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时间:2018-05-25
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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
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