课程：

• 1、加工中心主轴如何角度定位?
• 2、简述粗精加工角向定位基准
• 3、数控机床加工特点具体有哪些？
• 4、主轴作为数控机床的关键组件在性能上有哪些要求
• 5、数控机床的基本性能主要包括有哪几方面
• 6、机床常用的技术性能指标有哪些

加工中心主轴如何角度定位?

采用M19指令使主轴定位，还有一种通过C指令任意指定主轴定向角度。

采用超高速角接触轴承组合，前端为定位预紧，后端为定压预紧结构，各轴承的润滑均为油雾润滑，在前后轴承位置均有独立密封结构和油雾收集回流装置。

扩展资料：

采用内藏式专用主轴电机，其主要特点表现为体积小、转矩大、转速高，在机械上能够胜任高速段的稳定可靠运行，在电气上能保障主轴即便在高速段也能维持强大的恒功率保持能力，这样使得主轴可以实现更快的加减速、高精度和高效率的切削。

采用双功率设计，在全域调速范围内，除满足连续定额以外，还可以实现30min的过功率（一般大一个功率等级）运行，使主轴足以承受短时或周期性的重载切削载荷。

参考资料来源：百度百科--BT40加工中心电主轴

参考资料来源：百度百科--主轴

简述粗精加工角向定位基准

参考：(1)粗基准选择原则： 以不加工的表面作为粗基准；选择要求加工余量均匀的表面作为粗基准；选择余量最小的表面作为粗基准；选择平整、光洁、尺寸足够大的表面作为粗基准；粗基准应尽量避免重复使用。(2)精基准选择原则：基准重合；基准统一；应尽量选择尺寸较大的表面作为精基准。

数控机床加工特点具体有哪些？

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

在采取了一系列减少热源的措施后，热变形的情况将有所改善。但要完全消除机床的内外热源通常是十分困难的，甚至是不可能的。所以必须通过良好的散热和冷却来控制温升，以减少热源的影响。其中部较有效的方法是在机床的发热部位强制冷却，也可以在机床低温部分通过加热的方法，使机床各点的温度趋于一致，这样可以减少由于温差造成的翘曲变形。

3、改善机床机构

在同样发热条件下，机床机构对热变形也有很大影响。如数控机床过去采用的单立柱机构有可能被双柱机构所代替。由于左右对称，双立柱机构受热后的主轴线除产生垂直方向的平移外，其它方向的变形很小，而垂直方向的轴线移动可以方便地用一个坐标的修正量进行补偿。

对于数控车床的主轴箱，应尽量使主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上。这就可以使主轴热变形对加工直径的影响降低到最小限度。在结构上还应尽可能减小主轴中心与主轴向地面的距离，以减少热变形的总量，同时应使主轴箱的前后温升一致，避免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工作，因此丝杠容易发热。滚珠丝杠热生产造成的后果是严重的，尤其是在开环系统中，它会使进给系统丧失定位精度。目前某些机床用预拉的方法减少丝杠的热变形。对于采取了上述措施仍不能消除的热变形，可以根据测量结果由数控系统发出补偿脉冲加以修正。

(三)减少运动间的摩擦和消除传动间隙

为了使工作台能对数控装置的指令作出准确响应，就必须采取相应的措施。目前常用的滑动导轨、滚动导轨和静压导轨在摩擦阻尼特性方面存在着明显的差别。在进给系统中用滚珠丝杠代替滑动丝杠也可以收到同样的效果。目前，数控机床几乎无一例外地采用滚珠丝杠传动。

数控机床(尤其是开环系统的数控机床)的加工精度在很大程度上取决于进给传动链的精度。除了减少传动齿轮和滚珠丝杠的加工误差之外，另一个重要措施是采用无间隙传动副。对于滚珠丝杠螺距的累积误差，通常采用脉冲补偿装置进行螺距补偿。

(四)提高机床的寿命和精度保持性

为了提高机床的寿命和精度保持性，在设计时应充分考虑数控机场零部件的耐磨性，尤其是机床导轨、进给伺港机主轴部件等影响进度的主要零件的耐磨性。在使用过程中，应保证数控机床各部件润滑良好。

(五)减少辅助时间和改善操作性能

在数控机床的单件加工中，辅助时间(非切屑时间)占有较大的比重。要进一步提高机床的生产率，就必须采取促使最大限度地压缩辅助时间。目前已经有很多数控机床采用了多主轴、多刀架、以及带刀库的自动换刀装置等，以减少换刀时间。对于切屑用量加大的数控机床，床身机构必须有利于排屑。

主轴作为数控机床的关键组件在性能上有哪些要求

数控机床伺服系统的组成结构和基本要求：

一、数控机床伺服系统的组成结构：

1、数控机床伺服系统包括进给伺服系统和主轴伺服系统。数控机床伺服系统是数控系统和机床机械传动部件间的连接环节，是数控机床的重要组成部分。伺服系统是以机床运动部件位置为控制量的自动控制系统，它根据数控系统插补运算生成的位置指令，精确地变换为机床移动部件的位移（包括直线位移和角位移），直接反映了机床坐标轴跟踪运动指令和定位的性能。一般所说的伺服系统是指进给伺服系统。

2、进给伺服系统用于控制机床各坐标轴的切削进给运动，是一种精密的位置跟踪、定位系统，它包括速度控制和位置控制，是一般概念的伺服驱动系统；进给伺服系统主要由以下几个部分组成：伺服驱动电路、伺服驱动装置（电机）、位置检测装置、机械传动机构以及执行部件。进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号，由伺服驱动电路作一定的转换和放大后经伺服驱动装置和机械传动机构，驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给。

3、

主轴伺服系统用于控制机床主轴的旋转运动和切削过程中的转矩和功率，一般只以速度控制为主。

二、数控机床伺服系统的基本要求：

1、数控机床的高效率、高精度主要取决于进给伺服系统的性能。因此数控机床对进给伺服系统的位置控制、速度控制、伺服电动机、机械传动等方面都有很高的要求。

2、要求具有可逆行的能力：在加工过程中，机床工作台根据加工轨迹的要求，随时都可以实现正向或反向运动，同时要求在方向变化时，不应有反向间隙和运动的损失。数控机床一般采用具有削除反向间隙能力的传动机构，如滚珠丝杠。

3、要求具有较宽的调整范围：为适应不同的加工条件，数控机床要求进给在很宽的范围内无级变化。这就要求伺服电动机有很宽的调整范围和优异的调整特性。经过机械传动后电动机转速的变化范围即可转换为进给速度的变化范围。对一般数控机床而言，进给速度范围在0-24时都可以满足加工要求。通常在这样的速度范围还可以提出以下更细的技术要求。

1）在1-2400mm/min即1：2400调速范围内，要求均匀、稳定、无爬行、且速降小。

2）在1mm/min以下时具有一定的瞬时速度，但平均速度很低。

3）在零速度时，即工作台停止运动时，要求电动机有电磁转矩以维持定位精度，使定位误差不超过系统的允许范围，即电动机处于伺服锁定转态。

4、要求具有足够的传动刚性和较高的速度稳定性：伺服系统在不同的负载情况下或切削条件发生变化时应使进给系统速度稳定，即具有良好的静态与动太负载特性。刚性良好的系统，速度负载力矩变化的影响很小。通常要求承受的额定矩变化时静态速降应小于5%，动态速降应小于10%。

5、要求具有快速响应的能力：为保证轮廓切削开关的高精度和低的表面粗糙度，对位置伺服系统除了要求国交高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应快速。这主要有两方面的要求；一是伺服系统处于频繁的启动、制动、加速、减速等动态过程时，为了提高生产效率和保证加工质量，要求加、减速度足够大，以缩短过渡过程时间，一般电动机速度由零到最大，或从最大减少到零，时间应控制在200ms以下，甚至少于几十毫秒，且速度变化时不应有超调；二是当负载突变时过渡过程恢复时间要短且无振荡，这样才能得到光滑的加工表面。

6、要求具有高精度：为了满足数控加工精度的要求，关键是保证数控机床的定位精度和进给精度。这是伺服系统性能的重要指标。位置伺服系统的定位精度一般要求能达到1pm甚至0.1pm，相应地，对伺服系统的分辨力也提出了要求。分辨力是指当伺服系统接受cnc送来的一个脉冲时工作台相应移动的距离，也称脉冲当量。系统力取决于系统稳定工作性能和所使用的位置检测元件。目前的闭环伺服系统都能达到1pm的分辨力（脉冲当量）。高精度数控机床可达到0.1pm的分辨力甚至更小。

7、要求低速时仍有较大的输入转矩。

8、低速时进给鸡翅要有大的转矩输出，以满足低速进给切削的要求。

数控机床的基本性能主要包括有哪几方面

    数控机床的主要性能指标： 

一、数控机床的精度 

精度是数控机床的重要技术指标之一。精度主要指加工精度、定位精度和重复定位精度。

1、定位精度和重复定位精度

定位精度是指数控机床工作台等移动部件实际运动位置与指令位置的一致程度， 其不一致的差量即为定位误差。

定位误差包括伺服系统、检测系统、性进给系统等误差，还包括移动部件导轨的几何误差等。定位误差将直接影响零件加工的位置精度。

重复定位精度是指在同一台数控机床上，应用相同程序相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。

重复定位精度受伺服系统特性、进给系统的间隙与刚性以及摩擦特性等因素的影响。

一般情况下，重复定位精度是成正态分布的偶然性误差，它影响一批零件加工的一致性，是一项非常重要的性能指标。

2、分度精度

分度精度是指分度工作台在分度时， 实际回转角度与指令回转角度的差值。 分度精度既影响零件加工部位在空间的角度位置，也影响孔系加工的同轴度等。

3、分辨率与脉冲当量

分辨率是指可以分辨的最小位移间隔。对测量系统而言，分辨率是可以测量的最小位移；对控制系统而言， 分辨率是可以控制的最小位移增量，即数控装置每发出一个脉冲信号，反映到机床移动部件上的移动量，一般称为脉冲当量。脉冲当量是设计数控机床的原始数据之一，其数值的大小决定数控机床的加工精度和表面质量。脉冲当量越小，数控机床的加工精度和加工表面质量越高。

4、加工精度

近年来，伴随着数控机床的发展和机床结构特性的提高，数控机床的性能与质量都有了大幅度的提高。中等规格的加工中心，其定位精度普通级达到(±0.005∽±0.008)mm/300mm，精密级达到±0.001∽±0.003mm／全程；普通级加工中心的加工精度达到±1.5μm ，超精密级数控车床的加工圆度已经达到0.1μm ，表面粗糙度为Ra0.3 μm 。

二、数控机床的可控轴数与联动轴数

可控轴数是指数控系统能够控制的坐标轴数目。该指标与数控系统的运算能力、运算速度以及内存容量等有关。 目前，高档数控系统的可控轴数已多达24轴。

数控机床的联动轴数是指机床数控装置控制的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目。目前有两轴联动、三轴联动、四轴联动、五轴联动等。三轴联动数控机床可以加工空间复杂曲面；四轴联动、五轴联动数控机床可以加工宇航叶轮、螺旋桨等零件。

三、数控机床的运动性能指标 

数控机床的运动性能指标主要包括主轴转速、进给速度、坐标行程、回转轴的转角范围、刀库容量及换刀时间等。

1、主轴转速

目前，随着刀具、轴承、冷却、润滑及数控系统等相关技术的发展，数控机床主轴转速已普遍提高。以中等规格的数控机床为例，数控车床从过去的1000∽2000r/min提高到4000∽6000r/min ，加工中心从过去的2000∽3000r/min提高到现在的10000r/min以上。在高速加工的数控机床上，通常采用电动机转子和主轴一体的电主轴，可以使主轴达到每分钟数万转。这样对各种小孔加工以及提高零件加工质量和表面质量都极为有利。

2、进给速度和加速度

数控机床的进给速度和切削速度一样，是影响零件加工质量、加工效率和刀具寿命的主要因素。目前国内数控机床的进给速度可达10～15m/min，国外一般可达15～30m/min 。

进给加速度是反映进给速度提速能力的性能指标，也是反映机床加工效率的重要指标。国外厂家生产的加工中心加速度可达2g。

3、坐标行程

数控机床坐标轴 X 、 Y 、 Z 的行程大小，构成数控机床的空间加工范围，即加工零件的大小。

4、刀库容量和换刀时间

刀库容量是指刀库能存放加工所需要的刀具数量。目前常见的中小型加工中心多为16～60把，大型加工中心达100 把以上。

换刀时间指有自动换刀系统的数控机床，将主轴上使用的刀具与装在刀库上的下一工序需用的刀具进行交换所需要的时间。目前国内生产的数控机床的换刀时间可达到4∽5s。

刀库容量和换刀时间对数控机床的生产率有直接影响。

四、数控机床的规格指标 

规格指标是指数控机床的基本功能，主要有以下几方面。

1、行程范围

行程范围是指坐标轴可控的运动区间，它是直接体现机床加工能力的指标参数，一般指数控机床坐标轴X、Y、Z的行程大小构成的空间加工范围。

2、摆角范围

摆角范围是指坐标轴可控的摆角区间，数控机床摆角的大小也直接影响加工零件空间部位的能力。    

3、主轴功率和进给轴扭矩

主轴功率和进给轴扭矩反映数控机床的加工能力，同时也可以间接

反映该数控机床的刚度和强度。  

4、控制轴数和联动轴数

控制轴数是指机床数控装置能够控制的坐标数目。联动轴数是指机

床数控装置控制的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目，它反映数控机床的曲面加工能力。  

5、刀具系统

刀具系统主要指刀库容量及换刀时间，它对数控机床的生产率有直接影响。

6、进给速度

数控机床的进给速度是影响零件加工质量、生产效率以及刀具寿命的主要因素。目前国内数控机床的进给速度可达（10~15）m/min，国外为（15~30） m/min。

7、平均无故障时间（Mean Time Between Failures，MTBF）

MTBF是指一台数控机床在使用中平均两次故障间隔的时间，即数控机床在寿命范围内总工作时间和总故障次数之比。

机床常用的技术性能指标有哪些

机床静态精度和动态精度，机床的结构功能以及配置，主要零部件的产地，控制系统，传动系统等。

机床（英文名称：machine tool）是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。

现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

机床组成：

各类机床通常由下列基本部分组成：支承部件，用于安装和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构，用于改变主运动的速度；进给机构，用于改变进给量；主轴箱用以安装机床主轴；刀架、刀库；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。

机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床附件。

以上内容参考：百度百科-机床