第二章 数控机床的机械结构ppt课件.ppt

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1、第2章数控机床的机械结构1数控机床机械结构的组成及特点2数控机床的主传动系统3数控机床的进给传动系统4数控机床的导轨、工作台本章主要内容5数控机床的检测、自动换刀、辅助装置复习：输入装置输出装置计算机数控装置PLC主轴控制单元主轴机床伺服电机位移、速度控制单元工作台位置检测反馈装置数控机床的组成§2.1数控机床机械结构的组成及特点2.1.1数控机床机械结构的主要组成数控机床的机械结构主要由以下几部分组成：1、主传动系统主传动系统：指驱动主轴运转，从而实现主切削的系统。原动力→切削力矩和切削速度组成：主电机+传动件+主轴（执行件）2.1.1数控机床机械结构

2、的主要组成2、进给传动系统进给传动系统：将驱动装置的运动和动力传给执行件，从而实现进给切削的系统。指令信号→驱动装置（转换、放大）→驱动电机（交直流伺服、步进电机）→执行件（工作台）→工作进给或快速进给组成：伺服驱动装置+驱动电机+机械传动机构+工作台（执行件）工作台导轨副2.1.1数控机床机械结构的主要组成3、基础支承件功用：对整个机床进行支承，是机床的基础和框架。包括：床身、立柱、导轨、滑座和工作台等4、辅助装置功用：实现某些辅助动作或辅助功能。辅助装置的配置视机床的功能需要来选择常用：PLC、自动换刀装置、液压气动系统、冷却润滑系统等x-y数控拖板

3、变频主轴机床本体数控系统及其操作面板斗笠式刀库Z轴伺服电机活动防护门进给Z轴护线架冷却液箱XH713A立式加工中心立式数控加工中心§2.1.2数控机床机械结构的特点高速、高效、高精度的加工要求，无人化管理以及工艺复合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生产率，同时，也必然会使机床的开机时间，工作负载随之增加，机床必须在高负荷下，长时间可靠工作。因此，对组成机床的各种零部件和控制系统的可靠性要求很高。为了提高加工效率，充分发挥机床性能，数控机床通常都能够同时进行粗精加工。这就要求机床既能满足大切削量的粗加工对机床的刚度、强度和抗振性的要求，还能达到精密加工

4、机床对机床精度的要求。因此，数控机床的主轴电机的功率一般比同规格的普通机床大，主要部件和基础件的加工精度通常比普通机床高，对组成机床各部件的动、静态性能以及热稳定性的精度保持性也提出了更高的要求。§2.1.2数控机床机械结构的特点因此，数控机床的功能要求和设计要求与普通机床有较大的差异。数控机床的结构设计要求可以归纳为如下几方面：高精度高速度高自动化要求数控机床必须具有很高的强度、刚度和抗振性具有大切削功率，高的静、动刚度和良好的抗振性能；输出具有较高的几何精度、传动精度、定位精度和热稳定性；具有实现辅助操作自动化的结构部件。1、具有更高的静、动刚度及良

5、好的抗振性（1）提高刚度的原因在重载荷的作用下，机床的各部件、构件会受力变形，引起刀具和工件的相对位置的变化机床刚度差—影响机床抗振性刚度:是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力(静刚度)(动刚度)（2）提高刚度的措施提高数控机床构件的静刚度和固有频率措施1支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭的圆截面或采用封闭型床身封闭整体箱形结构措施2合理布置支承件隔板在两壁之间起连接作用的内壁称为隔板。为了便于排屑，上下都不能封闭，这时必须用隔板把前后壁连接起来，以便于提高水平方向的抗弯刚度和抗扭刚度。隔板的作用是将作用于支承板的局部载荷传递给其它壁

6、板,从而使整个支承件各壁板都能比较均匀的承受载荷，提高支承件的自身刚度“T”形隔板连接，主要提高水平面抗弯刚度，对提高垂直面抗弯刚度和抗扭刚度不显著，多用在刚度要求不高的床身上“W”形隔板，能较大地提高水平面上的抗弯抗扭刚度，对中心距超过1500mm的长床身，效果最为显著“”形隔板，在垂直面和水平面上的抗弯刚度都比较高，铸造性能好，在大中型车床上应用较多斜向隔板则兼有提高抗弯刚度和抗扭刚度的效果。床身刚度最高，排屑容易措施3改善机械构件的结构加大主轴直径、缩短传动链、缩短悬伸端长度；主轴箱或滑枕等部件采用卸荷装置来平衡载荷。措施4增加机床各部件的接触刚

7、度和承载能力采用刮研的方法增加单位面积上的接触点在结合面之间施加足够大的预加载荷,增加接触面积注：用刮刀以人工方法修整工件表面形状、粗糙度等，叫刮研。通常机床的导轨、拖板，滑动轴承的轴瓦都是用刮研的方法作精加工而成的。（2）提高刚度的措施改善阻尼特性动刚度是影响机床抗振性的主要因素。高速转动的零部件的动态不平衡力与切削产生的振动是引起机床振动的主要原因。措施在大件内腔充填阻尼材料，如泥芯、混凝土等。在大件表面喷涂阻尼涂层，抑制振动（2）提高刚度的措施采用新材料和钢板焊接结构措施1床身、立柱等支承件采用钢板或型钢焊接——增加刚度、减轻重量、提高抗振性铸件:

8、容易获得复杂结构的支承件铸铁的内摩擦力大，阻尼系数大,振动的衰减性能好，成本低、