數(shù)控機(jī)床的典型部件ppt課件.ppt

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1、第九章數(shù)控機(jī)床的典型部件9.1數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)9.2數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)9.3床身與立柱9.4機(jī)床導(dǎo)軌9.5自動(dòng)換刀裝置9.6數(shù)控機(jī)床的位置檢測裝9.7自動(dòng)排屑裝置9.1數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)9.1.1　對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的要求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)床成型運(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，因此它的主軸系統(tǒng)必須滿足如下要求：（1）具有更大的調(diào)速范圍并實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。數(shù)控機(jī)床為了保證加工時(shí)能選用合理的切削用量，從而獲得更高的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量，必須要求能在較大的調(diào)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。一般要求

2、主軸具備1∶（100～1000）的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍和1∶10的恒功率調(diào)速范圍。(2)具有較高的精度與剛度，傳遞平穩(wěn)，噪聲低。數(shù)控機(jī)床加工精度的提高，與主軸系統(tǒng)具有較高的精度密切相關(guān)。為此，要提高傳動(dòng)件的制造精度與剛度，就要對(duì)齒輪齒面高頻感應(yīng)加熱淬火，以增加耐磨性；最后一級(jí)采用斜齒輪傳動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)；采用精度高的軸承及合理的支撐跨距等，以提高主軸組件的剛性。（3）良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，可能由于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過程中的自振等原因引起的沖擊力的干擾，會(huì)使主軸產(chǎn)生振動(dòng)，從而影響加工精度和表面粗糙度，嚴(yán)重時(shí)甚至可能破壞刀具和主軸系統(tǒng)

3、中的零件，使其無法工作。主軸系統(tǒng)發(fā)熱使其中的零部件產(chǎn)生熱變形，降低傳動(dòng)效率，破壞零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)精度，造成加工誤差。為此，主軸組件要有較高的固有頻率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡，保持合適的配合間隙并進(jìn)行循環(huán)潤滑等。（4）在車削中心上，要求主軸具有C軸控制功能。在車削中心上，為了使之具有螺紋車削功能，要求主軸與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)行同步控制，即主軸具有旋轉(zhuǎn)進(jìn)給軸(C軸)的控制功能。（5）在加工中心上，要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能。在加工中心上自動(dòng)換刀時(shí)，主軸須停止在一個(gè)固定不變的方位上，以保證換刀位置的準(zhǔn)確以及某些加工工藝的需要，即要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能。(6)具有恒線速度切削

4、控制功能。利用車床和磨床進(jìn)行工件端面加工時(shí)，為了保證端面加工時(shí)粗糙度的一致性，要求刀具切削的線速度為恒定值，隨著刀具的徑向進(jìn)給，切削直徑的逐漸減小，應(yīng)不斷提高主軸轉(zhuǎn)速，并維持線速度為常數(shù)。此外，為了獲得更高的運(yùn)動(dòng)精度，要求主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈盡可能短，同時(shí)，由于數(shù)控機(jī)床特別是加工中心通常配備有多把刀具，要求能夠?qū)崿F(xiàn)主軸上刀具的快速及自動(dòng)更換。9.1.2　數(shù)控機(jī)床主軸的傳動(dòng)方式數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動(dòng)調(diào)速范圍很寬，其主軸的傳動(dòng)方式主要有以下幾種。1．帶有變速齒輪的主軸傳動(dòng)如圖9－1（a）所示，這是大中型數(shù)控機(jī)床較常采用的配置方式，通過少數(shù)幾對(duì)齒輪傳動(dòng)，擴(kuò)大變速范圍，確保低速時(shí)有較大的

5、扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性的要求?；讫X輪的移位大多采用液壓撥叉或直接由液壓缸驅(qū)動(dòng)齒輪來實(shí)現(xiàn)。圖9－1　數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)的四種配置方式(a)齒輪變速；(b)帶傳動(dòng)；(c)兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)；(d)調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)2．通過帶傳動(dòng)的主軸傳動(dòng)如圖9－1（b）所示，這種傳動(dòng)主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的小型數(shù)控機(jī)床上。電機(jī)本身的調(diào)整就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免由齒輪傳動(dòng)所引起的振動(dòng)和噪聲。它適用于高速低轉(zhuǎn)矩特性的主軸，常用的有多楔帶和同步齒形帶。數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的多楔帶又稱為復(fù)合三角帶，其橫向斷面呈多個(gè)楔形，楔角為40°，如圖9－2（a）所示。傳遞負(fù)載主要靠強(qiáng)力層

6、。強(qiáng)力層中有多根鋼絲繩或滌綸繩，具有較小的伸長率、較大的抗拉強(qiáng)度和抗彎疲勞強(qiáng)度。多楔帶綜合了V帶和平帶的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)小、發(fā)熱少、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、重量小，因此可在40m／s的線速度下使用。此外，多楔帶與帶輪的接觸好、負(fù)載分布均勻，即使瞬時(shí)超載，也不會(huì)產(chǎn)生打滑，而傳遞功率比V帶大20%～30%，因此能夠滿足主傳動(dòng)高速、大轉(zhuǎn)矩和不打滑的要求。多楔帶在安裝時(shí)需要較大的張緊力，使得主軸和電機(jī)承受較大的徑向負(fù)載，這是多楔帶的一大缺點(diǎn)。多楔帶按齒距可分為三種規(guī)格：J型齒距為2.4mm，L型齒距為4.8mm，M型齒距為9.5mm?？梢罁?jù)功率轉(zhuǎn)速選擇圖選出所需的多楔帶的型號(hào)。圖9－2　帶

7、的結(jié)構(gòu)形式(a)多楔帶;(b)同步齒形帶同步齒形帶傳動(dòng)是一種綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)方式。同步齒形帶的帶型有梯形齒和圓弧齒，如圖9－2（b）所示。同步齒形帶的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)如圖9－3所示。帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形，通過帶輪與輪齒相嵌合，進(jìn)行無滑動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)采用了加載后無彈性伸長的材料做強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，可使主、從動(dòng)帶輪進(jìn)行無相對(duì)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。與一般帶傳動(dòng)相比，同步齒形帶傳動(dòng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%以上；(2)無滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確；(3)傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲??；(4)使用范圍較廣，速度可達(dá)50