第五章 数控机床机械结构ppt课件.ppt

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1、第五章数控机床机械结构数控机床的结构特点及要求数控机床的进给系统及传动机构数控机床的主传动及主轴部件一、数控机床的结构特点及要求数控机床的机械系统是指数控机床的主机部分，包括：数控机床的主传动及主轴部件、进给运动、自动换刀系统、支承系统。主要有传动部件、移动部件、导轨支承部件等组成。数控机床的进给系统及传动机构（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、

2、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。（三）、进给传动系统种类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，主要用于高速机床。（四）、进给系统传动部件1、滚珠丝杠螺母副数控加工时，需将旋转运动转变成直

3、线运动，故采用丝杠螺母传动机构。数控机床上一般采用滚珠丝杠，如图2-19所示，它可将滑动摩擦变为滚动摩擦，满足进给系统减少摩擦的基本要求。该传动副传动效率高，摩擦力小，并可消除间隙，无反向空行程；但制造成本高，不能自锁，尺寸亦不能太大，一般用于中小型数控机床的直线进给。2、回转工作台为了扩大数控机床的工艺范围，数控机床除了沿X、Y、Z三个坐标轴作直线进给外，往往还需要有绕Y或Z轴的圆周进给运动。数控机床的圆周进给运动一般由回转工作台来实现，对于加工中心，回转工作台已成为一个不可缺少的部件。数控机床中常用的回转工作台有分度工作

4、台和数控回转工作台。（1）分度工作台分度工作台只能完成分度运动,不能实现圆周进给，它是按照数控系统的指令，在需要分度时将工作台连同工件回转一定的角度。分度时也可以采用手动分度。分度工作台一般只能回转规定的角度(如90、60和45度等)。（2）数控回转工作台数控回转工作台外观上与分度工作台相似，但内部结构和功用大不相同。数控回转工作台的主要作用是根据数控装置发出的指令脉冲信号，完成圆周进给运动，进行各种圆弧加工或曲面加工，它也可以进行分度工作。3、导轨导轨是进给传动系统的重要环节，是机床基本结构的要素之一，它在很大程度上决定数

5、控机床的刚度、精度与精度保持性。目前，数控机床上的导轨形式主要有滑动导轨、滚动导轨和液体静压导轨等。（1）滑动导轨滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优点,在数控机床上应用广泛，目前多数使用金属对塑料形式，称为贴塑导轨，如图所示。贴塑滑动导轨的特点：摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、工艺性好、速度较低。（2）滚动导轨滚动导轨是在导轨面之间放置滚珠、滚柱或滚针等滚动体，使导轨面之间为滚动摩擦而不是滑动擦擦。滚动导轨与滑动导轨相比，其灵敏度高，摩擦系数小，且动、静摩擦系数相差很小，因而运动均匀，尤其是在低速移动时，不

6、易出现爬行现象；定位精度高，重复定位精度可达0.2μm；牵引力小，移动轻便；磨损小，精度保持性好，使用寿命长。但滚动导轨的抗振性差，对防护要求高,结构复杂，制造困难，成本高。床身机床的床身是整个机床的基础支承件，是机床的主体，一般用来放置导轨、主轴箱等重要部件。床身的结构对机床的布局有很大的影响。按照床身导轨面与水平面的相对位置，床身有图1所示的5种布局形式。一般来说，中、小规格的数控车床采用斜床身和平床身斜滑板的居多，只有大型数控车床或小型精密数控车床才采用平床身，立床身采用的较少。平床身工艺性好，易于加工制造。由于刀架水

7、平放置，对提高刀架的运动精度有好处，但床身下部空间小，排屑困难；刀架横滑板较长，加大了机床的宽度尺寸，影响外观。平床身斜滑板结构，再配置上倾斜的导轨防护罩，这样既保持了平床身工艺性好的优点，床身宽度也不会太大。斜床身和平床身斜滑板结构布局形式特点☆容易实现机电一体化；☆机床外形整齐、美观，占地面积小；☆容易设置封闭式防护装置；☆容易排屑和安装自动排屑器；☆从工件上切下的炽热切屑不至于堆积在导轨上影响导轨精度；☆宜人性好，便于操作；☆便于安装机械手，实现单机自动化。导轨形状导轨刚度的大小、制造是否简单、能否调整、摩擦损耗是否最

8、小以及能否保持导轨的初始精度，在很大程度上取决于导轨的横截面形状。车床滑动导轨的横截面形状常采用山形截面和矩形截面。山形截面，如图2(a)所示。这种截面导轨导向精度高，导轨磨损后靠自重下沉自动补偿。下导轨用凸形有利于排污物，但不易保存油液。矩形截面，如图2(b)所示。这种截面导轨制造维修方