第4章_数控机床的机械结构

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1、第4章数控机床的机械结构认识数控机床的机械结构1数控机床机械结构的特点2项目训练73数控机床的主传动系统4数控机床进给传动系统5自动换刀装置6数控机床的回转工作台14.1认识数控机床的机械结构1、熟悉数控车床的机械结构24.1认识数控机床的机械结构2、熟悉加工中心的机械结构34.2数控机床机械结构的特点一、数控机床机械结构特点1）静刚度和动刚度高合理选择构件的结构形式，如基础件采用封闭的完整箱体结构；合理选择及布局隔板和筋条，尽量减小接合面，提高部件间接触刚度等；合理进行结构布局；采取补偿构件变形的结构措施。2）抗振性高44.2数

2、控机床机械结构的特点立柱结构筋条结构54.2数控机床机械结构的特点一、数控机床机械结构特点3）灵敏度高4）热变形小在数控机床结构布局设计中可考虑尽量采用对称结构（如对称立柱等），进行强制冷却（如采用空冷机），使排屑通道对称布置等措施。5）自动化程度高，操作方便6回转交换式APC移动交换式APC7二、数控机床布局特点1、不同布局适应不同的工件形状、尺寸及重量数控铣床四种布局方案适应的工件重量、尺寸却不同。（a）适应较轻工件，（b）适应较大尺寸工件，（c）适应较重工件，（d）适应更重更大工件。8二、数控机床布局特点2、不同布局有不同的

3、运动分配及工艺范围数控镗铣床的三种布局方案中，（a）主轴立式布置，上下运动，对工件顶面进行加工；（b）主轴卧式布置，加工工作台上分度工作台的配合，可加工工件多个侧面；（c）在（b）基础上再增加一个数控转台，可完成工件上更多内容的加工。9二、数控机床布局特点3、不同布局有不同的机床结构性能数控卧式镗铣床中，（a）、（b）为T形床身布局，工作台支承于床身，刚度好，工作台承载能力强；(c)、(d)工作台为十字形布局，（c）主轴箱悬挂于单立柱一侧，使立柱受偏载，(d)主轴箱装在框式立柱中间，对称布局，受力后变形小，有利于提高加工精度。10

4、二、数控机床布局特点4、不同布局影响机床操作方便程度数控车床的四种不同布局方案，（a）为水平床身-水平滑板，床身工艺性好，便于导轨面的加工，下部空间小，故排屑困难，刀架水平放置加大了机床宽度方向的结构尺寸；11二、数控机床布局特点4、不同布局影响机床操作方便程度（b）为倾斜床身-倾斜滑板，排屑亦较方便，中小规格的数控车床其床身的倾斜度以60°为宜；（c）水平床身-倾斜滑板，具有水平床身工艺性好，宽度方向的尺寸小，且排屑方便，是卧式数控车床的最佳布局形式。124.3数控机床的主传动系统4.3.1数控机床主传动的特点1）具有更大的调速

5、范围并实现无级调速。一般要求主轴具备1∶（100～1000）的恒转矩调速范围和1∶10的恒功率调速范围。2）具有较高的精度与刚度，传递平稳，噪声低3）良好的抗振性和热稳定性。4）在车削中心上，要求主轴具有C轴控制功能。5）在加工中心上，要求主轴具有高精度的准停功能。6）具有恒线速度切削控制功能。134.3数控机床的主传动系统4.3.2数控机床主轴的变速方式1、带有变速齿轮的主轴传动大中型数控机床较常采用的配置方式，确保低速时有较大的扭矩，滑移齿轮的移位大多采用液压拨叉或直接由液压缸驱动齿轮来实现。数控机床主传动的四种配置方式(a

6、)齿轮变速；(b)带传动；(c)两个电机分别驱动；(d)调速电机直接驱动144.3.2数控机床主轴的变速方式2、通过带传动的主轴传动主要用在转速较高、变速范围不大的小型数控机床上。可以避免由齿轮传动所引起的振动和噪声。适用于高速低转矩特性的主轴，常用有多楔带和同步齿形带。带的结构形式(a)多楔带;(b)同步齿形带15同步齿形带传动是一种综合了带传动和链传动优点的新型传动方式，带型有梯形齿和圆弧齿。同步齿形带的结构和传动4.3.2数控机床主轴的变速方式163、用两个电机分别驱动主轴传动高速时，由一个电机通过带传动；低速时，由另一

7、个电机通过齿轮传动，齿轮起到降速和扩大变速范围的作用，使恒功率区增大，扩大了变速范围，避免了低速时转矩不够且电机功率不能充分利用的问题。4.3.2数控机床主轴的变速方式174、调速电机直接驱动主轴传动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，但主轴输出的扭矩小，电机发热对主轴的精度影响较大。直接驱动式4.3.2数控机床主轴的变速方式18主轴轴承常见的支撑形式(a)形式一；(b)形式二；(c)形式三1、主轴轴承的支撑形式1）前支撑采用双列短圆柱滚子轴承和60°角接触双列向心推力球轴承组合，后支撑采用成对向心推力

8、球轴承。可提高主轴的综合刚度，满足强力切削的要求。普遍用于各类数控机床主轴。4.3数控机床的主传动系统4.3.3主轴部件192）前支撑采用高精度双列向心推力球轴承。向心推力轴承有良好的高速性，主轴最高转速可达4000r／min，但承载能力小，适于