数控机床的机械机构ppt课件.ppt

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1、第六章数控机床的机械结构提要本章讨论了数控机床机械结构的要求，介绍了提高机床刚度，减少机床的热变形，减少运动副的摩擦，提高传动精度，提高机床寿命和精度保持性的措施，介绍数控机床主运动系统和进给运动系统以及典型机械结构。学时：4学时第六章数控机床的机械结构目标了解数控机床的机械结构特点；掌握提高机床刚度，减少机床的热变形，减少运动副的摩擦的措施；了解数控机床的主运动系统和进给运动系统以及典型机械结构及其工作原理了解提高传动精度，提高机床寿命和精度保持性的措施；第六章数控机床的机械结构建议了解数控机床

2、对机械结构的要求，掌握提高机床刚度，减少机床的热变形，减少运动副的摩擦，提高传动精度，提高机床寿命和精度保持性的措施，了解数控机床的主运动系统和进给运动系统以及典型机械结构。第六章数控机床的机械结构第一节概述数控机床的机械结构要求1、高精度2、高速度3、高自动化要求数控机床必须具有很高的强度、刚度和抗振性因此，数控机床的功能要求和设计要求与普通机床有较大的差异。数控机床的结构设计要求可以归纳为如下几方面：1、具有大切削功率，高的静、动刚度和良好的抗振性能；2、具有较高的几何精度、传动精度、定位精度和

3、热稳定性；3、具有实现辅助操作自动化的结构部件。数控机床应具有更高的静、动刚度提高刚度的原因：在重载荷的作用下，机床的各部件、构件会受力变形，引起刀具和工件的相对位置的变化机床刚度差—影响机床抗振性刚度:是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力(静刚度)(动刚度)第二节提高刚度的措施合理选择支承件的结构形式措施1支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭的圆截面或采用封闭型床身封闭整体箱形结构左图为卧式加工中心的框式立柱结构。从正面看，立柱截面成封闭框形．轮廓尺寸大，保证以高扭转刚度承受切削

4、扭矩产生的扭转载荷。从俯视截面看，两个立柱截面形状为矩形，矩形尺寸大的方向正是因切削力作用产生大的弯曲载荷的方向。这种结构具有很高的刚度。措施2合理布置支承件隔板的筋条隔板的作用是将作用于支承板的局部载荷传递给其它壁板，从而使整个支承件承受载荷，提高支承件的自身刚度。“T”形隔板连接，主要提高水平面抗弯刚度，对提高垂直面抗弯刚度和抗扭刚度不显著，多用在刚度要求不高的床身上。“W”形隔板，能较大地提高水平面上的抗弯抗扭刚度，对中心距超过1500mm的长床身，效果最为显著第二节提高刚度的措施“”形隔板

5、，在垂直面和水平面上的抗弯刚度都比较高，铸造性能好，在大中型车床上应用较多斜向拉筋，床身刚度最高，排屑容易第二节提高刚度的措施措施3增加导轨与支承件的连接部分的刚度连接刚度:支承件在连接处抵抗变形的能力。措施4增加机床各部件的接触刚度和承载能力采用刮研的方法增加单位面积上的接触点在结合面之间施加足够大的预加载荷,增加接触面积合理的结构布局合理的结构布局采用补偿变形的措施测出受力点的相对变形的大小和方向，或者预知构件的变形规律，就可采取补偿变形的方法消除受力变形的影响合理选用构件的材料措施1床身、立柱

6、等支承件采用钢板或型钢焊接——增加刚度、减轻重量、提高抗振性。铸件:容易获得复杂结构的支承件,铸铁的内摩擦力大，阻尼系数大，振动的衰减性能好，成本低。铸件的周期较长，需做木型模，易产生缩孔、气泡等缺陷。焊接件:钢材的强度比铸铁高，质量可比铸件减轻20%-50%，不需要木模和浇注，生产周期短，不易出现废品。措施2采用封砂床身结构在铸件中不清除砂心，在焊接件中灌注混凝土或砂增加摩擦阻力人造大理石床身（混凝土聚合物）措施3采用混凝土、树脂混凝土或人造花岗岩作支承件的材料天然大理石床身第三节减少机床的热变形

7、（1）产生热变形的原因：内外热源的影响不能人工修正热变形误差（2）减少热变形的措施：减少发热—将热源从主机中分离出去措施1主运动采用直流或交流调速电动机进行无级调速——减少传动轴和传动齿轮数量——减少主传动箱内的发热量进行热变形补偿措施2采用低摩擦系数的导轨和轴承——采用滚动导轨、静压导轨或滚动轴承控制温升措施通过散热和冷却方法改善机床结构措施1采用对称原则设计数控机床结构措施2使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上措施3采用排屑系统主轴冷却风管对机床热源进行强制冷却第三节减少机床的热变形主轴

8、冷却风管对机床热源进行强制冷却第三节减少机床的热变形对称结构立柱措施1采用对称原则设计数控机床结构措施2使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上机床排屑系统措施3采用排屑系统倾斜床身措施4将热源置于易散热的位置将主传动箱和主电动机放在机床的外面第四节减少运动副的摩擦，提高传动精度措施1采用滚动导轨或静压导轨来减少摩擦副之间的摩擦措施2采用滚珠丝杠或无间隙齿轮传动—减小摩擦滚珠丝杠螺母副+滚动导轨副第五节提高机床寿命和精度保持性措施1采用耐磨性好的零部件措施2机床运