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如图1.3.1所示，请指出图中i5M1 机床的主体机械结构有哪些？
图1.3.1 i5M1 机床的机械结构
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1.智能机床机械结构的特点与要求
智能机床机械结构的特点与要求如下：
（1）主轴精度高、转速高、功率大，能进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工、具有较宽的调速范围，能迅速可靠地实现无级调速使切削始终处于最佳运行状态；
（2）加工范围尽量大；
（3）进给伺服机构速度快、定位精度高。
2.数控卧式车床的机械结构
数控卧式车床结构为刀架前置、平床身，i5T3 数控卧式车床主要组成部分为床身、单元主轴、伺服刀架、尾座和床鞍。i5T3 和i5T1 数控卧式车床的机械结构如图1.3.2所示。
图1.3.2 i5T3 和i5T1 数控卧式车床的机械结构
（a）i5T3 数控卧式车床；（b）i5T1 数控卧式车床
3.数控立式车床结构
数控立式车床主要用于加工各种短轴类、盘类零件，数控立式车床与数控卧式车床有不可比拟的优势。i5T6（i5V2）数控立式车床机械结构如图1.3.3所示。
数控立式机床的特点如下：
（1）被加工件因自重可以与夹具的定位面紧密贴合，避免了椭圆形加工，保证了零件真正的圆度，大大提升被加工件的精度和一致性；
（2）立式机床大、薄、重，外形不规则的被加工件，易于上下工件，加工方便；
（3）夹具制造简单，尤其针对复杂、不规则零件，可大大降低用户在此方面的成本；
（4）整机占地面积是同规格数控卧式车床的1/2；
（5）方形结构布局，更易组成生产线，对汽车行业自动化程度高的加工更加适合。
图1.3.3 i5T6（i5V2）数控立式车床的机械结构
4.数控车床主轴结构
数控车床主轴是车床精度的重要组成部分，车床精度即输出旋转精度，也为主轴的工作表面精度。对主轴自身的关键精度而言整体主轴精度更高，整体主轴精度包括以下几个方面：
（1）主轴支承轴径、轴肩端面的精度：主轴支承轴径的制造精度（椭圆度、锥度、不同轴度、不垂直度等），主轴轴肩端面对主轴回转轴心线的不垂直度；
（2）主轴工作表面的精度：内外锥面的尺寸精度、几何形状精度、光洁度和接触精度；定心表面相对于支承轴径表面的同轴度；定位端面相对于支承轴径、轴心线的垂直度。主轴工作表面指主轴的莫氏锥孔、轴端外锥或法兰外圆等。
传统数控车床主轴结构复杂，零件较多，维修复杂，除了普通主轴，现在还发展出整体主轴单元，实现以换代修。传统数控车床的主轴、整体主轴单元如图1.3.4所示。
图1.3.4 传统数控车床的主轴、整体主轴单元(www.xing528.com)
5.加工中心的机械结构
1）加工中心的分类
（1）立式加工中心：主轴轴线垂直，为立柱固定，采用矩形工作台。
（2）卧式加工中心：主轴轴线水平，是带有分度回转运动工作台的一类加工中心，适合加工体积较大的零部件。
（3）五轴加工中心：机床可实现五轴联动加工，可以完成任意面的加工。
2）加工中心的结构
加工中心的结构如下：
（1）基础部件——床体、立柱和工作台；
（2）主轴组件——由主轴箱体、交流主轴电动机、主轴和轴承等零件组成；
（3）控制系统——单台加工中心数控系统是由数字编程装置、编程控制元件、伺服驱动装置、电动机等组成；
（4）自动换刀装置——刀库、换刀机械手和驱动元件。
立式加工中心首先是将普通镗床、普通铣床、数控系统，以及刀库进行组合，形成数控立式加工中心，随后搭载i5系统的立式加工中心也称i5智能立式加工中心。立式加工中心的关键部件主要由床身、滑座、工作台、主轴箱、立柱，以及刀库六大部分组成，其结构如图1.3.5所示。
图1.3.5 立式加工中心结构
6.钻攻中心机械结构
从加工的效率和精度上看，i5M1 智能立式加工中心选用转塔式刀库，换刀时间更短，加工效率更高。i5M1 智能立式加工中心基本结构和详细结构如图1.3.6、1.3.7所示。
7.加工中心主轴结构
立式加工中心典型主轴结构如图1.3.8（a）所示。当刀具2 装到主轴孔后，其刀柄后部的拉钉3 便被送到拉杆7 的前端，在碟形弹簧9 的作用下，通过弹性卡爪5 将刀具拉紧。当需要换刀时，电气控制指令给气缸发出信号，气缸带动液压缸14 的活塞左移，从而带动推杆13 向左移动，推动固定在拉杆7 上的轴套10，使整个拉杆7 向左移动，当弹性卡爪5 向前伸出一段间隔后，在弹性力作用下，弹性卡爪5 自动松开拉钉3，此时拉杆7 继续向左移动，喷气嘴6 的端部把刀具顶松，机械手便可把刀具取出进行换刀。装刀之前，压缩空气从喷气嘴6 中喷出，吹掉锥孔内脏物，当机械手把刀具装进之后，压力油通入液压缸14 的左腔，使推杆退回原处，在碟形弹簧的作用下，通过拉杆7 又把刀具拉紧。切削液喷嘴1 用来在切削时对刀具进行大流量冷却。主轴一般有两种连接方式，一种是直接连接，一种是皮带连接，直接连接的传动精度要好于皮带连接的传动精度。
主轴冷却系统：高速主轴可配置油冷，油冷机的冷却油通过主轴循环冷却槽（螺旋）给主轴循环油冷。
图1.3.6 i5M1 智能加工中心基本结构
1—曲线板；2—刀库；3—撞块；4—撞块支架；5—打刀杆；6—刀库支臂；7—立柱。
图1.3.7 i5M1 智能加工中心详细结构
1—主轴电动机；2—X 轴伺服电动机；3—Y 轴伺服电动机；4—Z 轴伺服电动机；5—立柱；6—床身；7—工作台；8—滑鞍；9—测平块；10—主轴头；11—刀库支架；12—刀库；13—夹钳；14—刀具组件；15—X 轴可伸缩盖；16—Y 轴可伸缩盖；17—Y 轴滑动盖；18—Z 轴滑动盖。
图1.3.8 立式加工中心典型主轴结构及主轴冷却系统
（a）立式加工中心典型主轴结构；（b）主轴冷却系统
练习与提高
1.请列出i5T3 数控卧式车床的主体结构。
2.请列出i5M4 智能立式加工中心的主体结构。
3.请对i5M4 智能立式加工中心的主轴结构加以说明。
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