数控机床结构复习进程.ppt

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1、数控机床结构(2)主运动传动系统。(3)进给运动传动系统。(4)实现某些部件动作的辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、防护等装置。(5)刀架或自动换刀（ATC）。(6)工件实现回转、定位装置和附件，如数控回转工作台。(7)特殊功能装置，如刀具破损监控、精度检测和监控装置。(8)各种反馈装置和元件。2.数控机床机械结构的主要特点(1)高刚度。(2)高灵敏性。(3)高抗振性。(4)热变形小。(5)高精度保持性。(6)高可靠性。(7)工艺复合化和功能集成化。6.2数控

2、机床的主轴部件6.2.1数控机床的主传动系统1．对数控机床主传动系统的要求(1）调速范围:各种不同的车床对调速范围的要求不同。多用途、通用性大的机床要求主轴的调速范围大，不但有低速大转矩功能，而且还要有较高的速度，如车削加工中心。(2）热变形:电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小的热变形是对主传动系统要求的重要指标。(3）主轴的旋转精度和运动精度:主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下测量主轴前端和300mm处的径向和轴向跳动值。主轴在工作速度旋转时测量上述两项精度称为运动精度。

3、数控车床要求有高的旋转精度和运动精度。(4）主轴的静刚度和抗振性:由于数控机床加工精度较高，主轴的转速又很高,因此对主轴的静刚度和抗振性要求较高。主轴的轴径尺寸、轴承类型及配置方式，轴承预紧量大小，主轴组件的质量分布是否均匀及主轴组件的阻尼等对主轴组件的静刚度和抗振性都会产生影响。(5）主轴组件的耐磨性:主轴组件必须有足够的耐磨性，使之能够长期保持精度。凡有机械摩擦的部件，如轴承、锥孔等都应有足够高的硬度，轴承处还应有良好的润滑。2．数控机床主传动系统配置方式数控机床的主传动要求具有较宽的调速范

4、围，以保证在加工时能选用合理的切削用量，并获得最佳的表面加工质量、精度和生产率。数控机床的调速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作要求。在主传动系统中，目前多采用交流主轴电动机和直流主轴电动机无级调速系统，为扩大调速范围，适应低速大转矩的要求，也经常采用齿轮有级调速和电动机无级调速相结合的调速方式。数控机床主传动系统主要有四种配置方式，如图6-1所示。图6-1数控机床主传动的四种配置方式(a）齿轮变速;(b）带传动;(c）两个电动机分别驱动;(d）内装电动机主轴传动结构6.2

5、.2主轴部件主轴是机床的重要部件，其结构的先进性已成为衡量机床水平的标志之一。因此，合理地选择主轴结构十分重要。数控机床的主轴部件一般包括主轴、主轴轴承和传动件等。对于加工中心，主轴部件还包括刀具自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴装刀孔吹净装置。1．主轴轴承的配置形式(1)前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60°角接触双列向心推力球轴承，后支承采用向心推力球轴承，如图6-2(a)所示。该种配置形式的主轴刚性好，可以满足强力切削的要求，广泛应用于各类数控机床的主轴。图6-2数控机床主轴轴承配置形式(

6、2)前支承采用高精度双列向心推力球轴承，如图6-2(b)所示。该种配置形式的承载能力小，适应于高速、轻载和精密的数控机床主轴。(3)前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承采用单列圆锥滚子轴承，如图6-2(c)所示。该种配置的承载能力强，安装和调整方便，但主轴的转速不能太高，适用于中等精度、低速和重载的数控机床。在主轴的结构上必须处理好卡盘或刀具的安装、主轴的卸荷、主轴轴承的定位、间隙调整、主轴部件的润滑和密封等问题，对于某些立式数控加工中心，还必须处理好主轴部件的平衡问题。对于数控镗铣床主轴，主

7、轴上还必须设计刀具装卸、主轴准停和主轴孔内的切屑清除装置。2．主轴端部的结构形状主轴端部是指主轴前端，它的形状决定于机床的类型、安装夹具或刀具的形式，并应保证夹具或刀具安装可靠，装卸方便，具有较高的定位精度和连接刚度，同时也能传递足够的扭矩。轴端结构应使悬伸长度尽量短，以便于提高主轴刚度。由于刀具、卡盘或夹具已经标准化，机床的主轴端部结构形状和尺寸也已标准化。图6-3给出了机床常用的主轴端部结构。图中（a）为车床主轴端部，卡盘靠前端的短圆锥面和凸缘端面定位，用拨销传递扭矩，卡盘装有固定螺栓，卡盘装

8、于主轴端部时，螺栓从凸缘上的孔中穿过，转动快卸卡板将数个螺栓同时卡住，再拧紧螺母将卡盘固牢在主轴端部。主轴为空心前端有莫氏锥度孔，用以安装顶尖或心轴。（b）为铣、镗类机床的主轴端部，铣刀或刀杆在前端7∶24的锥孔内定位，并用拉杆从主轴后端拉紧，而且由前端的端面键传递扭矩。（c）为外圆磨床砂轮主轴的端部。（d）为内圆磨床砂轮主轴端部。（e）为钻床与普通镗床主轴端部，刀杆或刀具由莫氏锥孔定位，用锥孔后端第一扁孔传递扭矩，第二个扁孔用以拆卸刀具。但在数控镗床上要使用（b）的形式，因为，7