第五章 数控机床机械结构 机电ppt课件.ppt

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1、第五章数控机床机械结构本章讲述的内容数控机床机械结构的组成及特点主传动系统及应用进给传动系统及应用自动换刀装置辅助装置第一节数控机床机械结构的组成及特点常见的数控机床类型数控车床（车削中心）加工中心电加工设备（线切割、电火花等）数控冲床数控磨床数控车床TIANJIN中德培训中心刀库主轴X轴Y轴Z轴操作显示单元机械手电加工数控冲床数控磨床一数控机床各组成部分及其作用主轴部分进给部分回转部分刀库机械手位置检测部分机床基础件床身导轨主轴的作用提供切削功率、在高档数控机床中还具有C轴功能及定向功能进给部件：其作用是在伺服电机的驱动下完

2、成直线运动的定位、进给。下图是滚珠丝杠、联轴节的实物照片。自动换刀装置：数控车床的转塔刀架、加工中心的刀库及换刀机构，能够使工件一次装夹后不用再拆卸工件就可完成多工序的加工。位置检测装置：完成位置信号的反馈，反馈精度决定了机床的加工精度。以下是：直线光栅尺、圆光栅等位置检测元件床身导轨该图是一个加工中心的光机由X、Y、Z及主轴头组成。其中导轨的作用是：支承和引导运动部件沿一定轨道运动。二、数控机床机械结构的主要特点（1）高刚度：适应高速和重切削工况（2）高灵敏度：适应自动状态下的高精度要求（3）高抗振性：保证工件的高精度和低表

3、面粗糙度（4）热变形小：保证部件的运动精度（5）高精度保持性：保证高速重载工况下的加工精度（6）高可靠性：保证自动或半自动条件下无故障工作（7）刀具先进：刀具耐用度高结构合理（8）工艺复合化功能集成化：一次装夹、多工序加工；自动换刀和自动托盘交换装置的功能集成化。第二节数控机床主传动系统一数控机床主传动系统的特点：数控机床主传动系统是数控机床的主轴运动传动系统，是机床的成形运动之一，其精度决定了零件的加工精度。1.具有较大的调速范围并实现无级调速：数控机床的主传动系统要求有较大的调速范围，一般R0>100，以保证加工时能选用合

4、理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。2.具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪音低。3.具有良好的抗振性和热稳定性。4.为实现刀具的快速或自动装卸，数控机床的主轴具有特有的刀具安装结构。二、主轴传动的配置方式数控机床主传动主要有以下三种配置方式1.带有变速齿轮的主传动2.通过带传动的主传动3.调速电机直接驱动的主传动abc1.带有变速齿轮的主传动通过几对齿轮降速，成为分段无级变速，确保低速时有足够的扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求。滑移齿轮的位移常采用液压拨叉或直接有液压缸带动齿轮来实现。这种配置方式在大中型

5、数控机床中应用较多，也有一部分小型数控机床采用这种传动方式，获得强力切削需要的扭矩。电动机经齿轮变速传动主轴主轴电动机2.通过带传动的主传动带传动是一种传统的传动方式，常见的类型有V带、平带、多楔带和同步带等。同步带传动是一种综合了带、链传动优点的新型传动,带的工作面及带轮外圆上均制成齿形，通过带轮与轮齿相嵌合，做无滑动的啮合传动。带内采用了承载后无弹性伸长的材料作强力层，以保持带的节距不变，使主、从动带轮做无相对滑动的同步传动。同步带传动的优点1.传动效率高，可达98%以上。2.无滑动，传动比准确。3.传动平稳，噪音小。

6、4.适用范围较广。5.维修保养方便，必须要润滑。6.安装要求严格，制造工艺复杂，成本高。主轴电动机电动机经同步齿形带传动主轴3.直接驱动的主传动两种方式：调速电机通过联轴器直接驱动主轴和电主轴直接驱动方式。调速电机通过联轴器直接驱动主轴的传动方式大大简化了主轴箱与主轴的结构，提高了主轴部件的刚度。但主轴输出扭矩小，电动机发热对主轴影响较大。近年来，多采用交流伺服电动机，它的功率一般很大，工作效率也高。电主轴传动方式的主轴部件结构紧凑，惯性小，重量轻，可提高启动和停止的响应特性，有利于控制噪音和振动；同时散热问题一直没有解

7、决。主轴电动机直接驱动（一体化主轴，电主轴）特点：有效提高主轴部件刚度，但主轴输出扭矩小电主轴数控机床作为高度自动化的设备，它对主传动系统的基本要求有以下几点：⑴为了达到最佳切削效果，一般都应在最佳切削条件下工作，因此，主轴一般都要求能实现无级变速。⑵要求机床主轴系统必须具有足够高的转速和足够大的功率，以适应高速、高效的加工要求。⑶为了降低噪声、减少发热、减少振动，主传动系统应简化结构，减少传动件。⑷在加工中心上，还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合。三

8、、主轴组件主轴、主轴支承、装在主轴上的传动件和密封件组成了主轴组件。主轴在结构上要处理好卡盘或刀具的装夹、主轴的卸荷、主轴轴承的定位和间隙调整、主轴组件的润滑和密封等一系列问题。对于加工中心的主轴，为实现刀具的快速或自动装卸，主轴上还必须设有刀具的自动装卸、主轴定向停止和主轴