数控技术数控机床的机械结构.ppt

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1、数控机床的机械结构第八章数控机床的机械结构一般由以下几部分组成：1.主传动系统:包括动力源、传动件及主运动执行件（如主轴）等2.进给传动系统:包括动力源、传动件及主运动执行件（如工作台、刀架）等3.基础支撑件：包括床身、立柱、导轨、工作台等4.辅助装置：包括自动换刀装置、液压气动系统、润滑冷却装置等8.1概述1.动、静刚度高数控机床要在高速和重负荷条件下工作，机床的床身、底座等支撑件的变形都会影响刀架和工件之间的相对位移，引起加工误差。机床应合理选择结构形式、合理安排结构布局、采用补偿变形措施和合理选用材料来

2、提高支撑件的静刚度和动刚度。数控机床的结构特点：2.抗震性好机床工作时可能产生两种形态的振动：强迫振动和自激振动。数控机床在高速重切削情况下应无振动，以保证加工工件的高精度和高的表面质量，特别要注意的是避免切削时的自激振动，因此对数控机床的动态特性提出更高的要求。3.热稳定性好数控机床的热变形是影响加工精度的重要因素。引起热变形的热源主要是机床的内部热源，如电动机发热、摩擦热及切削热等。机床的热膨胀不均是影响刀具与工件正确位置的一个主要因素。机床的热稳定性好包括机床的温升小，产生温升后使温升对机床的变形影响小

3、，机床产生热变形时对精度的影响较小4.灵敏度高数控机床要求在相当大的进给速度范围内能达到较高的精度，因而运动部件应具有较高的灵敏度。导轨通常用滚动导轨，塑料导轨，静压导轨等以减小摩擦力，使其无低速爬行现象。工作台、刀架等部件的移动由伺服电机驱动，经过滚珠丝杠传动，减少了进给系统所需的驱动扭矩，提高定位精度和运动平稳性。5.自动化程度高、操作方便为了提高数控机床的生产率，必须最大限度的压缩辅助时间。如采用多主轴、多刀架，以及带到库的自动换刀装置等以减少换刀时间。对于多工序的自动换刀数控机床，除了要减少换刀时间外

4、，还大幅度的压缩多次装卸工件的时间。几乎所有的数控机床都具备快速运动的功能，使空程时间缩短。主传动系统应当具有较大的调速范围以保证加工时能选用合理的切削用量，同时主传动系统还需要较高的精度及刚度，尽量降低噪声，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。8.2数控机床的主传动系统8.2.1主传动系统配置方式数控机床的主传动系统多采用交流主轴电动机和直流主轴电动机无级调速系统，为了适应低速大扭矩的要求，也经常采用齿轮有机调速和电动机无级调速相结合的方式。1、带有变速齿轮的主传动3、由调速电机直接驱动的主传动2、通

5、过皮带传动的主传动这是大、中型数控机床采用较多的一种方式。这主要应用在小型数控机床上。这种主传动方式大大简化了主轴箱体结构，提高了主轴部件的刚度。一、主轴轴承的配置方式1、前后支撑采用不同轴承此配置形式使主轴的综合刚度大幅度提高，可以满足强力切屑的要求，因此普遍应用于各类数控机床。2、前轴承采用高精度双列向心推力球轴承向心推力球轴承高速时性能良好。但是，它的承载能力小，因而适用于高速、轻载和紧密的数控车床。3、双列和单列圆锥滚子轴承这种轴承径向和轴向刚度高，能承受重载荷，尤其能承受较强的动载荷，安装与调整性能

6、也好。但是，这种轴承限制了主轴的最高转速和精度，因此使用中等精度、低速与重载的数控机床。8.2.2主轴组件结构上一页下一页二、刀具自动装卸与切屑清除装置上一页下一页刀架拉钉主轴拉杆蝶形弹簧活塞液压缸行程开关行程开关压缩空气管接头弹簧钢球端面键刀架拉钉钢球拉杆变速齿轮传动同步齿形带传动主轴电机直接驱动电主轴一、进给传动系统作用数控机床的进给传动系统负责接受数控系统发出的脉冲指令，并经放大和转换后驱动机床运动执行件实现预期的运动。二、对进给传动系统的要求为保证数控机床高的加工精度，要求其进给传动系统有高的传动精度

7、、高的灵敏度（响应速度快）、工作稳定、有高的构件刚度及使用寿命、小的摩擦及运动惯量，并能清除传动间隙。8.3数控机床的进给传动系统上一页下一页8.3.1进给传动系统简介电机支承丝杠螺母1、步进伺服电机伺服进给系统一般用于经济型数控机床。2、直流伺服电机伺服进给系统功率稳定，但因采用电刷，其磨损导致在使用中需进行更换。一般用于中档数控机床。3、交流伺服电机伺服进给系统应用极为普遍，主要用于中高档数控机床。4、直线电机伺服进给系统无中间传动链，精度高，进给快，无长度限制；但散热差，防护要求特别高，主要用于高速

8、机床。三、进给传动系统种类上一页下一页１、联轴器联轴器是用来连接寄给机构的两根轴使之一起回转移传递扭矩和运动的一种装置。目前联轴器的类型繁多，有液力式、电磁式和机械式。       套筒联轴器构造简单，径向尺寸小，但装卸困难（轴需作轴向移动）。       绕行联轴器采用锥形夹紧环传递载荷，可使动力传递没有方向间隙。凸缘式联轴器构造简单、成本低、可传递较大扭矩，常用于转速低、刚性大及对中性好的