数控机床结构及应用第5章 数控机床的典型结构ppt课件.ppt

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1、本章主要内容5.1主传动系统5.2进给传动系统5.3床身5.4数控机床的导轨第五章数控机床的典型结构数控机床是按照预先编好的程序进行加工的，在加工过程中不需要人工干预，故对数控机床的结构要求精密、完善且能长时间稳定可靠的工作，以满足重复加工过程。随着数控机床的发展，对数控机床的生产率，加工精度和寿命提出了更高的要求。因此，传统机床设计的一些弱点就体现出来了，它的某些基本结构限制着数控机床技术性能的发挥，因此，现代数控机床在机械结构上许多地方与普通机床存在着显著不同。现今的数控机床有着独特的机械结构，除机床基础件外，主要由以下各部分组成：主传动系

2、统、伺服系统、进给系统、工件实现回转、定位的装置及附件自动换刀装置；实现某些动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统及排屑、防护装置；实现其它特殊功能装置如监控装置，加工过程图形显示、精度检测等。第5章数控机床的典型结构第五章数控机床的典型结构5.1主传动系统5.1.1对主传动系统的基本要求1.数控机床主传动的特点1)转速高，功率大，它能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。2)主轴转数变换迅速可靠，并能自动无级变速，使切削工作始终在最佳状态下进行。3)为实现刀具的快速或自动装卸，主轴上还必须设计有刀具自动装卸、

3、主轴定向停止和主轴孔内的切屑清除装置。第5章数控机床的典型结构5.1主传动系统5.1.1对主传动系统的基本要求2.对主轴系统的要求1)具有更大的调速范围并实现无级变速为了保证加工时能选用合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，获得最高的生产率、加工精度和表面质量。2)具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低旋转精度取决于主轴的工作速度、轴承性能和主轴部件的平衡。对齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性；最后一级采用斜齿轮传动，使传动平稳；采用高精度轴承及合理的支承跨距。3)良好的抗振性、热稳定性加工时由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡及

4、切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至破坏刀具或零件。第5章数控机床的典型结构5.1主传动系统数控机床的主传动要求较大的调速范围，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。故大多数数控机床采用无级变速系统，数控机床主传动系统主要有三种方式：带有变速齿轮的主传动、通过带传动的主传动、由调速电动机直接驱动的主传动。3.数控机床主轴的变速方式第5章数控机床的典型结构5.1主传

5、动系统3.数控机床主轴的变速方式带有变速齿轮的主传动，这种配置方式大、中型数控机床采用较多。它通过少数几对齿轮降速，使之成为分段无级变速，确保低速时的扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求。小型数控机床也有采用这种方式的，以获得强力切削时所需要的扭矩。第5章数控机床的典型结构5.1主传动系统3.数控机床主轴的变速方式通过带传动的主传动，主要应用在小型数控机床上，可以避免齿轮传动时引起的振动和噪声，但只适用于低扭矩特性要求的主轴。第5章数控机床的典型结构5.1主传动系统3.数控机床主轴的变速方式由调速电动机直接驱动的主传动，将调速电动机与主轴合成一体

6、。这种变速方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出转矩小，电动机发热对主轴精度影响较大。机床的主轴部件是机床重要部件之一，它带动工件或刀具执行机床的切削运动。因此数控机床主轴部件的精度，抗振性和热变形对加工质量有直接的影响，由于数控机床在加工过程中不进行人工调整，这些影响就更为严重。主轴在结构上要处理好卡盘或刀具的装卡，主轴的卸荷，主轴轴承的定位和间隙调整，主轴部件的润滑和密封等一系列问题。对于数控镗铣床的主轴为实现刀具的快速或自动装卸，主轴上还必须设计有刀具的自动装卸，主轴定向停止和主轴孔内的切屑清除装置。第

7、5章数控机床的典型结构5.1.2主轴部件5.1主传动系统1.对主轴组件的性能要求主轴传动件可位于前后支承之间或后支承之后的主轴后悬伸端。目前传动件位于后悬伸端的越来越多，这样可实现分离传动和模块化设计：主轴组件和变速箱可以做成独立的功能部件。变速箱和主轴间可用齿轮副或带传动联接，如图所示。如果后悬伸端太长，可在主轴尾部加辅助支承。辅助支承可为深沟球轴承，保持游隙。传动件位于后悬伸端还有利于使跨距保持最佳值。变速箱和主轴单元1－电动机；2－变速箱；3－主轴单元；4－主轴箱；5－主轴第5章数控机床的典型结构5.1主传动系统5.1.2主轴部件主轴组件

8、的主要性能要求如下：(1)旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动的条件下，主轴安装工件或刀具部位的定心表面的径向和轴向跳动。(2)刚度刚