第8章数控技术 数控机床的机械结构

《第8章数控技术 数控机床的机械结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第8章数控技术 数控机床的机械结构（68页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、返回主页返回主页退出退出数数控控机机床床的的机机械械结结构构第第 八八 章章返回主页返回主页退出退出数控机床的机械结构一般由以下几部分数控机床的机械结构一般由以下几部分组成组成：1.1.主传动系统主传动系统: :包括动力源、传动件及主运动包括动力源、传动件及主运动执行件（执行件（ 如主轴）等如主轴）等2.2.进给传动系统进给传动系统: :包括动力源、传动件及主运包括动力源、传动件及主运动执行件（动执行件（ 如工作台、刀架）等如工作台、刀架）等3.3.基础支撑件：包括床身、立柱、导轨、工作基础支撑件：包括床身、立柱、导轨、工作台等台等4.4.辅助装置：包括自动换刀装置、液压气动系辅助装置：包括自

2、动换刀装置、液压气动系统、润滑冷却装置等统、润滑冷却装置等8.1 8.1 概概 述述返回主页返回主页退出退出l1.动、静刚度高动、静刚度高 数控机床要在高速和重负荷条件下数控机床要在高速和重负荷条件下工作，机床的床身、底座等支撑件工作，机床的床身、底座等支撑件的变形都会影响刀架和工件之间的的变形都会影响刀架和工件之间的相对位移，引起加工误差。机床应相对位移，引起加工误差。机床应合理选择结构形式、合理安排结构合理选择结构形式、合理安排结构布局、采用补偿变形措施和合理选布局、采用补偿变形措施和合理选用材料来提高支撑件的静刚度和动用材料来提高支撑件的静刚度和动刚度刚度。数控机床的结构特点：数控机床的

3、结构特点：返回主页返回主页退出退出l2.抗震性好抗震性好 机床工作时可能产生两种形态的振动：强迫机床工作时可能产生两种形态的振动：强迫振动和自激振动。振动和自激振动。 数控机床在高速重切削情况下应无振动，以数控机床在高速重切削情况下应无振动，以保证加工工件的高精度和高的表面质量，特别保证加工工件的高精度和高的表面质量，特别要注意的是避免切削时的自激振动，因此对数要注意的是避免切削时的自激振动，因此对数控机床的动态特性提出更高的要求。控机床的动态特性提出更高的要求。返回主页返回主页退出退出l3.热稳定性好热稳定性好 数控机床的热变形是影响加工精度的重要因素。数控机床的热变形是影响加工精度的重要因

4、素。引起热变形的热源主要是机床的内部热源，如引起热变形的热源主要是机床的内部热源，如电动机发热、摩擦热及切削热等。机床的热膨电动机发热、摩擦热及切削热等。机床的热膨胀不均是影响刀具与工件正确位置的一个主要胀不均是影响刀具与工件正确位置的一个主要因素。机床的热稳定性好包括机床的温升小，因素。机床的热稳定性好包括机床的温升小，产生温升后使温升对机床的变形影响小，机床产生温升后使温升对机床的变形影响小，机床产生热变形时对精度的影响较小产生热变形时对精度的影响较小返回主页返回主页退出退出l4.灵敏度高灵敏度高 数控机床要求在相当大的进给速度范围内能数控机床要求在相当大的进给速度范围内能达到较高的精度，

5、因而运动部件应具有较高的达到较高的精度，因而运动部件应具有较高的灵敏度。灵敏度。 导轨通常用滚动导轨，塑料导轨，静压导轨导轨通常用滚动导轨，塑料导轨，静压导轨等以减小摩擦力，使其无低速爬行现象。工作等以减小摩擦力，使其无低速爬行现象。工作台、刀架等部件的移动由伺服电机驱动，经过台、刀架等部件的移动由伺服电机驱动，经过滚珠丝杠传动，减少了进给系统所需的驱动扭滚珠丝杠传动，减少了进给系统所需的驱动扭矩，提高定位精度和运动平稳性。矩，提高定位精度和运动平稳性。返回主页返回主页退出退出l5.自动化程度高、操作方便自动化程度高、操作方便 为了提高数控机床的生产率，必须最大限度的为了提高数控机床的生产率，

6、必须最大限度的压缩辅助时间。如采用多主轴、多刀架，以及压缩辅助时间。如采用多主轴、多刀架，以及带到库的自动换刀装置等以减少换刀时间。对带到库的自动换刀装置等以减少换刀时间。对于多工序的自动换刀数控机床，除了要减少换于多工序的自动换刀数控机床，除了要减少换刀时间外，还大幅度的压缩多次装卸工件的时刀时间外，还大幅度的压缩多次装卸工件的时间。几乎所有的数控机床都具备快速运动的功间。几乎所有的数控机床都具备快速运动的功能，使空程时间缩短。能，使空程时间缩短。返回主页返回主页退出退出 主传动系统应当具有较大的调速范围以保证加工时能主传动系统应当具有较大的调速范围以保证加工时能选用合理的切削用量，同时主传

7、动系统还需要较高的精选用合理的切削用量，同时主传动系统还需要较高的精度及刚度，尽量降低噪声，从而获得最佳的生产率、加度及刚度，尽量降低噪声，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。工精度和表面质量。8.2 8.2 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统8.2.1 8.2.1 主传动系统配置方式主传动系统配置方式 数控机床的主传动系统多采用交流主轴电动机和直数控机床的主传动系统多采用交流主轴电动机和直流主轴电动机无级调速系统，为了适应低速大扭矩的要流主轴电动机无级调速系统，为了适应低速大扭矩的要求，也经常采用齿轮有机调速和电动机无级调速相结合求，也经常采用齿轮有机调速和电动机无级调速相结合的

8、方式。的方式。返回主页返回主页退出退出1 1、带有变速齿轮的主传动、带有变速齿轮的主传动3 3、由调速电机直接驱动的主传动、由调速电机直接驱动的主传动2 2、通过皮带传动的主传动、通过皮带传动的主传动这是大、中型数这是大、中型数控机床采用较多控机床采用较多的一种方式。的一种方式。这主要应用在小这主要应用在小型数控机床上。型数控机床上。这种主传动方式大大简这种主传动方式大大简化了主轴箱体结构，提化了主轴箱体结构，提高了主轴部件的刚度。高了主轴部件的刚度。返回主页返回主页退出退出 一、主轴轴承的配置方式一、主轴轴承的配置方式1 1、前后支撑采用不同轴承、前后支撑采用不同轴承 此配置形式使主轴的综合

9、刚度大幅度提高，可以满足此配置形式使主轴的综合刚度大幅度提高，可以满足强力切屑的要求，因此普遍应用于各类数控机床。强力切屑的要求，因此普遍应用于各类数控机床。2 2、前轴承采用高精度双列向心推力球轴承、前轴承采用高精度双列向心推力球轴承 向心推力球轴承高速时性能良好。但是，它的承载向心推力球轴承高速时性能良好。但是，它的承载能力小，因而适用于高速、轻载和紧密的数控车床。能力小，因而适用于高速、轻载和紧密的数控车床。3 3、双列和单列圆锥滚子轴承、双列和单列圆锥滚子轴承 这种轴承径向和轴向刚度高，能承受重载荷，尤其这种轴承径向和轴向刚度高，能承受重载荷，尤其能承受较强的动载荷，安装与调整性能也好

10、。但是，这种轴能承受较强的动载荷，安装与调整性能也好。但是，这种轴承限制了主轴的最高转速和精度，因此使用中等精度、低速承限制了主轴的最高转速和精度，因此使用中等精度、低速与重载的数控机床。与重载的数控机床。8.2.2 8.2.2 主轴组件结构主轴组件结构上一页上一页下一页下一页返回主页返回主页退出退出二、刀具自动装卸与切屑清除装置二、刀具自动装卸与切屑清除装置上一页上一页下一页下一页刀架刀架 拉钉拉钉主轴主轴拉杆拉杆蝶形弹簧蝶形弹簧活塞活塞液压缸液压缸 行程开关行程开关行程行程开关开关压缩空气压缩空气管接头管接头弹簧弹簧钢球钢球端面键端面键刀架刀架拉钉拉钉 钢球钢球 拉杆拉杆返回主页返回主页退

11、出退出变速齿轮传动变速齿轮传动返回主页返回主页退出退出 同步齿形带传动同步齿形带传动返回主页返回主页退出退出主轴电机直接驱动主轴电机直接驱动返回主页返回主页退出退出电主轴电主轴返回主页返回主页退出退出一、进给传动系统作用一、进给传动系统作用 数控机床的进给传动系统负责接受数控系统发数控机床的进给传动系统负责接受数控系统发出的脉冲指令，并经放大和转换后驱动机床运动执出的脉冲指令，并经放大和转换后驱动机床运动执行件实现预期的运动。行件实现预期的运动。 二、对进给传动系统的要求二、对进给传动系统的要求 为保证数控机床高的加工精度，要求其进给传为保证数控机床高的加工精度，要求其进给传动系统有高的传动精