數(shù)控機(jī)床原理、結(jié)構(gòu)與維修

前言

　　隨著計(jì)算機(jī)、通信、電子、檢測、控制和機(jī)械等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也日新月異，并已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng)（FMS、CIMS等）中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控機(jī)床是集機(jī)、電、液、計(jì)算機(jī)和自動控制及測試技術(shù)為一身的現(xiàn)代機(jī)電一體化的典型設(shè)備，具有技術(shù)密集和知識密集的特點(diǎn)。近年來，各種數(shù)控機(jī)床在自動化加工領(lǐng)域中的占有率也越來越高，為了適應(yīng)我國高等職業(yè)技術(shù)教育的發(fā)展及數(shù)控應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)的需要，急需培養(yǎng)一大批數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型高級人才。為了讓更多的人全面了解和掌握數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與工作原理，為數(shù)控機(jī)床的使用、故障診斷與維修建立良好的基礎(chǔ)，基于目前數(shù)控教學(xué)的特點(diǎn)，編者根據(jù)多年的數(shù)控機(jī)床研發(fā)、制造和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并借鑒數(shù)控機(jī)床操作人員的經(jīng)驗(yàn)，編寫了本教材。　　在編寫過程中力求做到“理論先進(jìn)，內(nèi)容實(shí)用、可操作，理論實(shí)踐緊密結(jié)構(gòu)”，把教學(xué)改革實(shí)踐的最新成果在教材中體現(xiàn)出來。本教材的主要特色有：　　（1）以培養(yǎng)綜合素質(zhì)為基礎(chǔ)，以能力為本位，把提高學(xué)生的職業(yè)能力放在突出位置。為此，在編寫的過程查閱了大量的資料，力求使教材結(jié)構(gòu)體系科學(xué)，內(nèi)容上覆蓋了數(shù)控機(jī)床的機(jī)電結(jié)構(gòu)，論述翔實(shí)，將近年來數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)方面的最新發(fā)展并已成熟的結(jié)構(gòu)，在書中有所體現(xiàn)，比如高速電主軸等?！　。?）內(nèi)容實(shí)用、可操作。按照內(nèi)容實(shí)用、可操作的原則精選內(nèi)容，先剖析典型的部件結(jié)構(gòu)，后講整個數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，達(dá)到觸類旁通、舉一反三的效果?！　。?）理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。結(jié)合教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，教材始終保持理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，每章都分析具體實(shí)例，并開發(fā)出實(shí)訓(xùn)題，通過理論講解一實(shí)例分析一實(shí)訓(xùn)的過程，學(xué)生可以較好地掌握數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及維修技術(shù)?！　。?）注意與其他課程的銜接。注意與先修課機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、液壓與氣動等和后續(xù)課數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修技術(shù)的銜接，盡量減少內(nèi)容的簡單重復(fù)，把教學(xué)改革實(shí)踐的最新成果在教材中體現(xiàn)出來?！　≡诒窘滩牡木帉戇^程中得到了學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、教研室和現(xiàn)代制造實(shí)訓(xùn)中心老師的大力支持和幫助，在此深表謝意。限于編者的水平和經(jīng)驗(yàn)，書中欠妥和錯誤之處在所難免，懇請讀者批評指正。　　本教材取材新穎，內(nèi)容由淺人深、循序漸進(jìn)，圖文并茂，實(shí)例豐富，著重于應(yīng)用，理論部分突出簡明性、系統(tǒng)性、實(shí)用性和先進(jìn)性，適于作為高職高專院校機(jī)電一體化、數(shù)控技術(shù)、機(jī)械制造及自動化、模具設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)的數(shù)控機(jī)床課程教學(xué)和技能培訓(xùn)用書，又能適應(yīng)其他不同層次的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的要求，也可以作為生產(chǎn)企業(yè)中有關(guān)技術(shù)人員的參考書。

內(nèi)容概要

　　隨著計(jì)算機(jī)、通信、電子、檢測、控制和機(jī)械等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也日新月異，并已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng)（FMS、CIMS等）中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控機(jī)床是集機(jī)、電、液、計(jì)算機(jī)和自動控制及測試技術(shù)為一身的現(xiàn)代機(jī)電一體化的典型設(shè)備，具有技術(shù)密集和知識密集的特點(diǎn)。近年來，各種數(shù)控機(jī)床在自動化加工領(lǐng)域中的占有率也越來越高，為了適應(yīng)我國高等職業(yè)技術(shù)教育的發(fā)展及數(shù)控應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)的需要，急需培養(yǎng)一大批數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型高級人才。為了讓更多的人全面了解和掌握數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與工作原理，為數(shù)控機(jī)床的使用、故障診斷與維修建立良好的基礎(chǔ)，基于目前數(shù)控教學(xué)的特點(diǎn)，編者根據(jù)多年的數(shù)控機(jī)床研發(fā)、制造和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并借鑒數(shù)控機(jī)床操作人員的經(jīng)驗(yàn)，編寫了本教材。

書籍目錄

　　前言　　第1章 數(shù)控機(jī)床概述　　【學(xué)習(xí)導(dǎo)引示例】DMUSOFD型五軸加工中心和虛軸加工中心　　1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍　　1.1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生　　1.1.2 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍　　1.2 數(shù)控機(jī)床的組成、分類和典型的數(shù)控機(jī)床　　1.2.1 數(shù)控機(jī)床的組成　　1.2.2 數(shù)控機(jī)床的分類　　1.2.3 典型的數(shù)控機(jī)床　　1.3 數(shù)控系統(tǒng)　　13.1 CNC系統(tǒng)的組成　　1.3.2 CNC裝置的功能特點(diǎn)　　1.3.3 CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)　　1.3.4 CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)　　1.3.5 輔助控制接口模塊　　1.3.6 數(shù)控系統(tǒng)的PLC　　1.3.7 位置控制模塊(伺服系統(tǒng))　　1.3.8 功能接口模塊　　【實(shí)例1-1】FANUCOI列數(shù)控系統(tǒng)　　1.4 數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢　　1.4.1 國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與現(xiàn)狀　　1.4.2 高速、高效、高精度與高可靠性　　1.4.3 多功能化、復(fù)合化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化　　1.4.4 新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化技能實(shí)訓(xùn)題　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)題　　　　第2章 數(shù)控機(jī)床的主體結(jié)構(gòu)　　【學(xué)習(xí)導(dǎo)引示例】IIM-077型車削加工中心的主體結(jié)構(gòu)　　2.1 數(shù)控機(jī)床的總體布局　　2.1.1 總體布局與工件形狀、尺寸和質(zhì)量的關(guān)系　　2.1.2 運(yùn)動分配與部件的布局　　2.1.3 總體布局與機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能　　2.1.4 總體布局與機(jī)床的使用要求　　2.1.5 數(shù)控機(jī)床的具體布局　　【實(shí)例2.1 】數(shù)控臥式鏜銑床(加工中心)的總體布局　　2.2 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)要求　　2.2.1 較高的結(jié)構(gòu)剛度　　2.2.2 良好的抗振性能　　2.2.3 減小機(jī)床的熱變形　　2.3 床身　　2.3.1 床身結(jié)構(gòu)　　2.3.2 床身截面形狀和肋板布置　　2.3.3 床身材料　　【實(shí)例2-2】兩種車床床身的結(jié)構(gòu)及動態(tài)對比　　【實(shí)例2-3】德國DNE480I.型數(shù)控車床底座和床身　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)題　　　　第3章 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)　　【學(xué)習(xí)導(dǎo)引示例】VMC-15型加工中心的主傳動系統(tǒng)及典型結(jié)構(gòu)　　3.1 數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)　　3.1.1 對主傳動系統(tǒng)的要求　　3.1.2 主傳動變速的方式　　3.2 主軸及其部件的結(jié)構(gòu)　　3.2.1 主軸本體　　3.2.2 主軸部件　　【實(shí)例3-1】數(shù)控車床主軸支承結(jié)構(gòu)　　【實(shí)例3-2】THM6380型自動換刀數(shù)控銑鏜床的主傳動系統(tǒng)　　【實(shí)例3-3】典型的潤滑方式　　3.3 典型機(jī)床主軸的結(jié)構(gòu)　　3.3.1 數(shù)控車床的主軸部件　　【實(shí)例3-4】TND360型數(shù)控車床主軸部件　　【實(shí)例3-5】車削中心主傳動系統(tǒng)　　3.3.2 自動換刀數(shù)控銑床的主軸部件　　【實(shí)例3-6】THK6380型加工中心主軸部件結(jié)構(gòu)　　3.4 主軸的準(zhǔn)?！　?.5 主軸部件的拆卸及調(diào)整　　【實(shí)例3-7】THK6380型加工中心主軸部件的拆卸與調(diào)整　　3.6 主軸部件的維護(hù)　　【實(shí)例3-8】主傳動系統(tǒng)故障及排除方法實(shí)例　　技能實(shí)訓(xùn)題　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)題　　　　第4章 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)　　【學(xué)習(xí)導(dǎo)引示例】典型數(shù)控機(jī)床的數(shù)控工作臺傳動系統(tǒng)　　4.1 概述　　4.1.1 對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求　　4.1.2 聯(lián)軸器　　【實(shí)例4-1】TND360型數(shù)控車床的安全聯(lián)軸器　　4.2 齒輪傳動副　　4.3 數(shù)控機(jī)床用絲杠傳動副　　4.3.1 滾珠絲杠副　　【實(shí)例4-2】滾珠絲杠副的標(biāo)注示例　　【實(shí)例4-3】滾珠絲杠的安裝示例　　4.3.2 靜壓絲杠副　　4.4 齒輪齒條副與雙導(dǎo)程蝸桿副傳動　　4.4.1 齒輪齒條副傳動　　【實(shí)例4-4】XKB-2320型數(shù)控龍門銑床齒輪齒條傳動　　4.4.2 雙導(dǎo)程蝸桿副傳動　　【實(shí)例4-5】JCS-013型加工中心雙導(dǎo)程蝸桿副的間隙調(diào)整結(jié)構(gòu)　　4.5 靜壓蝸桿蝸輪條副與直線電動機(jī)傳動　　4.5.1 靜壓蝸桿蝸輪條副傳動　　4.5.2 直線電動機(jī)傳動　　【實(shí)例4-6】HVM800型臥式加工中心直線電動機(jī)傳動　　4.6 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌　　4.6.1 對數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的要求　　4.6.2 導(dǎo)軌的技術(shù)要求　　4.6.3 導(dǎo)軌的基本類型及特點(diǎn)　　【實(shí)例4-7】THK系列LM導(dǎo)軌的類型及特點(diǎn)　　4.7 進(jìn)給傳動系統(tǒng)常見故障的診斷及維修　　技能實(shí)訓(xùn)題　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)題　　　　第5章 回轉(zhuǎn)工作臺與自動換刀系統(tǒng)　　【學(xué)習(xí)導(dǎo)引示例】VMC-15型加工中心自動換刀系統(tǒng)　　5.1 分度工作臺　　5.1.1 定位銷式分度工作臺　　5.1.2 齒盤定位式分度工作臺　　【實(shí)例5-1】THK6370型數(shù)控臥式鏜銑床齒盤定位的分度工作臺　　5.1.3 鼠牙盤分度工作臺　　5.1.4 帶有交換托盤的分度工作臺　　【實(shí)例5-2】ZHS-K630型臥式加工中心帶有交換托盤的分度工作臺　　5.2 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺　　5.2.1 開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺　　5.2.2 閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺　　5.2.3 雙螺桿回轉(zhuǎn)工作臺　　【實(shí)例5-3】JCS-013型自動換刀數(shù)控鏜銑床的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺　　5.3 刀架換刀裝置　　5.3.1 自動換刀裝置的形式　　5.3.2 刀具的選擇方式　　5.3.3 回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置　　【實(shí)例5-4】CK3263系列數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架　　5.3.4 多主軸轉(zhuǎn)塔頭換刀裝置　　5.3.5 排刀式刀架　　5.4 刀庫自動換刀系統(tǒng)　　5.4.1 刀庫的形式　　5.4.2 刀具交換機(jī)構(gòu)　　5.4.3 機(jī)械手結(jié)構(gòu)原理　　【實(shí)例5-5】JCS-03型臥式加工中心雙臂單爪交叉型機(jī)械手　　【實(shí)例5-6】CH6144ATC型車削中心鏈?zhǔn)降稁斓尿?qū)動、分度和夾緊機(jī)構(gòu)　　【實(shí)例5-7】JCS-018A型加工中心的自動換刀裝置　　【實(shí)例5-8】MOC200MS3型車削加工單元自動換刀裝置　　【實(shí)例5-9】帶刀庫自動換刀系統(tǒng)實(shí)例　　5.5 輔助機(jī)構(gòu)　　5.5.1 工件交換系統(tǒng)和FMC的工件交換裝置　　【實(shí)例5-10】具有托板交換工作站的柔性制造系統(tǒng)(FMS)　　5.5.2 排屑裝置　　5.5.3 過載保護(hù)、超程限位和回機(jī)床參考點(diǎn)裝置　　5.6 自動換刀裝置的常見故障與維修　　【實(shí)例5-11】從換刀裝置的結(jié)構(gòu)、換刀過程來分析和判斷換刀過程中出現(xiàn)的故障　　技能實(shí)訓(xùn)題　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)題　　第6章數(shù)控機(jī)床液壓與氣動系統(tǒng)　　【學(xué)習(xí)導(dǎo)引示例】CK322，5數(shù)控車床液壓系統(tǒng)　　6.1 液壓與氣動系統(tǒng)的概述　　6.1.1 液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的構(gòu)成　　6.1.2 液壓與氣壓傳動的主要元件應(yīng)用　　6.1.3 液壓與氣壓傳動的工作原理　　6.2 數(shù)控機(jī)床典型液壓回路的分析　　【實(shí)例6-1】MJ-50型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)　　【實(shí)例6-2】VPl050型加工中心液壓系統(tǒng)　　【實(shí)例6-3】TH6350型臥式加工中心液壓系統(tǒng)　　6.3 數(shù)控機(jī)床典型氣壓回路的分析　　【實(shí)例64】11400型臥式加工中心氣動系統(tǒng)　　【實(shí)例6-5】數(shù)控車床用真空卡盤氣動系統(tǒng)　　【實(shí)例6-6】HT6350型臥式加工中心氣壓系統(tǒng)　　【實(shí)例6-7】數(shù)控加工中心氣動換刀系統(tǒng)　　6.4 數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)的維護(hù)和液壓故障的維修　　6.4.1 液壓系統(tǒng)的維護(hù)要點(diǎn)　　6.4.2 維護(hù)、保養(yǎng)計(jì)劃的安排　　6.4.3 液壓系統(tǒng)常見故障的特征　　6.4.4 液壓元件常見的故障及排除　　【實(shí)例6-8】速度控制回路的故障維修　　【實(shí)例6-9】方向控制回路的故障維修　　6.5 數(shù)控機(jī)床氣動系統(tǒng)的維護(hù)和氣壓故障的維修　　6.5.1 氣動系統(tǒng)維護(hù)的要點(diǎn)　　6.5.2 氣動系統(tǒng)的點(diǎn)檢與定檢　　【實(shí)例6-10】FH5840型立式加工中心刀柄和主軸的故障及維修　　【實(shí)例6-11】FH5840型立式加工中心松刀動作緩慢的故障及維修　　技能實(shí)訓(xùn)題　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)題　　　　第7章 數(shù)控機(jī)床的選用、安裝和驗(yàn)收　　7.1 數(shù)控機(jī)床的選用　　7.2 數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試和運(yùn)行　　7.2.1 數(shù)控機(jī)床的安裝　　7.2.2 數(shù)控機(jī)床的調(diào)試和運(yùn)行　　7.3 數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收　　7.3.1 數(shù)控機(jī)床外觀的檢查　　7.3.2 數(shù)控機(jī)床精度的驗(yàn)收　　【實(shí)例7-1】CJK6032-1型數(shù)控車床主要幾何　　精度檢驗(yàn)項(xiàng)目及方法　　技能實(shí)訓(xùn)題　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)題　　　　第8章 數(shù)控機(jī)床的維修管理與維護(hù)　　8.1 數(shù)控機(jī)床的維修管理　　8.1.1 數(shù)控機(jī)床的管理　　8.1.2 數(shù)控機(jī)床的使用要點(diǎn)　　8.1.3 數(shù)控機(jī)床的安全生產(chǎn)要求　　8.1.4 數(shù)控機(jī)床的維修管理　　8.2 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)、故障診斷與維修　　8.2.1 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)　　【實(shí)例8.1 】數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)　　8.2.2 數(shù)控機(jī)床常見故障的分類、診斷與維修　　【實(shí)例8-2】數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修實(shí)例　　8.3 數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)管理　　技能實(shí)訓(xùn)題　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)題　　　　第9章 普通機(jī)床的數(shù)控化改造　　【學(xué)習(xí)導(dǎo)引示例】0116型普通車床的數(shù)控化改造　　9.1 機(jī)床改造的概述　　9.1.1 機(jī)床數(shù)控化改造的條件　　9.1.2 機(jī)床數(shù)控化改造的原則　　9.1.3 機(jī)床數(shù)控化改造的方向和途徑　　9.1.4 機(jī)床數(shù)控化改造的一般步驟　　9.2 機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控技術(shù)改造　　9.3 (2616型普通車床的數(shù)控化改造實(shí)例　　【實(shí)例9-1】加工雙人字槽的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控　　銑床改造實(shí)例　　技能實(shí)訓(xùn)題　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)題　　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.2.2 數(shù)控機(jī)床的分類　　數(shù)控機(jī)床通常按以下最基本的幾個方面進(jìn)行分類：　　1.按加工方式和工藝用途分類　　按加工方式不同，可分為數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床等。有些數(shù)控機(jī)床具有兩種以上切削功能，例如以車削為主兼顧銑、鉆削的車削中心；具有銑、鏜、鉆削功能，帶刀庫和自動換刀裝置的鏜銑加工中心（簡稱加工中心）。另外，還有數(shù)控電火花線切割、數(shù)控電火花成形、數(shù)控激光加工、等離子弧切割、火焰切割、數(shù)控板材成形、數(shù)控沖床、數(shù)控剪床、數(shù)控液壓機(jī)等各種功能和不同種類的數(shù)控加工機(jī)床。2.按加工路線分類數(shù)控機(jī)床按其刀具與工件相對運(yùn)動的方式，可以分為點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制。（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制方式就是刀具與工件相對運(yùn)動時(shí)，只控制從一點(diǎn)運(yùn)動到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確性，而不考慮兩點(diǎn)之間的運(yùn)動路徑和方向，如圖1-12a所示。這種控制方式多應(yīng)用于數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等?！　。?）直線控制數(shù)控機(jī)床直線控制方式就是刀具與工件相對運(yùn)動時(shí)，除控制從起點(diǎn)到終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要保證平行坐標(biāo)軸的直線切削運(yùn)動，如圖1-12b所示。由于只作平行坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運(yùn)動，因此不能加工復(fù)雜的工件輪廓。這種控制方式用于簡易數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床。

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