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数控机床的知识

数控机床的知识

数控机床是数字控制机床(Computernumericalcontrol

machinetools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。下

面店铺来介绍下数控机床相关的知识，希望大家觉得受用。

一、结构要求与总体布局

在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多

大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方

面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，

才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。数控机床的

主体机构有以下特点：

1、由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床

的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短;

2、为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结

构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热

变形小;

3、为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采

用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等;

4、为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生

产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装

置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结

构因提出以下要求：

(一)较高的机床静、动刚度

数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进

行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱

等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与

补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限

度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。

为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且

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选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相

信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚

度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动

造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载

能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施

加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接

触刚度。

为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在

保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提

高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提

高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静

刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在

数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂

铸件也有利于振动衰减，对提高抗振性也有较好的效果。

(二)减少机床的热变形

在内外热源的影响下，机床各部件将发生不同程度的热变形，使

工件与刀具之间的相对运动关系遭到破环，也是机床季度下降。对于

数控机床来说，因为全部加工过程是计算的指令控制的，热变形的影

响就更为严重。为了减少热变形，在数控机床结构中通常采用以下措

施。

1、减少发热

机床内部发热时产生热变形的主要热源，应当尽可能地将热源从

主机中分离出去。

2、控制温升

在采取