第2章 數(shù)控機(jī)床

1、第第2章章 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理 2.1 認(rèn)識數(shù)控機(jī)床認(rèn)識數(shù)控機(jī)床 2.2 數(shù)控機(jī)床典型部件數(shù)控機(jī)床典型部件本章的地位本章的地位輸入/輸出裝置數(shù)控裝置主軸驅(qū)動系統(tǒng)輔助控制裝置反饋系統(tǒng)機(jī)床本體伺服驅(qū)動系統(tǒng) 2.1.1 數(shù)控車床1普通數(shù)控車床 普通數(shù)控車床是機(jī)械制造業(yè)擁有量較多的一種車床，通常稱之為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。2.1 認(rèn)識數(shù)控機(jī)床CK6136數(shù)控車床 2全機(jī)能數(shù)控車床 一般采用45傾斜床身，具有回轉(zhuǎn)式刀塔，使用滾動導(dǎo)軌支承刀塔溜板，通常稱之為全功能數(shù)控車床。 2.1 認(rèn)識數(shù)控機(jī)床 全機(jī)能數(shù)控車床 3車削加工中心 車削加工中心帶車削加工中心帶動力頭、主軸具有動力頭、主軸具有旋轉(zhuǎn)進(jìn)給功

2、能（旋轉(zhuǎn)進(jìn)給功能（C軸）軸）的數(shù)控車床，常用的數(shù)控車床，常用作精加工使用，其床身均為傾斜結(jié)構(gòu)。作精加工使用，其床身均為傾斜結(jié)構(gòu)。2.1 認(rèn)識數(shù)控機(jī)床車削中心 2.1.2 數(shù)控鏜銑床1數(shù)控銑床 數(shù)控銑床為三軸控制加工機(jī)床，與數(shù)控車床不同，其主運(yùn)動由定尺寸刀具完成，加工過程所需的運(yùn)動軌跡由X、Y、Z三軸共同運(yùn)動實(shí)現(xiàn)。 2.1 認(rèn)識數(shù)控機(jī)床數(shù)控銑床2鏜銑加工中心 2.1 認(rèn)識數(shù)控機(jī)床 臥式鏜銑中心龍門式鏜銑中心 2.1.3 其它數(shù)控機(jī)床其它數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控沖床等數(shù)控線切割機(jī)床2.2 數(shù)控機(jī)床典型部件2.2.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.2.4 進(jìn)給系統(tǒng)傳動間隙的消除2.2.2 數(shù)控機(jī)床

3、主傳動系統(tǒng)及主軸部件 2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)2.2.5 回轉(zhuǎn)工作臺與導(dǎo)軌2.2.6 數(shù)控機(jī)床自動換刀裝置2.2.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)組成機(jī)床基礎(chǔ)部件（床身、立柱、工作臺等 ）主傳動系統(tǒng)進(jìn)給傳動系統(tǒng) 工作臺回轉(zhuǎn)裝置系統(tǒng)（數(shù)控工作臺、分度工作臺） 輔助功能系統(tǒng)和裝置（液壓、氣動、潤滑、冷卻等系統(tǒng)及排屑、 防護(hù)裝置和刀架、自動換刀裝置） 特殊功能裝置（監(jiān)控裝置、加工過程圖形顯示、精度檢測等） 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 模塊化的設(shè)計 靜、動剛度高 抗振性高 熱穩(wěn)定性好 運(yùn)動件間的摩擦特性好、傳動件間的傳動間隙小 自動化程度高、操作方便 2.2.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2.2.

4、2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 及主軸部件 與普通機(jī)床比較，數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高、功率大。變速范圍寬，可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。具有較高的精度和剛度，傳動平穩(wěn)。具有特有的刀具安裝結(jié)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 及主軸部件 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)定義：由主軸電機(jī)、傳動元件和主軸構(gòu)成的具有運(yùn)動傳動聯(lián)系的系統(tǒng)稱為主 傳動系統(tǒng)。 三種傳動形式帶有變速齒輪的主傳動 通過帶傳動的主傳動 由調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動的主傳動 2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 及主軸部件 主要應(yīng)用在小型數(shù)控機(jī)床上，可克服齒輪傳動引起的振動與噪聲，但只能適用于低扭矩特性要求的主軸。 是大、中型數(shù)控機(jī)床采用較多的

5、傳動變速方式。 這種主傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，主軸轉(zhuǎn)速高，但主軸輸出扭矩較小，電機(jī)發(fā)熱對主軸的精度影響較大。 （帶有變速齒輪的主傳動） （通過帶傳動的主傳動） （由調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動的主傳動） 2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 及主軸部件 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 數(shù)控機(jī)床的主軸部件是主運(yùn)動的執(zhí)行部件，負(fù)責(zé)夾持刀具或零件，并帶動其旋轉(zhuǎn)。主軸部件包括主軸、主軸支撐以及安裝在主軸上的傳動零件，對于具有換刀功能的數(shù)控機(jī)床還有刀具自動裝卸及吹屑裝置、主軸準(zhǔn)停裝置等。 2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 及主軸部件 主軸端部結(jié)構(gòu)2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 及主軸部件 主

6、軸的支撐中小型數(shù)控機(jī)床的主軸部件 重型數(shù)控機(jī)床 高精度數(shù)控機(jī)床 滾動軸承 液體靜壓軸承 氣體靜壓軸承 轉(zhuǎn)速達(dá)（210）104r/min的主軸可采用磁力軸承或陶瓷滾珠軸承。 2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 及主軸部件 采用滾動軸承時的幾種配置形式這種配置可提高主軸的綜合剛度，滿足強(qiáng)力切削的要求，普遍應(yīng)用于各類數(shù)控機(jī)床。 適用于中等精度、低速與重載荷的數(shù)控機(jī)床主軸。適用于高速、重載的主軸部件。 適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機(jī)床主軸。 (c)(b)(a)(d)2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 及主軸部件 刀具自動夾緊、切屑清除及主軸準(zhǔn)停裝置2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動是數(shù)字控制

7、的直接對象，它的進(jìn)給系統(tǒng)一般具有以下特點(diǎn)：摩擦力小系統(tǒng)穩(wěn)定動精度和剛度高運(yùn)動部件慣量小數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動的特點(diǎn)2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng) 在中、小型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中，滾珠絲杠螺母副的應(yīng)用較為普遍。滾珠絲杠螺母副內(nèi)循環(huán)外循環(huán)2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)滾珠絲杠螺母副 雙螺母消隙單螺母消隙墊片調(diào)隙式 螺紋調(diào)隙式 齒差調(diào)隙式 軸向間隙的消除墊片調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式齒差調(diào)隙式單螺母消隙2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠的安裝滾珠絲杠螺母副安裝到機(jī)床時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 絲杠的軸線必須和與之配套導(dǎo)軌的軸線平行，機(jī)床的兩端軸承座與螺母座必須 三點(diǎn)成一線。 安裝螺母時，盡量靠近

8、支撐軸承。 安裝支撐軸承時，盡量靠近螺母安裝部位。 滾珠絲杠安裝到機(jī)床時，請不要把螺母從絲杠上卸下來。如必須卸下來時要使用輔助套，否則裝卸時滾珠有可能脫落。螺母裝卸時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 輔助套外徑應(yīng)小于絲杠底徑0.10.2mm。 輔助套在使用中必須靠緊絲杠螺 紋軸肩。 卸裝時，不可用力過大，以免螺母損壞。 裝入安裝孔時要避免撞擊和偏心。 2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)滾珠絲杠螺母副 軸承的選擇與支承配置 滾珠絲杠專用軸承 滾珠絲杠的支承配置 一端固定一端自由的支承形式一端固定一端浮動的支承形式兩端固定的支承形式 2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠的防護(hù) 若滾珠絲杠副在機(jī)床

9、上外露，則應(yīng)采用防護(hù)罩防護(hù)：用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管、錐形套管、折疊式的塑料或人造革等形式的防腐蝕及耐油的防護(hù)罩。 如果滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈對螺母進(jìn)行密封，密封圈厚度為螺母的23倍，裝在滾珠螺母的兩端。密封圈有接觸式和非接觸式兩種。 2.2.4 進(jìn)給系統(tǒng)傳動間隙的消除傳動齒輪間隙的消除 剛性調(diào)整法調(diào)整后齒側(cè)間隙不能自動補(bǔ)償?shù)姆椒?(c)(b)(a)寬齒輪寬齒輪墊片薄片齒輪2薄片齒輪1AA墊片齒輪電機(jī)偏心套2.2.4 進(jìn)給系統(tǒng)傳動間隙的消除傳動齒輪間隙的消除 柔性調(diào)整法 調(diào)整之后，齒側(cè)間隙可以自動補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整方法。 2.2.4 進(jìn)給系統(tǒng)傳動間隙的消除鍵連接間隙的消除 傳動件

10、外彈性錐形脹套內(nèi)彈性錐形脹套圓環(huán)螺釘軸鍵連接間隙的消除方法 無鍵連接結(jié)構(gòu) 2.2.5 回轉(zhuǎn)工作臺與導(dǎo)軌數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺分度工作臺 開環(huán)閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺 回轉(zhuǎn)工作臺 1偏心環(huán)；2、6齒輪；3電機(jī)；4蝸桿；5墊圈；7調(diào)整環(huán)；8、10微動開關(guān)；9、1l擋塊；12、13軸承；14液壓缸；15蝸輪；16柱塞；17鋼球；18、19夾緊瓦；20彈簧；21底座；22圓錐滾子軸承；23調(diào)整套；24支座； 開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 1偏心環(huán)；2、6齒輪；3電機(jī)；4蝸桿；5墊圈；7調(diào)整環(huán)；8、10微動開關(guān)；9、1l擋塊；12、13軸承；14液壓缸；15蝸輪；16柱塞；17鋼球；18、19夾緊瓦；20彈簧；21底座；22圓錐滾子軸承；23調(diào)整套；24支座； 開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 1工作臺 2鑲鋼滾柱導(dǎo)軌 3、4夾緊瓦 5液壓缸 6活塞 7彈簧 8鋼球 9光柵 10、11軸承 12蝸桿 13蝸輪 14、16齒輪 15電機(jī)2.2.5 回轉(zhuǎn)工作臺與導(dǎo)軌導(dǎo)軌 摩擦系數(shù)很?。?.003左右），靜摩擦系數(shù)相差很小，運(yùn)動輕便靈活，所需功率小，精度好，無爬行。 運(yùn)動不受速度和負(fù)載的限制，低速無爬行，承載能力大，剛度好，油液有吸振作用，抗振性好，導(dǎo)軌摩擦發(fā)熱也小。 具有良好的摩擦特性、耐磨性及吸振性，目前在數(shù)