数控机床的结构要求ppt课件

1、高精度2、高速度3、高自动化,要求数控机床必须具有很高的强度、刚度和抗振性,因此，数控机床的功能要求和设计要求与普通机床有较大的差异。数控机床的结构设计要求可以归纳为如下几方面：1、具有大切削功率，高的静、动刚度和良好的抗振性能；2、具有较高的几何精度、传动精度、定位精度和热稳定性；3、具有实现辅助操作自动化的结构部件。,数控机床的结构要求,一、数控机床应具有更高的静、动刚度,1、提高刚度的原因在重载荷的作用下，机床的各部件、构件会受力变形，引起刀具和工件的相对位置的变化机床刚度差影响机床抗振性,机床的刚度是指在切削力或其他力作用下抵抗变形的能力,2、提高刚度的措施,合理选择支承件的结构形式,措施1支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭的圆截面或采用封闭型床身,封闭整体箱形结构,2、提高刚度的措施,措施2合理布置支承件隔板的筋条,隔板的作用是将作用于支承板的局部载荷传递给其它壁板,从而使整个支承件承受载荷,提高支承件的自身刚度,“T”形隔板连接，主要提高水平面抗弯刚度，对提高垂直面抗弯刚度和抗扭刚度不显著，多用在刚度要求不高的床身上,2、提高刚度的措施,“W”形隔板，能较大地提高水平面上的抗弯抗扭刚度，对中心距超过1500mm的长床身，效果最为显著,2、提高刚度的措施,“”形隔板，在垂直面和水平面上的抗弯刚度都比较高，铸造性能好，在大中型车床上应用较多,2、提高刚度的措施,斜向拉筋，床身刚度最高，排屑容易,措施3增加导轨与支承件的连接部分的刚度,2、提高刚度的措施,连接刚度:支承件在连接处抵抗变形的能力,称为支承件的连接刚度.,措施4增加机床各部件的接触刚度和承载能力,2、提高刚度的措施,采用刮研的方法增加单位面积上的接触点在结合面之间施加足够大的预加载荷，增加接触面积,合理的结构布局,2、提高刚度的措施,合理的结构布局,2、提高刚度的措施,采用补偿变形的措施,2、提高刚度的措施,测出受力点的相对变形的大小和方向，或者预知构件的变形规律，就可采取补偿变形的方法消除受力变形的影响,合理选用构件的材料,措施1床身、立柱等支承件采用钢板或型钢焊接增加刚度、减轻重量、提高抗振性,2、提高刚度的措施,铸件:容易获得复杂结构的支承件，铸铁的内摩擦力大,阻尼系数大，振动的衰减性能好，成本低。铸件的周期较长,需做木模，易产生缩孔、气泡等缺陷。,焊接件：钢材的强度比铸铁高，质量可比铸件减轻20%-50%，不需要木模和浇注，生产周期短，不易出现废品。,措施2采用封砂床身结构,2、提高刚度的措施,在铸件中不清除砂心，在焊接件中灌注混凝土或砂增加摩擦阻力,人造大理石床身（混凝土聚合物）,措施3采用混凝土、树脂混凝土或人造花岗岩作支承件的材料,2、提高刚度的措施,天然大理石床身,2、提高刚度的措施,二、减少机床的热变形,1、产生热变形的原因,内外热源的影响不能人工修正热变形误差,2、减少热变形的措施,减少发热将热源从主机中分离出去,措施1主运动采用直流或交流调速电动机进行无级调速减少传动轴和传动齿轮数量减少主传动箱内的发热量,措施2采用低摩擦系数的导轨和轴承采用滚动导轨、静压导轨或滚动轴承,进行热变形补偿,2、减少热变形的措施,控制温升,措施通过散热和冷却方法,改善机床结构,措施1采用对称原则设计数控机床结构措施2使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上措施3采用排屑系统措施4将热源置于易散热的位置,三、减少运动副的摩擦，提高传动精度,措施1采用滚动导轨或静压导轨来减少摩擦副之间的摩擦,措施2采用滚珠丝杠或无间隙齿轮传动减小摩擦,滚珠丝杠螺母副+滚动导轨副,四、提高机床寿命和精度保持性,措施1采用耐磨性好的零部件,措施2机床运动部件间具有良好的润滑,五、自动化的机构、宜人的操作性,便于操作的机床结构,六、安全防护和宜人的造型,数控机床大都采用机、电、液、气一体化布局，全封闭或半封闭防护，机械结构大大简化，易于操作及实现自动化。,结束,主轴,冷却风管,对机床热源进行强制冷却,主轴,冷却风管,对机床热源进行强制冷却,对称结构立柱,措施1采用对称原则设计数控机床结构,措施