根据公司机床实际参数修改仿真内的机床
耿海彬老师07年在开思发表过一片关于自定义仿真的文章，由于各种原因没有出来教程，到现在我也没学会,不知坛里有会的没？
经过参考耿海彬老师的一些资料简单的了解了一些基本的东西，拿出来跟大家分享。希望大家都来积极的研究一下，共同进步。
1.首先是把（XX:\Cimatron\CimatronE\Program\NC\ModuleWorks\xml\）里面的3AxBrownSharpeSystem1000V 复制出一份，另存为3jw1600。
2.接着就要根据实际机床的参数先画好3D图（5大主要部件需要是独立的）
3.不用说现在肯定是要把这5大件变成仿真里的文件：选择要输出的部件存成.stl格式，
5大件覆盖到3jw1600文件夹替换相应的文件。
4打开3jw1600机床
5进入仿真后把相应选项开启
6.对机床进行编辑
7把X，Y，Ｚ编辑为你的实际机床行程
８．点击保存后，修改成功。
2011年6月16日
第二章金属切削机床设计 1.机床设计应满足哪些基本要求，其理由是什么 答：机床设计应满足如下基本要求： 1）、工艺范围，机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，也可称之为机床的加工功能。机床的工艺范围直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率和自动化程度。 2）、柔性，机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力，分为功能柔性和结构柔性； 3）、与物流系统的可接近性，可接近性是指机床与物流系统之间进行物料（工件、刀具、切屑等）流动的方便程度； 4）、刚度，机床的刚度是指加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。机床的刚度直接影响机床的加工精度和生产率； 5）、精度，机床精度主要指机床的几何精度和机床的工作精度。机床的几何精度指空载条件下机床本身的精度，机床的工作精度指精加工条件下机床的加工精度（尺寸、形状及位置偏差）。 6）、噪声；7）、自动化；8）、生产周期； 9）、生产率，机床的生产率通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。机床的切削效率越高，辅助时间越短，则它的生产率越高。 10）、成本，成本概念贯穿在产品的整个生命周期内，包括设计、制造、包装、运输、使用维护、再利用和报废处理等的费用，是衡量产品市场竞争力的重要指标； 11）、可靠性，应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内，完成规定的加工功能时，无故障运行的概率要高。 12）、造型与色彩，机床的外观造型与色彩，要求简洁明快、美观大方、宜人性好。应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点，按照人机工程学要求进行设计。 2.机床设计的主要内容及步骤是什么 答：一般机床设计的内容及步骤大致如下： （1）总体设计包括机床主要技术指标设计：工艺范围运行模式，生产率，性
机床各种参数 数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。 加工程序载体：数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。 数控装置：数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现说那个功能，因此又称软件数控。CNC系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据查不出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分组成。 伺服与测量反馈系统 伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标。因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。 机床主体：机床主体是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。 数控机床辅助装置：辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，采用的辅助装置包括：气动、液压装置、排屑装置、冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明灯各种辅助装置。 机床种类：车床、刨床、插床、铣床、冲床、磨床、电火花成型机床、线切割机床、钻床、镗床、滚齿机，旋铆机、折弯机等。 机床分类：车床、钻床、镗床、磨床（一磨，二磨，三磨）、齿轮加工机床、罗纹加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、锯床、其他机床
机床主要技术参数： 可磨内孔直径Φ15∽100mm 最大磨孔长度200mm 最大研磨外径（双磨头设备）300mm 工件最大回转直径450mm 工件主轴（X轴）最大行程700mm 工作台（Y轴）最大行程480mm 工作台（Z轴）最大行程480mm 工件主轴（X轴）进给速度0∽10m/min 工作台（Y轴）进给速度0∽10m/min 工作台（Z轴）进给速度0∽10m/min 工件主轴（X轴）分辨率0.0005mm 工作台（Y轴）分辨率0.001mm 工作台（Z轴）分辨率0.001mm 工件转速180,250,355,500r/min 砂轮转速可选配 床头箱回转角度20° 机床总功率40KW 机床外形尺寸2700X2500X2000 机床重量≈8000Kg 圆度0.002 圆柱度0.003 表面粗糙度Ra0.32 使用电源3∽50/HZ,380V 本设备与传统设备对比优势项目传统设备古思特设备
车削功能无有 一次装夹完成端面内孔加工不能能 加工效率低高，内孔加工是传统设备的约2倍耗材消耗量大小 劳动强度高低 用工量大小 同样产能使用面积大小 原理简介 机床 机床原理简介 本设备是利用车加工的高效率，对产品端面和内孔进行车端面直接车到要求尺寸，，内孔车削时留0.03-0.05mm余 削，端面直接车到要求尺寸 量，然后用砂轮进行磨削。这样既能提高产品加工的效率，， 量，然后用砂轮进行磨削。这样既能提高产品加工的效率 又能满足产品使用时内孔要求磨削纹路 又能满足产品使用时内孔要求磨削纹路，，达到油膜润滑的目 的。将原来加工方式（先粗磨内孔，修砂轮，再精磨内孔 的。将原来加工方式（先粗磨内孔，修砂轮，再精磨内孔，， 再磨端面或者在别的车床上涨内孔车端面，，或者采用专用的 再磨端面或者在别的车床上涨内孔车端面 端面磨床进行端面磨削。。）简化为车端面、车内孔、精磨内 端面磨床进行端面磨削 孔，一次装夹完成一个端面和内孔的加工 一次装夹完成一个端面和内孔的加工。。由于精磨余量很 件休整一次，， 小，砂轮不需要每个产品休整 砂轮不需要每个产品休整，，可以间隔10-20件休整一次 具体视产品有所变化。。既节约时间又节约人力 既节约时间又节约人力，，同时节省耗 具体视产品有所变化 如果不了解可以咨询https://www.doczj.com/doc/0b6251950.html,官方看看 材及产地面积。 材及产地面积。如果不了解可以咨询
普通车床数控化改造中机械结构的设计 发表时间：2019-05-13T10:35:33.893Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：曾玉成唐良军 [导读] 车床在机械加工中是重要的基础设备，车床的性能是影响生产的关键。 广东科达洁能股份有限公司广东省佛山市 528313 摘要：车床在机械加工中是重要的基础设备，车床的性能是影响生产的关键。随着社会的发展，新型的数控车床具有精度高、效率高等特点，可以实现自动化控制，普通的车床无法满足当前企业的生产现状，因此对一些普通车床进行数控改造，既达到了使用要求，还为企业节约了成本。 关键词：数控；机械；车床；改造 随着数控机床的普及，各加工企业都在更改机械加工工艺，将原来普通车床加工的流程都尽可能地安排到数控机床上来进行。普通车床具有操作简单、精度保持性好、故障率低等特点，在机械加工企业中一般都大量使用。通过改造可以使普通车床达到数据化生产的要求，提高企业的生产效能。 1普通车床改造总体方案设计 普通车床的数控化改造是一项技术性很强的工作，首先根据车床的规格与技术性能指标，设计基于该车床的整体改造方案，并给出详细的改造流程；然后进行任务分解，确定各部分的实施方案。普通车床数据化改造一般按如下步骤进行。 1.1对被加工对象进行工艺分析 普通车床主要用于回转类（轴类、盘类）以及螺纹零件加工，这些零件具有不同形状、不同技术要求，因而加工方法也不同，对车床改造后的要求也不相同。故应在工艺分析的基础上计算切削力及切削功率，计算进给系统和主轴所需的参数。 1.2被改造车床的现状分析 一定要掌握原始数据。车床改造时，一些零部件被拆掉同时还要增添一些新的机构，这就必须要确定相关的尺寸和连接方式。了解被改造车床当前的主要缺陷，如外圆车削产生锥度、端面车削平面度超差等，通过分析，在改造中采取措施予以解决。充分估计实际载荷，保证整机及各组成件的刚度，才能使数控改造后的车床加工精度和工作性能满足要求。 1.3制定总体设计方案 在充分进行技术分析并确定改造后，首先需要确定车床的现状及参数；根据机床现有的规格参数，再确定改造所需的硬件的型号和数量，机械部分主要有丝杠、丝母、轴承、轴承座、刀架等，电气部分主要有伺服驱动电机、变频器、强电元器件等。 以普通车床数控改造为例，在查阅其主要技术参数及对现状分析后，对滚珠丝杠副、步进电动机的选用进行梳理，给出较为实用的设计计算及应用方案。 2车床数控改造传动部件滚珠丝杠副的设计 2.1切削力的计算 总切削力沿X、Y、Z方向分解为互相垂直的Fc、Ff和Fp三个分力。主切削力Fc用于计算机床主运动机构及刀具强度，是选择切削用量的主要依据，是消耗功率最多的；进给力Ff是校验进给机构强度和确定进给功率的主要依据；背向力Fp是使工件在切削过程中产生振动的力，用来计算工艺系统刚度。切削力可按下列经验公式计算： Fc=0.67D1.5max.（1） Ff=（0.1~0.6）Fc.（2） Fp=（0.15~0.7）Fc.（3） 其中：Dmax为车床床身的最大加工直径，mm。横切端面时主切削力可取纵切时Fc的1/2。为简便起见，也可按照以下比例分别计算出另外两个切削分力。 Fc∶Ff∶Fp=1∶0.25∶0.4.（4） 2.2滚珠丝杠螺母副的计算与选型 滚珠丝杠螺母副已经标准化，其主要作用是将旋转运动转换为直线运动，从而使机床能够加工出所需零件。滚珠丝杠螺母副的型号可通过导程、动负载、螺纹底径等参数确定。 2.2.1滚珠丝杠上的牵引力计算 作用在滚珠丝杠上的牵引力Fm是根据切削分力和运动部件的重力引起的进给抗力来计算的，其数值大小与导轨形状有关。对于矩形导轨： Fm=kFf+f′（Fc+Fp+G）.（5） 对于燕尾形导轨： Fm=kFp+f′（Fc+Ff+G）.（6） 对于三角形或综合导轨： Fm=kFf+f′（Fc+G）.（7） 其中：G为移动部件的重量，N；f′为导轨上的摩擦因数；k为考虑颠覆力矩影响的试验系数。 正常情况下，矩形导轨k=1.1，f′=0.15；燕尾形导轨k=1.4，f′=0.2；三角形或综合导轨k=1.15，f′=0.15~0.18。 2.2.2计算滚珠丝杠副的动负载、静负载 动负载C即滚珠丝杠承受的轴向负载的最大值，通过牵引力和要求的寿命值进行如下计算： 其中：fh为硬度系数，硬度为60HRC时，取fh=1，小于60HRC时，fh>1；fw为运转系数，一般情况下fw取1.2~1.5，有冲击时fw取
数控机床参数 一、掌握数控机床参数的重要性： 无论哪个公司的数控系统都有大量的参数，如日本的FANUC公司6T-B系统就有294项参数。有的一项参数又有八位，粗略计算起来一套CNC系统配置的数控机床就有近千个参数要设定。这些参数设置正确与否直接影响数控机床的使用和其性能的发挥。特别是用户能充分掌握和熟悉这些参数，将会使一台数控机床的使用和性能发挥上升到一个新的水平。实践证明充分的了解参数的含义会给数控机床的故障诊断和维修带来很大的方便，会大大减少故障诊断的时间，提高机床的利用率。同时，一台数控机床的参数设置还是了解CNC系统软件设计指导思想的窗口，也是衡量机床品质的参考数据。在条件允许的情况下，参数的修改还可以开发CNC系统某些在数控机床订购时没有表现出来的功能，对二次开发会有一定的帮助。 因此，无论是那一型号的CNC系统，了解和掌握参数的含义都是非常重要的。 另外，还有一点要说明的是，数控机床的制造厂在机床出厂时就会把相关的参数设置正确、完全，同时还给用户一份与机床设置完全符合的参数表。然而，目前这一点却做的不尽如人意，参数表与参数设置不符的现象时有发生，给日后数控机床的故障诊断带来很大的麻烦。对原始数据和原始设置没有把握，在鼓掌中就很难下决心来确定故障产生的原因，无论是对用户和维修者本人都带来不良的影响。因此，在购置数控机床验收时，应把随机所带的参数与机床上的实际设置进行校对，在制造厂的服务人员没有离开之前落实此项工作，资料首先要齐全、正确，有不懂的尽管发问，搞清参数的含义，为将来故障诊断扫除障碍。 数控机床在出厂前，已将所采用的CNC系统设置了许多初始参数来配合、适应相配套的每台数控机床的具体情况，部分参数还需要调试来确定。这些具体参数的参数表或参数纸带应该交付给用户。在数控维修中，有时要利用机床某些参数调整机床，有些参数要根据机床的运行状态进行必要的修正，所以维修人员要熟悉机床参数。以日本FANUC公司的10、11、12系统为例，在软件方面共设有26个大类的机床参数。它们是：与设定有关的参数、定时器参数、与控制器有关的参数、坐标系参数、进给速度参数、加/减速成控制参数、伺服参数、DI/DO（数据输入输出）参数，CRT/MDI及逻辑参数、程序参数、I/O接口参数、刀具偏移参数、固定循环参数、缩放及坐标旋转参数、自动拐角倍率参数、单放向定位参数、用户宏程序、跳步信号输入功能、刀具自动偏移及刀具长度自动测量，刀具寿命管理、维修等有关的参数。用户买到机床后，首先应将这份参数表复制存档。一份存放在机床的文件箱内，供操作者或维修人员在使用和维修机床时参考。另一份存入机床的档案中。这些参数设定的正确与否将直接影响到机床的正常工作及机床性能充分发挥。维修人员必须了解和掌握这些参数，并将整机参数的初始设定记录在案，妥善保存，以便维修时使用。 二、数控机床参数的分类 无论是哪种型号的CNC系统都有大量的参数，少则几百个，多则上千个，看起来眼花缭乱。经过仔细研究，归纳起来又有一定的共性可言，现提供其分类方式以做参考。 1、按参数的表示形式来划分，数控机床的参数可分为三类。 （1）状态型参数
常用机床参数功能设定说明整理 FANUC 2016.08.15 1/47
常用参数分类罗列以下几种 u有关RS232数据传输以及存储卡DNC加工参数 u有关刚性攻丝常用参数 u与同步轴控制相关参数 u与撞块回参考点以及光栅尺回参考点相关参数 u与FSSB连接相关参数 u与圆弧加工相关参数 u CMR扩大10倍相关参数 u模具切削系列相关参数 2/47
u有关RS232数据传输以及存储卡DNC加工参数 将I/O CHANNEL （对应参数N20）设定为0。 波特率N103 N113 N123设定为12。 需保证RS232接口焊线正确，如右图。 3/47
存储卡DNC加工这样设定： 首先将I/O CHANNEL 设定为４（按上述方法设定），参数N138#7=1。 将加工程序拷贝到存储卡里（可以一次拷贝多个程序）。 选择[RMT]方式，程序画面，按右软件键[?]，找［CARD］,显示存储卡里面的文件列表。选择需要加工的程序 序号，按[DNC-CD]，然后再按[DNC-ST]（如果找不到[DNC-CD]，需要按几次软件键[?]，直到找到该软键为止）。 按机床操作面板上的循环启动按钮，就可以执行DNC加工了。 4/47
u有关刚性攻丝常用参数 普通刚性攻丝： 针对刚性攻丝过程经常出现诊断号N453超差，现整理相关参数如下： N5310-N5312攻丝时位置偏差极限值，推荐值10000，超过设定值会有ALM740报警 N5241-5244攻丝主轴最高转速，推荐值100～2000，设定太小会有ALM200报警。 N5280攻丝时主轴和Z轴公共位置环增益需要和主轴位置环增益N4065-N4058设定一致，推荐值1000～3000，但 不可设定太大，太大会有异响。 调整攻丝时加减速时间常数： N5261-N5264进刀时加减速时间常数。N5271-N5274退刀时加减速时间常数。 N5201#2=0进刀和退刀都使用N5261-N5264。#2=1进刀和退刀分别用各自时间常数。 时间常数不可设定太小，否则主轴和攻丝轴来不及加速到设定速度。 P(螺距）=F（进给速度）/S（主轴转速），P值无法恒定。 监控诊断号N453，需要10以内，越小越好。 N5300 Z轴到位宽度。N5301主轴到位宽度。 理论上这两值越小越好，对诊断号N450影响较大，诊断号N450越小越好，建议小于200。 5/47
D2机床主要部件设计习题 1机床的主轴主件设计应满足的要求？为什么对机床主轴系统要提出旋转精度、刚度、抗振性、温升以及耐磨性要求？ 2主轴组件的旋转精度? 3主轴的轴向定位有几种？各有什么特点？CA6140车床为什么采用后端定位？而数控机床为什么采用前端定位？ 4选择主轴材料的依据？ 5机床的支承部件包括哪些？为什么多数机床的支承部件采用铸铁制造？怎样补偿机床中不封闭支承件的刚度损失？ 6在机床支承件的机构设计中，支承件截面形状的选用原则是什么？ 7支承件的形状分为几大类?提高支承件结构性能的措施有哪些? 8横向、纵向、斜向隔板的作用？ 9何谓爬行？产生于哪种类型的运动中？产生爬行的原因是什么？消除爬行的措施有哪些？ 10在各种切削加工机床中，广泛采用的直线运动导轨的组合形式有哪些？说明主要性能及应用场合。 1 主轴zu件设计应满足的基本要求 旋转精度 刚度 抗振性 温升和热变性 精度保持性 2旋转精度 旋转精度是主轴组件装配后，静止或低速空载状态下，刀具或工件安装基面上的全跳动值。 3 主轴轴向定位 推力轴承在主轴上的配置形式，它影响主轴轴向精度和主轴热变性方向和大小。 a前端配置（前端定位）推力轴承布置在前支承处 这种方案的前支承处轴承较多，发热大，温升高；但主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度，精度高。用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。 b后端配置（后端定位）推力轴承布置在后支承处。 这种方案前支承处轴承较少，发热少，温升低；但主轴受热后向前伸长，影响轴向精度。用于轴向精度要求不高的普通机床，如：立铣、多刀车床。 c两端配置（两端定位）推力轴承布置在前后两个支承处。当主轴受热伸长后，影响主轴轴承的轴向间隙。为避免松动，用弹簧消除间隙和补偿热变形。用于较短主轴或轴向间隙变化不影响正常工作的机床。如组合机床主轴 4主轴的选材依据：载荷类型、耐磨性、热处理方法。 5床身、立柱、横梁、摇臂、底座、刀架、工作台、箱体和升降台等尺寸及重量较大的零件——大件 支承件的基本要求 1).具有足够静刚度和较高固有频率,2)良好的动态特性 3)结构合理4)排屑畅通，工艺性
1绪论 1.1磨床简介 磨床(grinder,grinding machine)是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。 磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。 十八世纪30年代，为了适应钟表、自行车、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，英国、德国和美国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。这些磨床是在当时现成的机床如车床、刨床等上面加装磨头改制而成的，它们结构简单，刚度低，磨削时易产生振动，要求操作工人要有很高的技艺才能磨出精密的工件。 1876年在巴黎博览会展出的美国布朗-夏普公司制造的万能外圆磨床，是首次具有现代磨床基本特征的机械。它的工件头架和尾座安装在往复移动的工作台上，箱形床身提高了机床刚度，并带有内圆磨削附件。1883年，这家公司制成磨头 装在立柱上、工作台作往复移动的平面磨床。 1900年前后，人造磨料的发展和液压传动的应用，对磨床的发展有很大的推 动作用。随着近代工业特别是汽车工业的发展，各种不同类型的磨床相继问世。例如20世纪初，先后研制出加工气缸体的行星内圆磨床、曲轴磨床、凸轮轴磨床和带电磁吸盘的活塞环磨床等。 自动测量装置于1908年开始应用到磨床上。到了1920年前后，无心磨床、双端面磨床、轧辊磨床、导轨磨床，珩磨机和超精加工机床等相继制成使用；50 年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度 达60～80M/秒的高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床；70年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等技术在磨床上得到了广泛的应用。 随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。 磨床的分类1.2． 磨床可分为十余种： 1、外圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床。 2、内圆磨床：是普通型的基型系列，主要用于磨削圆柱形和圆锥形内表面的磨床。 3、座标磨床：具有精密座标定位装置的内圆磨床。 4、无心磨床：工件采用无心夹持，一般支承在导轮和托架之间，由导轮驱动工件旋转，主要用于磨削圆柱形表面的磨床。 5、平面磨床：主要用于磨削工件平面的磨床。 6、砂带磨床：用快速运动的砂带进行磨削的磨床。 7、珩磨机：用于珩磨工件各种表面的磨床。 8、研磨机：用于研磨工件平面或圆柱形内，外表面的磨床。
1.５数控机床的选用 数控机床是机床体系分类中的一个类别,随着技术发展的不断进步，ＣNC机床的数量、种类增长很快，下面是对各种CNC机床进行简单的罗列: ①数控铣床和加工中心;②数控车床和车削中心;③数控钻床；④数控镗床；⑤数控电加工机床;⑥数控冲床；⑦数控火焰切割机;⑧数控刨床；⑨数控激光加工机床;⑩数控外圆磨床;⑩数控焊接机床⑩数控弯板机…………。 数控机床也有种种的分类方法:如按用途分类,可分为金属切削类数控机床、金属成型类数控设备、数控特种加工设备。本书仅对金属切削类数控机床进行重点介绍,因为它们是数控类机床中应用最多的机床。 1.5．1普通数控机床 和传统的通用机床一样,从切削工艺角度看：普通数控机床是指采用车、铣：钻、镗、磨、刨等各种切削工艺的数控机床，如数控车床、数控铣床、数控磨床等。而且切削工艺与相应的传统的通用机床相似。每一类中又有很多品种，例如数控铣床中就有立铣、卧铣、工具铣、龙门铣等，虽然这类机床的工艺性能和传统的通用机床相似,但不同的是它能自动化加工更为复杂形状的零件,并且能进行精度、效率更高，更具有柔性的加工。 １．数控车床
CＮC车床，能自动控制完成对轴类与盘类零件内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等 图1-5-1 全功能数控车床HM-077外形和结构组成 1-主轴电机 2-主轴箱 3-排屑器 4-卡盘 5-防护罩 6-尾座 7-刀架 8-床鞍滑板 9-床身 10-操作面板 切削加工,并能进行切槽、钻孔、扩孔和铰孔等工作。数控车床具有加工精度稳定性好、加工灵活、通用性强，能适应多品种、小批生产自动化的要求，特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。 CNC车床由机床主轴带动工件旋转实现主运动，刀具并不旋转,切削刀具安装的转塔刀架或四方刀架上，沿平行主轴轴向（Z)和垂直主轴轴线的横向(X)两个方向的导轨,相对工件进给移动。 数控车床的进给系统与传统通用车床的进给系统在结构上存在着本质上的差别。传统卧式车床主轴的运动经过挂轮架、进给箱、溜板箱传到刀架，实现纵向和横向进给运动，传动路线长,传动精度低。而数控车床是采用伺服电动机,经滚珠丝杠传到滑板和刀架,实现Ｚ向(纵向)和X向(横向)进给运动，传动路线短，传动精度高。 如图1-5-1所示为典型的全功能数控车床ＨM－077外形和结构组成。 ２.数控铣床
机床机械结构的设计要求 发表时间：2019-05-24T10:18:48.673Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：高强 [导读] 摘要：在全球经济时代的到来，各行业市场都对产品要求更高，要求不仅产品在性能方面能够满足人们的需要，还能够给企业带来更高的利润。 （身份证号码：23020819850225xxxx） 摘要：在全球经济时代的到来，各行业市场都对产品要求更高，要求不仅产品在性能方面能够满足人们的需要，还能够给企业带来更高的利润。在机床行业也是如此，机床是现阶段社会主要的加工设备，就机械结构进行入手，充分满足客户对机床性能的新要求，是现阶段机床设计的基本方向。本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析机床机械结构的设计，希望对相关从业人员有所帮助。 关键词：机床机械；结构设计；优化性能 Abstract: in the advent of the era of global economy, the industry market has higher request to the product, not only products in terms of performance can meet the needs of the people, also can bring higher profits to the enterprise. Society at present stage is in the machine tool industry, machine tool processing equipment, mainly on the mechanical structure, fully satisfy customer new requirements on the performance of the machine tool, is the basic direction of machine tool design. In this paper, based on actual work experience, the author briefly analysis of the mechanical structure design of machine tools, hope to be helpful to the related professionals. Key words: machine tool machinery; Structure design; Optimize performance 1 数控机床组成分析 数控机床系统结构比较复杂，因为操作人员主要是按照数控系统计算机语言编写加工零件的加工程序，经过输入装置传输至数控装置，而数控装置经过编译的方法，反馈其参数到输入装置，进而便于操作人员实施观测。在一般情况下，还配有辅助控制的装置，方便一些简单和特殊零件的加工，数控装置把加工程序变为指令控制，伺服驱动的装置，经过伺服驱动装置，对机床机械的传动进行控制。经过检测反馈装置，监测出机械部件运动状态，以数据形式反馈到数控装置，实现了机床闭环控制。 2 数控机床机械结构 在当前数控机床通常是实现主切削运动主传动的系统，实现进给运动的系统，和每个传动装置驱动的系统。在移动或是静止时的平滑床部件、液压、冷却、切割等辅助系统，充分实现了关键工件旋转分度基本设备，比如说：工作台，自动换刀的装置、自动托盘交换的装置。结合客户、实际的要求，安装自动上下料的机器人，自动监控系统、远程操作系统、损坏、精度检测等的功能。数控机床部件和传统的机床主体部件是比较相似的，因为控制系统特殊性的因素，实现整体布局、机械机构、传动结构、加工的能力，数控机床就传动机床的优势较大。 3 数控机床对机械结构的要求 3.1在传动和静止过程中保持高刚度和良好的抗冲击性 数控机床对加工精度的要求高于传统机床。通过调整和补偿很难完全解决。因此，为了提高刚性，特别设计了部件的刚性，从而确保了CNC加工的精度。例如，π型横截面分离器在水平和垂直方向上都具有更好的刚性，并且广泛用于大中型机床中。 机床振动通常是因为内部的旋转部件动态的不平衡、切削单侧力所引起的，提升其数控机床的抗振性措施：动态平衡机床高旋转部件，减少和消除传动部件的间隙，并且增加部件固有的频率，避免出现共振。不仅有以上措施，当前还需做的是应用阻尼材料，填充其机床较大部件间隙，在表面上喷抹阻尼涂层，实现对振动的抑制。 3.2 减小机床的热变形 机床的热变形原因主要是机床内部的热源出现热量，比如说：电动机、逆变器，经过使用高效伺服电机甚至是电主轴，高效的电机控制的系统在一定程度上减少电子控制部件整体的发热量，经过应用导轨、摩擦系数低的轴承减少齿轮等部件，尽可能的减少机器热源，对部件散热进行改善。结构主要是采用了对称结构的方式，均匀的减少热变形就加工精度的影响分析。 4 机床机械结构的优化方案 数控机床主要是基于现有的CNC程序、输入数字信息命令自动化设备，在经过长时间工作后，机器极易出现变形的问题，几何精度的误差，在加工工作时是难以修复的。所以，我们必须努力减少其机械结构变形率，以保证加工零件的精确度和质量。在机械结构中，主轴所承受较高的劳动强度，不仅是三个支撑施工方法，还应选择轴承时的刚性要求，尽可能的减少主轴在轴向、径向的磨损、变形。就机床结构的大部件，为有效提升其刚度，我们必须先关闭床身，经过液压平衡的装置，尽可能的减少位置的变化，减少机械变形。机床的承载能力也是机器部件之间接触刚度的要求。并且它可以使接合面的预载满足更大压力的要求。所有上述措施都可以有效地增加接触表面的刚度。 为了保证数控机床的加工能力，在增强静刚度后，动刚度也会提高。目前，有三种常用的方法用于改善动态刚度，例如改进的系统刚度，部件调整和阻尼。其中，增加阻尼系数是一种常见且最有效的方法。焊接钢板不仅提高了静刚度，减轻了重量负担，而且还达到了增加阻尼的效果。近年来，数控机床的大多数床身，工作台，梁和柱都是用钢板焊接的，有些机床使用的是砂封铸件。它还具有减少振动和改善抗振性的良好效果。 在机床的工作过程中，内部热源产生热量，热量是变形的主要原因之一。为尽量减少热变形，热源应尽可能远离机器主机。只有通过有效减少热源的措施才能缓解热变形的问题。通常，不可能消除数字机床的所有内部热源和外部热源。把热变形的可能降到最低。机床的热部件的强制冷却处理是常用的有效手段，并且还可以使用用于加热机床的低温部件的装置。目标是确保机器的所有部件尽可能保持温度一致，以减少由于温度引起的变形。让我们以主轴箱为例。这最小化了热变形对加工零件直径的影响。从结构上讲，减小主轴中心与垂直地面之间的距离可以有效地减少热变形的发生，同时保持主轴箱的温升一致，避免主轴倾斜。 滚珠丝杠在数控机床中所占据的作用比较明显，若是滚珠丝杠加热，在开环系统中，极易出现定位不准确的问题，当前就有一些人使用预张紧，避免导螺杆的变形问题出现，但是这个方法是不能完全消除导螺杆变形。 5 机床的性能优化措施 主驱动的变速系统在数控机床中所占据的作用比较重要，一般用在大中型机床是齿轮传动的系统。还有一些小型的数控机床使用了这些类型变速器，这种扭矩提供出更大动力。而大多数的小型机床使用皮带进行传动，皮带传动与齿轮传动有着很大的区别，噪音较小。并
数控车床的组成及主要技术参数 （一）数控车床的布局形式 数控车床的布局大都采用机、电、液、气一体化布局,全封闭或半封闭防护。 （二）数控车床的组成部分及其作用 数控车床是由床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成。 .1．床身 数控车床的床身结构和导轨有多种形式, 主要有水平床身、倾斜床身、水平床身斜滑鞍等。中小规格的数控车床采用倾斜床身和水平床身斜滑鞍较多。倾斜床身多采用30o、45o、60o、75o和90o角, 常用的有45o, 60o和75o角。大型数控车床和小型精密数控车床采用水平床身较多。 2．主传动系统及主轴部件 数控车床的主传动系统一般采用直流或交流无级调速电动机, 通过皮带传动, 带动主轴旋转, 实现自动无级调速及恒切速度控制。主轴组件是机床实现旋转运动的执行件。 3．进给传动系统 进给传动系统如图2-3所示。横向进给传动系统是带动刀架作横向(X轴)移动的装置, 它控制工件的径向尺寸。纵向进给装置是带动刀架作轴向(Z轴)运动的装置, 它控制工件的轴向尺寸。 4．自动回转刀架 刀架是数控车床的重要部件, 它安装各种切削加工刀具, 其结构直接影响机床的切削性能和工作效率。 数控车床的刀架分为转塔式和排刀式刀架两大类。转塔式刀架是普遍采用的刀架形式, 它通过转塔头的旋转、分度、定位来实现机床的自动换刀工作。如图2-4所示。两坐标连续控制的数控车床, 一般都采用6~12工位转塔式刀架。排刀式刀架主要用于小型数控车床, 适用于短轴或套类零件加工。 （三）数控车床的主要技术参数 数控车床的主要技术参数有:最大回转直径,最大车削直径, 最大车削长度,最大棒料尺寸, 主轴转速范围, X、Z轴行程, X、Z轴快速移动速度, 定位精度, 重复定位精度, 刀架行程, 刀位数, 刀具装夹尺寸, 主轴头型式, 主轴电机功率,进给伺服电机功率, 尾座行程, 卡盘尺寸, 机床重量, 轮廓尺寸(长×宽×高)等。
数控机床的结构设计 摘要 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。关于其结构设计，主要从机械结构的要求、机构刚度、机床运动的抗震性、机床低速运动的平稳性与精度几个方面来展开研究。 关键词：结构、刚度、平稳性、精度 Abstract Nc machine tool is digital control machine tools (Computer numerical control machine tools) for short, is a kind of a program control system of automatic machine tools. On its structural design, mainly from the requirements of the mechanical structure, institutional rigidity, machine tool movement, machine tool at low speed vibration resistance movement stability and precision of the several aspects to study. Keywords: structure, stiffness, stability and accuracy 一、数控机床机械结构的要求 数控机床在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面与通用机床不同，随着生产力的增长，对数控机床的要求也逐步提高。对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求：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： 1.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。
加工中心的特点、种类、功能和主要技术参数 本项目主要对加工中心的特点、种类、功能和主要技术参数加以概述，使初学者对加工中心有一个基本认识。 项目一加工中心的基本组成 同类型的加工中心与数控铣床的结构布局相似，主要在刀库的结构和位置上有区别，一般由床身、主轴箱、工作台、底座、立柱、横梁、进给机构、自动换刀装置、辅助系统（气液、润滑、冷却）、控制系统等组成，如图5-1 所示。 项目二加工中心分类 加工中心的品种、规格较多，这里仅从结构上对其作一分类。 一、立式加工中心 指主轴轴线为垂直状态设置的加工中心。其结构形式多为固定立柱式，工作台为长方形，无分度回转功能，适合加工盘、套、板类零件。一般具有三个直线运动坐标，并可在工作台上安装一个水平轴的数控回转台，用以加工螺旋线零件。 立式加工中心装夹工件方便，便于操作，易于观察加工情况，但加工时切屑不易排除，且受立柱高度和换刀装置的限制，不能加工太高的零件。 立式加工中心的结构简单，占地面积小，价格相对较低，应用广泛。 二、卧式加工中心 指主轴轴线为水平状态设置的加工中心。通常都带有可进行分度回转运动的工作台。卧式加工中心一般都具有三个至五个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加一个
回转运动坐标，它能够使工件在一次装夹后完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工，最适合加工箱体类零件。 卧式加工中心调试程序及试切时不便观察，加工时不便监视，零件装夹和测量不方便，但加工时排屑容易，对加工有利。 与立式加工中心相比，卧式加工中心的结构复杂，占地面积大，价格也较高。 三、龙门式加工中心 龙门式加工中心的形状与龙门铣床相似，主轴多为垂直设置，除自动换刀装置外，还带有可更换的主轴附件，数控装置的功能也较齐全，能够一机多用，尤其适用于加工大型或形状复杂的零件，如飞机上的梁、框、壁板等。 项目三加工中心主要加工对象 加工中心适用于复杂、工序多、精度要求高、需用多种类型普通机床和繁多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的具有适当批量的零件。其主要加工对象有以下四类： 一、箱体类零件 箱体类零件是指具有一个以上的孔系，并有较多型腔的零件，这类零件在机械、汽车、飞机等行业较多，如汽车的发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱、主轴箱，柴油机缸体，齿轮泵壳体等。 箱体类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床60 ％～95 ％的工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时可缩短生产周期，降低成本。对于加工工位较多，工作台需多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心；当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。 二、复杂曲面 在航空航天、汽车、船舶、国防等领域的产品中，复杂曲面类占有较大的比重，如叶轮、螺旋桨、各种曲面成型模具等。 就加工的可能性而言，在不出现加工干涉区或加工盲区时，复杂曲面一般可以采用球头铣刀进行三坐标联动加工，加工精度较高，但效率较低。如果工件存在加工干涉区或加工盲区，就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的机床。 三、异形件 异形件是外形不规则的零件，大多需要点、线、面多工位混合加工，如支架、基座、样板、靠模等。异形件的刚性一般较差，夹压及切削变形难以控制，加工精度也难以保证，这时可充分发挥加工中心工序集中的特点，采用合理的工艺措施，一次或两次装夹，完成多道工序或全部的加工内容。 四、盘、套、板类零件 带有键槽、径向孔或端面有分布孔系以及有曲面的盘套或轴类零件，还有具有较多
数控机床设计包括的基本内容 1.主体设计（机械结构设计）:基础和前提 2.控制部分设计：数控系统设计和PLC设计 3.伺服系统设计：驱动装置、反馈系统 4.辅助装置设计：自动换刀、自动交换工作台自动装卸零件、测量和搬运零件等）精度：是指机床主要部件的形状、相互位置及相对运动的精确程度。刚度是指机床系统抵抗变形的能力 运动设计的任务：先了解工件表面形成的几何方法，确定机床上的基本成形运动有哪些，分别由那些部件完成。机床的主要技术参数包括机床的主参数和基本参数，基本参数包括尺寸参数、运动参数、动力参数，主参数：代表机床的规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。一般用机床的最大加工尺寸或加工能力确定。动力参数：电动机的功、液压缸的牵引力、液压马达或步进电动机的额定转矩等 确定主轴结构的总体原则：一般为空心阶梯轴，其直径从前往后逐渐减小或者从中间往两端逐渐缩小，各阶梯之间留有退刀槽，可根据需要在加工花键，螺纹等。主轴前端的结构形式用作安装刀具和夹具，故已经标准化主轴材料: 主轴的材料，应根据主轴的耐磨性、热处理方法和热处理后的变形来选择。①钢材E值较大，刚度好，故主轴材料首选钢材。②只有载荷大和有冲击时，或精密机床需要减少热处理后的变形时或有其他特殊要求时，才考虑选用合金钢。③对于高精度加工机床的主轴，采用微晶玻璃的新材料。 主轴传动件布置形式1.主轴不承受传动力2.主轴尾端承受传动力 3.主轴前端承受传动力4.主轴两支承间承受传动力轴承选择：根据主轴组件的转速、承载能力及回转精度等要求选择。★中小型数控机床（车床、铣床、加工中心、磨床）的主轴组件多采用滚动轴承；★重型数控机床采用液体静压轴承； ★高精度数控机床（如坐标磨床）采用气体静压轴承；转速达（2-10）×104r/min的主轴可采用磁力轴承或陶瓷滚动轴承。 在使用中，应根据主轴组件工作性能的要求、制造条件和经济效果综合考虑，合理选用。轴承预紧：径向预紧是利用轴承内圈膨胀来消除间隙量(a)无控制装置(b)控制螺母(c)控制环轴向预紧轴承都是通过内、外圈之间的相对轴向位移来调整间隙的。（a修磨内圈（b内、外隔套（c无控制装置（d弹簧预紧主轴组件设计计算步骤 1）根据机床类型、主轴的工作条件、使用要求和经验值估算，参照同类机床初步选择主轴直径。2）为了提高主轴组件的刚度和抗振性，在满足结构要求的前提下，尽量缩短悬伸量a 3）根据刚度和变形量反复计算得到主轴最佳跨距 4）初步确定主轴组件的尺寸参数，进行主轴组件的初步设计（轴向结构及空间位置），并对上述尺寸参数予以修正。5）对主轴组件进行必要的刚度验算，对于高速主轴组件还需要对其临界转速进行验算。提高主轴组件的措施 1提高旋转精度(1)选配法首先对轴承进行选配（高点导向）使其偏心量最小，然后再对轴承进行一次选配，位于同一轴向平面内且在轴线的左侧，应使后轴承的的精度比前轴承的精度第一级(2)装配后精加工2改善动态特性，减少共振①使主轴组件的固有频率避开激振力的频率。②主轴轴承的阻尼对主轴组件的抗振性影响很大，特别是前轴承。③采用三支承结构时，其中辅助支承的作用在很大程度上是为提高抗振性。④采用消振装置。3控制主轴组件温升，减少热变形①减少轴承发热量合理选择轴承类型和精度，保证支承的制造和装配质量，采用适当的润滑方式，均有利于减少轴承发热。②采用散热装置通常采用热源隔离法、热源冷却法和热平衡法，这些方法能够有效地降低轴承温升减少主轴组件热变形。主轴直径的选择 主轴直径选择直接影响主轴部件的刚度，直径越粗，刚度越高，同时与他相配的的轴承等零件的尺寸越大，故设计之初，只能根据统计资料选择主轴直径，铣床一般D2=(0.7到0，9)D1 刚度限制一般应取d/D ≤0.7 主轴悬伸量的确定 悬伸量大小：对主轴组件的刚度和抗振性有显著影响。悬伸量小，轴端位移就小，刚度得到提高。悬伸量确定：主轴端部的结构型式及尺寸、刀具或夹具的安装方式、前轴承的类型及配置、润滑与密封装置的结构尺寸等。主轴最佳跨距的选择 主轴组件初步确定后，通常还需对主轴组件进行刚度验算和稳定性验算；对于高速主轴组件还需对其临界转速进行验算。大型机床、重型机床还要进行强度验算。 滚珠丝杠螺母副的计算和选用 选择导程：L0应按承载能力及传动精度、传动速度选取。L0大，承载能力大；L0小，传动精度高。原则：在满足数控机床加工精度的条件下，导程应尽可能取大些。计算作用于丝杠轴向动载荷Cc，根据最大动载荷大小选择丝杠副的型号。当丝杠转速n≥10r/min时，滚珠丝杠螺母副的主要破坏形式是工作表面的疲劳点蚀，因此选择丝杠以计算动载荷为依据。当丝杠转速n<10r/min时，以最大静载荷Foc为选择丝杠依据