能力。采用高刚性材料、提高材料弹性模量可以提高支承件的刚度；增大接触面积、加大预紧力、提高表面质量可以有效地提高接触刚度；采用合理的截面形状、合理配置加强肋板和加强筋是提高支承件刚度的有效措施。
2)抗振性要求 支承件的抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动的能力。振动不仅会使机床产生噪声，同时也会影响加工质量，因此支承件应有足够的抗振性，具有合乎要求的动态特性。影响支承件的抗振性的主要因素是：支承件的刚度、固有频率、阻尼、支撑情况和材料等。
3)热变形和内应力要求 影响支承件热变形的主要因素是：支承件的结构，运动部件的发热及外部热源。通过采用热对称结构、隔离热源、强制冷却、快速排屑等措施减少热变形。
2.加工中心支承件典型结构
1)床身 床身是机床的基础件，要求具有足够高的静、动刚度和精度保持性。在满足总体设计要求的前提下，应尽可能做到既要结构合理、肋板布置恰当，又要保证良好的冷、热加工工艺性。
2)立柱 加工中心立柱主要是对主轴箱起到支承作用，满足主轴的Z向运动，因此，立柱应具有较好的刚性和热稳定性。
3)床身的三点支承 加工中心的导轨大都采用直线滚动导轨，滚动导轨摩擦系数很低、动静摩擦系数差别小，低速运动平稳、无爬行，因此可以获得较高的定位精度。但是这些精度的实现，必须建立在底座处于正确的状态，否则垂直方向的支撑高低误差会造成结构侧向扭曲，进而造成全行程内摩擦阻力的变化，导致定位精度的误差。以前采用滑动导轨时，导轨的配合面要刮研精修，在装配过程中可发生导轨扭曲现象，并通过修配实现校正。改用滚动导轨，不存在修正过程，很难避免床身扭曲或安装所造成的轨道扭曲。
2.4 加工中心的压力控制系统
数控机床包括一些辅助设备，比如液压夹紧装置、气动控制、各种润滑等。
在工程控制中，常以空气、液体作为工作介质，利用压力进行能量和力的传递来进行控制，这种技术被称之为压力控制。在数控机床中，这种控制技术被广泛应用。
2.4.1 压力控制系统的功能与组成
1.压力传动的特点
气压、液压传动属于流体传动的两个分支，它们分别是以压缩空气和液压油为工作介质，来进行能量的传递和控制的传动技术。相对于机械传动、电力传动等传动技术，气、液压传动是新兴的工程技术。由于它们具有许多机械传动所不具有的优点，故其发展速度较快，应用范围也越来越广，目前已广泛应用于工程技术中的各个领域。
1）气压传动
气压传动是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的一门工程技术，是工程实际中进行各种生产控制和自动控制的重要手段之一。与机械、电气、液压传动等方式相比，气压传动具有以下一些优点：
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(1)由于工作介质为空气，故其来源容易、制取方便、成本低廉。
(2)较好的工作环境适应性。由于气压传动以空气作为工作介质，故能用于环境恶劣，高净化、无污染的场合，且工作可靠性较好，易于实现过载保护。
(3)空气粘度小，在传动过程中的能量损失较小，节能、高效，适宜于远距离的供气和气源的集中布置。
(4)气压传动反应灵敏、动作迅速、易维护和调节，故比较适宜于直接应用到自动控制的场合。
(5)气动元件结构简单，制造工艺性较好，制造成本低，使用寿命长，易于实现标准化、系列化、通用化。
但是，气压传动也存在一些缺点：对变载荷工作运动平稳性较差；气动装置工作压力不高(常用气源一般为0.5～1MPa的压力)，输出力或转矩不大；排气噪声大；需在气路中设置供油润滑装置对气路元件进行润滑。
2）液压传动
液压传动是以液压泵为动力源，以液压油为工作介质，进行能量传递或信号传递的一门工程技术。液压传动与其他传动方式相比，具有以下优点：
(1)易于实现无级调速和大范围调速，一般可达到100:1～2000:1的传动比。 (2)单位功率的传动装置重量轻、体积小、结构紧凑(在同样大小功率的条件下，一般电动机是液压马达重量的4～5倍)，可产生和传递较大的力和力矩。
(3)惯性小、反应快、冲击小、工作平稳，易于实现高速起动、制动和换向。液压传动装置的换向频率，回转运动每分钟可达500次，往复直线运动每分钟可达1000次。
(4)易控制、易调节、操纵方便，易于与电气控制相结合，用以实现远程控制和复杂顺序控制的自动化，易于实现过载保护。
(5)液压传动具有自润滑、自冷却作用，可以减少因摩擦和高温产生的液压元件损坏，工作寿命较长。
(6)液压元器件易于实现系列化、标准化、通用化，故可以降低制造、使用成本。 但是，液压传动也存在一些缺点：如泄漏，污染环境、浪费资源，且不易实现定比传动；对油温和负载的变化比较敏感，不宜在高温或低温环境中工作；要求元件制造精度高，使用维护要求较为严格，故障点不易确定。
2. 气、液压传动发展概况及应用 近几十年来，随着现代制造技术、密封技术等的发展，液压传动技术在高压、高速、大功率、低噪声、节能、高效和提高使用寿命等方面取得了巨大进展，并在交流液压技术、机—电—液组合传动、液压系统的逻辑设计、液压技术计算机化等方面进行了有益的探索，取得了一定的成效，并在工程实际中开始应用推广。
气动技术目前已发展成为一门独立的技术，在各方面的应用范围也在不断扩大。近年来，气动技术在向小型化、集成化、无油化(由不供油润滑和无润滑元件组成的系统)、提高元器件和系统的可靠性及使用寿命、发展节能技术、电—气一体化(如压力比例阀、流量比例阀、数字控制气缸等气、电技术结合的自适应控制气动元件等)、提高气动系统的机电一体化和自动化水平等方面进行发展。
机床上采用气、液压技术的方面很多，但主要是利用气、液传动在工作中可以实
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现无级变速、易于实现自动化、可频繁换向等优点。
就数控机床而言，气、液压传动的应用主要在静压支承和辅助运动的实现方面。如主轴静压轴承、静压导轨，工件的夹紧、装卸，刀具的更换，垂直移动部件的自重平衡，托盘的交换，工作台的回转分度等，有时机床和工件的清理、冷却等场合也应用到液、气压系统。
2.4.2 数控机床的压力系统
1.气、液压系统在数控机床中常用来完成如下的辅助功能：
1)数控机床运动部件的制动、离合器的控制、齿轮拨叉挂挡的实现等。
2)数控机床中运动部件的平衡。如主轴箱的重力平衡、换刀机械手的平衡等。 3)定位面的自动吹屑清理等。
4)数控机床防护罩、板、门的自动打开与关闭。 5)工作台的松开与夹紧，交换台的自动交换动作。 6)夹具的自动松开与夹紧。
7)自动换刀所需动作。如机械手的伸缩、回转和摆动以及刀具的松开和拉紧等。 2.数控机床气动系统工作原理、结构布置及特点
数控机床气动系统的设计及布置与加工中心的类型、结构、要求完成的功能等有关，结合气压传动的特点，一般在要求力或力矩不太大的情况下采用气压传动。下面以H400型卧式加工中心气动系统为例介绍加工中心气动系统的特点、布置及其工作原理等。
如图2-26所示为H400型卧式加工中心气动系统原理图。主要包括松刀缸、双工作台交换、工作台与鞍座之间的拉紧、工作台回转分度、分度插销定位、刀库前后移动、主轴锥孔吹气清理等几个动作完成的气动支路。
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气动系统要求提供额定压力为0.7MPa的压缩空气，压缩空气通过?8mm的管道联接
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图2-26 H400型卧式加工中心气动系统原理图 到气动系统调压、过滤、油雾气动三联件ST，经过气动三联件ST后，得以干燥、洁净并加入适当润滑用油雾，然后提供给后面的执行机构使用，保证整个气动系统的稳定安全运行，避免或减少执行部件、控制部件的磨损而降低寿命。YKl为压力开关，该元件在气动系统达到额定压力时发出电参量开关信号，通知机床气动系统正常工作。
1）松刀缸支路
松刀缸是完成刀具的拉紧和松开的执行机构。为保证机床切削加工过程的稳定、安全、可靠，刀具拉紧拉力应大于12000N，抓刀、松刀动作时间在2s以内。换刀时通过气动系统对刀柄与主轴间的7:24定位锥孔进行清理，使用高速气流清除结合面上的杂物。为达到这些要求，并且尽可能地使其结构紧凑，减轻重量，并且结构上要求工作缸直径不能大于150mm，所以采用复合双作用气缸(额定压力0.5MPa)可达到设计要求。
在无换刀操作指令的状态下，松刀缸在自动复位控制阀HFl(见图2-26)的控制下始终处于上位状态，并由感应开关LS11检测该位置信号，以保证松刀缸活塞杆与拉刀杆脱离，避免主轴旋转时活塞杆与拉刀杆摩擦损坏。主轴对刀具的拉力由碟形弹簧受压产生的弹力提供。当进行自动或手动换刀时，两位四通电磁阀HFl线圈1YA得电，松刀缸上腔通入高压气体，活塞向下移动，活塞杆压住拉刀杆克服弹簧弹力向下移动，直到拉刀爪松开刀柄上的拉钉，刀柄与主轴脱离。感应开关LSl2检测到位信号，通过变送扩展板传送到CNC的PMC，作为对换刀机构进行协调控制的状态信号。DJ1、DJ2是调节气缸压力和松刀速度的单向节流阀，用于避免气流的冲击和振动的产生。电磁阀HF2用来控制主轴和刀柄之间的定位锥面在换刀时的吹气清理气流的开关，主轴锥孔吹气的气体流量大小用节流阀JL1调节。
2）工作台交换支路
交换台是实现双工作台交换的关键部件，由于H400加工中心交换台提升载荷较大，工作过程中冲击较大，设计上升、下降动作时间为3s，且交换台位置空间较大，故采用大直径气缸(D=350mm)，6mm内径的气管，可满足设计载荷和交换时间的要求。机床无工作台交换时，在两位双电控电磁阀HF3的控制下交换台托升缸处于下位，感应开关LS17有信号，工作台与托叉分离，工作台可以进行自由的运动。当进行自动或手动的双工作台交换时，数控系统通过PMC发出信号，使两位双电控电磁阀HF3的3YA得电，托升缸下腔通入高压气，活塞带动托叉连同工作台一起上升，当达到上下运动的上终点位置时，由接近开关LSl6检测其位置信号，并通过变送扩展板传送到CNC的PMC，控制交换台回转180?运动开始动作，接近开关LSl8检测到回转到位的信号，并通过变送扩展板传送到CNC的PLC，控制HF3的4YA得电，托升缸上腔通入高压气体，活塞带动托叉连同工作台在重力和托升缸的共同作用下一起下降，当达到上下运动的下终点位置时由接近开关LSl7检测其位置信号，并通过变送扩展板传送到CNC的PLC，双工作台交换过程结束，机床可以进行下一步的操作。在该支路中采用DJ3、DJ4单向节流阀调节交换台上升和下降的速度，避免较大的载荷冲击及对机械部件的损伤。
3）工作台夹紧支路
H400采用双工作台工作，为了节约交换时间，保证交换的可靠，所以工作台与鞍座之间必须具有能够快速、可靠的定位、夹紧及迅速脱离的功能。如图2-27所示，可交换的工作台固定于鞍座上，由四个带定位锥的气缸夹紧，并且为了达到拉力大于
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