数控机床及应用 教学课件 作者 张立仁主编 数控机床及应用课件第六章.ppt

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1、第６章数控机床的机械系统6．1数控机床的结构特点6．2数控机床的主传动系统及主轴部件6．3数控机床的进给传动系统及部件6．4刀具系统及换刀机构6．5分度工作台和回转工作台学习目标本章小结学习目标掌握数控机床机械系统的组成、工作原理和调整方法。6．1数控机床的结构特点6.1.1数控机床机械系统的结构应满足的要求6.1.2数控机床机械系统结构特点6.1.1数控机床机械系统的结构应满足的要求（1）具有大的切削功率和高的刚度（2）减少运动件的摩擦和消除传动间隙（3）具有良好的热稳定性（4）具有实现辅助

2、操作自动化的结构部件（1）具有大的切削功率和高的刚度在数控机床上加工工件时，一切都是按预先编制的加工程序自动进行，在加工过程中，由数控装置根据程序指令和机床位置检测装置的测量结果，控制刀具和工件的相对位置，从而达到控制工件尺寸的目的。这样，机床—刀具—工件的工艺系统的弹性变形及产生的误差，在加工过程中不能进行人为调整和补偿。同时，由于数控机床初次投资较大，为取得相应的经济效益，应使数控机床的使用率高、传动效率大、承载能力大。机床上通常采用重切削，最大限度地提高切削效率。因此，要求数控机床的结构具

3、有良好的刚度、抗振能力和承载能力，以便把移动部件的重量和切削力所引起的弹性变形控制在最小限度之内，保证所要求的加工精度与表面质量。（2）减少运动件的摩擦和消除传动间隙数控机床的运动精度和定位精度不仅受到机床零件部件的加工精度和装配精度、刚度及热变形的影响，而且与运动件的摩擦特性有关。同时，由于数控机床进给系统设定的脉冲当量（或称最小设定单位）一般为0.01mm~0.001mm，要求运动件能以极低的速度运动。要提高运动精度和定位精度，必须设法提高进给运动的低速运动的平衡性。如采用降低运动件的质量；

4、减少运动件的静、动摩擦力之差；减少传动间隙，缩短传动链等措施，以提高传动精度。（3）具有良好的热稳定性数控机床的热变形是影响加工精度的重要因素。引起机床热变形的热源主要是机床的内部热源，如电动机发热、摩擦热以及切削热等。热变形影响加工精度的原因，主要是由于热源分布不均，各处零部件的质量不均匀，形成各部位的温升不一致，从而产生不均匀的热膨胀变形，以致影响刀具与工件的正确相对位置。机床的热稳定性是多方面综合的结果。如机床内部热源和发热量的多少；机床散热和隔热条件的好坏；机床结构和布局的对称性与否等等

5、。（4）具有实现辅助操作自动化的结构部件为了提高数控机床的生产率，在提高切削效率、缩短切削时间的同时，在数控机床上还采取各种措施来缩短辅助时间（包括装卸刀具、装卸搬运工件、测量工件尺寸、调整机床等辅助时间）。如自动换刀机构、自动排屑装置、自动交换工作台等。6.1.2数控机床机械系统结构特点数控机床的机械系统与普通机床相比其结构特点如下：（1）主运动常用交流或直流电动机拖动，简化了主传动系统的机械结构。（2）主轴部件和支承件均采用了刚度和抗振性较好的新型结构。（3）采用了摩擦系数很低的塑料滑动导

6、轨、滚动导轨和静压导轨，以提高机床动静运动的灵敏性。（4）进给传动中，一方面采用无间隙的传动装置和元件，另一方面采取消除间隙措施。（5）采用了多主轴、多刀架的结构，以提高单位时间内的切削效率。（6）具有自动换刀和自动交换工件的装置，以减少停机时间。（7）采用自动排屑、自动润滑装置等。6.2数控机床的主传动系统及主轴部件主传动系统是机床重要的组成部分之一。它由主轴、轴承及其传动组件等组成。机床工作时，由主轴夹持工件或刀具直接参加表面成形运动。所以主轴组件的工作性能，对加工质量和机床生产率有重要的影

7、响。6.2.1数控机床主传动的特点6.2.2数控机床的主轴变速方式6.2.3主轴部件6.2.1数控机床主传动的特点为了满足数控机床加工精度高、加工柔性好、自动化程度高等要求，所以主传动系统具有下列特点：1、主传动系统精度高。2、转速高、功率大。3、调速范围宽。4、主轴速度的变换迅速可靠。5、选用新型电动机。6.2.2数控机床的主轴变速方式主轴变速分为有级变速、无级变速和分段无级变速三种形式，其中有级变速仅用于经济型数控机床，大多数数控机床均采用无级变速或分段无级变速。1、带有变速齿轮的主传动2、

8、通过带传动的主传动3、调速电动机直接驱动的主传动4、电磁离合器变速1、带有变速齿轮的主传动数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速，使之成为分段无级变速。大、中型数控机床常采用如图6.1所示的变速方式。采用的变速机构(1)滑动齿轮的移位大都采用液压缸和拔叉或直接由液压缸带动齿轮来实现。如图6.2。(2)可采用数控系统控制主轴电动机慢速转动或振动来解决液压拨叉可能产生的顶齿问题。(3)可采用在传动链上安置一个微电机。如图6.3。2、通过带传动的主传动带传动应用在小型数控机床和数控车床