第七章数控机床的结构与传动PPT课件

机 床 的 结 构
2) 通过皮带传动的主传动
3) 特点：传动平稳、结构 简单、输出扭矩和变速 范围小，适用于小型机 床
与
传
动
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7-2 数控机床的主运动与主轴部件 30.11.2020
3) 电机直接驱动的主传动 • 精密联轴器连接：结构紧凑、传动效率高，但主轴的转速和扭矩与
电机完全一致，低速性能的改善是其广泛应用的关键。
控 1. 改进机床布局和结构设计
机 1) 采用热对称结构
图7-9
床 2) 采用预拉伸的滚珠丝杠结构
的 3) 在机床布局时，尽量减少内部热源 图7-10
结 2. 控制温升
构 与
3. 热变形补偿
图7-11
传
动
4
7-1 数控机床的结构要求
四、改善运动导轨副的摩擦特性
一）塑料滑动导轨
• 主要有导轨软带和导轨涂层，常与铸铁或钢导轨配成导轨副
数控技术
第 七 章 数 控 机 床 的 结 构 与 传 动
第七章 数控机床的结构与传动
30.11.2020
•
机床本体是数控机床的主体部分。来自于数控装置的各种运
动和动作指令，都必须由机床本体转换成真实的、准确的机械运动
和动作，才能实现数控机床的功能，并保证数控系统性能的要求。
• 数控机床的本体由下列各部分组成：
第 • 1.机床基础件，床身，底座，立柱，滑座，工作台等。支承作用。
七 • 2.主传动系统，实现主运动。
章 • 3.进给系统，实现进给运动。
数 控
• 4.实现某些部件动作和某些辅助功能的装置，液压，气动，润滑， 冷却，防护，排屑。
机 • 5.实现工件回转、分度定位的装置和附件，回转工作台。
床 • 6.刀库、刀架和自动换刀装置（ATC）
图7-7
的 结 构
4. 提高机床部件的接触刚度 5. 采用钢板焊接结构
与
传
动
3
7-1 数控机床的结构要求
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二、提高机床结构的抗振性
1. 基础件内腔充填泥芯、混凝土等阻尼材料。图7-9
2. 表面采用阻尼涂层
第 3. 采用新材料制造基础件
七 章
数
4. 充分利用结合面间的阻尼
三、减少机床的热变形
第 七 章
数 控
•
由电机调速与齿轮 变速实现联合调速
自动变速：齿轮
变速组的自动变速 一般由液压拨叉或 电磁离合器自动操
机
纵。
床
图7-21为某数控车
的
床电机与齿轮联合
结
调速主传动系统
百度文库
构
与
传
动
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7-2 数控机床的主运动与主轴部件
1) 液压变速机构 • 图7-21所示三联滑移齿轮的液压变速原理如下
结
构
与
传
动
6
7-1 数控机床的结构要求
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三）静压导轨
在两个相对运动的导轨面间通以压力油，将运动件浮起，使导轨面间处于纯 液体摩擦状态。 图7-17
第
七
章
数
控
机
床
的
结
构
与
传
动
7
7-2 数控机床的主运动与主轴部件 30.11.2020
• 数控机床主运动的特点：主轴转速更高、变速范围更宽、消耗功
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第
七
章
数
控
机
床
的
结
对应的动
构
作示意图
与
如下
传
动
13
7-2 数控机床的主运动与主轴部件 30.11.2020
三
联
滑
第 七 章
移 齿 轮 液
数
压
控
变
机 床 的 结
7-1 数控机床的结构要求
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二）滚动导轨
1. 滚动导轨块
图7-15
2. 直线滚动导轨 图7-16
第 • 主要特点：
七 章
数 控 机 床 的
1) 对安装基面的要求不高； 2) 制造精度高 3) 可高速运行，运行速度可大于60m/min 4) 能长时间保持高精度 5) 可预加负载，提高刚度 6) 抗振性不如滑动导轨，不宜用在有过大振动和冲击的机床上。
第
1. 聚四氟乙烯导轨软带
1) 摩擦特性好 图7-12
七 2) 耐磨性好
章 3) 减振性好
数 4) 工艺性好
图7-13
控 2. 环氧型耐磨导轨涂层
机 床 的
1) 抗压强度高 2) 摩擦特性好 图7-12 3) 耐磨性好 4) 具有良好的可加工性
结 5) 稳定性好
构 • 涂层工艺
图7-14
与
传
动
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章 • T----切削扭矩（N·m）;
数 • n----主轴转速（r/min）;
控 机
• 功率扭矩特性曲线
床
的
结
构
与
传
动
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7-2 数控机床的主运动与主轴部件
二、主运动的传动与变速
1. 主运动的传动形式
1) 带有变速齿轮的主传动
第 七 章
数 控
•
特点：齿轮变速组即可 降速，扩大输出扭矩和 恒功率变速范围，适用 于大中型机床。
的 结 构 与
• 7.托盘交换装置(APC)
• 8.特殊功能装置，如刀具破损监测、精度检测和监控装置等。
❖
其中，1 — 4为基本件，5 — 8为可选件。
传
动
2
7-1 数控机床的结构要求
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主要结构特性：
静刚度、抗振性、热稳定性、低速运动的平稳性、运动时的摩擦
特性、几何精度、传动精度。
的 结 构 与
• 调速范围： Rn nmax/nmin
❖ 数控机床的调速范围宽，一般Rn>100，有时甚至 Rn>1000
传
动
8
7-2 数控机床的主运动与主轴部件
2. 主运动的功率扭矩特性
•
Nc
Tn (KW) 9550
第 七
• PZ----切削力切向分力（N）; • V----切削速度（m/min）;
率更大
一、数控机床主运动的参数
第 七
• 运动参数：是指主轴转速和变速范围。 • 动力参数：是指主运动的功率。
章 1. 主轴转速和调速速范围
数 • 主轴转速： n1000v/d
r/min
控 机 床
• 主轴最低转速：n1000vm in/dm ax • 主轴最高转速：n1000vm ax/dm in
r/min r/min
第 一、提高机床结构的静刚度
七 静刚度：在切削力和其他力的作用下，机床抵抗变形的能力。
章 1. 合理设计基础件的界面形状和尺寸，采用合理的筋板结构
数
图7-1 图7-2 图7-3 图7-4
控 2. 采用合理的结构布局，改善受力状态，提高机床的静刚度
机
图7-5 图7-6
床 3. 补偿有关零、部件的静力变形
第
七
章 数 4) 内装电机主轴：主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，振动噪声小、动态
响应特性和刚度好。但发热对主轴精度影响较大。
控 5) 用于立式加工中心的内装电机主轴如图（最高转速可达20000rpm）
机
床
的
结
构
与
传
动
11
7-2 数控机床的主运动与主轴部件
2. 主传动的自动变 速
• 无级调速：一般