数控技术：第七章数控机床的机械结构

合集下载

相关主题

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第七章数控机床的机械结构
7.1 数控机床对机械结构的要求 7.2 数控机床的布局特点 7.3 数控机床的主运动部件 7.4 数控机床的进给运动系统 7.5 数控机床的自动换刀装置
7.1 数控机床对机械结构的要求
7.1.1 数控机床及其加工过程的特点
1.自动化程度高数控机床在加工过程中，能按照数控系统的指令自动进行
上一页返回
7.2 数控机床的布局特点
7.2.1 数控车床的布局结构特点
数控车床的床身结构和导轨有多种形式，主要有水平床身、倾斜床身以及水平床身斜滑板等(图7-4)，一般中小型数控车床多采用倾斜床身或水平床身斜滑板结构。因为这种布局结构具有机床外形美观，占地面积小，易于排屑和冷却液的排流，便于操作者操作与观察，易于安装上下料机械手，实现全面自动化等特点。倾斜床身还有一个优点是可采用封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。床身导轨倾斜角度多为 45°, 60°和70°，但倾斜角度太大会影响导轨的导向性及受力情况。水平床身加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高架的运动精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。
上一页下一页返回
7.1 数控机床对机械结构的要求
7.1.2 数控机床对机械结构的要求
1. 高的静、动刚度及良好的抗振性能切削过程中的振动不仅影响工件的加工精度和表面质量，而
且还会降低刀具寿命，影响生产率。在传统机床上，操作者可以通过改变切削用量和改变刀具几何角度来消除或减少振动。数控机床具有高效率的特点，应允分发挥其加工能力，在加工过程中不允许进行如改变几何角度等类似的人工调整。因此，对数控机床的动态特性提出更高的要求，也就是说还要提高其动刚度。
数控机床的工艺范围很宽，工艺能力强，因此其主传动要求较大的调速范围和较高的最高转速，以便在各种切削条件下获得最佳切削速度，从而满足加工精度、生产率的要求。现代数控机床的主运动广泛采用无级变速传动，用交流调速电机或直流调速电机驱动，它们能方便地实现无级变速，且传动链短，传动件少，提高了变速的可靠性，其制造精度则要求很高。数控机床的主轴组件具有较大的刚度和较高的精度，由于多数数控机床具有自动换刀功能，其主轴具有特殊的刀具安装和夹紧结构。根据数控机床的类型与大小，其主传动主要有以下三种形式：
下一页返回
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.2 数控机床的布局特点
7.2.2 加工中心的布局结构特点
加工中心自1959年问世发展至今，出现了各种类型的加工中心，它们的布局形式随卧式和立式、工作台做进给运动和主轴箱进给运动的不同而不同，但从总体来看，不外乎由基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀系统、自动交换托盘系统和辅助系统几大部分构成。
上一页下一页返回
7.1 数控机床对机械结构的要求
3.高的运动精度和低速运动的平稳性对数控机床进给系统的另一个要求就是无间隙传动。由于加
工的需要，数控机床各坐标轴的运动都是双向的，传动元件之间的间隙无疑会影响机床的定位精度及重复定位精度。因此，必须采取措施消除进给传动系统中的间隙，如齿轮副、丝杠螺母副的间隙。 4.充分满足人性化要求由于数控机床是一种高速度、高效率机床，在一个零件的加工时间中，辅助时间也就是非切削时间占有较大比重，因此，压缩辅助时间可大大提高生产率。目前已有许多数控机床采用多主轴、多刀架及自动换刀等装置，特别是加工中心，可在一次装卡下完成多工序的加工，节省大量装卡换刀时间。
上一页下一页返回
7.1 数控机床对机械结构的要求
2.良好的热稳定性机床在切削热、摩擦热等内外热源的影响下，各个部件将
发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对位置关系遭到破坏，从而影响工件的加工精度(图7-2)。为减小热变形的影响，让机床的热变形达到稳定状态，常常要花费很长的时间来预热机床，这又影响了生产率。对于数控机床来说，热变形的影响就更为突出。这一方面是因为工艺过程的自动化以及精密加工的发展，对机床的加工精度和精度的稳定性提出了越来越高的要求;另一方面，数控机床的主轴转速、进给速度以及切削量等也大于传统机床的切削用量，而且常常是长时间连续加工，产生的热量也多于传统机床。因此要特别重视采取措施减少热变形对加工精度的影响。
下一页返回
7.1 数控机床对机械结构的要求
3.多工序和多功能集成在数控机床上，特别是加工中心，工件一次装夹后，能完
成铣、锁、钻、攻螺纹等多道工序的加工，甚至能完成除安装面以外的各个加工表面的加工。车削中心除能加工外圆、内孔和端面外，还能在外圆和端面上进行铣、钻甚至曲面等加工。另一方面，随着数控机床向柔性制造系统方向的发展，功能集成化不仅体现在ATC和APC上，而且还体现在工件自动定位、机内对刀、刀具破损监控、精度检测和补偿上 4.高的可靠性和精度保持性数控机床特别是在FMS中的数控机床，常在高负荷下长时间地连续工作，为此，数控机床通常都具有较高的可靠性和精度保持性，以允分体现数控加工的特点。
小，价格也便宜。中小型立式加工中心一般都采用固定立柱式，因为主轴箱吊在立柱一侧，通常采用方形截面框架结构、米字形或井字形筋板，以增强抗扭刚度，而且立柱是中空的，以放置主轴箱的平衡重。 3.五面加工中心与多坐标加工中心
上一页返回
7.3 数控机床的主运动部件
7.3.1 主传动变速(主传动链)
1.卧式加工中心卧式加工中心通常采用移动式立柱，工作台不升降，T形
床身。分离式T形床身的铸造和加工工艺性都大大改善，但联接部位要用定位键和专用的定位销定位，并用大螺栓紧固以保证刚度和精度。
上一页下一页返回
7.2 数控机床的布局特点
2.立式加工中心立式加工中心与卧式加工中心相比，结构简单，占地面积
加工、变速及完成其他辅助功能，不必像传统机床那样由操作者进行手动调整和改变切削用量。 2.高的加工精度及切削效率数控机床的主轴转速和进给速度比传统机床大为提高，电机功率也较传统机床的大。数控机床的定位精度和重复定位精度也相当高，且能同时进行粗加工和精加工，既能保证粗加工时高效地进行大切削量的切削，又能在精加工和半精加工中高质量地精细切削。

数控技术：第七章 数控机床的机械结构

数控技术：第七章数控机床的机械结构