刀庫，而是直接固定在主軸上，通過轉(zhuǎn)位進(jìn)行交換。 刀庫及換刀方式刀庫是自動(dòng)換刀裝置中最主要的部件之一，其容量、布局及具體結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大影響。圖53里除了常用的幾種。單盤式刀庫的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取刀也較為方便，因此應(yīng)用最為廣泛。圖54 刀庫刀具數(shù)與能加工工件比率關(guān)系 在設(shè)計(jì)多工序自動(dòng)換刀數(shù)控車床，因當(dāng)合理的確定刀庫的容量。曲線表明，在加工過程中經(jīng)常使用的刀具數(shù)目并不很多，對(duì)于鉆削加工，用14把刀具就能完成約80%的工件加工，即使要求完成90%的工件，用20把刀具也已足夠。如果不從實(shí)際加工需要出發(fā)，盲目的加大刀庫容量，將會(huì)使刀庫的利用率很低，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，造成很大的浪費(fèi)。數(shù)控車床的自動(dòng)換刀裝置中，實(shí)現(xiàn)刀庫與機(jī)床主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為刀具交換裝置。采用機(jī)械手進(jìn)行刀具交換的方式應(yīng)用的最為廣泛，這是因?yàn)闄C(jī)械手換刀有很大的靈活性，而且可以減少換刀時(shí)間。在刀庫遠(yuǎn)離機(jī)床主軸的換刀裝置中。 ，它們分別是鉤手（）、抱手（）、伸縮手（）、和叉手（)。為了防止刀具掉落，各機(jī)械手的活動(dòng)抓都必須帶有自鎖機(jī)構(gòu)。 雙臂機(jī)械手換刀結(jié)構(gòu)根據(jù)各類機(jī)床的需要，自動(dòng)換刀數(shù)控車床所用的刀具的刀柄基本上都是圓錐形的。這是由于機(jī)械手爪的形狀和V形槽能很好的吻合。5 數(shù)控車床主軸組件模塊化設(shè)計(jì)主軸部件是整個(gè)車床的重要部件之一，通常由主軸、主軸軸承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件等組成。主軸部件的性能對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著重要的影響。 主軸的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)要求；主軸最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，最大主切削力為3503 N。按曲線I，取D。 D1N統(tǒng)計(jì)曲線(2)主軸后軸承軸徑D2 ：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式D2 =(0．7～0．8)D1，取D2=50 mm。(4)主軸的內(nèi)孔直徑d：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式dmax，取d=26 mm。因受旋轉(zhuǎn)精度的影響，Lomin=；因受主軸部件剛度的影響，Lomax=5ɑ或Lomax=4D1。（主軸的懸伸量ɑ：主軸頭部已標(biāo)準(zhǔn)化，在滿足結(jié)構(gòu)要求的情況下，盡可能地使懸伸量小，以確保主軸的剛性 ，故取ɑ=65mm。數(shù)控車床主軸端部的結(jié)構(gòu)對(duì)工件或刀具的定位、安裝、拆卸以及夾緊得準(zhǔn)確、牢固、方便和可靠有很大影響。 數(shù)控車床主軸部件的端部結(jié)構(gòu)2）主軸部件的特殊結(jié)構(gòu)