《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱項目一數控機床機械結構認識任務名稱數控機床機械結構特點與組成課時分配4理論課時2實踐課時2授課班級教學目標1.掌握數控機床主要機械結構的組成。2.掌握數控機床的布局。3.了解數控機床機械結構特點。重點、難點重點數控機床主要機械結構特點及功能。難點數控機床的布局形式。教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情境導入”“現場參觀”“實例分析”“任務驅動”“圖片演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、手機自拍圖片等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，實習工廠現場、亞龍YL-558型數控實訓設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入知識引導知識鏈接任務實施任務評價學生課前預習相關內容,并組織到工廠實地參觀播放一段工廠中數控機床進行維護的視頻。隨著數控技術的發展，數控機床被普遍的應用在了生產中代替了傳統的機床，因此工廠中不僅需要大量的數控機床的操作人員，也需要相應的設備維護、維修人員，而這正是學習本課程的原因。數控機床是高精度和高生產率的自動化機床，其加工過程中的動作順序、運動部件的坐標位置及輔助功能等都是通過數字信息自動控制的，整個加工過程由數控系統通過數控程序控制機床自動完成。數控機床由數控系統、輸入/輸出裝置、電氣控制裝置、伺服驅動系統及位置檢測裝置、機械部件等部分組成。如圖1-1所示為典型數控車床的機械結構組成，包括主傳動系統（主軸、主軸電機、副主軸、C軸控制主軸電機等）、進給傳動系統（絲杠、聯軸器、導軌等）、自動換刀裝置（標準刀架、VDI刀架等）、液壓與氣動裝置（液壓泵、氣泵、管路等）、輔助裝置（自動送料機、集屑車、三爪卡盤、尾架、接觸式機內對刀儀等）。圖1-1典型數控車床的機械結構組成一、數控機床機械結構組成1．主傳動系統一般數控機床主要包括主軸、主軸電機等。主傳動系統的作用是將驅動裝置的運動及動力傳給執行件，實現主切削運動。如圖1-2所示，主要由主電機、帶傳動、主軸等組成。圖1-2數控車床主要機械結構2．進給傳動系統包括動力源、傳動件及進給運動執行件等。進給傳動系統的作用是將伺服驅動裝置的運動和動力傳給執行件，實現進給運動。如圖1-2所示，主要由X、Z方向的絲杠、溜板、導軌等組成，通過進給傳動系統，帶動刀架運動。3．基礎支承件包括床身、立柱、導軌、工作臺等。基礎支承件的作用是支承機床的各主要部件，并使它們在靜止或運動中保持相對正確的位置。如圖1-2所示，主要由床身、導軌等組成。4．輔助裝置包括液壓氣動系統、潤滑冷卻裝置、卡盤等，部分數控機床還配有特殊功能裝置，如刀具破損檢測、精度檢測和監控裝置等。如圖1-2所示，主要由尾座、卡盤等組成。其中，機床基礎件、主傳動系統、進給系統以及液壓、潤滑、冷卻等輔助裝置是構成數控機床的機床本體的基本部件，其他部件則按數控機床的功能和需要選用。盡管數控機床本體的基本構成與傳統的機床十分相似，但由于數控機床在功能和性能上的要求與傳統機床存在著巨大的差距，所以數控機床的機床本體在總體布局、結構、性能上與傳統機床有許多明顯的差異，出現了許多適應數控機床功能特點的機械結構和部件。二、數控機床最常見的三種基本形式1．數控車床數控車床的主軸、尾座等部件相對于床身的布局形式與普通車床一樣，但刀架和導軌的布局形式有很大的變化，而且其布局形式直接影響數控車床的使用性能及機床的外觀和結構。刀架和導軌的布局應考慮機床和刀具的調整、工件的裝卸、機床操作的方便性，機床的加工精度以及排屑性能和抗震性。如圖1-3所示典型斜床身數控車床實物圖。圖1-3典型斜床身數控車床實物數控車床的床身和導軌的布局形式主要有圖1-4所示的幾種。a）b）c）d）e）圖1-4數控車床床身和導軌布局形式a）平床身b）斜床身c）平床身斜滑板d）立床身e)前斜床身平滑板（1）平床身數控車床優點：平床身的工藝性好，導軌面容易加工；平床身配上水平刀架，由于平床身機件及工件重量所產生的變形方向垂直向下，它與刀具運動方向垂直，對加工精度影響較小；由于平床身刀架水平布置，不受刀架、溜板自重影響，定位精度容易提高；平床身布局的機床上，大型工件和刀具裝卸方便。如圖1-5所示實物圖。缺點：平床身排屑困難，需要三面封閉，刀架水平放置也加大了機床寬度方向結構尺寸。圖1-5平床身數控車床（2）斜床身數控車床優點：斜床身的觀察角度好，工件調整方便，斜床身的防護罩設計較為簡單；排屑性能較好。斜床身導軌傾斜角度有300、450、600和750等，傾斜角度影響導軌的導向性、受力情況、排屑、宜人性及外形尺寸高度比例等。一般小型數控車床的床身多用300、450，中型數控車床床身多用600，大型數控車床床身多用750。如圖1-6所示實物圖。圖1-6斜床身數控車床（3）立式數控車床導軌傾斜角為90°的斜床身車床通常稱為立式床身。如圖1-7所示實物圖。優點：立床身的排屑性能最好。缺點：立式床身機床上工件重量所產生的變形方向正好沿著垂直運動方向，對精度影響最大，并且立式床身結構的機床受本身結構限制，布置也比較困難，限制了機床的性能，采用較少。圖1-7立式床身數控車床2．數控銑床數控銑床是一種用途廣泛的機床，分為立式、臥式和立臥兩用式三種。立臥兩用式數控銑床的主軸（或工作臺）方向可以更換，既可以進行立式加工，又可以進行臥式加工，使其應用范圍更廣，功能更全。如圖1-8所示為典型數控銑床機械結構。圖1-8典型數控銑床機械結構一般數控銑床是指規格較小的升降臺式數控銑床，其工作臺寬度多在400mm以下，規格較大的數控銑床，例如工作臺寬度在500mm以上的，其功能已向加工中心靠近，進而演變成柔性加工單元。一般情況下，數控銑床只能用來加工平面曲線的輪廓。對于有特殊要求的數控銑床，還可以加進一個回轉的A或C坐標，例如增加一個數控回轉工作臺，這時機床的數控系統即變為四軸控制，用來加工螺旋槽、葉片等立體曲面零件。根據工件的重量和尺寸不同，數控銑床有四種不同的布局方案，布局情況如表1-1所示。表1-1數控銑床布局情況圖1-9所示是新型五面數控銑床（立臥兩用數控銑床）動力頭的形式，圖1-10所示是立臥兩用數控銑床的一種布局形式。圖1-9新型五面數控銑床動力頭圖1-10立臥兩用數控銑床的一種布局3．數控加工中心數控加工中心是一種配有刀庫并且能自動更換刀具、對工件進行多工序加工的數控機床，常見的數控加工中心結構如圖1-11所示。數控加工中心按照形態不同，分為臥式加工中心、立式加工中心、五面加工中心等等。圖1-11常見的數控加工中心（1）臥式加工中心臥式加工中心常采用立柱移動式，T形床身。一體式T形床身的特點：剛度和精度保持性較好，但其鑄造和加工工藝性差。分離式T形床身的特點：鑄造和加工工藝性較好，但必須在連接部位用大螺栓緊固，以保證其剛度和精度。臥式加工中心的布局形式如圖1-12所示，常見形式共有六種。移動立柱式加工中心的實物如圖1-13、1-14所示。圖1-12臥式加工中心布局形式a)立柱固定，工臺X/Z向移動b)工作臺固定，立柱X/Z向移動c)工作臺固定，立柱X/Z向移動，主軸Z向移動d)工作臺X向移動、立柱Y/Z向移動e)工作臺Z向移動、立柱X/Y向移動f)立柱固定、工作臺X移動圖1-13移動立柱臥式加工中心圖1-14移動立柱臥式加工中心（2）立式加工中心立式加工中心布局形式如圖1-15所示，立式加工中心通常采用固定立柱式，主軸箱吊在立柱一側，其平衡重錘放置在立柱中，工作臺是十字滑臺，可以實現X、Y兩個坐標軸方向的移動，主軸箱沿立柱導軌運動實現Z坐標軸方向的移動。實物如圖1-16所示。a）b)c）圖1-15立式加工中心布局形式a）立柱固定，工作臺X/Y向移動b)立柱、工作臺移動c）工作臺固定，立柱X/Y向移動圖1-16固定立柱立式加工中心（3）五面加工中心五面加工中心兼具有立式和臥式加工中心的功能，工件一次裝夾后能完成除安裝面外的所有側面和頂面等五個面的加工。常見的五面加工中心如圖1-17所示兩種結構形式，其中（a）所示的布局中，主軸可作900旋轉，可以按照立式和臥式加工中心兩種方式進行切削加工；圖（b）所示布局中。工作臺可以帶著工件作900旋轉，從而完成除裝夾面外的五面切削加式。a）b）圖1-17五面加工中心的布局形式a）主軸作90o旋轉b）工作臺帶動工件作90o旋轉三、數控機床機械結構特點1．提高靜剛度和動剛度（1）機床在靜態力作用下所表現的剛度稱為機床的靜剛度。提高數控機床靜剛度，使數控機床各部件產生的彈性變形控制在最小限度內，以保證實現所要求的加工精度與表面質量。提高靜剛度的措施主要是合理選擇構件的結構形式，基礎大件采用封閉整體箱形結構，合理布置加強筋和提高部件之間的接觸剛度。合理進行結構布局；采取補償構件變形的結構措施。如圖1-18所示立柱的結構形式和圖1-19所示加強筋的結構形式。（2）機床在動態力作用下所表現的剛度稱為機床的動剛度。要充分發揮數控機床的高效加工性能，穩定切削，就必須在保證靜剛度的前提下，提高數控機床的動剛度。提高動剛度的措施主要是改善機床的阻尼特性、床身表面噴涂阻尼涂層、充分利用結合面的摩擦阻尼、采用新材料，提高抗震性。如圖1-20所示人造大理石床身。圖1-18立柱結構a)無筋式b)之字形筋板式c)田字形筋板式d)單對角筋板式e)雙對角筋板式f)橫向單層筋板式g)橫向雙層筋板式圖1-19加強筋結構a)單排方孔式b)雙排直列方孔式c)雙排錯列方孔式d)人字梁式e)X結構形式f)多邊形孔式g)三角形孔式圖1-20人造大理石床身2．高抗震性數控機床的一些運動部件，除應具有高剛度、高靈敏度外，還應具有高抗震性，即在高速重切削情況下減少振動，以保證加工零件的高精度和高的表面質量。切削過程的振動不僅直接影響零件的加工精度和表面質量，還會降低刀具的使用壽命，影響生產率。特別要注意的是避免切削時的諧振，因此對數控機床的動態特性提出更高的要求。3．高精度、高靈敏度由于數控機床工作臺（或滑板）的位移量是以脈沖當量為最小單位的，一般為0.001~0.01mm，故要求運動件能實現微量精確位移，以提高運動精度和定位精度，提高低速運動的平穩性。減小運動件質量，可減小運動件的靜、動摩擦力之差；采取低摩擦因素的傳動元件，如采用滾動導軌或靜壓導軌，減小摩擦副之間的摩擦力，避免低速爬行現象，可使加工中心的運動平穩性和定位精度都有所提高；工作臺、刀架等部件的移動，由交流或直流伺服電動機驅動，經滾珠絲杠傳動，減少了進給系統所需要的驅動扭矩，提高了定位精度和運動平穩性。數控機床的運動部件還具有較高的靈敏度。導軌部件通常用滾動導軌、塑料導軌、靜壓導軌等，以減少摩擦力，使其低速運動時無爬行現象。4．熱變形小機床的熱變形是影響機床加工精度的重要因素之一。由于數控機床主軸轉速、進給速度遠高于普通機床，故數控機床大切削用量產生的熾熱切屑對工件和機床部件的熱傳導比普通機床要嚴重得多，而熱變形對加工精度的影響，操作者往往難以修正。同時機床的主軸、工作臺、刀架等運動部件在運動中會產生熱量，從而產生相應的熱變形。為保證部件的運動精度，要求各運動部件的發熱量要少，以防產生過大的熱變形。為此，要對機床熱源進行強制冷卻，如圖1-21所示，分為兩種形式，風冷和油冷；采用熱對稱結構，如圖1-22所示的熱對稱立柱，并改善主軸軸承、絲杠副、高速運動導軌副的摩擦特性。b）圖1-21對機床熱源進行強制冷卻a）風冷b）油冷圖1-22熱對稱結構立柱一、觀察數控車床的整體結構（1）在機床靜止的狀態下：找出床身、主軸箱、卡盤、溜板箱、刀架、尾座、CNC控制裝置等部件，并在圖1-23中正確填寫。圖1-23數控車床整體結構（2）通電啟動機床，由實習指導老師在確保安全狀態下，運轉機床，在手動模式下啟動主軸，實現主軸的變速及換向；實現溜板的Z向和X向的正負兩個方向的運動；實現刀架的換刀動作。二、觀察數控銑床的整體結構（1）在機床靜止的狀態下：找出床身、立柱、主軸箱、十字滑臺、CNC控制裝置等這些大的部件，可以嘗試實現主軸上換刀的操作。請在圖1-24中填寫相應的部件名稱。圖1-24數控銑床整體結構（2）通電啟動機床，學生注意安全，由實習指導老師在確保安全狀態下，運轉機床，在手動模式下啟動主軸，實現主軸的變速及換向；實現X向、Y向和Z向的正負兩個方向的運動。三、觀察加工中心的整體結構（1）在機床靜止的狀態下：找出床身、立柱、主軸箱、十字滑臺、CNC控制裝置等這些大的部件。請在圖1-25中填寫相應的部件名稱。圖1-25加工中心整體結構（2）通電啟動機床，由實習指導老師在確保安全狀態下，運轉機床，在手動模式下啟動主軸，實現主軸的變速及換向；實現X向、Y向和Z向的正負兩個方向的運動，實現主軸上換刀、刀庫裝刀的操作。四、數控機床典型部件認識根據下表1-2中圖，指出數控機床部件名稱及其基本功能。表1-2數控機床典型部件認識根據表1-3總結評價內容對任務實施及職業素養養成情況進行綜合評價。表1-3總結評價表預習學習內容觀看視頻學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練學生訓練播放視頻，引導學生進行思考播放PPT知識講解知識講解知識講解教師巡回指導教師巡回指導課后作業1．數控車床的床身和導軌的布局主要有哪幾種形式？2．數控機床的機械結構的特點主要表現在哪幾個方面？3．加工中心的機械結構系統組成主要包括哪幾個部分？教學后記及改進《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱數控機床主軸部件裝配任務名稱認識數控機床主軸部件課時分配4理論課時2實踐課時2授課班級教學目標（1）了解主軸結構、看懂零件圖和常規維護內容。（2）認識各個主軸部件，繪制軸類零件圖。重點、難點重點掌握主軸結構的認識和對零件圖分析。難點掌握主軸各個部件的作用和軸類零件圖的繪制。教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“案例分析”“任務驅動”“實驗演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、角色扮演等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，網絡資源、亞龍YL-558型數控實訓設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備任務導入知識引導任務實施任務評價學生課前預習相關內容播放一段主軸工作的視頻和仿真動畫。主軸是機床上帶動工件或刀具旋轉的軸。通常由主軸、軸承和傳動件（齒輪或帶輪）等組成主軸部件。在機器中主要用來支撐傳動零件如齒輪、帶輪，傳遞運動及扭矩，主軸部件的運動精度和結構剛度是決定加工質量和切削效率的重要因素。主軸部件由主軸、主軸支撐、安裝在主軸上的傳動件和密封件等組成。數控機床的主軸部件是數控機床上的重要部件之一，是影響機床加工精度的主要部件。本任務從認識主軸部件結構出發，通過分析軸類零件圖的規范和技術要求，具體介紹了主軸部件結構和基本的維護保養。一、主軸部件的結構1.主軸部件端部結構（1）車床端部結構（如圖1-1a）（2）銑床端部結構（如圖1-1b）（3）外圓磨床端部結構（如圖1-1c）圖1-1部分典型機床的主軸端部結構2．主軸機械結構（1）部件實物圖及對應作用示意圖（2）工作原理二、軸類零件圖分析1.結構特點軸類零件一般是由同一軸線，不同直徑的數段回轉體組成。軸上常加工出鍵槽、退刀槽、螺紋、銷孔、中心孔、倒角和倒圓等結構。2.表達方式（1）一般將軸線水平放置，用一個基本視圖來表達軸的主體結構。（2）零件上的局部結構，如鍵槽、退刀槽和中心孔等，可采用剖視圖、斷面圖、局部視圖、局部放大圖等進行表達。尺寸標注（如圖1-2）軸類零件有徑向尺寸和軸向尺寸。主要尺寸直接標出。標準結構的標注應查閱國家標準。4.技術要求（1）極限與配合及表面粗糙度。（2）形位公差。（3）熱處理。圖1-2階梯軸零件圖三.主軸部件的維護主軸潤滑油液循環潤滑油脂潤滑油氣潤滑噴注潤滑2.主軸密封主軸密封有非接觸式密封和接觸式密封兩種方式。非接觸式密封常用的有間歇式、離心式和迷宮式，分別如圖1-3a、b、c所示。圖1-3非接觸式密封裝置接觸式密封常用的有氈圈密封和唇形式密封，分別如圖1-4a、b所示。圖1-4接觸式密封認識主軸部件，完成連線題。讀懂圖中所示直觀孔銷軸零件圖后繪制二維零件圖，并進行改錯和完善。完成下表維護內容填寫任務評價表預習學習內容觀看視頻學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練播放視頻，引導學生進行思考播放PPT知識講解知識講解知識講解知識講解教師巡回指導課后作業對于不同機床主軸端部的結構有哪些不同？為什么？思考在機床主軸部件中哪些結構會影響到機床的加工精度？教學后記及改進江蘇省常熟中等專業學?！稊悼貦C床機械裝調技術》教案項目名稱數控機床主軸部件裝配任務名稱主軸裝配與調試課時分配4理論課時1實踐課時3授課班級教學目標（1）了解軸承結構特點和種類。（2）選用正確的工具進行主軸的裝配和拆卸。重點、難點重點掌握主軸軸承的結構和種類。難點主軸軸承的裝配和拆卸。教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“案例分析”“任務驅動”“實驗演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、角色扮演等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，網絡資源、亞龍YL-558型數控實訓設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入知識引導任務實施任務評價學生課前預習相關內容播放一段國內外軸承轉動和軸承損壞或潤滑不良的情況下工作的視頻。軸承，顧名思義，就是軸的支撐；如果沒有軸承，軸就掉下去了，不能轉了；試想一下一個人如果沒有脖子，會有什么后果呢？數控車床的主傳動系統主要包括主軸箱、主軸頭、主軸本體、主軸軸承等，其中主軸軸承是主軸組件的重要組成部分，它的精度、裝配與調整、潤滑和冷卻都直接影響主軸組件的工作性能。因此，主軸的裝配與調整是數控機床裝配與調試環節中十分重要的部分。主軸支撐數控機床上主軸軸承常用的有滾動軸承和滑動軸承。1.滾動軸承滾動軸承根據滾動體結構分為球軸承、滾柱滾子軸承、圓錐滾子軸承三大類。如圖2-1所示雙列推力角接觸球軸承雙列圓錐滾子軸承圓柱滾子軸承圖2-1常用滾子軸承滑動軸承滑動軸承在數控機床上最長使用的是靜壓滑動軸承。如圖2-2所示。圖2-2靜壓軸承主軸滾動軸承的預緊軸承預緊，就是使軸承滾道預先承受一定的載荷，這不僅能消除間隙而且還使滾動體與滾道之間發生一定的變形，從而使接觸面積增大，軸承受力時變形減小，抵抗變形的能力增大。常用方法如下：1.軸承內圈移動用螺母通過套筒推動內圈在錐形軸頸上作軸向移動，使內圈變大膨脹大，在滾道上產生過盈，從而達到預緊的目的。如圖2-3。圖2-3修磨座圈或隔套圖2-4a為軸承外圈寬邊相對；圖2-4b為軸承外圈窄邊相對。圖2-4另一種方法是將兩個厚度不同的隔套放在兩軸承內、外圈之前，同樣將兩個軸承軸向相對壓緊，使滾道之間產生預緊，如圖2-5所示。圖2-5一、工量具準備銅棒、橡皮錘、長鋁棒、套筒扳手、撬杠、活動扳手、內六角扳手、老虎鉗等。如圖2-6。圖2-6二、主軸的拆卸和裝配步驟1.主軸的裝配過程。如表2-1所示。主軸的拆卸拆卸過程與裝配過程相反，根據裝配圖把各個零件裝配起來，實現主軸的功能。預習學習內容觀看視頻學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練學生訓練播放視頻，引導學生進行思考播放PPT知識講解知識講解知識講解教師巡回指導教師巡回指導課后作業1、帶座軸承的類型有哪幾種？它們的結構特點是怎樣的？2、在本任務中軸承在裝配時為什么采用外圈寬邊相對(背對背)的形式安裝？教學后記及改進《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱數控機床進給傳動部件裝配任務名稱數控機床導軌安裝與調試課時分配5理論課時2實踐課時3授課班級教學目標（1）了解數控機床導軌的種類、基本結構，使用場合（2）掌握數控機床導軌副的安裝與調試方法重點、難點重點數控機床導軌副的安裝與調試難點直線滾動導軌副的安裝方法與步驟教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“任務驅動”“實驗演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、角色扮演等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，網絡資源、YL-569型數控車床實習訓練設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入任務引入知識鏈接靠山靠山（定位基準面）任務實施任務評價學生課前預習相關內容隨著數控技術的發展，數控機床被普遍的應用在了生產中代替了傳統的機床，而數控機床進給傳動部件裝配精度會直接影響數控機床的加工精度，所以維修人員不僅要掌握編程方法，更需要掌握各傳動部件的安裝和調試方法。本課程主要學習YL-569型數控車床實習訓練設備的進給傳動部件裝配。導軌是重要的進給傳動部件之一，機床的加工精度和使用壽命很大程度上取決于機床導軌的質量，因此數控機床對導軌有很高的要求，如高精度，耐磨性好，運動平穩，抗振性強，低速無爬行等。導軌按運動軌跡可分為直線運動導軌和圓周運動導軌，如圖3-1和3-2所示，為了提高數控機床的定位精度和運動平穩性，目前普遍采用滾動導軌、靜壓導軌和塑料導軌。圖3-1直線運動導軌圖3-2圓周運動導軌二、常用導軌的分類及特點1．滾動導軌滾動導軌在導軌工作面之間安排滾動件，使兩導軌面之間形成滾動摩擦。滾動導軌的結構如圖3-3所示。特點：磨損少，精度保持性好，低速運動時，不易產生爬行現象，所需的驅動功率小。滾動導軌的結構如圖3-3所示。圖3-3滾動導軌1—滑塊2—滾珠3—導軌4—返回器5—工作滾道6—返回滾道圖3-4滾柱導軌圖3-5塑料導軌2．塑料導軌塑料導軌如圖3-5所示，在導軌的一個滑動面上貼有一層抗磨軟帶，軟帶是以聚四氟乙烯為基體，添加合金粉和氧化物的高分子復合材料。特點：運動的平穩性好，無爬行，耐磨性、減震性、化學穩定性好，維修護理方便。圖3-7靜壓導軌3．靜壓導軌靜壓導軌如圖3-7所示的滑動面之間開有油腔，將有一定壓力的油通過節流器輸入油腔，形成壓力油膜，浮起運動部件。優點：摩擦因數低，不產生磨損，精度保持性好，剛度好，低速無爬行，抗震性好。缺點：導軌結構復雜，要有專門的供油系統，對油的清潔度要求比較高。三、導軌安裝技巧與方法1．安裝要求項目內容及要求準備工作清點零件，準備工、量具。清洗對零件進行清洗、清理配合面。導軌副安裝1）基準直線導軌與定位基準面接觸可靠；2）兩根直線導軌的平行度允差≤0.02mm；3）導軌螺釘鎖緊可靠。2．清洗（1）清洗導軌（2）清洗底板安裝面3．安裝基準導軌（1）安裝基準導軌如圖所示滑塊基準面滑塊基準面安裝基準導軌（2）預緊螺釘安裝壓塊（3）安裝壓塊如圖所示（4）擰緊螺釘4．安裝副導軌5．測量導軌平行度（1）把杠桿百分表吸在基準導軌滑塊上，測量頭接觸副導軌滑塊基準面并壓到合適位置，讀取此時百分表數值，如圖所示。測量平行度并讀數精調導軌（2）粗調導軌，從右往左同時緩慢移動兩塊滑塊，使百分表數值維持在一定的數值范圍內。（3）精調導軌，把百分表移動到最右端，擰緊導軌最右端的螺釘并讀取數值，然后往左移動百分表，將公差控制在0.02mm范圍內，一邊測量一邊擰緊螺釘，使導軌平行度公差控制在0.02mm范圍內如圖所示。（4）安裝導軌壓塊并擰緊，再次測量導軌平行度。一、工量具準備百分表及磁力表架、內六角扳手、油石、抹布、煤油、毛刷、清洗劑等。二、導軌的拆卸及裝配過程1．導軌的拆卸根據表3-2完成導軌的拆卸2.導軌的安裝根據表3-3完成導軌的安裝注意：1.在導軌拆卸過程中，應將各零部件集中放置，特別注意螺釘與壓塊的存放，避免遺失。2.安裝時注意兩根導軌上滑塊的基準面應相對安裝。3.正確使用工量具，工量具擺放應整齊規范。三、導軌日常維護工作（1）每次運行前應檢查一下導軌的潤滑情況是否良好，如潤滑不良可加潤滑油。（2）在操作使用中防止切屑、磨?；蚯邢饕荷⒙湓趯к壣?，否則會造成導軌的磨損加劇、擦傷、銹蝕。（3）嚴禁超負荷使用。（4）嚴禁將滑塊滑出導軌。（5）每次使用結束后應在導軌上涂油。（6）定期檢查導軌的磨損情況。預習學習內容學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練播放PPT知識講解知識講解知識講解教師巡回指導課后作業1．導軌上的潤滑劑主要有哪幾種？2．如何測量導軌平行度？教學后記及改進江蘇省常熟中等專業學?！稊悼貦C床機械裝調技術》教案項目名稱數控機床進給傳動部件裝配任務名稱滾珠絲杠螺母副的裝配與調試課時分配6理論課時3實踐課時3授課班級教學目標（1）熟悉滾珠絲杠螺母副的種類、特點及工作原理（2）能正確裝配滾珠絲杠螺母副，測量并調整上母線與側母線重點、難點重點滾珠絲桿螺母副的結構與特點難點滾珠絲杠螺母副的安裝與調整教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“任務驅動”“實驗演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、角色扮演等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，網絡資源、YL-569型數控車床實習訓練設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備任務引入知識鏈接任務實施任務評價學生課前預習相關內容滾珠絲杠螺母副是機床上常用的一種傳動裝置，因此我們要熟悉并掌握滾珠絲杠的結構與種類、基本參數、結構特點、安裝支承方式，掌握百分表測量絲杠與導軌平行度時的技術要點，熟悉不同軸承的特點和應用場合，掌握絲杠日常保養的方法。一、滾珠絲杠螺母副的工作原理和特點滾珠絲杠螺母副是數控機床中將旋轉運動轉換為直線運動用的最廣泛的一種傳動裝置。1．滾珠絲杠螺母副的特點工作原理：在絲杠3和螺母1上有螺旋槽，把它們裝在一起形成螺旋滾道，螺母上的滾珠回路滾道4，將幾圈的螺旋滾道連接起來，形成封閉的循環滾道，并在滾道內裝滿滾珠2。當絲杠旋轉時，滾珠在滾道內既自轉又沿著滾道循環旋轉，從而使絲杠或螺母軸向移動。優點：（1）傳動效率高。（2）摩擦損失小。（3）反向運動時無空行程，定位精度高。（4）有可逆性。缺點：制造成本高，工藝復雜，不能自鎖。二、滾珠絲杠螺母副的循環方式滾珠絲杠螺母副常用的循環方式有兩種：外循環和內循環。1．外循環滾珠在循環過程中有時與絲杠脫離接觸的循環稱為外循環，如圖所示。a)端蓋式b)插管式c)螺旋槽式這種結構的缺點是滾道接縫處不夠平滑，運動時會影響平穩性，噪聲較大。2.內循環內循環采用反向器實現滾珠循環，反向器分為兩種類型,如圖所示，a)、b)是圓柱凸鍵反向器，d)是扁圓鑲塊反向器。這兩種反向器相互比較，后者尺寸較小，減小了螺母的徑向尺寸和軸向尺寸，對外廓和螺母上的切槽的尺寸精度要求較高。三、滾珠絲杠螺母副間隙的消除1．雙螺母消隙法（1）雙螺母預緊調整法如圖所示（2）齒差調整式如圖所示（3）墊片調整式如圖3-20所示2．單螺母調整式四、滾珠絲杠的支承方式（1）一端裝推力軸承如圖3-22a所示，這種方法承載能力和軸向剛度低，多用于輕載、低速垂直安裝的傳動系統。（2）一端裝推力軸承，一端裝深溝球軸承如圖3-22b所示，這種方式可用于絲杠較長的場合。（3）兩端裝推力軸承如圖3-22c所示，這種方式把推力軸承裝在滾珠絲杠兩端，有助于提高剛度。（4）兩端裝推力軸承及深溝球軸承如圖3-22d所示，這種方式使絲杠具有最大的剛度，但不能精確的預測預緊力，預緊力大小由絲杠的溫度變化而產生。五、滾珠絲杠的安裝按照表3-9的操作步驟進行六、滾珠絲杠的防護1.采用密封圈對滾珠螺母進行密封（見圖3-23）2.對于暴露在外面的絲杠通常采用伸縮套筒（見圖2-24）3.螺旋鋼帶折疊式防護罩（見圖2-25）4.錐形套管見（圖3-25）5.鋼帶纏卷絲式絲杠防護裝置（見圖3-26）七、滾珠絲杠螺母副的精度等級、代號和標注1．滾珠絲杠螺母副的精度等級滾珠絲杠螺母副的精度等級及其應用范圍見表3-5。2．滾珠絲杠螺母副的結構類型代號滾珠絲杠螺母副的結構類型代號見表3-6。3．滾珠絲杠副的標記方法滾珠絲杠副的型號采用字母和數字相結合標注，見圖3-27。一、工量具準備百分表及磁力表架、內六角扳手、套筒、鐵錘等，見圖3-28。二、滾珠絲杠的安裝根據表3-9滾珠絲杠安裝步驟進行滾珠絲杠的正確安裝。注意事項:1．拆絲杠時，注意不能和其他部件相撞。2．拆下的螺栓等物品，按順序依次擺放整齊。3．在測量注意百分表測量頭不能和其他部件碰撞。4．安裝時注意軸承座的安裝方向。填寫任務評價表預習學習內容學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練播放PPT知識講解知識講解知識講解教師巡回指導課后作業1．簡述絲杠相對于導軌的平行度對加工精度的影響2．比較各滾珠絲杠防護裝置的優缺點？教學后記及改進《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱項目四數控車床刀架部件裝配任務名稱任務一數控車床回轉刀架的結構課時分配4理論課時1實踐課時3授課班級教學目標1．熟悉回轉刀架的機械結構，能看懂圖紙。2．掌握回轉刀架的轉位過程。重點、難點重點回轉刀架的機械結構難點掌握回轉刀架的轉位過程。教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“案例分析”“任務驅動”“實驗演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、角色扮演等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，網絡資源、亞龍YL-558型數控實訓設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入知識引導任務實施任務評價學生課前預習相關內容播放一段工廠中數控機床刀架轉位的視頻。隨著數控技術的發展，數控機床被普遍的應用在了生產中代替了傳統的機床，因此工廠中不僅需要大量的數控機床的操作人員，也需要相應的設備維護人員，而這正是學習本課程的原因。一、典型刀架分類數控車床使用的是刀架是最簡單的自動換刀裝置，按照結構形式劃分，可以分為：排刀式刀架、轉盤式架、轉塔式刀架等，如圖4-1~圖4-3所示。按照驅動形式劃分，有液壓驅動和電動機驅動兩種。圖4-1液壓驅動刀架圖4-2四方回轉刀架實物圖圖4-3排刀式刀架目前，國內數控車床刀架以電動為主，分為轉塔式和轉盤式兩種。轉塔式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數控車床，其中四工位轉塔刀架習慣性稱為四方回轉刀架；轉盤式刀架有八、十等工位，可正、反方向旋轉，就近選刀，用于全功能數控車床。另外轉盤式刀架還有液壓刀架和電動機驅動刀架。電動刀架是數控車床重要的傳統結構，合理地選配電動刀架，并正確實施控制，能夠有效提高勞動生產率，縮短生產準備時間，消除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。二、四方回轉刀架的結構圖4-4所示為一種螺旋升降立式四方回轉刀架的結構簡圖，其回轉軸與機床主軸垂直布置，結構簡單，經濟型數控車床多采用這種刀架。回轉式刀架上回轉頭各刀座用于安裝各種不同用途的刀具，通過回轉頭的旋轉、分度和定位，實現機床的自動換刀。圖4-2是四方回轉刀架的實物圖。1—電動機2—聯軸器3—蝸桿軸4—蝸輪絲杠5—刀架底座6—粗定位盤7—刀架體8—球頭銷9—轉位套10—電刷座11—發信體12—螺母13、14—電刷15—粗定位銷刀架全剖視圖b）刀架底座內部結構圖c）刀架轉位結構視圖圖4-4四方回轉刀架結構簡圖三、回轉刀架換刀動作分析刀架機構的動作過程主要的環節如圖4-5所示。具體換刀過程根據圖4-4的結構簡圖描述如下：（1）刀架抬起。當數控裝置發出換刀指令后，電動機1啟動正轉→蝸桿軸3轉運（1和3通過平鍵套筒聯軸器2連接）→蝸輪絲杠4（蝸輪與絲杠為整體結構）轉運→刀架體7抬起（刀架體的內孔加工有螺紋，與絲杠連接。當蝸輪開始轉運時，由于刀架底座5和刀架體上的端面齒處在嚙合狀態，且蝸輪絲杠軸向固定，基于“螺桿原地回轉、螺母移動”的原理，故刀架體向上移動）。（2）刀架轉位。當刀架體抬起至一定距離后，端面齒脫開，轉位套9用銷釘與蝸輪絲杠4連接，隨著蝸輪絲杠一起轉運，當端面齒完全脫開時，轉位套正好轉過160?，球頭銷8在彈簧力的作用下進入轉位套的槽中，帶動刀架體轉位。（3）刀架定位。刀架體7轉運時帶動著電刷座10轉運，當轉到程序指定的刀號時，粗定位銷14在彈簧力的作用下進入粗定位盤6的槽中進行粗定位，同時，電刷13接觸導體使電動機1反轉。由于粗定位槽的限制，刀架體7不能轉運，使其在該位置垂直落下，刀架體和刀架底座上的端面齒嚙合實現精確定位。（4）夾緊刀架。電動機繼續反轉，此時蝸輪停止轉運，蝸桿軸3自身轉動，當兩端面齒增加到一定夾緊力時，電動機停止轉運。一、工量具準備銅棒、螺釘旋具、橡皮錘、百分表、套筒扳手、活動扳手、內六角扳手等。二、回轉刀架的拆卸及裝配過程1.學會回轉刀架的拆卸過程按照表4-1回轉刀架拆卸過程完成刀架拆卸，拆卸過程中注意選擇合適的工具。2．回轉刀架的裝配過程裝配過程是拆卸過程的反過程，裝配可根據結構簡圖4-4，把各零件裝配起來，實現刀架的轉位功能。（1）清洗各部件，注意兩對銷子不能搞錯，并在旋轉部位加清潔黃油。端齒部位及下刀體旋轉面加注清潔機油。（2）將蝸輪，推力軸承墊圈，推力滾針軸承，主軸從下刀體底部裝入。（3）從上面裝上螺桿，螺桿下部的兩凸臺安裝入蝸輪的兩槽中。（4）將兩反靠銷沾上黃油后插入螺母上的兩個孔，將上刀體，外端齒，螺母旋入螺桿，旋至螺桿超出螺母1~2mm左右，從螺母上面將彈簧和離合銷分別裝入兩反靠銷孔中。裝上離合盤（離合盤與螺桿連接的圓柱銷孔是不對稱的，注意位置。）轉動上刀體，使離合銷插入離合盤槽中。（5）裝上軸承，小鍵，止退圈，大螺母。（大螺母的緊松以刀架在松開狀態大螺母旋緊后再反向松開30~40度為準。）（6）手動旋轉蝸桿軸端內六角，使每個刀位能正常鎖緊，松開，轉位。（如刀架轉到位后鎖不下去，有可能是由于蝸輪，軸承，主軸的尺寸有積累誤差而影響離合銷，反靠銷的總長，可適當縮短離合銷的長度來解決。如刀架鎖緊時錯位，有可能是離合銷和反靠銷加起來的總長短了，可增加離合銷的長度。離合銷與反靠銷的總長以刀架在鎖緊時，比反靠銷在反靠盤槽中離合銷在離合盤的下平面的長度短0.1~0.15毫米為準）（7）擰上大螺母上的放松螺釘。（8）裝上發訊盤，接上信號線。（注意發訊盤的霍爾元件位置基本與磁鋼對齊，紅線接+，綠線接-，其他根據刀位號以順時針黃，橙，藍，白連接）（9）將刀架裝上機床，通電試運行看是否正常。三、回轉刀架的日常維護工作刀架的維護與維修一定要緊密結合起來，維修中容易出現故障的地方，就是要重點維護。關于刀架的維護，主要包括以下幾個方面。（1）每次上下班前清掃散落在刀架表面上的灰塵和切屑。刀架體類部件容易積留一些切屑，粘連在一起時清理起來很費事，且容易與切削液混合引起氧化腐蝕等。而且，由于刀架體都是旋轉時抬起，到位時反轉落下，最容易將未及時清理的鐵屑卡在里面，故每次下班前應對刀架表面切屑、灰塵進行清理，防止其進入刀架體內。不要積集太多鐵屑（2）及時清理刀架體上的異物，防止其進入刀架內部。保證刀架換位的順暢無阻，有利于刀架回轉精度的保持；及時拆開清潔刀架內部機械接合處，否則容易產生故障，如內齒盤上有碎屑就會造成夾緊不牢或導致加工尺寸有變化。定期對電動刀架進行清潔處理，包括拆開電動刀架，定位齒盤進行清掃。如圖4-6所示。不要積集太多鐵屑刀塔注意防銹刀塔注意防銹圖4-6清理刀架體上的異物（3）嚴禁超負荷使用。（4）嚴禁撞擊、擠壓通往刀架的連線。（5）減少刀架被間斷撞擊（斷續切削）的機會，保持良好操作習慣，嚴防刀架與卡盤、尾座等部件的碰撞。（6）持刀架的潤滑良好，定期檢查刀架內部潤滑情況。如果潤滑不良，易造成旋轉件研死，導致刀架不能啟動，如圖4-7所示。圖4-7刀架內部潤滑（7）盡可能減少腐蝕性液體的噴濺，無法避免時，下班后應及時擦拭、涂油。（8）注意刀架預緊力的大小要調節適度，如過大會導致刀架不能轉動。（9）經常檢查并緊固連線、傳感器元件盤（發信盤）、磁鐵，注意發信盤螺母連接是否緊固，如松動易引起刀架的越位（過沖）或轉不到位。（10）定期檢查刀架內部機械配合是否松動，否則容易造成刀架不能正常夾緊故障。（11）定期檢查刀架內部的反靠定位銷、彈簧、后靠棘輪等是否起作用，以免造成機械卡死。請根據表4-2總結評價內容對任務實施及職業素養養成情況進行綜合評價。預習學習內容觀看視頻學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練學生訓練播放視頻，引導學生進行思考播放PPT知識講解知識講解知識講解教師巡回指導教師巡回指導課后作業1．自動換刀裝置的形式有哪幾種？各有什么應用場合和特點？2．回轉刀架在換刀過程中，主要是哪四個大動作？教學后記及改進江蘇省常熟中等專業學校《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱項目四數控車床刀架部件裝配任務名稱任務二四方回轉式刀架的安裝與調試課時分配4理論課時1實踐課時3授課班級教學目標本任務通過對四方回轉刀架的安裝與調試操作訓練，熟悉各個部件的安裝順序，熟悉各部件的位置關系；掌握離合盤及離合銷的調整要領，能安裝螺母、止退圈、鍵、軸承，能安裝離合盤、離合銷、彈簧、反靠銷等部件；重點掌握霍爾元件的工作原理，能調整刀架位置。重點、難點重點霍爾元件的工作原理，能調整刀架位置。難點離合盤及離合銷的調整要領，能安裝螺母、止退圈、鍵、軸承，能安裝離合盤、離合銷、彈簧、反靠銷等部件教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“案例分析”“任務驅動”“實驗演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、角色扮演等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，網絡資源、亞龍YL-558型數控實訓設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入知識引導任務實施任務評價學生課前預習相關內容播放一段工廠中數控機床刀架拆御的視頻。隨著數控技術的發展，數控機床被普遍的應用在了生產中代替了傳統的機床，因此工廠中不僅需要大量的數控機床的操作人員，也需要相應的設備維護人員，而這正是學習本課程的原因。一、霍爾元件的工作原理所謂霍爾效應，是指磁場作用于載流金屬導體、半導體中的載流子時，產生橫向電位差的物理現象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發現的。當電流通過金屬箔片時，若在垂直于電流的方向施加磁場，則金屬箔片兩側面會出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現極強的霍爾效應。利用霍爾效應可以設計制成多種傳感器，如圖4-8所示?；魻栯娢徊頤H的基本關系為UH=RHIB/d（1）RH=1/nq（金屬）（2）式中RH——霍爾系數，單位為；n——載流子濃度或自由電子濃度；q——電子電量，單位為；I——通過的電流，單位為；B——垂直于I的磁感應強度，單位為；d——導體的厚度，單位為。對于半導體和鐵磁金屬，霍爾系數表達式與式（2）不同，此處從略。由于通電導線周圍存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優點是不與被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。若把霍爾元件置于電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中，則在該元件中將產生電流I，元件上同時產生的霍爾電位差與電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁場強度，則電磁場的功率密度瞬時值P可由P=EH確定。利用這種方法可以構成霍爾功率傳感器。如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規律地布置在物體上，當裝在運動物體上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內發出的脈沖數，則可以確定其運動速度。霍爾元件是應用霍爾效應的半導體。二、霍爾原理在刀架中運用精度是一臺數控機床的生命，假如機床喪失了精度也就喪失了加工生產的意義了，數控機床精度的保障很大一部分源于霍爾元件的檢測精準性。在數控機床上常用到的是霍爾接近開關：霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關，叫做霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時，開關檢測面上的霍爾元件因產生霍爾效應而使開關內部電路狀態發生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。用霍爾開關檢測刀位。如圖4-9所示，首先，得到換刀信號，即換刀開關接通先接通。隨后電動機通過驅動放大器正轉，刀架抬起，電動機繼續正轉，刀架轉過一個工位，霍爾元件檢測是否為所需刀位，若是，則電動機停轉延時再反轉刀架下降壓緊，若不是，電動機繼續正轉，刀架繼續轉位直至所需刀位。從執行圖與分析中可以看出霍爾元件在數控機床中的重要作用。它不但起到了檢測與反饋作用，而且也是數控機床精度可靠性的保障。一、工量具準備銅棒、螺釘旋具、鐵錘、百分表、套筒扳手、活動扳手、內六角扳手等，如圖4-10所示。圖4-10回轉刀架內部換刀機構拆裝使用工具二、回轉刀架內部換刀機構的安裝1．學會回轉刀架的安裝過程。如表4-3所示，進行回轉刀架的安裝，安裝過程中注意選擇合適的工具。三、刀架的調試1．刀架不能啟動（1）機械方面：刀架預緊力過大。當用六角扳手插入蝸桿端部旋轉時不易轉動，而用力時，可以轉動，但下次夾緊后刀架仍不能啟動。此種現象出現，可確定刀架不能啟動的原因是預緊力過大，可通過調小刀架電動機夾緊電流即可。刀架內部機械卡死。當從蝸桿端部轉動蝸桿時，順時針方向轉不動，其原因是機械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉一個角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應重新調整；再次，由于潤滑不良造成旋轉件研死，此時，應拆開，觀察實際情況，加以潤滑處理。（2）電氣方面：電源不通、電動機不轉。檢查保險絲熔芯是否完好、電源開關是否良好接通、開關位置是否正確。當用萬用表測量電容時，電壓值是否在規定范圍內，可通過更換保險、調整開關位置、使接通部位接觸良好等相應措施來排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架與控制器之間、刀架內部有無斷線、電刷式霍爾元件位置變化導致不能正常通斷等情況。電源通，電動機反轉?？纱_定為電動機相序接反。通過檢查線路，變換相序排除之。手動換刀正常、機控不換刀。此時應重點檢查微機與刀架控制器引線、微機I/O接口及刀架到位回答信號。2．刀架連續運轉、到位不停由于刀架能夠連續運轉，所以，機械方面出現故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查。檢查刀架到位信號是否發出，若沒有到位信號，則是發訊盤故障。此時可檢查：發訊盤彈性觸頭是否磨壞、發訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接，是否需要更換彈性片觸頭或重修，針對其線路中的繼電器接觸情況、到位開關接觸情況、線路連接情況相應地進行線路故障排除。當僅出現某個刀位不能定位時，則一般是由于該刀位信號線斷路所致。3．刀架越位過沖或轉不到位刀架越位過沖故障的機械原因可能性較大。主要是后靠裝置不起征作用。檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時應修復定位銷使其靈活或更換彈簧。檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開，若斷開，需更換連接銷。若仍出現過沖現象，則可能是由于刀具太長過重，應更換彈性模量稍大的定位銷彈簧。出現刀架運轉不到位（有時中途位置突然停留），主要是由于發訊盤觸點與彈性片觸點錯位，即刀位信號膠木盤位置的固定偏移所致。此時，應重新調整發訊盤與彈性片觸頭位置并固定牢靠。4．刀架不能正常夾緊出現該故障時，可根據以下方法進行故障維修:檢查夾緊開關位置是否固定不當，并調整至正常位置。用萬用表檢查其相應線路繼電器是否能正常工作，觸點接觸是否可靠。若仍不能排除，則應考慮刀架內部機械配合是否松動。有時會出現由于內齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準，此時，應調整其機械裝配并清潔內齒盤。請根據表4-4總結評價內容對任務實施及職業素養養成情況進行綜合評價。預習學習內容觀看視頻學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練學生訓練播放視頻，引導學生進行思考播放PPT知識講解知識講解知識講解教師巡回指導教師巡回指導課后作業1．刀架定位精度不準確的原因是什么？2．刀架越位過沖或轉不到位這種故障應如何處理？教學后記及改進《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱項目五數控車床其他部件裝配與調試任務名稱數控車床卡盤安裝與調試課時分配4理論課時2實踐課時2授課班級教學目標1．熟悉數控車床卡盤的基本結構與常見種類。2．掌握數控車床卡盤的拆卸過程和裝配過程。3．學會數控車床卡盤的日常維護與保養。重點、難點重點掌握數控車床卡盤的拆卸過程和裝配過程。難點掌握數控車床卡盤的拆卸過程和裝配過程。教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“視頻演示”“任務驅動”“實踐拆卸演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、協同操作等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，視頻、CK6136型數控車床教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入知識引導知識鏈接任務實施操作提示任務評價學生課前預習相關內容播放一段數控車床卡盤拆卸的視頻。卡盤是機床上用來夾緊工件的機械裝置。利用均布在卡盤體上的活動卡爪的徑向移動，把工件夾緊和定位的機床附件?？ūP一般由卡盤體、活動卡爪和卡爪驅動機構3部分組成?？ūP體直徑最小為65mm，最大可達1500mm，中央有通孔，以便通過工件或棒料；背部有圓柱形或短錐形結構，直接或通過法蘭盤與機床主軸端部相連接?？ūP通常安裝在車床、外圓磨床和內圓磨床上使用，也可與各種分度裝置配合，用于銑床和鉆床上。在本任務的主要內容是：認識數控車床卡盤的分類，重點掌握數控車床三爪卡盤的結構，能夠按順序正確安裝三個卡爪，進而能夠進行日常的維護與保養。一、卡盤的分類一般數控車床用卡盤按驅動卡爪所用動力不同，分為手動卡盤和動力卡盤兩種。手動卡盤為通用附件，常用的有自動定心式的三爪卡盤和每個卡爪可以單獨移動的四爪卡盤。動力卡盤多為自動定心卡盤，配以不同的動力裝置(氣缸﹑油缸或電動機)，便可組成氣動卡盤，液壓卡盤或電動卡盤。1．三爪卡盤卡盤一般由卡盤體、活動卡爪和卡爪驅動機構三部分組成，卡盤體直徑最小為65mm，最大可達1500mm，中央有通孔，以便通過工件或棒料；背部有圓柱形或短錐形結構，直接或通過法蘭盤與機床主軸端部相連接。三爪自定心卡盤由小錐齒輪驅動大錐齒輪（大錐齒輪的背面有阿基米德螺旋槽，與三個卡爪相嚙合）。用扳手轉運小錐齒輪，便能使三個卡爪同時沿徑向移動，實現自動定心和夾緊，適用于夾持圓形、正三角形或正六邊形等的工件。具體結構如圖5-1所示。正爪夾持棒料如圖5-2所示；反爪夾持大棒料如圖5-3所示。圖5-1三爪自定心卡盤結構圖及實物圖5-2正爪夾持棒料圖5-3反爪夾持大棒料卡爪有1、2、3的編號，安裝卡爪時必須按1、2、3順序裝配。如果卡爪的編號不清晰，可將卡爪并列在一起，如圖5-4所示，比較每個卡爪上第一螺紋扣與卡爪夾持部位距離的大小，距離小的為1號卡爪，距離大的為3號卡爪。圖5-5為自定心卡盤正卡爪；圖5-6為自定心卡盤反卡爪。工件夾持部位卡爪第一道螺紋扣工件夾持部位卡爪第一道螺紋扣321圖5-4卡爪的判別圖5-5自定心卡盤正卡爪圖5-6自定心卡盤反卡爪2．四爪單動卡盤四爪單動卡盤的每個卡爪底面有內螺紋與螺桿連接，用扳手轉運各個螺桿便能分別地使相連的卡爪做徑向移動，適用于夾持四方形或不對稱形狀的工件。圖5-7四爪卡盤實物，圖5-8結構簡圖和裝夾工件示意圖。四爪單動卡盤可以夾緊方形及異形的零件，可以方便地調整中心。它的主要特點有以下幾個方面：夾緊螺桿卡爪夾緊螺桿卡爪圖5-7四爪卡盤實物圖5-8結構簡圖和裝夾工件示意圖（1）四爪單動卡盤有四個各自獨立運動的卡爪1、2、3和4（見圖5-9），它們不能像三爪自定心卡盤的卡爪那樣同時一起作徑向移動。四個卡爪的背面都有半圓弧形螺紋與絲杠嚙合，在每個絲杠的頂端都有方孔5、6，用來插卡盤扳手的方榫，轉動卡盤扳手，便可通過絲杠帶動卡爪單獨移動，以適應所夾持工件大小的需要。通過四個卡爪的相應配合，可將工件裝夾在卡盤中。圖5-9四爪卡盤調整方法（2）四爪單動卡盤的優點是夾緊力大，裝夾工件牢固。它可以裝夾外形復雜而三爪自定心卡盤無法裝夾的工件，還可以使工件的軸線實行位移，使之與車床主軸軸線重合。若通過百分表找正，可以達到很高的位置精度。其缺點是工件找正、裝夾較麻煩，對操作工人的技術水平要求較高。（3）適用于四爪單動卡盤裝夾、車削工件的類型有：1）外形復雜、非圓柱體零件、三爪自定心卡盤無法裝夾的工件，如車床的小滑板、方刀架等。2）偏心類零件。適用于加工數量少、偏心距小、長度較短的零件，如偏心軸、偏心套等。3）有孔距要求的零件，但這種零件的孔間距不能太大，否則四爪單動卡盤不便夾緊?？组g距較大的零件一般在花盤上加工或選擇其他類型的機床加工。4）位置精度及尺寸精度要求高的零件，如十字孔零件。3．液壓卡盤數控車床的液壓動力卡盤用于夾持加工零件，主要由固定在主軸后端的液壓缸和固定在主軸前端的卡盤兩部分組成，其夾緊力大小通過調整液壓系統的壓力進行控制，具有結構緊湊、動作靈敏、能實現較大夾緊力的特點。圖5-10所示為MJ-50型數控車床上采用的一種液壓卡盤?？ūP體9用螺釘10固定安裝在主軸前端，回轉液壓缸1固定在主軸后端?？ūP的松開過程是：液壓缸1內的壓力油推動活塞和空心拉桿向卡盤的方向移動，即圖示方向是向右移動，驅動滑套4向右移動，然后卡爪11帶著卡爪12沿徑向移動，由于滑套上的楔形槽的導向作用，卡盤就松開了。反之，當活塞和拉桿向主軸后端移動時，即圖示位置向左移動時，卡盤就實現了夾緊動作。b）圖5-10MJ-50型數控車床液壓卡盤結構圖a）液壓卡盤位置示意圖b）卡盤內楔形機構示意圖1-回轉液壓缸2-空心拉桿3-連接套4-滑套5-接套6-活塞7、10-螺釘8-回轉液壓缸箱體9-卡盤體11-卡爪座12-卡爪4．楔形套式動力卡盤動力卡盤屬于自定心卡盤，配以不同的動力裝置（氣缸、油缸或電動機），便可以組成氣動卡盤、液壓卡盤或電動卡盤。氣缸或油缸裝在機床主軸后端，用穿在主軸孔內的拉桿或拉管，推拉主軸前端卡盤體內的楔形套，由楔形套的軸向進退使三個卡爪同時徑向移動。這種卡盤動作迅速，卡爪移動量小，適用于大批量生產。圖5-11所示為K55系列楔式高速通孔動力卡盤的實物圖和結構示意圖，卡盤配置梳齒堅硬卡爪和軟爪各一副。適用于高速（轉速小于或等于4000r/min）全功能數控車床上進行各種棒料、盤類零件的加工。圖5-11楔形套式動力卡盤二、卡盤的日常保養和維護（1）每班工作結束時，及時清掃卡盤上的切屑。（2）液壓卡盤應在6個月連續工作后，其內部會積一些細屑，這種現象會引起故障，應進行一次拆裝，清理卡盤。（3）每周一次用潤滑油潤滑卡爪周圍，如圖5-12所示。注意防銹注意防銹注油口注意防銹注意防銹注油口圖5-12卡盤的維護（4）定期檢查主軸上卡盤的夾緊情況，防止卡盤松動。（5）采用液壓卡盤時，要經常觀察液壓夾緊力是否正常，液壓力不足易導致卡盤失壓或夾緊力不足，工作中禁止任意控制卡盤液壓夾緊開關。（6）及時更換、卡緊液壓缸密封元件，及時檢查卡盤各摩擦副的滑動情況，及時檢查電磁閥芯的工作可靠性。（7）裝卸卡盤時，床面要墊木板，不準開車裝卸卡盤。機床主軸裝卸卡盤要在停機后進行，不可借助于電動機的力量摘取卡盤。（8）及時更換液壓油，若油液黏度太高會導致數控車床開機時，液壓站發出異常響聲。（9）注意液壓電動機軸承保持完好。（10）注意液壓站輸出油管不要堵塞，否則會產生液壓沖擊，發出異常噪聲。（11）卡盤運轉時，應讓卡盤夾一個工件，負載運轉。禁止卡爪張開過大和空載運行?？蛰d運行時容易使卡盤松動，致使卡爪飛出傷人。（12）液壓卡盤液壓油缸的使用壓力必須在許用范圍內，不得任意提高。（13）及時緊固液壓泵與液壓電動機連接處，及時緊固液壓缸與卡盤間連接拉桿的調整螺母。一、工量具準備螺釘旋具、套筒扳手、活動扳手、內六角扳手、卡盤扳手、三爪卡盤的正反爪各一副等。兩種基本工具如圖5-13所示。圖5-13卡盤扳手和內六角扳手二、安裝主軸端法蘭先安裝主軸端的法蘭如圖5-14所示，已安裝到主軸端上了。圖5-14主軸端法蘭安裝三、安裝卡盤體及卡盤體在床身上卡盤下面墊上木塊，防止卡盤掉落砸傷床身，然后安裝卡盤體到主軸上，用內六角扳手和卡盤扳手，雙手配合，緊固內六角螺栓，如圖5-15所示。圖5-15安裝卡盤體及卡盤體實物三、正反卡爪的拆卸及裝配過程：1．正卡爪的安裝在安裝之前，應該仔細將卡盤和卡爪清潔，然后將卡盤扳手的方榫插入卡盤殼體圓柱上的方孔中，按順時針方向旋轉，驅動大錐齒輪回轉，當其背面平面螺紋的螺扣轉到將要接近1槽時，將1號卡爪插入殼體的1槽內，如圖5-16a，安裝好1號卡爪后；繼續順時針旋轉卡盤扳手，在卡盤殼體的2槽內，如圖5-16b，再安裝2號卡爪；2號卡爪安裝好后，繼續順時針轉動卡盤，安裝3號卡爪。裝三個卡爪時，應按順時針方向進行，在一圈之內三個卡爪全部裝上，防止平面螺紋的螺扣轉過頭。隨著卡盤扳手的繼續轉動，3個卡爪同步沿徑向向心移動，直至匯聚于卡盤的中心。安裝好1號卡爪后，順時針轉動卡盤1號卡爪安裝好1號卡爪后，順時針轉動卡盤1號卡爪1號卡爪2號卡爪1號卡爪2號卡爪圖5-16卡爪的安裝a）安裝1號卡爪b）安裝2號卡爪2．正卡爪的拆卸逆時針方向旋轉卡盤扳手，3個卡爪則同步沿徑向離心移動，直至退出卡盤殼體。卡爪退離卡盤殼體時要注意防止卡爪從卡盤殼體中跌落受損。3．反卡爪安裝與拆卸當加工需要更換反卡爪時，也按同樣的方法進行卡爪的安裝、拆卸。請根據表5-1總結評價內容對任務實施及職業素養養成情況進行綜合評價。表5-1總結性評價表預習學習內容觀看視頻學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練學生訓練播放視頻，引導學生進行思考播放PPT知識講解知識講解知識講解教師巡回指導教師巡回指導課后作業1．如何判別三個卡爪的順序？2．如何進行三個卡爪的正確安裝和拆卸？教學后記及改進江蘇省常熟中等專業學?！稊悼貦C床機械裝調技術》教案項目名稱項目五數控車床其他部件裝配與調試任務名稱任務二數控車床尾座的安裝與調試課時分配4理論課時2實踐課時2授課班級教學目標1．掌握的數控車床尾座的結構及動作原理。2．學會數控車床尾座的拆卸過程和裝配過程。3．學會數控車床尾座的日常維護與保養。重點、難點重點數控車床尾座的拆卸過程和裝配過程。難點數控車床尾座的結構及動作原理。教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“實例拆裝分析”“任務驅動”“實際操作演示”等多種教學方法，引導學生主動參與，積極思考，通過自主探究、合作學習、協同操作等方式，將教學過程轉化成為學生探求新知掌握新知的過程關的。教學手段：多媒體教學，PPT，實踐資源、CK6136型數控車床實訓設備教學評價以小組為單位進行成果驗收，填寫評價反饋表。教師進行點評，強調正確做法，完成知識的內化。教學過程教學內容學生活動教師活動課前準備情景導入知識引導知識鏈接任務實施操作提示任務評價學生課前預習相關內容播放一段工廠中數控機床尾座的拆卸視頻。認識并掌握常用數控車床尾座的結構，尾座的操作過程，能夠正確進行尾座的拆卸和裝配，進而能夠進行日常的維護與保養。尾座體是車床上的重要的部件之一，是車床上用以支承軸類零件車削加工和實施鉆孔的主要車床附件。數控車床的尾座是在加工軸類零件時，使用其頂尖頂緊工件，保證加工的穩定性。圖5-20一夾一頂方式裝夾工件，進行加工軸類零件。圖5-21是一張人民幣上的工件裝夾方式，從中可以體會到，在20世紀60年代，這是一種常用的生產方式。圖5-20常用零件裝夾方式：一夾一頂圖5-21人民幣上的一夾一頂裝夾方式一、尾座的分類數控車床使用的尾座，按照驅動裝置的不同劃分，可以分為兩類：手動和液壓，如圖5-22所示為液壓控制伸縮運動的尾座，后面安裝有進出油的油管，用來控制套筒的移動。圖5-23是通用型手動操作的尾座，尾座的運動包括尾座體的移動和尾座套筒的移動，尾座體的移動，是靠操作者的手推動；使尾座體靠近工件，尾座套筒的移動主要是靠手搖動手輪，通過螺旋機構把旋轉運動轉化成套筒的移動。這次的拆卸和裝配，主要是以手動操作型尾座為例來講解的。圖5-22液壓型尾座圖5-23手動操作型尾座二、尾座的結構及動作分析1．手動操作型尾座的基本結構外面是一個套筒（套筒外有個滑鍵，主要起導向作用，利于套筒伸出和縮進，套筒里有個梯形牙的螺母），中間是個梯形牙的絲杠(轉動手輪后絲杠帶動套筒移動)，后面是個固定法蘭盤（固定在尾座上用來定位絲杠的），法蘭里有個軸承，手輪上固定有手柄；用兩個平墊圈和一個螺帽把手輪固定在絲杠上。然后用手轉動手柄，帶動絲杠轉動，進而使套筒前后移動，如圖5-24所示。圖5-24尾座的結構2．液壓控制型尾座的基本結構如圖5-25所示，這是MJ-50型數控車床尾座結構簡圖，尾座裝在床身導軌上，它可以根據工件的長短調整位置，用拉桿夾緊定位。尾座體的移動由滑板來帶動，尾座體移動后，由手動控制的液壓缸將其鎖緊在床身上。頂尖1與尾座套筒2用錐孔連接，尾座套筒可帶動頂尖一起移動。在機床自動循環中，可通過加工程序由數控系統控制尾座套筒的移動。當數控系統發出尾座套筒伸出的指令后，液壓電磁閥動作，壓力油通過活塞桿4的內孔進入尾座套筒液壓缸的左腔，推動尾座套筒伸出。當數控系統令其退回時，壓力油進入尾座套筒液壓缸的右腔，從而使尾座套筒退回。尾座套筒移動的行程，靠調整套筒外部連接的行程桿9上面的移動擋塊5或通過行程開關來控制。如圖5-25所示，當移動擋塊的位置在右端極限位置時，套筒的行程最長。當套筒伸出到位時，行程桿上的移動擋塊5壓下確認開關8，向數控系統發出尾座套筒到位信號。當套筒退回時，行程開關上的固定擋塊6壓下確認開關7，向數控系統發出套筒退回的確認信號。圖5-25MJ-50型數控車床尾座結構簡圖1—頂尖2—尾座套筒3—尾座體4—活塞桿5—移動擋塊6—固定擋塊7、8—確認開關9—行程桿一、工量具準備銅棒、螺釘旋具、橡皮錘、百分表、套筒扳手、活動扳手、內六角扳手等。使用的工具如圖5-26所示。圖5-26拆裝工具二、尾座的拆卸與裝配1．尾座的拆卸尾座的拆卸主要步驟如下。（1）首先拆除尾座鎖緊螺桿和限位塊。如圖5-27所示，就是要拆卸的兩螺栓。圖5-28所示是拆卸完成圖。圖5-27拆卸螺栓圖5-28拆卸鎖緊螺桿（2）拆除尾座與導軌的連接螺桿。如圖5-29所示是拆卸的螺母，有兩個對頂的螺母，一一拆除。圖5-30所示是拆除第二個螺母。圖5-29拆卸螺母圖5-30拆卸第二個螺母（3）把尾座從導軌上取出。圖5-31所示為拆卸下來的尾座，圖5-32是拆卸下來的主要零件。圖5-31拆卸下來的尾座圖5-32拆卸下來的主要零件（4）拆卸手輪。圖5-33所示為所需拆卸的位置，圖5-34所示為拆卸下來的手輪。圖5-33拆卸手輪螺母位置圖5-34尾座手輪（5）拆卸法蘭盤。圖5-35所示為拆卸位置，圖5-36所示為拆卸下來的零件。圖5-37所示為拆卸剩下來的部分，絲杠螺母都露出來了。圖5-35拆卸位置圖5-36法蘭盤圖5-37絲杠和螺母（6）松開滑動套筒鎖緊手柄后，推出滑動套筒，拆卸滑動套筒上的絲杠螺母。如圖5-38所示，拆卸完成后，就可以拉出滑動套筒，最后的零件如圖5-39所示。圖5-38拆卸絲杠螺母圖5-39絲杠、螺母、滑動套筒（7）拆卸滑動套筒鎖緊螺母。如圖5-40所示，拆卸下來的零件。圖5-41是所有拆卸下來主要的零件。圖5-40鎖緊手柄、螺母圖5-41拆卸后的尾座及主要零件2．尾座的裝配尾座零件拆卸完，待清洗干凈后，按照與拆卸相反的順序安裝。主要步驟介紹如下。（1）以床身上尾座導軌為基準，可以通過配刮尾座底板，使其達到精度要求。（2）將尾座部件裝在床身上。安裝時，將試配過的絲杠裝上，蓋上壓蓋并將螺釘孔和銷孔裝配完畢。套筒和尾座本體配合良好，以手能推入為宜。（3）零件全部裝好后，注入潤滑油，運動部位的運動要感覺輕快自如。裝配是否滿足要求，要通過檢測才能判斷。檢測包含檢驗與測量。幾何量的檢測是指確定零件的幾何參數是否在規定的極限范圍內，并做出合格性判斷，不一定得出被檢測量具體數值。尾座精度不夠，可先用百分表測出其偏差度，稍微放松尾座固定桿把手，再放松底座緊固螺釘，然后利用尾座調整螺釘調整到所要求的尺寸和精度，最后再擰緊所有被放松的螺釘，即完成尾座精度調整工作。三、尾座的日常維護工作（1）尾座精度調整。如果尾座精度不夠，可先用百分表測出其偏差度，稍微放松尾座固定桿把手，再放松底座緊固螺釘，然后利用尾座調整螺釘調整到所要求的尺寸和精度，最后再擰緊所有被放松的螺釘，即完成尾座精度調整工作。注意：機床精度檢查時，按規定尾座套筒中心應略高于主軸中心。（2）定期潤滑尾座本身。（3）定期檢查更換密封元件。（4）定期檢查和緊固其上的螺母、螺釘等，以確保尾座的定位精度。（5）檢查尾座套筒是否出現機械磨損。（6）主軸啟動前，要仔細檢查尾座是否鎖緊。（7）注意尾座套筒及尾座與所在導軌的清潔和潤滑工作。請根據表5-2總結評價內容對任務實施及職業素養養成情況進行綜合評價。表5-2總結評價表預習學習內容觀看視頻學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生聽講小組討論學生訓練學生訓練播放視頻，引導學生進行思考播放PPT知識講解知識講解知識講解教師巡回指導教師巡回指導課后作業1．簡述尾座的運動過程。2．請指出尾座的一些加注潤滑油的地方。教學后記及改進《數控機床機械裝調技術》教案項目名稱項目六數控車床精度檢驗與調整任務名稱任務一數控車床幾何精度檢驗課時分配4理論課時1實踐課時3授課班級教學目標1.理解臥式數控車床幾何精度檢驗標準。2.掌握數控車床主要幾何精度檢驗與調整方法。3.明確機床幾何精度的概念。重點、難點重點數控車床主要幾何精度檢驗與調整方法。難點臥式數控車床幾何精度檢驗標準。教學方法與手段教學方法：以項目教學法為主，靈活運用“情景導入”“案例分析”“任務驅動”“實驗演示”等多種教學方法，引導