| | 在数控机床生长的开端段，其机器布局与通用机床相比没有多大的变革，只是在主动变速、刀架和事情台主动转位和手柄操纵等方面作些转变。随着数控技能的生长，思量到它的控制方法和利用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。 |
在数控机床生长的开端段，其机器布局与通用机床相比没有多大的变革，只是在主动变速、刀架和事情台主动转位和手柄操纵等方面作些转变。随着数控技能的生长，思量到它的控制方法和利用特点，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)由于接纳了高性能的无级变速主轴及伺服传动体系，数控机床的传动布局大为简化，传动链也大大收缩;2)为顺应一连的主动化加工和进步加工生产率，数控机床机器布局具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐研磨性，并且热变形小;3)为减小摩擦、消除传动间隙和得到更高的加工精度，更多地接纳了传动部件，如滚珠丝杠副和转动导轨、消隙齿轮传动副等;4)为了改进劳动条件、淘汰帮助时间、改进操纵性、进步劳动生产率，接纳了刀具主动夹紧装置、刀库与主动换刀装置及主动排屑装置等帮助装置。凭据数控机床的实用场所和机构特点，对数控机床布局因提出以下要求：
一、较高的机床静、动刚度
数控机床是根据数控编程或手动输入数据方法提供的指令主动举行加工的。由于机器布局(如机床床身、导轨、事情台、刀架和主轴箱等)的多少精度与变形产生的定位偏差在加工历程中不克不及为地调解与赔偿，因此，必需把到处机器布局部件产生的弹性变形控制在小限度内，以包管所要求的加工精度与外貌质量。
为了进步数控机床主轴的刚度，不光常常接纳三支持布局，并且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角打仗向心推力轴承铰接出信赖忒力轴承 ，以减小主轴的径向和轴向变形。为了进步机床大件的刚度，接纳关闭界面的床身，并接纳液力均衡淘汰移动部件因位置变更造成的机床变形。为了进步机床各部件的打仗刚度，增长机床的承载本领，接纳刮研的方法增长单元面积上的打仗点，并在联合面之间施加充足大的预加载荷，以增长打仗面积。这些步伐都能有用地进步打仗刚度。
为了充实发挥数控机床的高等加工本领，并能举行稳固切削，在包管静态刚度的条件下，还必需进步动态刚度。常用的措檀越要有进步体系的刚度、增长阻尼以及调解构件的自振频率等。试验评释，进步阻尼系数是改进抗振性的有用方法。钢板的焊接布局既可以增长静刚度、减轻布局重量，又可以增长构件自己的阻尼。因此，比年来在数控机床上接纳了钢板焊接布局的床身、立柱、横梁和事情台。封砂铸件也有利于振动衰减，对进步抗振性也有较好的结果。
二、淘汰机床的热变形
在表里热源的影响下，机床各部件将产生差别水平的热变形，使工件与刀具之间的相对活动干系遭到破环，也是机床季度降落。对付数控机床来说，由于全部加工历程是盘算的指令控制的，热变形的影响就更为严峻。为了淘汰热变形，在数控机床布局中通常接纳以下步伐。
1、淘汰发热
机床内部发热时产生热变形的重要热源，应当尽大概地将热源从主机中分散出去。
2、控制温升
在接纳了一系列淘汰热源的步伐后，热变形的环境将有所改进。但要消除机床的表里热源通常是非常困难的，乃至是不大概的。以是必需通过精良的散热和冷却来控制温升，以淘汰热源的影响。此中部较有用的方法是在机床的发热部位逼迫冷却，也可以在机床低温部门通过加热的方法，使机床各点的温度趋于同等，如允许以淘汰由于温差造成的翘曲变形。
3、改进机床机构
在同样发热条件下，机床机构对热变形也有很大影响。如数控机床已往接纳的单立柱机构有大概被双柱机构所取代。由于左右对称，双立柱机构受热后的主轴线除产生垂直偏向的平移外，别的偏向的变形很小，而垂直偏向的轴线移动可以方便地用一个坐标的修正量举行赔偿。
轴的热变形产生在刀具切入的垂直偏向上。这就可以使主轴热变形对加工直径的影响低落到小限度。在布局上还应尽大概减小主轴中间与主轴向地面的间隔，以淘汰热变形的总量，同时应使主轴箱的前后温升同等，制止主轴变形后出现倾斜。
数控机床中的滚珠丝杠常在预计载荷大、转速高以及散热差的条件下事情，因此丝杠容易发热。滚珠丝杠热生产造成的结果是严峻的，尤其是在开环体系中，它会使进给体系丧失定位精度。现在某些机床用预拉的方法淘汰丝杠的热变形。对付接纳了上述步伐仍不克不及消除的热变形，可以凭据丈量结果由数控体系发出赔偿脉冲加以修正。
三、淘汰活动间的摩擦和消除传动间隙
数控机床事情台(或拖板)的位移量十一脉中当量为小单元的，通常又要求能以基地的速率活动。为了使事情台能对数控装置的指令作出正确相应，就必需接纳相应的步伐。现在常用的滑动导轨、转动导轨和静压导轨在摩擦阻尼特性方面存在着显着的差异。在进给体系中用滚珠丝杠取代滑动丝杠也可以收到同样的结果。现在，数控机床险些无一破例地接纳滚珠丝杠传动。
数控机床(尤其是开环体系的数控机床)的加工精度在很大水平上取决于进给传动链的精度。除了淘汰传动齿轮和滚珠丝杠的加工偏差之外，另一个重要步伐是接纳无间隙传动副。对付滚珠丝杠螺距的累积偏差，通常接纳脉冲赔偿装置举行螺距赔偿。
四、进步机床的寿命和精度连结性
为了进步机床的寿命和精度连结性，在计划时应充实思量数控机场零部件的耐研磨性，尤其是机床导轨、进给伺港机主轴部件等影响进度的重要零件的耐研磨性。在利用历程中，应包管数控机床各部件润滑精良。
五、淘汰帮助时间和改进操纵性能
数控机床的单件加工中，帮助时间(非切屑时间)占据较大的比重。要进一步进步机床的生产率，就必需接纳促使大限度地压缩帮助时间。现在已经有许多数控机床接纳了多主轴、多刀架、以及带刀库的主动换刀装置等，以淘汰换刀时间。对付切屑用量加大的数控机床，床身机构必需有利于排屑。 |
