數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu)

1、4-2數(shù)控機(jī)床典型機(jī)械結(jié)構(gòu),一、主軸準(zhǔn)停裝置,機(jī)械式主軸準(zhǔn)停,二、自動(dòng)換刀裝置,自動(dòng)換刀裝置,刀庫(kù),機(jī)械手,(ATC),作用交換主軸與刀庫(kù)中的刀（工）具,對(duì)自動(dòng)換刀裝置的 基本要求,換刀時(shí)間短 刀具重復(fù)定位精度高 有足夠的刀具貯存量 刀庫(kù)占地面積小及安全可靠,自動(dòng)換刀裝置的形式,回轉(zhuǎn)刀架換刀 更換主軸頭換刀 更換主軸箱換刀 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng),二、自動(dòng)換刀裝置,1、回轉(zhuǎn)刀架換刀,1）回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)要求：良好的強(qiáng)度和剛性 2）回轉(zhuǎn)刀架的換刀動(dòng)作,刀架抬起,刀架轉(zhuǎn)位,刀架壓緊,二、自動(dòng)換刀裝置,2、更換主軸換刀,優(yōu)點(diǎn)：換刀時(shí)間短，換刀的可靠性強(qiáng)。,缺點(diǎn)：主軸系統(tǒng)的剛度較差。,適用場(chǎng)合：適應(yīng)于工序較

2、少、精度要求不太高的機(jī)床,回轉(zhuǎn)刀架換刀,3、更換主軸箱換刀,適用場(chǎng)合：適用于箱體類零件的加工,二、自動(dòng)換刀裝置,4、帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng),組成,刀庫(kù) 選刀系統(tǒng) 刀具交換機(jī)構(gòu) 刀具自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu),特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，換刀過程動(dòng)作多，換刀時(shí)間長(zhǎng)。,適用場(chǎng)合：多用于鉆床、鏜銑床和數(shù)控組合機(jī)床。,二、自動(dòng)換刀裝置,三、刀庫(kù),2、刀庫(kù)的種類,1、刀庫(kù)的功能 功能：儲(chǔ)存加工工序所需的各種刀具及輔助工具。,直線式,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刀庫(kù)容量小，一般可容納 8-12把刀具，故少用。,三、刀庫(kù),鼓輪式（圓盤式）,1）單鼓輪式,刀具、鼓輪軸線平行,刀具、鼓輪軸線垂直,盤式刀庫(kù),三、刀庫(kù),刀具、鼓輪軸線成銳角,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)

3、簡(jiǎn)單緊湊，應(yīng)用較多，但刀具單 環(huán)排列，空間利用率低，適用于刀庫(kù) 容量較小的場(chǎng)合，一般不多于50-60把刀。,三、刀庫(kù),鼓輪端面上雙環(huán)排列,特點(diǎn)：刀庫(kù)空間利用率較高，但裝刀、取 刀機(jī)構(gòu)復(fù)雜，僅適用于機(jī)床空間有 限制而刀庫(kù)容量較大的場(chǎng)合。,三、刀庫(kù),鼓輪端面上多環(huán)排列,鼓輪彈倉(cāng)式,2）多鼓輪式,雙鼓輪式,三、刀庫(kù),三鼓輪式 行星鼓輪式,特點(diǎn)：不同類型的刀具及輕重型刀具可分別放置， 空間利用率高，但傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制裝置 復(fù)雜，適用于刀庫(kù)容量大的場(chǎng)合。,三、刀庫(kù),鏈?zhǔn)?單環(huán)鏈?zhǔn)?特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫(kù)容量大，可充分利用空間，通常為軸向取刀，位置精度較低，適用于刀庫(kù)容量大的場(chǎng)合。,龍門加工中心,三、刀庫(kù)

4、,多環(huán)鏈?zhǔn)?三、刀庫(kù),加長(zhǎng)鏈?zhǔn)?格子箱式,單面網(wǎng)格式,特點(diǎn)：刀庫(kù)結(jié)構(gòu)緊湊，空間利用率高，但換刀時(shí)間 較長(zhǎng)，小直徑刀具為軸向取刀，大直徑刀具 為徑向取刀，布局不靈活，通常刀庫(kù)安置在 工作臺(tái)上，應(yīng)用較少。,三、刀庫(kù),三、刀庫(kù),多面網(wǎng)格式,特點(diǎn)：刀庫(kù)容量大，輔助裝置較復(fù)雜，用于需刀庫(kù) 容量大的機(jī)床上。,三、刀庫(kù),3、刀庫(kù)的容量,銑削加工,車削加工,鉆削加工,四、刀具的選刀方式,1、自動(dòng)選刀：在自動(dòng)換刀裝置換刀時(shí)，按數(shù)控裝 置發(fā)出的換刀指令，刀具交換裝置 從刀庫(kù)中挑選各工序所需刀具的操 作稱為自動(dòng)換刀。,2、刀具的選擇方式,順序選擇方式,任意選擇方式,刀座編碼方式,刀具編碼方式,四、刀具的選刀方式,順

5、序選擇方式,刀具的順序選擇方式是將刀具按加工工序的順序，依次放入刀庫(kù)的每一個(gè)刀座中。,特點(diǎn)：不需要刀具識(shí)別裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 工作可 靠，但刀庫(kù)中刀具在不同工序中不能重復(fù) 使用，因此，刀具的數(shù)量的刀庫(kù)的容量大。,四、刀具的選刀方式,刀具編碼方式,接觸式識(shí)別裝置,四、刀具的選刀方式,刀柄,刀具識(shí)別裝置,觸針,編碼環(huán),特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命較短，可靠性較差，難于快速換刀,四、刀具的選刀方式,非接觸式識(shí)別裝置,特點(diǎn)：無磨損，無噪音，壽命長(zhǎng)，反應(yīng)速度快，適用于高 速，換刀頻繁的場(chǎng)合。,四、刀具的選刀方式,光電識(shí)別裝置,四、刀具的選刀方式,刀座編碼方式,永久性編碼,臨時(shí)性編碼,刀座編碼,四、刀具的選刀方式,

6、刀座編碼,四、刀具的選刀方式,識(shí)別碼塊,識(shí)別傳感器,刀柄編碼,四、刀具的選刀方式,臨時(shí)性編碼,五、刀具交換裝置,1、無機(jī)械手換刀,五、刀具交換裝置,1、無機(jī)械手換刀,2、機(jī)械手換刀,五、刀具交換裝置,機(jī)械手形式,五、刀具交換裝置,機(jī)械手換刀,五、刀具交換裝置,機(jī)械手傳動(dòng)結(jié)構(gòu),六、滾珠絲杠螺母副,1、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu),滾珠絲杠螺母副,六、滾珠絲杠螺母副,1、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu),絲杠,滾珠,螺母,作用：將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng),六、滾珠絲杠螺母副,2、滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高 摩擦阻力小 傳動(dòng)精度高 有可逆性 使用壽命長(zhǎng),缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜 不能實(shí)現(xiàn)自鎖,六、滾珠絲杠螺母副,3

7、、滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式,外循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán),內(nèi)循環(huán)：滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠保持接觸的成為內(nèi)循環(huán),六、滾珠絲杠螺母副,4、滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊,預(yù)緊的目的：減小軸向間隙,軸向間隙：指絲杠和螺母間無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，二者之間的最大 軸向竄動(dòng)量,預(yù)緊的方法,雙螺母墊片式,雙螺母螺紋式,雙螺母齒差式,雙螺母墊片式,六、滾珠絲杠螺母副,雙螺母螺紋式,六、滾珠絲杠螺母副,雙螺母齒差式,六、滾珠絲杠螺母副,5、滾珠絲杠螺母副的安裝,六、滾珠絲杠螺母副,特點(diǎn)：其承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠,一端裝止推軸承（固定自由式）,5、滾珠絲杠螺母副的安裝,六、滾珠絲杠螺母

8、副,一端裝止推軸承，另一端裝深溝球軸承（固定支承式）,特點(diǎn)：軸向剛度較小，絲杠有伸縮余地，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅 適用于長(zhǎng)絲杠,5、滾珠絲杠螺母副的安裝,六、滾珠絲杠螺母副,兩端裝止推軸承,特點(diǎn)：將裝止推軸承裝在滾珠絲杠兩端，并施加預(yù)緊拉 力，有助于提高傳動(dòng)剛度，但對(duì)熱伸長(zhǎng)較敏感,5、滾珠絲杠螺母副的安裝,六、滾珠絲杠螺母副,兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承（固定固定式）,特點(diǎn)：傳動(dòng)剛度高，結(jié)構(gòu)和安裝工藝復(fù)雜，適用于長(zhǎng)絲 杠或高轉(zhuǎn)速、高剛度、高精度的絲杠,6、滾珠絲杠螺母副的潤(rùn)滑與防護(hù),六、滾珠絲杠螺母副,潤(rùn)滑的作用：減少摩擦，降低溫升，并與密封裝置一起 保護(hù)絲杠不受外物的 損傷與腐蝕,潤(rùn)滑油：機(jī)油、90

9、180號(hào)透平油、140號(hào)主軸油,潤(rùn)滑脂：鋰基油脂或高壓潤(rùn)滑脂,防護(hù)：防止塵埃、切屑等硬質(zhì)顆粒進(jìn)入,密封圈：采用毛氈圈（耐油橡膠、尼龍）,防護(hù)罩：采用螺旋鋼帶、伸縮套筒、錐形套筒或皮革、 人造革制成的,不銹鋼卷筒式防護(hù)罩,工程塑料防護(hù)套,七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌,2、對(duì)導(dǎo)軌的基本要求,1、導(dǎo)軌的功能：支承和導(dǎo)向,導(dǎo)向精度：是指機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)的直線性 和它與有關(guān)基面之間相互位置的準(zhǔn)確性 精度保持性：是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用中保持導(dǎo)向精度的能力 低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好：,七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌,3、導(dǎo)軌的分類和特點(diǎn),按運(yùn)動(dòng)軌跡,按工作性質(zhì),按接觸面的摩擦性質(zhì),直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線,

10、圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為圓,主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：動(dòng)導(dǎo)軌作主運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌副間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度高,進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：動(dòng)導(dǎo)軌作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌副間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低,調(diào)整導(dǎo)軌：實(shí)現(xiàn)部件之間的相對(duì)位置調(diào)整，在機(jī)床工作時(shí)無相對(duì) 運(yùn)動(dòng),滑動(dòng)導(dǎo)軌,滾動(dòng)導(dǎo)軌,靜壓導(dǎo)軌,七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌,滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點(diǎn), 在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛，目前多數(shù)使用金屬對(duì)塑料形式，稱為貼塑導(dǎo)軌或注塑導(dǎo)軌,滑動(dòng)導(dǎo)軌,注塑導(dǎo)軌：環(huán)氧樹脂為基體，加入二硫化鉬和膠體石墨及鉛粉 等混合而成,貼塑導(dǎo)軌：聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬、石墨 及鉛粉等混合而成,七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌,滾動(dòng)導(dǎo)軌,特點(diǎn)：摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)輕便、位移精度和定位精 度高、耐磨性好、抗震性較差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 防護(hù)要求較高,靜壓導(dǎo)軌,七、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌,優(yōu)點(diǎn)：1、液體靜壓導(dǎo)軌由于其導(dǎo)軌的工作面完全處于純液體 摩擦下，因而工作時(shí)摩擦系數(shù)極低（f=0.0005）； 2、導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)不受負(fù)載和速度的限制，且低速時(shí)移動(dòng) 均勻，無爬行現(xiàn)象； 3、由于液體具有吸振作用，因而導(dǎo)軌的抗振性好； 4、承載能力大、剛性好； 5、摩擦發(fā)熱小，導(dǎo)軌溫升小。 缺點(diǎn)：1、液體靜壓導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多了一套液壓系統(tǒng)； 2、