数控技术第五章 数控机床的机械传动结构ppt课件.ppt

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1、第五章数控机床的机械传动结构内容提要本章将讨论数控机床的主运动系统、进给系统机械结构、运动传动机构以及典型部件等的功能、实现方法和安装调试方法。1数控机床的机械结构要求一、工作原理和加工特点所决定的数控机床结构设计要求由于工作原理和加工特点的差异，数控机床与普通机床在机械结构上存在着较大的差别，尽管它们外形结构很相似。特点上的差异主要体现在以下几个方面：自动保证稳定的加工精度2.提高加工能力和切削效率3.提高使用效率2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

2、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，和热稳定性；3、具有实现辅助操作自动化的结构部件。3当然，有关提高静、动刚度，抗振性能，热稳定性和几何精度等方面的要求和结构措施，对于普通机床和数控机床的设计都是一致的，主要是要求的程度不同。对普通机床的结构进行局部的改进，并配上经济简易的数控系统，使之成为数控机床，这是现有普通机床进行数控化的途径，但是不能因此就认为，将数控系统与普通机床连结在一起就构成了一台数控机床。（数控机床不等于数控系统加普通机床。）4(一)数控机床的结构刚度设计1、合理选择构件的结构形式(1)正

3、确选择截面的形状和尺寸(2)合理选择及布置隔板和筋条(3)提高构件的局部刚度(4)选用焊接结构的构件2.合理的结构布局可以提高刚度3.采取补偿构件变形的结构措施5(二)提高抗振性*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（或称颤振）。机床的抗振性指的是抵抗这两种振动的能力。*机床强迫振动的振源是：高速转动零部件的动态不平衡力，往复运动件的换向冲击力，周期变化的切削力等。*自激振动的频率是一定的，与外界干扰力的频率无关，而是接近于机床某一部件某一振型的固有频率。这个部件就是机床在抗振性方面的一个薄弱环节。6改善和提高机床抗振性应该从

4、以下几个方面着手：1、减少机床的内部振源2、提高静态刚度3、增加构件或结构的阻尼7(三)减少热变形1、减少机床内部热源和发热量2、改善散热和隔热条件3、合理设计机床的结构及布局4、进行热变形补偿81.低速进给运动平稳性的概念进给系统的驱动速度为匀速，当运动部件速度低于某一临界速度时，会出现执行部件运动时快时慢、甚至停顿——前冲的现象，这种现象称为爬行现象。它是低速运动不平稳的体现。三、低速进给运动平稳性Tt1t2sSttTVminVmaxVt92.爬行现象产生的原因DKMF（Fs,Fd）X0XD点均匀向右运动→M不动（K小和Fs作用）→弹簧（

5、丝杆）被压缩K(X－X0)↓←M加速←FdFs←M运动←当K(X－X0)≥F时←储存能量当K(X－X0)=F时→M匀速→惯性→M继续向右→K(X－X0)↓→M减速D点均匀向右运动←M停顿←X－X0=0←若M惯性较大10vvvttt11爬行对加工精度的影响爬行是在低速运动时产生的，因此，在低速加工过程中易产生爬行现象，其危害是影响进行运动平稳性(即均匀性)，其结果是；使被加工零件的加工精度和表面粗糙度增加；机床的定位精度降低；加剧导轨的磨损YXXY12抑制爬行产生的措施衡量进行运动平稳性的指标临界爬行速度Vc。爬行其本质是自激振动，可以

6、证明Vc与下列参数的关系为：13措施（减小Vc的办法）改善导轨面间和摩擦特性滚动----静压----滑动(塑料)提高传动刚度减轻运动件的重量增加系统的阻尼vf14一、概述定义:主运动系统：指驱动主轴运动的系统。主轴：指带动刀具和工件旋转，产生切削运动且消耗功率最大的运动轴。功用：传递动力：传递切削加工所需要的动力传递运动：传递切削加工所需要的运动运动控制：控制主运动的大小方向开停第一节数控机床的主运动结构15组成：（1）动力源：电机（2）传动系统：定比传动机构、变速装置（3）运动控制装置:离合器、制动器等（4）执行件：主轴16动力功率高由于日

7、益增长的对高效率要求，加之刀具材料和技术的进步，大多数NC机床均要求有足够高的功率来满足高速强力切削。一般NC机床的主轴驱动功率在3.7kw~250kw之间。1.对主传动系统要求17调速范围宽调速范围：有恒扭矩、恒功率调速范围之分。现在，数控机床的主轴的调速范围一般在：100～10000，且能无级调速。要求恒功率调速范围尽可能大，以便在尽可能低的速度下，利用其全功率。变速范围负载波动时，速度应稳定。18控制功能的多样化同步控制功能：NC车床车螺纹用；主轴准停功能：加工中心自动换刀、NC车床车螺纹用；恒线速切削功能：NC车床和NC磨床在进行端面

8、加工时，为了保证端面加工的粗糙度要求，要求接触点处的线速度为恒值；C轴控制功能：车削中心。19性能要求高电机过载能力强。要求有较长时间(1~30min)和较大倍数的