【正文】 熱，摩擦以及切削產生的發(fā)熱。 ? 保證運動的精度和穩(wěn)定性 下頁 上頁 返回 圖庫 機床的運動精度和穩(wěn)定性，不僅和數(shù)控系統(tǒng)的分辨率、伺服系統(tǒng)的精度的穩(wěn)定性有關，而且還在很大程度上取決于機械傳動的精度。減小運動部件的質量，采用低摩擦系數(shù)的導軌和軸承以及滾珠絲桿副、靜壓導軌、直線滾動導軌、塑料滑動導軌等高效執(zhí)行部件，可以減少系統(tǒng)的摩擦阻力，提高運動精度，避免低速爬行。 數(shù)控機床的總體布局 ? 數(shù)控車床的常用布局形式 ? 臥式數(shù)控鏜銑床（臥式加工中心）的常用布局形式 ? 立式數(shù)控鏜銑床（立式加工中心）的常用布局形式 ? 數(shù)控機床交換工作臺的布局 ? 高速加工數(shù)控機床的特殊布局 ? 虛擬軸機床 下頁 上頁 返回 圖庫 ?平床身 ?斜床身 ?立式床身 圖 21 數(shù)控車床的三種常用布局 (a)平床身布局 (b)斜床身布局 (c)立式床身布局 ? 常用布局形式 下頁 上頁 返回 圖庫 這三種布局方式各有特點，一般經濟型、普及型數(shù)控車床以及數(shù)控化改造的車床，大都采用平床身；性能要求較高的中、小規(guī)格數(shù)控車床采用斜床身（有的機床是用平床身斜滑板）；大型數(shù)控車床或精密數(shù)控車床采用立式床身。、60186。），不僅可以在同等條件下，改善受力情況，而且還可通過整體封閉式截面設計，提高床身的剛度，特別是自動換刀裝置的布置較方便。因此，斜床身布局的數(shù)控車床應用比較廣泛。 （ 2）運動精度： 平床身布局由于刀架水平布置，不受刀架、滑板自重的影響，容易提高定位精度；立式床身受自重的影響最大，有時需要加平衡機構消除；斜床身介于兩者之間。另外，平床身機床工件重量產生的變形方向豎直向下，它和刀具運動方向垂直，對加工精度的影響較??；立式床身產生的變形方向正好沿著運動方向，對精度影響最大；斜床身介于兩者之間。但是，在大型工件和刀具的裝卸方面，平床身因其敞開面寬，起吊容易，裝卸比較方便。在防護罩的設計上，斜床身和立式床身結構較簡單，安裝也比較方便；而平床身則需要三面封閉，結構較復雜，制造成本較高。 ?單立柱 ?框架結構雙立柱 圖 22臥式數(shù)控鏜銑床（臥式加工中心）常見的布局形式 ? 常用的立柱 下頁 上頁 返回 圖庫 Z坐標軸的移動方式有工作臺移動式（圖 22a、 b）和立柱移動式（圖 22c）兩種。 （ 臥式加工中心 ）的常用布局形式 下頁 上頁 返回 圖庫 在圖 22所示的三種中、小規(guī)格臥式數(shù)控鏜銑床（臥式加工中心）常見的布局形式中，圖 22a所示的結構形式和傳統(tǒng)的臥式鏜床相同，多見于早期的數(shù)控機床或數(shù)控化改造的機床；圖 22b所示的采用了框架結構雙立柱、 Z軸工作臺移動式布局，為中、小規(guī)格臥式數(shù)控機床常用的結構形式。 框架結構雙立柱采用了對稱結構，主軸箱在兩立柱中間上、下運動，與傳統(tǒng)的主軸箱側掛式結構相比，大大提高了結構剛度。 （ 臥式加工中心 ）的常用布局形式 下頁 上頁 返回 圖庫 T形床身布局可以使工作臺沿床身做 X 方向移動時，在全行程范圍內，工作臺和工件完全支承在床身上，因此，機床剛性好，工作臺承載能力強，加工精度容易得到保證。 立柱移動式結構的優(yōu)點是：首先，這種形式減少了機床的結構層次，使床身上只有回轉工作臺、工作臺，共三層結構，它比傳統(tǒng)的四層十字工作臺，更容易保證大件結構剛性；同時又降低了工件的裝卸高度，提高了操作性能。此外，由于 Z軸的導軌的承重是固定不變的，它不隨工件重量改變而改變，因此有利于提高 Z軸的定位精度和精度的穩(wěn)定性。 （ 立式加工中心 ）的常用布局形式 下頁 上頁 返回 圖庫 立式數(shù)控鏜銑床（立式加工中心）的布局形式與臥式數(shù)控鏜銑床類似，圖 23所示的是三種常見布局形式。這三種布局形式的結構特點，基本和臥式數(shù)控鏜銑床（臥式加工中心）的對應結構相同。 圖 23立式數(shù)控鏜銑床（立式加工中心）常見的布局形式 下頁 上頁 返回 圖庫 為了提高數(shù)控機床的加工效率，在加工中心上經常采用雙交換工作臺，進行工件的自動交換，以進一步縮短輔助加工時間，提高機床效率。對于圖示的初始狀態(tài)，其工作過程是：首先在 Ⅱ 工位工作臺上裝上工件，交換開始后， X軸自動運動到 Ⅰ 工位的位置，并松開工作臺夾緊機構；交換機構通過液壓缸或輔助電動機將機床上的工作臺拉到 Ⅰ 工位上； X軸再自動運動到 Ⅱ 工位的位置，交換機構將裝有工件的 Ⅱ 工位工作臺送到機床上，并夾緊。這樣就使得工件的裝卸和機床加工可以同時進行，節(jié)省了加工輔助時間，提高了機床的效率。其工作過程是：首先在 Ⅱ 工位（裝卸工位）工作臺上裝上工件，交換開始后， Ⅰ 工位（加工工位）的工作臺夾緊機構自動松開；交換回轉臺抬起，進行 180 186。在機床進行工件加工的同時，操作者可以在 Ⅱ 工位裝卸工件，準備第二次交換。 下頁 上頁 返回 圖庫 此外，還有一種通過雙工作區(qū)，進行工件交換的布局形式（如圖 25所示），多用于長床身（ X軸行程在 1500mm以上），且 X、 Y、 Z三軸都是立柱移動式的加工中心上。其工作過程是：立柱首先運動到 Ⅰ 區(qū)，對安裝在該區(qū)的零件進行正常加工；與此同時，操作者可以在 Ⅱ 區(qū)裝卸工件。機床通過電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)嚴格的互鎖，對于加工區(qū)的防護門也需要通過機電聯(lián)鎖裝置予以封閉，確保機床的安全性、可靠性。 ? 數(shù)控機床作為高度自動化的設備，它對主傳動系統(tǒng)的基本要求有以下幾點： 1)為了達到最佳的切削效果，一般都應在最佳的切削條件下工作，因此，主軸一般都要求能自動實現(xiàn)無級變速。 下頁 上頁 返回 圖庫 ?主傳動的變速方式 主傳動的無極變速通常有以下三種方法： 1)采用交流主軸驅動系統(tǒng)實現(xiàn)無級變速傳動，在早期的數(shù)控機床或大型數(shù)控機床（主軸功率超過 100KW）上，也有采用直流主軸驅動系統(tǒng)的情況。 3)在高速加工機床上，廣泛使用主軸和電動機一體化的新穎功能部件 電主軸。 但是，不管采用任何形式，數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)結構都要比普通機床簡單得多。 4)在加工中心上，還必須具有安裝道具和刀具交換所需要的自動夾緊裝置，以及主軸定向準停裝置，以保證刀具和主軸、刀庫、機械手的正確嚙合。 ?用輔助機械變速機構聯(lián)結 ?定傳動比的聯(lián)接方式 ?采用電主軸 ? 常用聯(lián)接形式 下頁 上頁 返回 圖庫 ? 用輔助機械變速機構聯(lián)結 下頁 上頁 返回 圖庫 在大、中型數(shù)控機床上，為了使主軸在低速時獲得大轉矩和擴大恒功率調速范圍，通常在使用無級變速傳動的基礎上，在增加兩級或三級輔助機械變速機構作為補充。 輔助機械變速機構的結構、原理和普通機床相同，可以通過電磁離合器、液壓或氣動帶動滑移齒輪等方式實現(xiàn)。輔助機械變速機構的變速比應根據(jù)實際機床的參數(shù)進行選擇，并盡可能保持功率曲線的連續(xù)。在使用定傳動比傳動時，為了降低噪聲與振動，通常采用 V帶和同步皮帶傳動。但是，其主軸的輸出轉矩、功率、恒功率調速范圍決定于主電動機本身。 ? 采用電主軸 下頁 上頁 返回 圖庫 在高速加工機床上，大多數(shù)使用電動機轉子和主軸一體的電主軸，可以使主軸達到每分鐘數(shù)萬轉、甚至十幾萬轉的高速，主軸傳動系統(tǒng)的結構更簡單，剛性更好。主軸部件包括主軸的支承、安裝在主軸上的傳動零件等。前軸承的精度一般比后軸承高一個精度等級。 ?采用后端定位 ,推力軸承布置在后支承的兩側 ,軸向載荷由后支承承受。 ?采用前端定位 ,推力軸承布置在前支承 ,軸向載荷由前支承承受。在數(shù)控機床上配制軸承時 ,前后軸承都應能承受徑向載荷 ,支承間的距離要選擇合理 ,并根據(jù)機床的實際情況配制軸向力的軸承。電主軸最早應用于磨床上 ,隨著高速加工機床的發(fā)展 ,電主軸以其卓越的高速性能 ,被廣泛用于其他數(shù)控機床。外殼有進行強制冷卻的水槽 ,中空套筒用于直接安裝各種機床主軸。 ?機械結構最為簡單 ,傳動慣量小 ,因而快速響應性好 ,能實現(xiàn)極高的速度、加 (減 )速度和定角度的快速準停 (C軸控制 )。 ?可以實現(xiàn)了主軸部件的單元化。 ? 電主軸的主要特點 下頁 上頁 返回 圖庫 主軸部件采用電主軸的傳動方式有以下特點 : ?主電動機置于主軸前、后軸承之間。 ?主電動機置于主軸后軸承之后 ,即主軸箱和主電動機作軸向的同軸布置 (有的用聯(lián)軸器 )。但整個主軸單元的軸向尺寸較大 ,常用于小型高速數(shù)控機床 ,尤其適用于模具型腔的高速精密加工。由于主電動機旁邊就是主軸軸承 ,電動機的發(fā)熱會直接降低軸承的工作精度。 為此 ,電主軸一般都采用外循環(huán)油一水冷卻系統(tǒng)進行冷卻。 為了進一步降低主軸軸承的溫升 ,軸承一般都采用油一氣潤滑系統(tǒng)。 采用電主軸后 ,主軸和主軸上的零件都要經過十分精密的加工、裝配和調校 ,一般要使主軸組件動平衡精度達到。 ?提高軸承尺寸公差及旋轉精度。 ?應減小徑向截面尺