数控机床的结构设计.ppt

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1、第六章数控机床的结构设计２主要内容一、数控机床的结构设计对数控机床机械机构的要求提高机床的机构刚度提高机床的抗震性提高机床的低速
运动平稳性和精度二、数控机床的总体布局目的：了解数控机床的结构形式与其性能的关系1第六章数控机床的结构设计6.1概述6.1.1对数控机床机械机构的要求6.1.2提高机床结构刚度6.1.3提高机床的抗振性6.1.4提高低速进给运动的平稳性和运动精度2第六章数控机床的结构设计6.1概述6.1.1对数控机床机械机构的要求1.机床的性能要求;2.满足机床刚度和抗振性的要求;3.削减热变形要求;4.机床可靠性要求;5.人机要求。

2、3第六章数控机床的结构设计6.1概述6.1.1对数控机床机械机构的要求1.机床的性能要求〔1〕机床的工艺范围●机床可完成加工工序种类；●加工零件类型；●材料和尺寸范围，毛坯种类。

4第六章数控机床的结构设计〔2〕加工精度●尺寸、样子和位置精度。

●机床精度：几何精度、运动精度和定位精度。

●留意低速运动的平稳性。

●导轨的材料和结构52.满足机床刚度和抗振性的要求●具有抵抗外载荷的能力；●抵抗受迫和自激振动的能力；●改善机床机构。

63.削减热变形要求●削减发热●掌握温升●改善机床结构数控机床受热变形与切入方向74.机床可靠性要求5.人机要求结论：具有大切
3、削功率，高的静动刚度和良好的抗振性；具有较高的几何精度、传动精度、定位精度，和热稳定性；具有实现帮助操作自动化的结构部件。

86.1.2提高机床结构刚度具体措施：合理选择构件的结构形式；合理的结构布局；构件变形补偿。

96.1.2提高机床结构刚度合理选择构件的结构形式正确选择截面的样子和尺寸样子相同的断面，当保持相同的截面积时，应减小壁厚，加大截面的轮廓尺寸；圆形截面的抗扭刚度比方形截面的大，抗弯刚度则比方形截面的小；封闭式截面的刚度比不封闭式截面的刚度大许多；壁上开ZL将使刚度下降，在孔周加
上凸绿可使抗弯刚度得到恢复。

10116.1.2提高机床结构
4、刚度合理选择构件的结构形式合理选择及布置隔板(e)交叉筋板的作用最好126.1.2提高机床结构刚度合理选择构件的结构形式合理选择及布置筋条(f)
蜂窝状加强筋较好136.1.2提高机床结构刚度合理选择构件的结构形式提高构件局部刚度图示为导轨和床身联结的几种形式。

假如导轨的尺寸较宽时，应用双壁联结型式如图(d)、(e)、(f)。

导轨较窄时可用单壁或加厚的单壁联结，或者在
单壁上增加垂直筋条以提高局部刚度。

选用焊接结构的构件主要用于机床的床身、立柱146.1.2提高机床结构刚度合理的结构布局(a)(b)(c)主轴箱单面悬挂在立
柱侧面，自重、切削力影响15
5、6.1.2提高机床结构刚度构件变形补偿166.1.3提高机床的抗振性振动类型强迫振动振源：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期改变的切削力机床外部的振动自激振动切削颤振临界切削宽度176.1.3提高机床的抗振性措施削减机床内部振源；〔动平衡、消除协作间隙、隔振〕提高静态刚度；增加构件或结构的阻尼。

186.1.4提高低速进给运动的平稳性和运动精度进给系统的低速爬行现象措施降低执行部件的质量削减动静摩擦系数之差提高传
动系统的传动刚度〔扭转、拉压刚度〕196.2数控机床的总体布局6.2.1总布局与工件样子、尺寸和重量的关系；6.2.2
6、运动安排与部件的布局；6.2.3总布局与机床的结构性能；6.2.4自动换刀数控卧式镗铣床的总布局；6.2.5机床的使用要求与总布局；6.2.6数控机床
总布局的其它趋势。

206.2数控机床的总体布局6.2.1总布局与工件样子、尺寸
和重量的关系工作台完成进给工件较轻时216.2数控机床的总体布局6.2.1总布局与工件样子、尺寸和重量的关系工作台与铣头完成进给较重或较高工件226.2数控机床的总体布局6.2.1总布局与工件样子、尺寸和重量的关系工作台与铣头完成进给工件较重，多刀加工236.2数控机床的总体布局6.2.1总布局与工件样子、尺寸和重量的关系
7、铣头进给大型、重型工件246.2数控机床的总体布局6.2.2运动安排与部件的布局数控镗铣床四轴联动256.2数控机床的总体布局6.2.2运动安排与部件的布局数控镗铣床五轴联动266.2数控机床的总体布局6.2.2运动安排与部件的布局数控镗铣床五轴联动276.2数控机床的总体布局6.2.2运动安排与部件的布局数控镗铣床五轴联动286.2数控机床的总体布局6.2.3总布局与机床的结构性能应能兼顾精度、刚度、抗振性和热稳定性296.2数控机床的总体布局6.2.4自动换刀数控卧式镗铣床的总布局JCS—013型自动换刀数控卧式镗铣床的布局四排链式刀库，双爪
8、式的机械手在立柱上移动，取刀后机械手回转180。

刀库容量可以选得较大，安装调整较费功夫；机械手的换刀动作也较多，可靠性较难保证；整机占地面积较大；只能固定位置换刀；主轴箱的重复定位精度将影响加工台肩轴孔的同轴度。

306.2数控机床的总体布局6.2.4自动换刀数控卧式镗铣床的总布局加工中心链式刀库主机的正前方对主机的操作有阻碍换刀机械手装在主轴箱上，可以实现任意位置换刀换刀动作少立柱的z向退刀动作就是回到换刀位置的动作。

316.2数控机床的总体布局6.2.4自动换刀数控卧式镗铣床的总布局加工中心盘式刀库安装在立柱的后侧采纳了前后两个换刀机械手。

后机
9、械手将刀具由刀库中取出，先是装入一个运刀装置中，随运刀装置移到固定的位置，再由前换刀机械手在主袖与运刀装置之间进行刀具交换。

结构部件较多，而且换刀的动作也较多，过程较长，只能在固定位置换刀，同样存在加工台肩孔的不同轴问题。

当然这种布局方案的结构比较紧凑。

326.2数控机床的总体布局6.2.4自动换刀数控卧式镗铣床的总布局加工中心〔南阳石油二机集团〕刀具链式刀库装在立柱的左侧面，刀库中刀具的轴线与机床的主轴轴线垂直交叉，因此，换刀机械手可以作90。

旋转，将刀库中取下的刀具转到与主轴中心线平行的位置进行换刀。

并巳换刀机械手是装在主轴箱上，可以实现任意
10、位置换刀。

换刀动作少，结构布置紧凑，外观较好，占地面积也较小。

336.2数控机床的总体布局6.2.5机床的使用要求与总布局便于同时操作与观看刀具、工件装卸、夹紧方便排屑和冷却346.2数控机床的总体布局6.2.6数控机床总布局的其它趋势机电一体化结构掌握计算机、按键、开关、显示器等集中在吊挂按钮站全封闭结构35问题“数控机床是由一般机床加上数控系统构成的”
这一说法是否正确？为什么？36。