《计算机数控技术》

计算机数控技术，第6章数控机床的机械结构，第6章数控机床的机械结构，1。数控机床要求高精度、动态刚度和良好的结构抗振性；良好的热稳定性；高运动精度和低速运动稳定性；完全符合人性的要求。第六章数控机床的机械结构2。数控机床的布局特点数控机床的布局是指机床机械结构部件相对安装位置的总体规划。1.数控机床机械结构机床基本部件：床身、底座、立柱、横梁，工作台主运动系统(主轴)进给传动系统的辅助功能部件：刀架，如气动、润滑、冷却、排屑、保护等。或特殊功能装置，如自动换刀装置(ATC)的自动托盘交换装置(APC，AWC):刀具破损监控、精度检测等。第六章数控机床的机械结构2。数控机床的功能和性能要求布局结构高度自动化：自动保证稳定的加工精度、高精度、高功率、高速度：简化传动机构数控机床集高精度和重切削于一体，因此对传动部件和基础部件的结构和刚度、工艺复合和功能集成提出了更高的要求：工艺复合是指“一次装夹、多工序加工”，功能集成是指“一机多用”，增加了高可靠性的附件和辅助设备。第六章数控机床的机械结构。3.影响数控机床总体布局的因素(1)数控机床总体布局和工艺因素表面成形方法对总体布局的影响：数控车床、数控铣床和数控齿轮加工机床的工序集中：加工中心、五面加工机床和车铣复合机床等工件的尺寸和重量对布局的影响：小型、中型、大型和重型数控机床，第六章数控机床的机械结构，(2)总体布局和刀库配置圆盘刀库、链式刀库等。(3)总体布局和操作、操作方便、使用方便等。(4)总体布局及其他机电一体化结构、全封闭结构，第六章数控机床机械结构，第三章。数控机床的主要运动部件。主运动系统的定义、功能和组成：指驱动主轴运动的系统。主轴：指驱动刀具和工件旋转，产生切削运动，消耗最大功率的运动轴。功能：动力传递：切割加工所需的动力传递运动的传递：切割加工所需的运动控制的传递：控制主运动在大、小方向的启动和停止。第六章数控机床的机械结构，组成：动力源：电机传动系统：定比传动机构、变速装置、运动控制装置：离合器、制动器等执行机构：主轴2。对主传动系统的要求：高功率、宽速度范围、高多样性的控制功能，第六章数控机床机械结构，3。主运动的配置形式及驱动电机的特点(1)通用电机-机械变速系统-主轴部件：能满足各种切削运动的扭矩输出要求，但变速范围不大。由于切削速度的选择受到逐步速度变化的限制，而且结构复杂，目前只有少数经济型数控机床采用了这种结构，而其他机床很少采用。第六章数控机床的机械结构，(2)变频器-交流电机-1 2机械变速-主轴部件的配置结构简单，安装调试方便，能够满足传动中转速和转矩的输出要求，但其速度范围和特性不如交流和DC主轴电机系统。主要用于经济型或中低档数控机床。第六章数控机床的机械结构，(3)交流和DC主轴电机-主轴部件的配置同上，但电机为交流和DC主轴电机，性能较好。其速度范围广，最高转速可达8000转/分其缺点是电机运行产生的振动和热量会直接影响主轴。因此，主轴组件的整体平衡、温度控制和冷却是内置电机主轴的关键问题。第6章是数控机床的机械结构，用于车床的电主轴，第6章是数控机床的机械结构，第6章是数控机床的机械结构，第4章是主轴部件的一般功能(1):夹紧工件或刀具以实现切削运动。传递运动和切割所需的动力。组成：主轴、支架、传动部件、夹紧工具或工件的附件及辅助部件。第六章数控机床的机械结构要求：高精度主轴。包括安装刀具或夹紧工件的夹具的运动精度(旋转精度、轴向连续运动)和定位精度(轴向和径向)。部件的结构刚度和抗振性良好。更低的工作温升和更好的热稳定性。零件的耐磨性和精度保持性良好。除上述要求外，工具或工件的自动可靠夹紧还应包括工具的自动夹紧装置、主轴的准停止装置、主轴孔的清洁装置等。第六章数控机床的机械结构，(2)主轴部件的结构端用于安装夹紧工件的工具或夹具。因此，必须确保工具或夹具的准确定位、可靠牢固的夹紧以及方便的装卸。第六章数控机床的机械结构4。数控机床进给运动系统1。进给系统机械传动结构(1)进给系统的功能有助于完成加工表面的成形运动，并传递所需的运动和动力。(2)进给系统的机械部分由传动机构、运动转换机构、导向机构、执行机构(工作台)、传动机构：齿轮传动、同步带传动、运动转换：丝杠螺母副、蜗杆齿条副、齿轮齿条副等导向机构：导轨(滑动导轨、滚动导轨、静压导轨)、第六章数控机床的机械结构、第六章数控机床的机械结构。 (3)主要要求减少摩擦，采用摩擦力和静摩擦力相差较小的传动部件和导轨，以提高传动精度和刚度，消除传动间隙，增加传动系统的刚度，减少运动惯性的快速响应，减少运动部件的质量，第六章数控机床的机械结构，2。 旋转工作台的定义和分类定义(1):实现圆周进给和分度运动工作台的分类：分度工作台：实现工作台的定角旋转运动，即分度、分度和定位工作。数控转台：除了分度和分度功能外，还可以实现数控圆周进给运动。第六章，数控机床的机械结构，(2)分度台的工作原理：根据控制系统的指令自动进行分度，每次分度转动一定的角度，如(1，5，10，15，30，45，90，180)。分类：根据定位元素点(螺栓定位；向后定位；齿盘的定位；钢球定位)，第6章数控机床的机械结构，3。导轨(1)导轨导轨：直线运动-直线导轨；圆周运动轴承支架和轴承(2)数控机床中常用的导轨形式的塑料导轨：滑动摩擦滚动导轨：滚动摩擦静压导轨：液体摩擦，第六章数控机床的机械结构，(3)具有一定导向精度的导轨的基本要求；良好的摩擦特性：摩擦系数小(灵敏度高)，动静摩擦系数差异小(低速稳定性好)；良好的阻尼特性(高速下无振动)；足够的刚性和强度；准确度保持良好。第6章数控机床的机械结构第6章数控机床的机械结构第5部分数控机床的换刀装置第1部分概述(1)什么是自动换刀装置：存储一定数量的刀具并完成自动换刀功能的装置。自动换刀(2)为什么需要自动换刀：缩短非切削时间，提高生产率，将非切削时间减少到20% 30%；“工艺集中”扩大数控机床的技术范围，减少设备占地面积；提高加工精度；第六章数控机床的机械结构，(3)数控机床的ATC要求：换刀时间尽可能短；刀具重复定位精度高；切割工具的储存足够；结构紧凑，易于制造、维护和调整；布局要合理，使机床的整体布局美观大方。刚性好，避免冲击、振动和噪音，运行安全可靠；去屑防尘装置。第六章数控机床的机械结构2。自动换刀装置的形式(1)旋转刀架换刀装置，第6章数控机床的机械结构，第6章数控机床的机械结构，(2)主轴换刀装置的更换，第6章数控机床的机械结构，(3)主轴箱换刀装置的更换，第6章数控机床的机械结构，(4)刀库换刀装置的更换，第6章数控机床的机械结构， (5)带刀库的自动换刀系统这种换刀装置由四部分组成：刀库、选刀机构、换刀机构和主轴上的自动装卸刀机构。 刀库可以安装在机床的工作台、立柱或主轴箱上，也可以作为独立部件安装在机床外部。这种刀具更换器使用最广泛。第六章数控机床的机械结构刀库安装在机床的工作台上。该刀具更换器直接利用机床本身和刀具库的运动来更换刀具。当某个刀具完成加工并退出工件时，自动换刀将开始。第六章数控机床的机械结构在当今的中小型加工中心，刀库不是安装在工作台上，而是安装在立柱上的支架上。刀库用于平行于X方向移动，主轴在支架导轨上上下移动，实现换刀。第6章数控机床的机械结构第6章数控机床的机械结构当刀库容量大、工具重或机床整体布局时，刀库