数控机床的机械结构.ppt

1、数控机床结构与装配技术，数控技术部机构教研室，任务3数控机床机械结构，数控机床机械结构的主要特点，机械结构的基本要求，提高数控机床性能的措施，数控机床结构与装配技术，数控技术部机构教研室，熟悉数控车床机械结构，概述，数控机床结构与装配技术， 数控技术部机构教研室，数控机床结构及装配工艺，数控机床组成框图，数控机床结构及装配工艺，数控技术部机构教研室，机床本体是数控机床的主体部分。 它是一种用于完成各种切割过程的机械结构。数控设备发出的各种运动和动作指令必须由机床本身转换成真实准确的机械运动和动作，才能实现数控机床的功能，保证数控机床的性能要求。1、立式数控铣床、数控机床结构与装配工艺、数控技术

2、部机构教研室。主旋转系统包括动力源、传动部件和主运动执行机构主轴等。主旋转系统的功能是将驱动装置的运动和动力传递给执行机构，实现主切削运动。2.进给旋转系统包括动力源、传动部件、进给运动致动器工作台、刀架等。进给旋转系统的功能是将伺服驱动装置的运动和动力传递给执行机构，实现进给运动。1.数控机床机械结构的组成：数控机床结构和装配调整过程，数控技术部机械教研室，3。基础支撑包括床身、立柱、导轨、工作台等。基础支架的功能是支撑机床的主要部件，并在静止或运动时将它们保持在相对正确的位置。4.辅助装置包括自动换刀装置、液压气动系统、润滑和冷却装置等。1-轴头2-刀库3-立柱4-立柱底座5-工作台6-工

3、作台底座，小型立式加工中心外形图，数控机床结构及装配工艺，数控技术部机械教研室，5。实现工件旋转和分度定位的装置和附件，如旋转工作台。6.刀库、刀架和自动换刀装置。7.自动托盘交换设备。8.特殊功能装置，如刀具破损检测、精密检测和监控装置等。数控机床的结构、装配和调整过程，以及数控技术部的教研室都需要说明：其中，机床的基本部件、主传动系统、进给系统和液压、润滑、冷却等辅助装置是数控机床机体的基本组成部分，是必不可少的；其他部件根据数控机床的功能和需要进行选择。虽然数控机床本体的基本结构与传统机床非常相似，但数控机床与传统机床在功能和性能上有着巨大的差距，因此数控机床本体与传统机床在总体布局、结

4、构和性能上有许多明显的区别，并且有许多完全新颖的机械结构和部件适应数控机床的功能特点。一、数控机床结构及装配工艺，数控技术部机构教研室，二、数控机床机械结构的主要特点，结构简单、操作方便、自动化程度高，数控机床需要根据数控系统的指令自动完成进给速度、主轴速度、刀具轨迹等机床辅助技能的控制(如自动换刀、自动冷却)。必须用伺服进给系统代替普通机床的进给系统，并通过主轴调速系统实现主轴的自动变速。因此，与普通机床不同，它需要操作者通过手柄来调节和改变速度。操作机构比普通机床简单得多，许多机床甚至没有数控机床的结构和装配工艺，数控技术部机构教研室，广泛采用高效、无间隙的传动装置和新技术、新产品，数控机

5、床都是高速、高精度加工，进而简化机械结构的同时，也对机械传动装置和部件提出了更高的要求。高效无间隙传动装置和部件已广泛应用于数控机床中。如滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨等，不仅可以降低进给系统的摩擦阻力，提高传动效率；而且可以使运动稳定，获得更高的定位精度。特别是随着新材料、新工艺的推广应用，高速加工已经成为数控机床的发展方向之一。快进速度已经达到每分钟几十米甚至几百米，主轴速度已经达到每分钟几万甚至几十万转。采用电主轴、分支电机、直线滚动导轨等新产品和新技术势在必行。数控机床结构与装配工艺、数控技术部机构教研室、具有适应无人化和柔性化加工的特殊零件、“工艺复合”和“功能集成

6、”是无人化和柔性化加工的基本要求，也是当前数控机床最显著的特点和发展方向。因此，需要自动换刀装置(ATC)、电动刀架、自动换刀装置和自动润滑装置等特殊机械部件，有些机床还配有自动换刀装置(APC)。“功能集成”是目前数控机床的另一个重要发展方向。在现代数控机床中，自动换刀装置和自动换台装置已经成为基本设备。随着数控机床向无人化和柔性化加工方向发展，功能集成更多地体现在：工件自动装卸、自动定位、自动对刀、损伤检测、寿命管理、自动测量和工件自动补偿。因此，国外最近开发了一种所谓的“万能加工机床”，其重点在于突破传统机床的界限，集钻、铣、镗、车、磨于一体，大大提高了附加值，并且，数控机床结构与装配工

7、艺、数控技术部机械教研室，一方面对机械结构、零件、高速、高效、高精度加工要求高，无人管理与工艺复合，功能集成， 可以大大提高生产率，同时，这必然会使机器的启动时间和工作量增加，机器必须在高负荷下长时间可靠地工作。 因此，机床的各种部件和控制系统的可靠性非常高。另外，为了提高加工效率，充分发挥机床的性能，数控机床通常可以同时进行粗、精加工。这就要求机床技能既要满足大切削量粗加工机床的刚度、强度和抗震要求，又要满足精密加工机床对机床精度的要求。因此，数控机床主轴电机的功率普遍高于同规格的普通机床，主要零部件和基础零件的加工精度通常也高于普通机床，这也对机床各部件的动静态性能和热稳定性精度维护提出了

8、更高的要求。数控机床结构与装配技术，数控技术部，具有较高的静、动刚度和良好的抗震能力，而机床的刚度反映了机床机构抵抗变形的能力。机床变形引起的误差通常很难通过调整和补偿来完全解决。为了满足数控机床高效率、高精度、高可靠性和自动化的要求，数控机床应具有比普通机床更高的静刚度。另外，为了充分发挥机床的效率和增加切削量，有必要由于数控机床的主轴转速和快速进给远高于普通机床，且机床长期处于连续工作状态，电机、丝杆、轴承和导轨发热严重，高速切削产生的切屑影响使数控机床的热变性比普通机床严重得多。先进的数控系统虽然具有热变性补偿功能，但不能完全消除热变性对加工精度的影响，必须采取必要的措施将机床的热变性降

9、到最低。数控机床结构与装配技术，数控技术部机构教研室，具有高运动精度和良好的低速稳定性，使用伺服系统代替普通机床的进给系统是数控机床的主要特点。伺服系统的最小移动量(脉冲当量)通常仅为0.001毫米或更小。最小进给速度通常仅为1毫米/分钟或更低。这就要求进给系统具有高的运动精度、良好的跟踪性能和低速稳定性，以便对数控系统的位置指令做出准确的响应，并获得所需的定位精度。传动装置的间隙直接影响机床的定位精度。虽然间隙补偿和单向定位可以减少数控系统中的这种影响，但不能完全消除。特别是对于不均匀的间隙，为了获得更好的解决方案，有必要机械地消除间隙。数控机床结构与装配技术、数控技术部机构教研室，具有良好

10、的操作性、安全防护性能、方便舒适的操作性能，是操作人员共同关心的问题。在大多数数控机床中，刀具和工件的装卸、刀具和夹具的调整都需要由操作人员来完成，机床的维护更离不开人。此外，由于加工效率的提高，数控机床的工件装卸可能比普通机床更频繁，因此良好的操作性能是数控机床设计中必须解决的问题。数控机床是一种高度自动化的加工设备，具有复杂的动作和许多高速运动的零件。机床对联锁动作和安全保护性能的要求远远高于普通机床。同时，数控机床一般都有高压大流量冷却系统。为了防止切屑和冷却液的飞溅，数控机床通常应采用封闭和半封闭的保护形式，以提高保护性能。数控机床结构与装配工艺，数控技术部机构教研室，第四，提高数控机

11、床性能的措施，1。数控机床总体布局的合理选择，机床的总体布局直接影响机床的结构和性能。合理选择机床布局不仅可以使机械结构更简单、更合理、更经济，而且可以提高机床的刚度、应力、热稳定性和工作性能，使机床满足数控要求。工作台完成进给，数控机床结构和调整过程，数控技术部机构教研室，数控铣床四个布局方案适应工件重量和尺寸的不同。(a)适应较轻的工件；适应较大尺寸的工件；适应重工件；适应更重和更大的工件。1)数控机床的布局特点，(1)不同的布局适应不同的工件形状、尺寸和重量，工作台和铣头完成进给，数控机床的结构和装配工艺，数控技术部的机构教研室，数控铣床的四种布局方案适应不同的工件重量和尺寸。(a)适应

12、较轻的工件；适应较大尺寸的工件；适应重工件；适应更重和更大的工件。1)数控机床的布局特点，(1)不同的布局适应不同的工件形状、尺寸和重量，工作台和铣头完成多切削加工，数控机床的结构和装配工艺，机构教学和研究(a)适应较轻的工件；适应较大尺寸的工件；适应重工件；适应大而重的工件。1)数控机床的布局特点，(1)不同的布局适应不同的工件形状、尺寸和重量，数控机床结构和装配工艺，以及数控技术部机构教研室，2)不同的布局有不同的运动分布和加工范围，在数控镗铣床的三种布局方案中：(a)主轴垂直布置，上下移动加工工件顶面；(b)主轴水平设置，加工工作台上的分度台可配合加工工件的多面；(三)在(二)的基础上增

13、加一个数控转台，可以完成工件上更多内容的加工。数控机床结构和装配工艺，数控技术部机构教研室，3)不同布局有不同的机床结构性能，在数控卧式镗铣床上，(a)和(b)都是丁字床身布局，工作台支撑在床身上，具有良好的刚度和较强的承载能力；数控机床结构及装配调整过程，数控技术部机构教研室，3)不同的布局有不同的机床结构性能，在数控卧式镗铣床中，(c)、(d)工作台呈交叉布局，(c)主轴箱挂在单个立柱的一侧，使立柱承受偏心载荷，(d)主轴箱安装在机架立柱的中间，布局对称，受力后变形小，有利于提高加工精度。数控机床结构及装配工艺，数控技术部机构教研室，4)不同的布局影响机床操作的便利性，数控车床的不同布局方

14、案，(a)卧式床身-卧式滑板，床身具有良好的工艺性，便于加工导轨面，下部空间小，因此很难去除切屑，而刀架的水平放置增加了机床在宽度方向上的结构尺寸；数控机床结构及装配工艺，数控技术部机构教研室，4)不同的布局影响机床操作的方便性，(b)斜床身-斜滑板，也便于排屑，中小型数控车床床身倾角为60，大型数控车床采用75(c)卧式床身-斜滑板，卧式床身工艺性好，宽度方向尺寸小，排屑方便。2、数控机床结构与装配工艺，数控技术部机构教研室，2、提高结构的刚度抗振性能，结构的刚度直接影响机床的精度和动态性能。机床的刚度主要取决于机械系统部件的质量、刚度、阻尼、固有频率和载荷激励频率。提高机床结构刚度的主要措

15、施有：改进机械部件；通过平衡机制补偿部件退化；改进平行构件之间的连接形式；缩短传动链，适当加大传动轴，并预载轴承和滚珠丝杠等传动部件。一、数控机床结构及装配工艺，数控技术部机构教研室，1)提高刚度的措施：立柱结构，措施1，采用弯曲方形截面和扭转圆形截面或采用封闭床身，封闭整体箱体结构，数控机床结构及装配工艺，数控技术部机构教研室，措施2，合理布置支撑隔板的肋， 隔板的作用是将作用在支撑板上的局部荷载传递给其他墙板，使整个支撑承受荷载，提高支撑的刚度。 “T”形隔板的连接主要提高水平面的抗弯刚度，但对提高垂直面的抗弯刚度和抗扭刚度没有明显效果。它主要用于刚度要求低的床上。1)提高刚度的措施：数控机床结构和装配调整工艺，数控技术部机构教研室，“W”形分区，可以大大提高弯曲和，数控机床结构与装配技术，机构教研室，数控技术部，1)提高刚度的措施：对角拉筋，最高床身刚度，易排屑，数控机床结构与装配技术，数控技术部机构教研室，1)提高刚度的措施：措施3:增加导轨与支架连接部分的刚度，连接刚度为3360，称为支架连接刚度。数控机床结构与装配技术，数控技术部教研室措施4增加机床各部分的接触刚度和承载能力，通过刮削增加单位面积的接触点，并在结合面之间施加足够的预紧力以增加接触面积。1)提高刚度的措施：数控机床结构及装配调整技术，数控技术部机构教研室；1)提高刚度的措施：措施5。合理选择部件材