数控机床的结构要求 PPT课件

1、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,2020/7/28,1,一、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

2、020/7/28,2,2、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,2020/7/28,3,2、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,2020/7/28,4,2、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,2020/

3、7/28,5,2、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,2020/7/28,6,2、提高刚度的措施,斜向拉筋，床身刚度最高，排屑容易,2020/7/28,7,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.,2020/7/28,8,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,2020/7/28,9,合理的结构布局,2、提高刚度的措施,2020/7/2

4、8,10,合理的结构布局,2、提高刚度的措施,2020/7/28,11,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,2020/7/28,12,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

5、品。,2020/7/28,13,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,2020/7/28,14,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,2020/7/28,15,天然大理石床身,2、提高刚度的措施,2020/7/28,16,二、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,2020/7/28,17,2、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

6、 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,2020/7/28,18,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,2020/7/28,19,三、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,2020/7/28,20,四、提高机床寿命和精度保持性

7、,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,2020/7/28,21,五、自动化的机构、宜人的操作性,便于操作的机床结构,2020/7/28,22,六、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。,2020/7/28,23,2020/7/28,24,结束,2020/7/28,25,主轴,冷却风管,对机床热源进行强制冷却,2020/7/28,26,主轴,冷却风管,对机床热源进行强制冷却,2020/7/28,27,对称结构立柱,措施1 采用对称原则设计数控机床结构,2020/7/28,28,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,2020/7/2