數(shù)控技術應用-數(shù)控機床機械構造高效培訓教案

1、數(shù)控技術應用-數(shù)控機床機械構造高效培訓教案13254主運動系統(tǒng)對機械結構的一般要求進給傳動系統(tǒng)其它輔助功能部件6本章小結1 數(shù)控機床機械結構組成Components床身部件根底件、支承部件底座、立柱、橫梁、工作臺主軸spindle部件進給feeding傳動部件輔助功能部件 氣動、潤滑、冷卻、排屑、防護等特殊功能裝置刀架或自動換刀裝置ATC自動托盤交換裝置APC、AWC刀具破損監(jiān)控、精度檢測等1 數(shù)控機床機械結構組成Components1 數(shù)控機床機械結構組成Components1 數(shù)控機床機械結構組成Components1 數(shù)控機床機械結構組成Components2 對機械結構的一般要求Gen

2、eral Requirements平安防護和人性化的造型 合理選擇支承件的結構形式合理選用構件的材料合理的結構布局采用補償變形的措施足夠的結構剛度盡量少的熱變形減少機內發(fā)熱改善散熱和隔熱條件合理設計機床的結構與布局進行熱變形補償3 主運動系統(tǒng)Cutting Motion System主運動系統(tǒng) 指驅動主軸運動的系統(tǒng)。主軸 帶動刀具和工件旋轉，產生切削運動且消耗功率最大的運動軸。傳遞切削加工所需要的動力和的主運動控制主運動的速度大小、方向、啟停等運動狀態(tài)Spindle3 主運動系統(tǒng)Cutting Motion SystemA 組成動力源 電機傳動系統(tǒng) 定比傳動機構、變速裝置運動控制裝置 離合器、

3、制動器等執(zhí)行件 主軸B 對主運動系統(tǒng)的要求 動力功率高 高速強力切削 可達250kw調速范圍寬 調速范圍 10010000 無級調速；恒功率恒扭矩的調速范圍；速度穩(wěn)定性。 控制功能的多樣化 C軸控制功能；同步控制功能；主軸準停功能；恒線速切削功能 性能要求高 電機過載能力；電機轉速波動要?。凰俣软憫?，升降速時間要短；電機溫升低，振動和噪音?。豢煽啃愿?，壽命長，維護容易；體積小，重量輕，與機床聯(lián)接容易。3 主運動系統(tǒng)Cutting Motion System3 主運動系統(tǒng)Cutting Motion SystemC 配置形式普通電機機械變速主軸部件變頻器交流電機機械變速主軸部件交、直流主軸電

4、機同步齒形帶主軸部件電主軸一體化主軸、內裝式主軸電機 D 主軸部件端部結構 刀具的裝夾支承部件 軸承組；滾動軸承；滑動軸承；靜壓軸承；磁力軸承；etc準停裝置3 主運動系統(tǒng)Cutting Motion System4 進給系統(tǒng)Feeding SystemA 組成進給系統(tǒng)協(xié)助完成加工外表的成形運動，傳遞所需運動及動力。傳動機構+運動變換機構+導向機構+執(zhí)行件工作臺傳動機構：齒輪傳動、同步帶傳動運動變換：絲杠螺母副、蝸桿齒條副、齒輪齒條副等導向機構：導軌滑動導軌、滾動導軌、靜壓導軌工作臺導軌副4 進給系統(tǒng)Feeding SystemB 對進給系統(tǒng)的要求 摩擦力小 采用摩擦力及動靜摩擦力差值較小的傳

5、動件及導軌。 傳動精度和剛度高 消除傳動間隙，增加傳動系統(tǒng)剛度。運動慣量小 減小運動部件質量，響應快速。4 進給系統(tǒng)Feeding SystemC 齒輪傳動系統(tǒng)功用特點：扭矩匹配；慣量匹配；脈沖當量匹配；降速重點注意傳動間隙的消除：消除反向間隙，提高傳動精度使嚙合狀態(tài)輪齒的兩側均處于接觸狀態(tài)偏心軸調整、軸向墊片調整剛性軸向壓簧調整、周向壓簧調整柔性4 進給系統(tǒng)Feeding SystemD 絲桿螺母副 滑動絲杠螺母副 舊機床數(shù)控化改造、經濟型 滾珠絲杠螺母副 廣泛采用、普及型、高檔型靜壓絲杠螺母副 用于高精度數(shù)控機床功用：將旋轉運動變換成直線運動4 進給系統(tǒng)Feeding SystemD 滾珠

6、絲桿工作原理：絲桿旋轉，滾珠在封閉滾道內沿滾道滾動、迫使螺母軸向移動。ball screw4 進給系統(tǒng)Feeding SystemD 滾珠絲桿滾珠循環(huán)方式 1：外循環(huán) 在循環(huán)過程中回珠時與絲杠脫離接觸的結構；采用弧形銅管形成滾珠返回通道，由彎管的端部引導滾珠。4 進給系統(tǒng)Feeding System滾珠循環(huán)方式 2 : 內循環(huán) 滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠保持接觸的結構。采用圓柱凸鍵反向器實現(xiàn)滾珠循環(huán)，反向器嵌入螺母內部。D 滾珠絲桿4 進給系統(tǒng)Feeding System內循環(huán)與外循環(huán)的比較外循環(huán)方式制造工藝簡單、應用廣泛，但螺母徑向尺寸較大，因用彎管端部作擋珠器，易磨損，噪音較大。內循環(huán)螺母

7、結構緊湊，定位可靠，剛性好，不易磨損，反回滾道短，不易發(fā)生滾珠堵塞，摩擦損失小。缺點是結構復雜、制造較困難。 D 滾珠絲桿4 進給系統(tǒng)Feeding System滾珠絲杠螺母副的選用機床精度選用滾珠絲杠精度機床載荷選定絲杠尺寸參數(shù)校核驗算：扭轉剛度、壓曲剛度 臨界轉速、工作壽命D 滾珠絲桿4 進給系統(tǒng)Feeding System校核計算的模型D 滾珠絲桿4 進給系統(tǒng)Feeding System常見的支承形式一端裝止推軸承另一端自由D 滾珠絲桿4 進給系統(tǒng)Feeding System常見的支承形式一端裝止推軸承另一端裝向心球軸承D 滾珠絲桿4 進給系統(tǒng)Feeding System常見的支承形式兩

8、端裝雙止推軸承D 滾珠絲桿4 進給系統(tǒng)Feeding System常見的支承形式兩端裝單止推軸承D 滾珠絲桿4 進給系統(tǒng)Feeding System預緊以及間隙調整墊片法螺紋法齒差法D 滾珠絲桿4 進給系統(tǒng)Feeding SystemE 回轉工作臺能實現(xiàn)周向進給和分度運動的工作臺分度工作臺實現(xiàn)工作臺的定角度回轉運動，即分度、轉位和定位工作。數(shù)控回轉工作臺除了分度和轉位的功能之外，還能實現(xiàn)數(shù)控圓周進給運動。rotary table4 進給系統(tǒng)Feeding SystemE 回轉工作臺工作過程：定位夾緊機構松開工作臺抬起工作臺進行分度回轉運動接近目標位置時電機減速、停機實現(xiàn)粗定位工作臺下降，上、下

9、齒盤重新嚙合，實現(xiàn)精定位完成定位夾緊。4 進給系統(tǒng)Feeding SystemF 數(shù)控機床導軌導向：直線運動直線導軌；圓運動軸承支承、承載塑料導軌：滑動摩擦滾動導軌：滾動摩擦靜壓導軌：液體摩擦guide，rail，track4 進給系統(tǒng)Feeding SystemF 數(shù)控機床導軌對導軌的根本要求 一定的導向精度 良好的摩擦特性 摩擦系數(shù)小(靈敏度)，動靜摩擦系數(shù)之差小(低速平穩(wěn)性) 阻尼特性好 高速時不振動 足夠的剛度和強度 良好的精度保持性4 進給系統(tǒng)Feeding SystemF 數(shù)控機床導軌塑料導軌貼塑涂塑4 進給系統(tǒng)Feeding SystemF 數(shù)控機床導軌滾動導軌rolling guide4 進給系統(tǒng)Feeding SystemF 數(shù)控機床導軌4 進給系統(tǒng)Feeding System5 其它機械結構Other Components輔助功能部件 氣動、潤滑、冷卻、排屑、防護等特殊功能裝置刀架或自動換刀裝置ATC