教 案 章节 课题 课型 新授课 5．1 数控机床的主传动系统 课时 2 教具学具 电教设施 投影、课件 教学目标 知识 教学点 1．掌握数控机床机械结构的特点，即高刚度和高抗振性、高灵敏度、热变形小、高精度保持性和高可靠性。 2．熟悉数控机床主传动系统，掌握主轴、轴承、主轴准停、切屑清除和润滑与密封等。 能力 1．能对主传动系统的故障进行分析。 培养点 德育 1．培养学生对本课程的兴趣。2．引导学生关注社会，追求理想。 渗透点 教学重点 难点 重点 1．数控机床机械结构的特点，即高刚度和高抗振性、高灵敏度、热变形小、高精度保持性和高可靠性。 2．数控机床主传动系统，主轴、轴承、主轴准停、切屑清除和润滑与密封等。 主轴、轴承、主轴准停、切屑清除和润滑与密封等。 难点 1、讲授法（重点讲解，加深理解）2、引导、点拨法（展开联想，学法引导 拓展思路）3、讨论法（积极参与，总结规律）4、提问法（逐步引导，逐渐深入） 教学内容 更新、补 充、删节 补充： 参考资料 中等职业学校电子信息类教材：《数控加工技术》 课后体会 教 与 学 互 动 设 计 教 师 活 动 内 容 （一）、创设情境、激趣导入（导入新课） （二）、自主、合作、探究（讲授新课） ▲这里主要采用讨论法、点拨法、自主探究法来完成教学目标。 概述： 总的来说，数控机床主要由机械和电气控制两部分组成。机械部分是最终执行机构，它是保证数控机床性能要求和精度要求的重要因素。数控机床的机械部分较普通机床有如下改进： （1）由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的机械传动结构大为简化，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。 一、数控机床机械结构特点 1．高刚度和高抗振性 2．高灵敏度 3．热变形小 4．高精度保持性 5．高可靠性 ▲这里主要采用提问法、讲授法来完成教学目标，同时注意训练学生对教学内容的整体把握能力和德育目标的渗透。 二、数控机床主传动系统 （一）数控机床主传动系统的要求与特点 1．数控机床对主传动系统的要求 （1）宽调速、无级调速。 （2）高刚度、低躁声。 （3）高抗振性、高热稳定性。 2．数控机床主传动系统的特点 （1）较高的主轴转速和较宽的调速范围 能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工，比同类型普通机床主轴最高转速高出两倍左右。 （2）较大的刚度和较高的精度 一次装夹要完成全部或绝大部分切削加工，包括粗加工和精加工。为提高生产效率可以提供强力切削。在加工过程中机床是 学生活动内容 学生回顾 学生在上面回顾与回答的基础上，引导学生了解、掌握有关知识 学生分组讨论，在老师做补充说明的基础上由学生代表归纳、总结 时间 3分 20分 教 与 学 互 动 设 计 教 师 活 动 内 容 在程序控制下自动运行的，更需要主轴部件刚度和精度有较大余量，从而保证数控机床使用过程中的可靠性。 （3）良好的抗振性和热稳定性 主轴部件要有较高的固有频率，较好的动平衡，且要保持合适的配合间隙，并要进行循环润滑。 （4）良好的适用性 为实现刀具的快速或自动装卸，数控机床主轴具有特有的刀具安装结构，比如主轴上设计有刀具自动装卸、主轴定向停止和主轴孔内的切屑清除装置。 （二）数控机床主传动系统类型 目前，数控机床主传动系统大致可以分为以下几种类型： （1）电动机与主轴直联的主传动 （2）经过一级变速的主传动 （3）带有变速齿轮的主传动 （4）电主轴 2．数控机床主轴的传动方式 （1）齿轮传动方式 （2）带传动方式 （3）调速电动机直接驱动主轴传动方式 （三）主轴部件 数控机床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件，它的回转精度影响工件的加工精度，它的功率大小与回转速度影响加工效率，它的自动变速、准停和换刀等功能影响机床的自动化程度。因此，要求主轴部件具有与本机床工作性能相适应的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨性和低的温升。在结构上，必须很好地解决刀具和工具的装夹、轴承的配置、轴承间隙调整和润滑密封等问题。 1．主轴 主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，在结构上应能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的扭矩。主轴端部的结构形状都已标准化了 2．刀具自动卡紧机构 3．数控机床的主轴轴承 （1）滚动轴承 （2）滑动轴承 （3）主轴轴承的配置 （4）主轴轴承的装配 （5）滚动轴承的预紧 轴承的预紧是使轴承滚道预先承受一定的载荷，消除间隙并学生活动内容 提问、识记、总结 小组讨论 学生代表在小组讨论的基础上回答该部分的线索。（老师可做提示，引导学生来回答） 时间 20分 20分 15分 使得滚动体与滚道之间发生一定的变形，增大接触面积，轴承受力时变形减小，抵抗变形的能力增大。 ▲这里主要采用提问法、讲授法来完成教学任务。 （四）主轴准停功能 数控机床为了完成ATC（刀具自动交换）的动作过程，必须设置主轴准停机构。由于刀具装在主轴上，切削时切削转矩不可能仅靠锥孔的摩擦力来传递，因此在主轴前端设置一个突键，当刀具装入主轴时，刀柄上的键槽必须与突键对准，才能顺利换刀。为此，主轴必须准确停在某固定的角度上 通常主轴准停机构有2种方式，即机械式与电气式。 （五）主轴内切屑清除装置 （六）主轴润滑与密封 1．主轴润滑 （1）油气润滑方式 （2）喷注润滑方式 2．密封 （三）课堂热身（课堂总结及课堂练习） 1．数控机床机械结构的特点，即高刚度和高抗振性、高灵敏度、热变形小、高精度保持性和高可靠性。 2．数控机床主传动系统， 3．主轴、轴承、主轴准停、切屑清除和润滑与密封等。 （四）布置作业 讨论、回答、学生归纳。 10分 2分