第一章 绪论 机床型号编制 机床的分类 按加工方法和所用刀具特征分：车、铣、钻、镗等12类—按工艺特征和结构特征分组—系列。 按工艺范围特征——通用(万能)机床、专门化机床和专用机床。 按重量尺寸特征——仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。 按加工精度特征——普通精度机床、精密机床、高精密机床。 按自动化程度特征——手动、机动、半自动和自动机床。 按主要工作部件数量——单轴、多轴、单刀、多刀机床。 机床运动（主运动、进给运动特点） 为了加工出各种表面，刀具与工件间必须保持必要的相对运动： 主运动。主运动是实现切削所需要的最基本的运动，也是速度最高，消耗功率最大的运动。以n（r/min）表示。 进给运动。进给运动相对速度较低，消耗的功率也较少。以f（mm/r)表示。 主运动和进给运动是形成被加工表面形状所必须的运动，称为机床的成形运动。 传动系统 传动系统：为了得到机床所需要的运动，需要通过一系列传动件将电机与运动件联系起来，这种联系所构成的系统称为传动系统。 传动链：机床中任意两运动部件间的传动联系即构成一传动链。 内联系传动链：传动链所联系的各执行件间相对运动有严格的要求，即必须保持正确的传动比。 外联系传动链：传动链所联系的各执行件间相对运动没有严格的要求。 一个运动—一传动链，传动链集合—传动系统 传动系统组成 外联系传动链：主运动传动链、纵向进给传动链横向进给传动链、快速空程传动链 内联系传动链：螺纹传动链

第二章 数控机床的主传动系统 数控机床加工原理 在坐标系中由数控装置执行工件加工程序，通过数控装置的插补，即“数据点的密化”，向各坐标轴输出一系列脉冲，控制刀具沿各坐标轴移动相应的位移，并达到要求的位置和速度，从而加工出所需要的工件形状。 逐点插补 脉冲当量（发出一个脉冲移动的距离） 数控机床组成 机床本体，数控装置，伺服系统，其它辅助装置，控制介质。 开环、闭环、半闭环 数控机床主要技术性能 数控车床 (CK ××××) 最大加工直径 最大加工长度 主轴孔径 主电机功率 主轴转速范围(无级) 快进速度(G0) 进给速度范围 最小设定单位(X=1/2Z) 定位精度 重复定位精度 平均反向间隙 刀架工位数 刀架换刀时间 刀架重复定位精度 机床工作精度 电源规格 机床外形尺寸 机床重量 主传动的变速方式 齿轮变速主传动系统：齿轮降速增扭矩满足强力切削要求，大中型数控机床及部分小型数控机床（经济型）适用。速度较低。 直接皮带主传动系统：避免了齿轮传动引起的振动与噪音，中小型数控机床适用。速度较高。 直联电机传动或电主轴系统：结构简单，重量轻，惯量小，启停响应快，振动噪音小，主轴部件刚度高，速度高。扭矩小，电机发热对主轴热变形影响大。 主轴轴向定位形式： （1）前端定位轴向精度高普遍采用 （2）后端定位轴向精度低基本淘汰 （3）两端定位综合精度低经济主轴 主轴轴向支撑形式与轴承选型★

（1）特点：精度高，转速高，刚度相对较低。应用：高速高精度轻型数控机床主轴(钻铣镗) （2）特点：综合刚度高，满足强烈切削要求，但转速较低。应用：各类数控机床主轴（典型—数控车床）

（3）特点：刚度高，能承受重载尤其是较强动载荷的作用，安装调整方便，但转速和精度较低。应用：中等精度低速重载数控机床主轴（典型—数控车床） 主轴轴承预加载荷 预加载荷越大，提高刚度和主轴旋转精度效果越好，但过大导致温升越高，可能造成烧伤而降低使用寿命，甚至不能正常工作。 主轴准停 （1）自动换刀（2）膛内孔（比孔口直径大）（3）镗台阶 高速加工时用动力与高速卡盘 电主轴 没有任何中间传动环节，又称为零传动。 （1）滚动轴承电主轴：价格低廉，使用维护方便 （2）静压轴承电主轴：结构紧凑，动静态刚度高，价高，使用维护复杂。 （3）磁浮轴承电主轴：转速高，功率大可自平衡，无振动，无需润滑维护，寿命无限，刚度较高，便于测力和过程监控 陶磁球混合轴承： 质量轻、弹性模量高、线膨胀系数低、硬度高、陶磁球与钢环亲和力低，不产生“咬合”，磨损物也不会嵌入陶磁球，寿命进一步提高、在高速重载条件下仍然能获得高刚度、低温升、长寿命的效果、价格为钢质球轴承的2～2.5倍，而寿命为3～6倍。 磁悬浮轴承： 无磨损，不需润滑，寿命长，温升低，回转精度极高，刚度可设定，价格高。 轴承类型与润滑方式组合 混合轴承配油—气润滑，转速高 钢轴承配油—气润滑，转速较高 混合轴承配油脂润滑，转速较高

第三章 数控机床的进给传动系统 弹性联轴器的优缺点： 传递扭矩大，转速高，寿命长，无间隙，对联接轴同轴度要求低，能承受振动和冲击，安装维护方便，应用广泛。 减速机构： （1）齿轮传动装置 （2）同步齿形带传动：无相对滑动，平均传动比正确，传动精度高。齿形带强度高，厚度小，重量轻，可用于高速传动。无需特别张紧，作用在轴和轴承上的载荷小，传动效率高。 同步齿形带注意事项： （1）为了减少转动惯量，带轮尽量采用轻质材料。 （2）控制带轮最小直径(最小齿数)，保证一定的包角和啮合齿数，延长寿命。 （3）为了补偿带长制造误差，齿形带传动必须预加载荷。 （4）对较长的自由齿形带，为减少带振动，必须采用张力轮。 （5）张力轮一般采用圆筒形滚轮外张紧，以增大包角。 （6）为了减少噪声，可使用背面抛光的齿形带。 齿轮传动装置消除措施 （1）偏心轴套式消隙结构 （2） 带锥度齿轮消隙结构 滚珠丝杆螺母副的工作原理及特点 原理：通过在具有圆弧形螺旋槽的丝杆和螺母间装入滚珠作为中间传动元件，将丝杆传动的滑动摩擦转化成滚动摩擦。 特点：传动效率高，摩擦损失小，功耗小。 传动精度高，运动平稳灵敏，无爬行。 传动刚度高，定位精度高，反向死区小(预紧)。 具传动可逆性，不自锁。 旋转——直线 直线——旋转 磨损小，精度保持性好，使用寿命长。 制造工艺复杂，成本高。 ——专业生产 滚珠丝杆螺母副施加预紧力的目的：消除间隙、提高刚度、提高精度。 消除轴向间隙的方法：双螺母预紧 滚珠丝杆预拉伸：消除热伸长对精度的影响，提高刚性，提高精度，提高热稳定性。 滚珠丝杆立式传动的平衡技术（制动）：断电有效。 直线电机传动（零传动） 特点：直线电机驱动性能优以滚珠丝杆驱动直线电机驱动成本高以滚珠丝杆驱动。 优点：系统惯性矩小，可提高运动速度(150m/min )、加速度(5g)和精度，避免振动的产生。采用拼装次级部件可以实现很长的运动距离。运动功率传递为非接触，没有机械磨损。 缺点：效率低，功率损耗大，发热量大。通常必须采用循环强制冷却或隔热措施。 传动减速比速比匹配公式

m步进电机一转脉冲数360/α， α步距角，δ脉冲当量，L滚珠丝杆导程 第五章 机床支撑件及导轨 热平衡：热平衡 机床工作时将产生热量，同时又散发热量。当单位时间内的发热量等于散热量时，即为热平衡。达到热平衡后，机床温度保持不变。 支撑件材料的选择：铸铁、钢、混凝土（石材） 导轨的基本类型及特点 按摩擦性质可分为： （1）滑动导轨：①液体静压导轨②液体动压导轨③混合摩擦导轨 （2）滚动导轨 滑动导轨的特点：与液体摩擦和滚动摩擦导轨比，摩擦系数大、磨损快、使用寿命以及低速易产生爬行等缺点。但由于结构简单，公益性好，易保证刚度和精度，故广泛应用于低速均匀性及定位精度要求不高的机床中。 直线滑动导轨的截面形状的特点★ （1）矩形导轨：工艺性好，刚度高，承载能力大，安装调整方便，磨损后间隙不能自动补偿，需要采用间隙调整装置，适合于大载荷且导向精度不高的机床。 （2）三角形导轨：磨损后间隙能自动补偿，导向精度高。一般三角形顶角为90º，顶角越大，承载力越大，但导向精度降低。精密机床可采用小于90º的顶角，以提高导向精度。 （3）燕尾导轨：工艺性较差，刚度低，承载能力差，磨损后间隙不能自动补偿，需要采用间隙调整装置，但高度低。燕尾夹角55º。

LLmi360（4）圆导轨：工艺性好，刚度高，磨损后间隙调整困难。适合于受轴向载荷的场合，如压力机、珩磨机、机械手等。 导轨选择原则★ （1）对刚度和承载力要求较高时选择矩形导轨，中小型机床采用三——矩组合，重型机床采用双矩组合。 （2）对导向精度要求较高时选择三角形导轨。三角形导轨工作面同时起支承和导向作用，磨损后能自动补偿间隙，通过合理布置可减少或消除对精度的影响。 （3）矩形和圆形导轨工艺性好，制造检验方便，在满足要求的前提下尽可能选用。 （4）燕尾导轨工艺性差，刚性和导向精度均不高，但结构紧凑，高度尺寸小，适合于高度尺寸受限制的场合 导轨截面形状组合 （1）双三角组合 （2）双矩组合 （3）三——矩(平)组合 （4）平—三—平：重型机床为了减少工作台中间扰度，采用三导轨组合，三角导轨主要起导向作用，平导轨主要起承载作用。 导轨间隙调整方法：（1）压板（2）镶条 滚动导轨：导轨面之间放置滚珠、滚柱或滚针等滚动体，使导轨面之间的摩擦为滚动摩擦性质，这种导轨称为滚动导轨。 滚动导轨有以下优点摩擦系数低，运动灵敏度高，低速不爬行。 （1）摩擦功耗小，移动轻便。 （2）定位精度远高于滑动导轨。 （3）耐磨性高，磨损小，精度保持性好，寿命长。 （4）润滑系统简单，维护方便。 （5）结构复杂，制造困难。接触面积小，抗振性较差。对脏、杂物较敏感，防护要求高。 （6）广泛应用于高速、高定位精度、高灵敏度、微动机构等场合。 滚动导轨的预紧★ 预紧目的：消除间隙，提高刚度，提高精度。 预紧方法 过盈配合预紧：预加载荷大于外载荷，一般产生2～3μm的过盈量。 调整预紧：利用螺钉、弹簧或斜块来移动导轨从而实现预紧。 动压导轨与静压导轨（压力油） 动压导轨的应用：运动速度高的主运动导轨。 静压导轨的应用：精密机床主运动导轨。 提高导轨耐磨性的措施（选择、判断） （一）合理选择材料与热处理 （二）改变导轨摩擦性质 （三）采用合理的导轨表面粗糙度和加工方法 （四）采用合理的导轨表面粗糙度和加工方法 （五）采取可靠的润滑防护措施

第六章 数控机床辅助装置 常见的刀库形式：（1）盘形刀库（2）链式刀库（3）格子箱刀库 选刀方式：偏码与识别，刀座偏码方式最常用