数控机床项目4 数控机床的典型结构ppt课件.ppt

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1、项目描述：初识数控机床和金属切屑机床学习目标：1.知道数控机床的结构特点及结构设计要求2.能够叙述数控机床各部分典型结构的组成及工作原理3.了解数控机床的辅助装置项目任务报告：1.分析数控机床的结构特点2.描述数控机床主轴调速方法3.描述数控机床各组成部分的工作原理4.说明数控机床辅助装置的组成4.1项目任务书4.2数控机床的结构设计4.2.1数控机床的结构特点4.2.2数控机床结构设计的要求4.2.3机床主要支承件结构4.2.1数控机床的结构特点（1）变频调速,转速高、功率大，速度变换迅速、可靠。（2）采用在刚度、精度、效率等各方面较优良的传动元件。（3）主轴部件和支撑件均

2、采用了刚度高、抗震性好和热变形少的新型结构。（4）采用自动排屑和自动润滑装置，改善了劳动条件。（5）采用多主轴、多刀架结构，以集中工序，提高生产率。（6）具有自动换刀和自动交换工件的装置4.2.2数控机床结构设计的要求1.高刚度（1）采用三支撑结构，并选用刚性好的轴承以提高主轴刚度。（2）采用封闭截面床身并合理布置筋板。（3）对主轴、齿轮等进行动平衡、消除各部件配合和传动间隙。（4）增加支撑和滑动部件单位面积的接触点和接触面积（5）提高系统的刚度4.2.2数控机床结构设计的要求2.高抗振性机床的抗振性指的是抵抗强迫振动和自激振动的能力。高抗振性即在高速重切削情况下无振动改善和

3、提高机床抗振性措施：（1）减少机床的内部振源。（2）增加构件或结构的阻尼。（3）调整构件自振频率。4.2.2数控机床结构设计的要求3.热变形小减少热变形措施：（1）减少机床内部热源和发热量。（2）改善散热和隔热条件。（3）进行热变形补偿。（4）合理设计机床的结构及布局。4.2.2数控机床结构设计的要求4.高精度保持性要求数控机床在长期使用过程中不丧失精度。5.高可靠性保证工作中动作频繁的刀库、换刀机构、托盘、工件交换装置等部件长期可靠地工作。6.高质量刀具刀具应具有高强度和高耐用度。4.2.3机床主要支承件结构1.支撑件基本要求（1）刚度（2）热变形小（3）抗振性（4）内应力

4、（5）其它4.2.3机床主要支承件结构2.床身结构机床的床身是整个机床的基础支承件，用于放置主轴箱、导轨等重要部件，同时承受切削力作用。基本要求有：足够的静刚度，较好的动态特性，较小的热变形，易安装调整。4.2.3机床主要支承件结构2.床身结构（1）结构布局合理的布局可有效减小构件所受弯矩和扭矩，提高刚度。图4-1机床布局示意图a)主轴箱单面悬挂b)主轴箱单面悬挂c)主轴箱单面悬挂d)主轴箱对称悬挂4.2.3机床主要支承件结构2.床身结构（2）床身截面图4-2封闭式床身截面图封闭截面的床身4.2.3机床主要支承件结构2.床身结构（3）筋板布置合理布置筋板结构可以实现较高的刚度

5、—重量比，使固有频率远离激振频率。（4）箱体封砂结构利用筋板隔成封闭箱体结构，将泥芯留在铸件中不清除，有明显的消振作用。4.2.3机床主要支承件结构图4-3两种床身的比较3.立柱结构3.立柱结构3.立柱结构图4-4立柱截面图a)斜方双层壁筋板b)对角线交叉筋板4.3数控机床的主传动系统4.3.1对数控机床的主传动系统的要求4.3.2数控机床主轴的调速方法4.3.3数控机床的主轴组件4.3.1对数控机床的主传动系统的要求数控机床主传动系统特点：（1）主轴转速高、功率大（2）主轴调速范围宽，速度变换迅速可靠。（3）刚度高、抗振性强。（4）热变形小（5）精度高、传动平稳、噪声低。（

6、6）主传动链尽可能短。（7）恒切削速度加工（8）自动快速换刀4.3.2数控机床主轴的调速方法图4-5主轴调速方法示意图a)齿轮变速传动b)同步齿形带传动c)两个电机分别驱动d)电主轴驱动4.3.2数控机床主轴的调速方法1.电动机经齿轮变速传动主轴用于大、中型数控机床；分段无级变速。2.电动机经同步齿形带传动主轴主要用于小型数控机床对扭矩特性有要求的主轴3.两个电机分别驱动低速时可通过齿轮传动主轴从而起到减速和扩大变速范围的作用；高速时，采用皮带传动，直接驱动主轴旋转。4.3.2数控机床主轴的调速方法4.电主轴调速电动机转子轴即为机床主轴的电动机主轴，结构更紧凑，刚度强，重量轻

7、，惯量小，可提高调速电动机启动、停止的响应特性；其缺点是电机发热引起变形问题，造价较高。4.3.3数控机床的主轴组件1.主轴组件要求（1）回转精度（2）运动精度（3）抗振性（4）耐磨性（5）刚度（6）主轴温升4.3.3数控机床的主轴组件2.主轴端部形状用于安装刀具、夹持工件或刀具。在结构上应能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便并能传递足够扭矩。图4-6主轴端部形状结构示意图a)铣床b)铣床和镗床c)磨床d)内圆磨床4.3.3数控机床的主轴组件3.主轴轴承分类（1）深沟球轴承（2）角接触球轴承（3