第2章數(shù)控機(jī)床

1、第第2章章 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理 2.1 認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床 2.2 數(shù)控機(jī)床典型部件數(shù)控機(jī)床典型部件本章的地位本章的地位輸入/輸出裝置數(shù)控裝置主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輔助控制裝置反饋系統(tǒng)機(jī)床本體伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 2.1.1 數(shù)控車床1普通數(shù)控車床 普通數(shù)控車床是機(jī)械制造業(yè)擁有量較多的一種車床，通常稱之為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。2.1 認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床CK6136數(shù)控車床 2全機(jī)能數(shù)控車床 一般采用45傾斜床身，具有回轉(zhuǎn)式刀塔，使用滾動(dòng)導(dǎo)軌支承刀塔溜板，通常稱之為全功能數(shù)控車床。 2.1 認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床 全機(jī)能數(shù)控車床 3車削加工中心 車削加工中心帶車削加工中心帶動(dòng)力頭、主軸具有動(dòng)力頭、主軸具有旋轉(zhuǎn)進(jìn)給功

2、能（旋轉(zhuǎn)進(jìn)給功能（C軸）軸）的數(shù)控車床，常用的數(shù)控車床，常用作精加工使用，其床身均為傾斜結(jié)構(gòu)。作精加工使用，其床身均為傾斜結(jié)構(gòu)。2.1 認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床車削中心 2.1.2 數(shù)控鏜銑床1數(shù)控銑床 數(shù)控銑床為三軸控制加工機(jī)床，與數(shù)控車床不同，其主運(yùn)動(dòng)由定尺寸刀具完成，加工過程所需的運(yùn)動(dòng)軌跡由X、Y、Z三軸共同運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。 2.1 認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床數(shù)控銑床2鏜銑加工中心 2.1 認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床 臥式鏜銑中心龍門式鏜銑中心 2.1.3 其它數(shù)控機(jī)床其它數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控沖床等數(shù)控線切割機(jī)床2.2 數(shù)控機(jī)床典型部件2.2.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.2.4 進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)間隙的消除2.2.2 數(shù)控機(jī)床

3、主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件 2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)2.2.5 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與導(dǎo)軌2.2.6 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀裝置2.2.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)組成機(jī)床基礎(chǔ)部件（床身、立柱、工作臺(tái)等 ）主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)裝置系統(tǒng)（數(shù)控工作臺(tái)、分度工作臺(tái)） 輔助功能系統(tǒng)和裝置（液壓、氣動(dòng)、潤滑、冷卻等系統(tǒng)及排屑、 防護(hù)裝置和刀架、自動(dòng)換刀裝置） 特殊功能裝置（監(jiān)控裝置、加工過程圖形顯示、精度檢測等） 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 模塊化的設(shè)計(jì) 靜、動(dòng)剛度高 抗振性高 熱穩(wěn)定性好 運(yùn)動(dòng)件間的摩擦特性好、傳動(dòng)件間的傳動(dòng)間隙小 自動(dòng)化程度高、操作方便 2.2.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2.2.

4、2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 及主軸部件 與普通機(jī)床比較，數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)具有下列特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高、功率大。變速范圍寬，可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。具有較高的精度和剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)。具有特有的刀具安裝結(jié)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 及主軸部件 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)定義：由主軸電機(jī)、傳動(dòng)元件和主軸構(gòu)成的具有運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)聯(lián)系的系統(tǒng)稱為主 傳動(dòng)系統(tǒng)。 三種傳動(dòng)形式帶有變速齒輪的主傳動(dòng) 通過帶傳動(dòng)的主傳動(dòng) 由調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng) 2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 及主軸部件 主要應(yīng)用在小型數(shù)控機(jī)床上，可克服齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)與噪聲，但只能適用于低扭矩特性要求的主軸。 是大、中型數(shù)控機(jī)床采用較多的

5、傳動(dòng)變速方式。 這種主傳動(dòng)方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，主軸轉(zhuǎn)速高，但主軸輸出扭矩較小，電機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸的精度影響較大。 （帶有變速齒輪的主傳動(dòng)） （通過帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)） （由調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)） 2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 及主軸部件 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 數(shù)控機(jī)床的主軸部件是主運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件，負(fù)責(zé)夾持刀具或零件，并帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。主軸部件包括主軸、主軸支撐以及安裝在主軸上的傳動(dòng)零件，對(duì)于具有換刀功能的數(shù)控機(jī)床還有刀具自動(dòng)裝卸及吹屑裝置、主軸準(zhǔn)停裝置等。 2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 及主軸部件 主軸端部結(jié)構(gòu)2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 及主軸部件 主

6、軸的支撐中小型數(shù)控機(jī)床的主軸部件 重型數(shù)控機(jī)床 高精度數(shù)控機(jī)床 滾動(dòng)軸承 液體靜壓軸承 氣體靜壓軸承 轉(zhuǎn)速達(dá)（210）104r/min的主軸可采用磁力軸承或陶瓷滾珠軸承。 2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 及主軸部件 采用滾動(dòng)軸承時(shí)的幾種配置形式這種配置可提高主軸的綜合剛度，滿足強(qiáng)力切削的要求，普遍應(yīng)用于各類數(shù)控機(jī)床。 適用于中等精度、低速與重載荷的數(shù)控機(jī)床主軸。適用于高速、重載的主軸部件。 適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機(jī)床主軸。 (c)(b)(a)(d)2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 及主軸部件 刀具自動(dòng)夾緊、切屑清除及主軸準(zhǔn)停裝置2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制

7、的直接對(duì)象，它的進(jìn)給系統(tǒng)一般具有以下特點(diǎn)：摩擦力小系統(tǒng)穩(wěn)定動(dòng)精度和剛度高運(yùn)動(dòng)部件慣量小數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)的特點(diǎn)2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 在中、小型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中，滾珠絲杠螺母副的應(yīng)用較為普遍。滾珠絲杠螺母副內(nèi)循環(huán)外循環(huán)2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)滾珠絲杠螺母副 雙螺母消隙單螺母消隙墊片調(diào)隙式 螺紋調(diào)隙式 齒差調(diào)隙式 軸向間隙的消除墊片調(diào)隙式螺紋調(diào)隙式齒差調(diào)隙式單螺母消隙2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠的安裝滾珠絲杠螺母副安裝到機(jī)床時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 絲杠的軸線必須和與之配套導(dǎo)軌的軸線平行，機(jī)床的兩端軸承座與螺母座必須 三點(diǎn)成一線。 安裝螺母時(shí)，盡量靠近

8、支撐軸承。 安裝支撐軸承時(shí)，盡量靠近螺母安裝部位。 滾珠絲杠安裝到機(jī)床時(shí)，請不要把螺母從絲杠上卸下來。如必須卸下來時(shí)要使用輔助套，否則裝卸時(shí)滾珠有可能脫落。螺母裝卸時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 輔助套外徑應(yīng)小于絲杠底徑0.10.2mm。 輔助套在使用中必須靠緊絲杠螺 紋軸肩。 卸裝時(shí)，不可用力過大，以免螺母損壞。 裝入安裝孔時(shí)要避免撞擊和偏心。 2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)滾珠絲杠螺母副 軸承的選擇與支承配置 滾珠絲杠專用軸承 滾珠絲杠的支承配置 一端固定一端自由的支承形式一端固定一端浮動(dòng)的支承形式兩端固定的支承形式 2.2.3 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠的防護(hù) 若滾珠絲杠副在機(jī)床

9、上外露，則應(yīng)采用防護(hù)罩防護(hù)：用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管、錐形套管、折疊式的塑料或人造革等形式的防腐蝕及耐油的防護(hù)罩。 如果滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈對(duì)螺母進(jìn)行密封，密封圈厚度為螺母的23倍，裝在滾珠螺母的兩端。密封圈有接觸式和非接觸式兩種。 2.2.4 進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)間隙的消除傳動(dòng)齒輪間隙的消除 剛性調(diào)整法調(diào)整后齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒?(c)(b)(a)寬齒輪寬齒輪墊片薄片齒輪2薄片齒輪1AA墊片齒輪電機(jī)偏心套2.2.4 進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)間隙的消除傳動(dòng)齒輪間隙的消除 柔性調(diào)整法 調(diào)整之后，齒側(cè)間隙可以自動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整方法。 2.2.4 進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)間隙的消除鍵連接間隙的消除 傳動(dòng)件

10、外彈性錐形脹套內(nèi)彈性錐形脹套圓環(huán)螺釘軸鍵連接間隙的消除方法 無鍵連接結(jié)構(gòu) 2.2.5 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與導(dǎo)軌數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度工作臺(tái) 開環(huán)閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 1偏心環(huán)；2、6齒輪；3電機(jī)；4蝸桿；5墊圈；7調(diào)整環(huán)；8、10微動(dòng)開關(guān)；9、1l擋塊；12、13軸承；14液壓缸；15蝸輪；16柱塞；17鋼球；18、19夾緊瓦；20彈簧；21底座；22圓錐滾子軸承；23調(diào)整套；24支座； 開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 1偏心環(huán)；2、6齒輪；3電機(jī)；4蝸桿；5墊圈；7調(diào)整環(huán)；8、10微動(dòng)開關(guān)；9、1l擋塊；12、13軸承；14液壓缸；15蝸輪；16柱塞；17鋼球；18、19夾緊瓦；20彈簧；21底座；22圓錐滾子軸承；23調(diào)整套；24支座； 開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 1工作臺(tái) 2鑲鋼滾柱導(dǎo)軌 3、4夾緊瓦 5液壓缸 6活塞 7彈簧 8鋼球 9光柵 10、11軸承 12蝸桿 13蝸輪 14、16齒輪 15電機(jī)2.2.5 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與導(dǎo)軌導(dǎo)軌 摩擦系數(shù)很?。?.003左右），靜摩擦系數(shù)相差很小，運(yùn)動(dòng)輕便靈活，所需功率小，精度好，無爬行。 運(yùn)動(dòng)不受速度和負(fù)載的限制，低速無爬行，承載能力大，剛度好，油液有吸振作用，抗振性好，導(dǎo)軌摩擦發(fā)熱也小。 具有良好的摩擦特性、耐磨性及吸振性，目前在數(shù)