第七章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)

1、第七章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)第七章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)是指數(shù)控機(jī)床的本機(jī)，它包括主運(yùn)動傳動系統(tǒng)、進(jìn)給運(yùn)動傳動系統(tǒng)、自動換刀系統(tǒng)等。它是由傳動件、軸系、轉(zhuǎn)動部件、移動部件及導(dǎo)軌等構(gòu)成的。 用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，要求在保證質(zhì)量的前提下有更好的經(jīng)濟(jì)性。數(shù)控機(jī)床價格昂貴，每小時的加工費(fèi)用比傳統(tǒng)機(jī)床要高很多。為提高加工效率并獲得好的加工效果，數(shù)控機(jī)床使用的刀具、夾具、切削液等方面較普通設(shè)備都采取了改進(jìn)的措施。這些措施都會增加機(jī)床的負(fù)載，因而對機(jī)床的剛度和壽命提出了新的要求，機(jī)床的結(jié)構(gòu)必須具有很高的強(qiáng)度、剛度、抗振性和可靠性。 本章通過基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，將獲得以下知識。 (1) 掌握數(shù)控機(jī)床

2、機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求及特點。 (2) 掌握數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動部件機(jī)械結(jié)構(gòu)。 (3) 掌握數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動部件機(jī)械結(jié)構(gòu)。 學(xué)習(xí)要點 技能目標(biāo) 通過將數(shù)控銑床在切削加工時采用順銑與普通銑床在加工時選擇逆銑進(jìn)行對比分析，學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床較普通機(jī)床在機(jī)械系統(tǒng)中所具備的特點，掌握數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)不同部件的工作原理，同時提升分析問題的能力，具體如下。 (1)掌握從機(jī)械系統(tǒng)角度考慮工藝問題的能力。 (2)具備分析機(jī)械系統(tǒng)故障產(chǎn)生原因的能力。 項目案例導(dǎo)入 分析數(shù)控銑床加工時宜采用順銑的原因分析數(shù)控銑床加工時宜采用順銑的原因 如圖7.1所示，在刀具進(jìn)行數(shù)控銑削加工時通常采用順銑(downcut/downmilling)

3、加工，但普通設(shè)備通常采用逆銑(upcut/upmilling)加工，這是為什么？下面就通過本章的項目來一步步地揭開其中的奧秘。 項目任務(wù)分析 通過對本章知識的學(xué)習(xí)了解數(shù)控設(shè)備工作時主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動的機(jī)械系統(tǒng)工作原理，找出數(shù)控機(jī)床采用順銑加工的原因，設(shè)計工作過程如下。 (1) 學(xué)習(xí)并理解相關(guān)的基礎(chǔ)知識。 (2) 小組討論順銑加工和逆銑加工的區(qū)別，作為下一步工作的依據(jù)。 (3) 為了提高工作效率，制訂工作計劃。 (4) 闡述數(shù)控加工采用順銑加工的原因。 (5) 對工作過程進(jìn)行檢查與評估。 基 礎(chǔ) 知 識 數(shù)控設(shè)備機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成數(shù)控設(shè)備機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成 數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要組成部分與普通

4、機(jī)床相似，有以下幾部分。 (1) 主傳動系統(tǒng)及主軸部件，使刀具(或工件)產(chǎn)生主運(yùn)動。 (2) 伺服系統(tǒng)，以機(jī)械位置或速度為控制對象的自動控制系統(tǒng)。 (3) 進(jìn)給傳動系統(tǒng)，使工件(或刀具)產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動。 (4) 基礎(chǔ)部分，包括床身、立柱、拖板、工作臺等。 (5) 換刀裝置，實現(xiàn)刀具的自動更換。 (6) 輔助裝置，包括潤滑、冷卻、照明、排屑等系統(tǒng)。 (7) 特殊功能裝置，如質(zhì)量檢測等。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的變速方式 接觸式密封 非接觸式密封 主軸準(zhǔn)停換刀示意圖 主軸準(zhǔn)停鏜背孔示意圖 機(jī)械準(zhǔn)停原理示意圖 磁傳感器準(zhǔn)?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成 磁傳感器準(zhǔn)停時序 編碼器型主軸準(zhǔn)停結(jié)構(gòu) 數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停結(jié)構(gòu) 電機(jī)與

5、絲杠間的連接形式 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)墊片調(diào)隙式 螺紋調(diào)隙式 1、2鎖緊螺母齒差調(diào)隙式 滾珠絲杠的支承形式 偏心套式間隙消除機(jī)構(gòu) 圓柱齒輪軸向墊片間隙消除機(jī)構(gòu) 周向彈簧式調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1短柱；2彈簧；3、4薄片齒輪 可調(diào)拉簧式調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1、2薄片齒輪；3凸耳；4彈簧；5、6螺母；7螺釘斜齒輪調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1、2薄片齒輪；3寬齒輪；4調(diào)整螺母；5彈簧；6墊片錐齒輪軸向壓簧調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1、4錐齒輪；2、3鍵；5壓簧；6螺母；7傳動軸 錐齒輪周向彈簧調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1大片錐齒輪；2小片錐齒輪；3錐齒輪4鑲塊；5彈簧；6止動螺釘；7凸爪；8圓弧槽齒輪齒條的雙齒輪調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1、6小齒輪；2、5大齒輪；3、7齒條；4預(yù)載裝置導(dǎo)軌的截面形狀 燕尾導(dǎo)軌及其組合的間隙調(diào)整 1斜鑲條；2壓板；3直鑲條矩形導(dǎo)軌垂直方向間隙的調(diào)整 1壓板；2接合面；3調(diào)整螺釘；4調(diào)整墊片幾種提高連接剛度的結(jié)構(gòu) 本 章 小 結(jié) 至此完成了本章的知識學(xué)習(xí)和項目訓(xùn)練，主要內(nèi)容有以下5個方面。 (1) 理解數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求及特點。 (2) 學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動部件機(jī)械結(jié)構(gòu)。 (3) 學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動部件機(jī)械結(jié)構(gòu)。 (4) 學(xué)習(xí)自動換刀裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 (5)通過項目的訓(xùn)