数控车床结构.doc

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1、数控车床结构第一节数控车床简介车削加工是机械加工中应用最为广泛的方法之一，主要用于回转体零件的加工。数控车床的加工工艺类型主要包括：钻中心孔、车外圆、车端面、钻孔、镗孔、铰孔、切槽、车螺纹、滚花、车锥面、车成形面、攻螺纹，此外借助于标准夹具（如四爪单动卡盘）或专用夹具，在车床上还可完成非回转体零件上的回转表面加工。根据被加工零件的类型及尺寸不同，车削加工所用的车床有卧式、立式、仿形、仪表等多种类型。按被加工表面不同，所用的车刀也有外圆车刀、端面车刀、镗孔刀、螺纹车刀、切断刀等不同类型。此外，恰当地选择和使用夹具，不仅可以可靠地保证加工质量，提高生产率

2、，还可以有效地拓展车削加工工艺范围。一、数控车床的类型1、按结构分类数控车床分为立式数控和卧式数控车床两种类型。1）立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工。2）卧式数控车床用于轴向尺寸较大或较小的盘类零件加工。相对与立式数控车床来说，卧式数控车床的结构形式较多、加工功能丰富、使用的面积较广。本章主要是对卧式数控车床结构进行介绍。如图2-1-1所示两种不同的车床卧式数控车床按功能来说可分为：经济型数控车床、普通型数控车床和车削加工中心。A）经济型数控车床采用的是步进电动机和单片机，是通过对普通的车床的车削进给系统改善后形成的简易型数控车床，成

3、本较低，但是自动化程度和功能都比较差，加工的精度也不高，适用于要求不太高的回转类零件的车削加工。B）通数控车床根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床加工可以同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。C）车削加工中心在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动立头，更高级的机床还带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制可以是（X、Z）、（Z、C）、或（X、C）。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大的增强，除可以进行一般车

4、削外，还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。2、按导轨分类水平床身的工艺性好，便于导轨面的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精度，一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。但是水平床身由于下部空间小，故排屑困难。从结构尺寸上看，刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。水平床身配上倾斜放置的滑板，并配置倾斜式导轨防护罩，这种布局形式一方面有水平床身工艺性好的特点，另一方面机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小，且排屑方便。a)水平床身b)斜车床身图2-1-1两

5、种数控车床。水平床身配上倾斜放置的滑板和斜床身配置斜滑板布局的形式被中、小型数控车床所普遍采用。这是由于此种布局形式排屑容易，热铁屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器，操作方便，易于安装机械手，以实现单机自动化；机床占地面积小，外形简洁、美观，容易实现封闭式防护。倾斜床身多采用30°、45°、60°、75°和90°角，常用的有45°、60°和75°。数控车床的主传动系统一般采用直流或交流无级调速电动机，通过皮带传动，带动主轴旋转，实现自动无级调速及恒线速度控制。主轴部件是机床实现旋转运动的执行件，结构如图2-1-2所示。其工作原理如下：交流主轴电

6、动机通过带轮15把运动传给主轴7。主轴有前后两个支承。前支承由一个圆锥孔双列圆柱滚子轴承11和一对角接触球轴承10组成，轴承11用来承受径向载荷，两个角接触球轴承一个大口向外（朝向主轴前端），另一个大口向里（朝向主轴后端），用来承受双向的轴向载荷和径向载荷。前支撑轴的间隙用螺母8来支撑。螺钉12用来防止螺母8回松。主轴的后支承为圆锥孔双列圆柱滚子轴承14，轴承间隙由螺母1和6来调整。螺钉17和13是防止螺母1和6回松的。主轴的支承形式为前端定位，主轴受热膨胀向后伸长。前后支承所用圆锥孔双列圆柱滚子轴承的支承刚性好，允许的极限转速高。前支承中的角接触球

7、轴承能承受较大的轴向载荷，且允许的极限转速高。主轴所采用的支承结构适宜低速大载荷的需要。主轴的运动经过同步带轮16和3以及同步带2带动脉冲编码器4，使其与主轴同速运转。脉冲编码器用螺钉5固定在主轴箱体9上。二、数控车床的基本原理普通车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工，而数控车床是将遍好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过控制车床X、Z坐标轴的伺服电机去控制车床运动部件的动作顺序,移动量和进给速度，再配以主轴的转速和转向，便能加工出各种不同形状的轴类和盘类回转体零件。三、数控车床的组成数控车床由数控系统和机床本体组成，数控系统包括控制电源，伺

8、服控制器，主机，主轴编码器,图像管显示器等组成。机床本体包括床身、电动机、主轴箱、电动回转刀架、进给传动系统