【正文】 樣就降低了滾珠絲杠副的繞度和徑向偏置載荷，提高了絲杠副的安裝精度。根據(jù)現(xiàn)場實際驗證表明：首先，要將安裝伺服電機端的軸承座內(nèi)的軸承裝配好，其在滾動絲杠傳動過程中起主要作用，~；然后，再將另一端軸承座內(nèi)的軸承裝配好。滾珠絲杠軸的預(yù)拉伸也是非常必要的。在生產(chǎn)中常常是把具有負(fù)值方向的目標(biāo)值的絲杠軸進(jìn)行預(yù)拉伸，使機床工作臺的定位精度曲線的走向接近水平。上述結(jié)果充分說明采用新工藝方法，能有效保證滾珠絲桿副的安裝精度，另外，該方法還不受機床行程大小的限制。十、金屬切削數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點　1數(shù)控機床的特點　　數(shù)控在GB中的定義是“用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進(jìn)行控制的一種方法”。數(shù)控加工設(shè)備主要分切削加工、壓力加工和特種加工(如數(shù)控電火花加工機床等)3類。因此，可以獲得比機床精度還要高的加工精度及重復(fù)定位精度；工件在一次裝夾后，能先后進(jìn)行粗、精加工，配置自動換刀裝置后，還能縮短輔助加工時間、提高生產(chǎn)率；由于機床的運動軌跡受可編程的數(shù)字信號控制，因而可以加工單件和小批量且形式復(fù)雜的零件，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期大為縮短?！　臄?shù)控機床的生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢看，由于微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等新技術(shù)、新工藝在機床行業(yè)的滲透和應(yīng)用，它與普通機床相比不僅在機械結(jié)構(gòu)性能方面發(fā)生了“質(zhì)”和“形”的變化，且其外觀造型也形成了自身獨特的風(fēng)格和特點。但為了與控制系統(tǒng)的高精度、高速度控制相匹配，對機床主機部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計還提出了高精度、高剛度、低慣量、低摩擦、無間隙、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊纫??！　　　?shù)控機床的基礎(chǔ)件主要包括床身、立柱、工作臺等支承件，它們的基本功能是支承承載和保持各執(zhí)行器官的相對位置。因此，對基礎(chǔ)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計在強度、剛度、抗振性、熱變形和內(nèi)應(yīng)力等都提出了很高的要求。　　　　主傳動系統(tǒng)實現(xiàn)各種刀具和工件所需的切削功率，且在盡可能大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保證恒功率輸出，同時為使數(shù)控機床能獲得最佳的切削速度，主傳動須在較寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速。對加工精度有直接影響的主軸組件的精度、剛度、抗振性和熱變形性能要求，可以通過主軸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和合理的軸承組合及選用高精度專用軸承加以保證。最近日本又開發(fā)研制了新型的陶瓷主軸，重量輕，熱膨脹率低，用在加工中心上，具有高的剛性和精度。為確定進(jìn)給系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，在設(shè)計機械裝置時，以“無間隙、低摩擦、低慣量、高剛度”為原則，具體措施有：①采用低摩擦、輕拖動、高效率的滾珠絲杠和直線滾動導(dǎo)軌；②采用大扭矩、寬調(diào)速的伺服電機直接與絲杠相聯(lián)接，縮短和簡化進(jìn)給傳動鏈；③通過消隙裝置消除齒輪、絲杠、聯(lián)軸器的傳動間隙；④對滾動導(dǎo)軌和絲杠預(yù)加載荷，預(yù)拉伸。對多工序數(shù)控機床，配置自動交換工作臺，進(jìn)一步縮短輔助加工時間。為使刀具在機床上迅速定位、夾緊，普遍采用標(biāo)準(zhǔn)刀具系統(tǒng)和機夾刀。數(shù)控機床專用的附件有：①對刀儀，②自動編程機，③自動排屑器，④物料儲運及上下料裝置，⑤自動冷卻、潤滑及各種新型配套件如導(dǎo)軌防護罩等。安全防護罩可防止高壓、大流量冷卻液及鐵屑飛濺，減少粉塵入侵，隔聲降噪，有利于機床的精度保持和環(huán)境保護，真正體現(xiàn)了機、電、液一體化的特點。　　4結(jié)論　　數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設(shè)計反映產(chǎn)品內(nèi)在功能的深層特性，外觀表達(dá)的是產(chǎn)品表層特性，對用戶而言，深層次的與產(chǎn)品使用密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)性能要通過表層的外觀形態(tài)來傳遞和表達(dá)。概括為高精度、高效率、高自動化和機電液一體化。這就相應(yīng)地要求維修人員多掌握幾種維修方法，遇到不同的故障才能靈活地使用不同的方法，力求在最短的時間內(nèi)排除故障，保證機床正常運轉(zhuǎn)。 利用診斷可迅速確定故障點的產(chǎn)生部位，然后集中力量在該部位范圍內(nèi)找出故障原因。 有時，有的故障用觀察法可很容易解決。加工中機床振動異常及振動聲音過大等應(yīng)引起注意，這些都會成為故障的因素。 當(dāng)機床發(fā)生故障時，利用手中的儀器、儀表（示波器、萬用表等）參照電氣原理圖和控制系統(tǒng)的邏輯圖等資料，沿著發(fā)生故障的通道，一步一步地測量，直到找到故障點為止。 （4）代換法 代換法能夠迅速地把故障由大范圍縮小到小范圍，進(jìn)而縮小到更小的范圍之內(nèi)。 用代換法時有個問題必須注意：在調(diào)換電路板之前一定要保證該電路板的損壞不是因為電路板外原因(外部高壓竄人板內(nèi)，或是板外負(fù)載短路等）造成的。 （5）經(jīng)驗法 經(jīng)驗法是對數(shù)控機床經(jīng)常重復(fù)性發(fā)生的故障，憑借長期積累的經(jīng)驗，針對故障的表現(xiàn)形式，便立即想到故障可能發(fā)生在哪一部位中。 十二、數(shù)控機床如何維護保養(yǎng)？答：數(shù)控機床種類多，各類數(shù)控機床因其功能，結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的不同，各具不同的特性。下面是一些常見、通用的日常維護保養(yǎng)要點。當(dāng)機床發(fā)生故障時，操作者要注意保留現(xiàn)場，并向維修人員如實說明出現(xiàn)故障前后的情況，以利于分析、診斷出故障的原因，及時排除。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)能超負(fù)荷長期工作，采取打開數(shù)控柜的門來散熱，這是一種極不可取的方法，其最終將導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)的加速損壞，應(yīng)該 盡量減少打開數(shù)控柜和強電柜門。每半年或每季度檢查一次風(fēng)道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象，若過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，不及時清理，會引起數(shù)控柜內(nèi)溫度過高。為此，必須按規(guī)定對光電閱讀機進(jìn)行維護。為此，應(yīng)對電動機電刷進(jìn)行定期檢查和更換。　　一般數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)對CMOS RAM存儲器件設(shè)有可充電電池維護電路，以保證系統(tǒng)不通電期間能保持其存儲器的內(nèi)容。電池的更換應(yīng)在數(shù)控系統(tǒng)供電狀態(tài)下進(jìn)行，以防更換時RAM內(nèi)信息丟失?！　《ㄆ谡{(diào)整主軸驅(qū)動帶的松緊程度，防止因帶打滑造成的丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象；檢查主軸潤滑的恒溫油箱、調(diào)節(jié)溫度范圍，及時補充油量，并清洗過濾器；主軸中刀具夾緊裝置長時間使用后，會產(chǎn)生間隙，影響刀具的夾緊，需及時調(diào)整液壓缸活塞的位移量。　　嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，以避免機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具發(fā)生碰撞；經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回?fù)Q刀點位置是否到位，并及時調(diào)整；開機時，應(yīng)使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關(guān)和電磁閥能否正常動作；檢查刀具在機械手上鎖緊是否可靠，發(fā) 現(xiàn)不正常應(yīng)及時處理?！　《ㄆ谶M(jìn)行機床水平和機械精度檢查并校正。其軟方法主要是通過系統(tǒng)參數(shù)補償，如絲杠反向間隙補償、各坐標(biāo)定位精度定點補償、機床回參考點位置校正等；硬方法一般要在機床大修時進(jìn)行，如進(jìn)行導(dǎo)軌修刮、滾珠絲杠螺母副預(yù)緊調(diào)整反向間隙等。其集機、電、液于一身，因此數(shù)控設(shè)備對維修維護人員要求較高，除本文所提到常規(guī)維護保養(yǎng)外，還應(yīng)根據(jù)具體數(shù)控設(shè)備的詳細(xì)操作說明手冊作具體的專門維護和保養(yǎng)十三、數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)的要求 在數(shù)控機床發(fā)展的最初階段，其機械結(jié)構(gòu)與通用機床相比沒有多大的變化，只是在自動變速、刀架和工作臺自動轉(zhuǎn)位和手柄操作等方面作些改變。數(shù)控機床的主體機構(gòu)有以下特點：1)由于采用了高性能的無級變速主軸及伺服傳動系統(tǒng)，數(shù)控機床的極限傳動結(jié)構(gòu)大為簡化，傳動鏈也大大縮短；2)為適應(yīng)連續(xù)的自動化加工和提高加工生產(chǎn)率，數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)具有較高的靜、動態(tài)剛度和阻尼精度，以及較高的耐磨性，而且熱變形??；3)為減小摩擦、消除傳動間隙和獲得更高的加工精度，更多地采用了高效傳動部件，如滾珠絲杠副和滾動導(dǎo)軌、消隙齒輪傳動副等；4)為了改善勞動條件、減少輔助時間、改善操作性、提高勞動生產(chǎn)率，采用了刀具自動夾緊裝置、刀庫與自動換刀裝置及自動排屑裝置等輔助裝置。 由于機械結(jié)構(gòu)(如機床床身、導(dǎo)軌、工作臺、刀架和主軸箱等)的幾何精度與變形產(chǎn)生的定位誤差在加工過程中不能為地調(diào)整與補償，因此，必須把各處機械結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生的彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以保證所要求的加工精度與表面質(zhì)量。 為了提高機床大件的剛度，采用封閉界面的床身，并采用液力平衡減少移動部件因位置變動造成的機床變形。這些措施都能有效地提高接觸剛度。 常用的措施主要有提高系統(tǒng)的剛度、增加阻尼以及調(diào)整構(gòu)件的自振頻率等。鋼板的焊接結(jié)構(gòu)既可以增加靜剛度、減輕結(jié)構(gòu)重量，又可以增加構(gòu)件本身的阻尼。封砂鑄件也有利于振動衰減，對提高抗振性也有較好的效果。 對于數(shù)控機床來說，因為全部加工過程是計算的指令控制的，熱變形的影響就更為嚴(yán)重。 減少發(fā)熱 機床內(nèi)部發(fā)熱時產(chǎn)生熱變形的主要熱源，應(yīng)當(dāng)盡可能地將熱源從主機中分離出去。 但要完全消除機床的內(nèi)外熱源通常是十分困難的，甚至是不可能的。其中部較有效的方法是在機床的發(fā)熱部位強制冷卻，也可以在機床低溫部分通過加熱的方法，使機床各點的溫度趨于一致，這樣可以減少由于溫差造成的翹曲變形。 如數(shù)控機床過去采用的單立柱機構(gòu)有可能被雙柱機構(gòu)所代替。 軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上。 在結(jié)構(gòu)上還應(yīng)盡可能減小主軸中心與主軸向地面的距離，以減少熱變形的總量，同時應(yīng)使主軸箱的前后溫升一致，避免主軸變形后出現(xiàn)傾斜。 滾珠絲杠熱生產(chǎn)造成的后果是嚴(yán)重的，尤其是在開環(huán)系統(tǒng)中，它會使進(jìn)給系統(tǒng)喪失定位精度。對于采取了上述措施仍不能消除的熱變形，可以根據(jù)測量結(jié)果由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出補償脈沖加以修正。 為了使工作臺能對數(shù)控裝置的指令作出準(zhǔn)確響應(yīng)，就必須采取相應(yīng)的措施。在進(jìn)給系統(tǒng)中用滾珠絲杠代替滑動絲杠也可以收到同樣的效果。 數(shù)控機床(尤其是開環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床)的加工精度在很大程度上取決于進(jìn)給傳動鏈的精度。對于滾珠絲杠螺距的累積誤差，通常采用脈沖補償裝置進(jìn)行螺距補償。 在使用過程中，應(yīng)保證數(shù)控機床各部件潤滑良好。 要進(jìn)一步提高機床的生產(chǎn)率，就必須采取促使最大限度地壓縮輔助時間。對于切屑用量加大的數(shù)控機床，床身機構(gòu)必須有利于排屑。要進(jìn)一步提高機床的生產(chǎn)率，就必須采取促使最大限度地壓縮輔助時間。對于切屑用量加大的數(shù)控機床，床身機構(gòu)必須有利于排屑。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，考慮到它的控制方式和使用特點，才對機床的生產(chǎn)率、加工精度和壽命提出了更高的要求。根據(jù)數(shù)控機床的適用場合和機構(gòu)特點，對數(shù)控機床結(jié)構(gòu)因提出以下要求：　　a、較高的機床靜、動剛度　　數(shù)控機床是按照數(shù)控編程或手動輸入數(shù)據(jù)方式提供的指令自動進(jìn)行加工的?！　榱颂岣邤?shù)控機床主軸的剛度，不但經(jīng)常采用三支撐結(jié)構(gòu)，而且選用鋼性很好的雙列短圓柱滾子軸承和角接觸向心推力軸承鉸接出相信忒力軸承，以減小主軸的徑向和軸向變形。為了提高機床各部件的接觸剛度，增加機床的承載能力，采用刮研的方法增加單位面積上的接觸點，并在結(jié)合面之間施加足夠大的預(yù)加載荷，以增加接觸面積。歡迎登陸數(shù)控技術(shù)論壇　　為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的高效加工能力，并能進(jìn)行穩(wěn)定切削，在保證靜態(tài)剛度的前提下，還必須提高動態(tài)剛度。試驗表明，提高阻尼系數(shù)是改善抗振性的有效方法。因此，近年來在數(shù)控機床上采用了鋼板焊接結(jié)構(gòu)的床身、立柱、橫梁和工作臺?！　、減少機床的熱變形　　在內(nèi)外熱源的影響下，機床各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，使工件與刀具之間的相對運動關(guān)系遭到破環(huán)，也是機床季度下降。為了減少熱變形，在數(shù)控機床結(jié)構(gòu)中通常采用以下措施?！　≡诓扇×艘幌盗袦p少熱源的措施后，熱變形的情況將有所改善。所以必須通過良好的散熱和冷卻來控制溫升，以減少熱源的影響?！　　　≡谕瑯影l(fā)熱條件下，機床機構(gòu)對熱變形也有很大影響。由于左右對稱，雙立柱機構(gòu)受熱后的主軸線除產(chǎn)生垂直方向的平移外，其它方向的變形很小，而垂直方向的軸線移動可以方便地用一個坐標(biāo)的修正量進(jìn)行補償。這就可以使主軸熱變形對加工直徑的影響降低到最小限度。數(shù)控機床中的滾珠絲杠常在預(yù)計載荷大、轉(zhuǎn)速高以及散熱差的條件下工作，因此絲杠容易發(fā)熱。目前某些機床用預(yù)拉的方法減少絲杠的熱變形?！　、減少運動間的摩擦和消除傳動間隙　　數(shù)控機床工作臺(或拖板)的位移量十一脈中當(dāng)量為最小單位的，通常又要求能以基地的速度運動。目前常用的滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌在摩擦阻尼特性方面存在著明顯的差別。目前，數(shù)控機床幾乎無一例外地采用滾珠絲杠傳動。除了減少傳動齒輪和滾珠絲杠的加工誤差之外，另一個重要措施是采用無間隙傳動副?！　、提高機床的壽命和精度保持性為了提高機床的壽命和精度保持性，在設(shè)計時應(yīng)充分考慮數(shù)控機場零部件的耐磨性，尤其是機床導(dǎo)軌、進(jìn)給伺港機主軸部件等影響進(jìn)度的主要零件的耐磨性?！　、減少輔助時間和改善操作性能　　在數(shù)控機床的單件加工中，輔助時間(非切屑時間)占有較大的比重。目前已經(jīng)有很多數(shù)控機床采用了多主軸、多刀架、以及帶刀庫的自動換刀裝置等，以減少換刀時間。19 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