數(shù)控機(jī)床典型結(jié)構(gòu)及部件ppt課件.ppt

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1、第3章數(shù)控機(jī)床典型結(jié)構(gòu)及部件3.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求3.2數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)3.3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)3.4自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)3.5排屑裝置3.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求與傳統(tǒng)的普通機(jī)床相比，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床有著獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)，除機(jī)床基礎(chǔ)件外，主要由包括主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、工件實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、定位的裝置及附件、自動(dòng)換刀裝置等。了解這些結(jié)構(gòu)對(duì)于使用和調(diào)整數(shù)控機(jī)床都是十分必要的。由于數(shù)控機(jī)床控制方式和使用特點(diǎn)，使數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床在機(jī)械傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)上有十分顯著的不同，其特點(diǎn)有：1.采用高性能的無(wú)級(jí)變速主軸及伺服傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈縮短。2.采用剛度和抗振

2、性較好的機(jī)床新結(jié)構(gòu)。如動(dòng)靜壓軸承的主軸部件、鋼板焊接結(jié)構(gòu)的支承件等。3.采用在效率、剛度、精度等各方面較優(yōu)良的傳動(dòng)元件，如滾珠絲杠螺母副、靜壓蝸桿副以及塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。4.采用多主軸、多刀架結(jié)構(gòu)以及刀具與工件的自動(dòng)夾緊裝置、自動(dòng)換刀裝置和自動(dòng)排屑、自動(dòng)潤(rùn)滑冷卻裝置等，以改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)率。對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的具體要求見(jiàn)表3-1。表3-1數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的基本要求對(duì)結(jié)構(gòu)的要求目的采取的措施提高機(jī)床的靜剛度使數(shù)控機(jī)床各處機(jī)構(gòu)(如機(jī)床床身、導(dǎo)軌丁作臺(tái)、刀架和上軸箱等)產(chǎn)生的彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以保證實(shí)現(xiàn)所要求的加工精度與表面質(zhì)量提高主軸

3、部件的剛度、支承部件的整體剛度、各部件之間的接觸剛度以及刀具部件的剛度等。如采用三支承主軸結(jié)構(gòu)，合理配置滾動(dòng)軸承，采用剛性高、抗振性好、承載能力大的靜壓或動(dòng)壓軸承；采用封閉截面的床身，并采取措施提高機(jī)床各部件接觸剛度，如采用刮研的方法增加單位面積卜接觸點(diǎn)數(shù)及在結(jié)合面間預(yù)加載荷，以增大接觸面積等；提高刀架剛度，如合理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)大小和刀具數(shù)，增大刀架底座尺寸等提高機(jī)床的動(dòng)剛度充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的高效加工性能，穩(wěn)定切削，在保證靜剛度的前提下，還必須提高動(dòng)態(tài)剛度提高系統(tǒng)的剛度，增加阻尼以及調(diào)整構(gòu)件的自振頻率等。如采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)既可增加靜剛度，減輕結(jié)構(gòu)重量，又可增加構(gòu)件

4、本身阻尼；對(duì)鑄件采用封砂結(jié)構(gòu)也有利于振動(dòng)衰減，提高抗振性等減少機(jī)床的熱變形機(jī)床熱變形是影響加工精度的重要因素。對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，因?yàn)槿考庸み^(guò)程都足由汁算機(jī)指令控制，熱變形對(duì)加工精度的影響更為嚴(yán)重(1)減少發(fā)熱：如采用低摩擦因數(shù)的導(dǎo)軌和軸承，液壓系統(tǒng)中采用變量泵等；(2)控制溫升，通過(guò)良好的散熱、隔熱和冷卻措施來(lái)控制溫升，如在機(jī)床發(fā)熱部位強(qiáng)制冷卻等；(3)改善機(jī)床結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)合理的機(jī)床結(jié)構(gòu)和布局，如設(shè)計(jì)熱傳導(dǎo)對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)，使溫升一致，以減少熱變形；采用熱變形對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)．以減少熱變形對(duì)加工精度影響等，如圖3-1所示臥式坐標(biāo)鏜床熱變形。盡量使上軸的熱變形發(fā)生在刀具切入

5、的垂直方向上，如圖3-2所示減少運(yùn)動(dòng)件的摩擦和消除傳動(dòng)間隙由于數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)(或滑板)的位移量是以脈沖當(dāng)量為最小單位的，一般為0.01～0.001mm，要求運(yùn)動(dòng)件能微量精確移動(dòng)。提高運(yùn)動(dòng)精度和定位精度，提高進(jìn)給運(yùn)動(dòng)低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性減少運(yùn)動(dòng)件重量，減少運(yùn)動(dòng)件的靜、動(dòng)摩擦力之差，減少或消除傳動(dòng)間隙，縮短傳動(dòng)鏈等。如采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌，減少摩擦副間的摩擦力，避免低速爬行。采用滑動(dòng)一滾動(dòng)混合導(dǎo)軌，一方面能減少摩擦阻力，還能改善系統(tǒng)的阻尼特性，提高執(zhí)行部件的抗振性。采用塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌，既可減少摩擦阻力又可改善摩擦和阻尼特性，提高運(yùn)動(dòng)副的抗振性和平穩(wěn)性。采用滾珠絲杠代

6、替滑動(dòng)絲杠，可顯著減少運(yùn)動(dòng)副的摩擦。另外，數(shù)控機(jī)床(尤其是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床)的加工精度在很大程度上取決于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的精度，除提高齒輪和滾珠絲杠的精度外，采用無(wú)間隙滾珠絲杠傳動(dòng)和無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)，可大大提高數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)精度提高機(jī)床的壽命和精度保持性數(shù)控機(jī)床必須有足夠的使用壽命和精度保持性提高數(shù)控機(jī)床零部件的耐磨性，尤其是導(dǎo)軌、進(jìn)給絲杠、主軸部件等主要零件的耐磨性；在使用過(guò)程中，應(yīng)保證數(shù)控機(jī)床各部件潤(rùn)滑良好自動(dòng)化結(jié)構(gòu)，宜人的操作性和造型最大限度地壓縮輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理、緊湊，便于操作和維修；外觀造型美觀宜人采用多主軸、多刀架及帶刀庫(kù)的自動(dòng)

7、換刀裝置等，以減少工件裝夾和換刀時(shí)間，提高生產(chǎn)率。在改善機(jī)床操作性方面充分注意機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部分的互鎖能力，防止事故的發(fā)生。盡可能改善操作者的觀察、操作和維護(hù)條件，設(shè)置緊急停車(chē)裝置。設(shè)計(jì)最有利的工件裝夾位置，便于裝卸工件。對(duì)于切屑數(shù)量較多的數(shù)控機(jī)床，其床身結(jié)構(gòu)必須有利于排屑或設(shè)有自動(dòng)工件分離和排屑裝置3.2數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)3.2.1主軸變速方式3.2.2主軸部件數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件。數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng),數(shù)控機(jī)床主軸運(yùn)動(dòng)是機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)之一。它的精度決定了零件的加工精度。數(shù)控機(jī)床是具有高效率的機(jī)床，因此它的

8、主軸系統(tǒng)必須滿足大的調(diào)速范圍并實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；較高的精