数控机床结构课件.pptVIP

第6章数控机床的机械结构第6章数控机床的机械结构6.1概述6.2数控机床的主轴部件6.3数控机床的进给传动系统6.4数控机床的自动换刀装置6.5数控机床的回转工作台思考与练习题

第6章数控机床的机械结构6.1概述1.数控机床机械结构的主要组成由于数控机床主轴驱动、进给驱动和CNC技术的发展，以及为适应高效率生产的需要，数控机床的机械结构已经从初期对通用机床局部结构的改进，逐步发展到形成数控机床的独特的机械结构。数控机床的机械结构主要由下列各部分组成：(1)机床基础部件，又称为机床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座和工作台等。

第6章数控机床的机械结构(2)主运动传动系统。(3)进给运动传动系统。(4)实现某些部件动作的辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、防护等装置。(5)刀架或自动换刀（ATC）。(6)工件实现回转、定位装置和附件，如数控回转工作台。(7)特殊功能装置，如刀具破损监控、精度检测和监控装置。(8)各种反馈装置和元件。

第6章数控机床的机械结构2.数控机床机械结构的主要特点(1)高刚度。(2)高灵敏性。(3)高抗振性。(4)热变形小。(5)高精度保持性。(6)高可靠性。(7)工艺复合化和功能集成化。

第6章数控机床的机械结构6.2数控机床的主轴部件6.2.1数控机床的主传动系统1．对数控机床主传动系统的要求(1）调速范围:各种不同的车床对调速范围的要求不同。多用途、通用性大的机床要求主轴的调速范围大，不但有低速大转矩功能，而且还要有较高的速度，如车削加工中心。(2）热变形:电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小的热变形是对主传动系统要求的重要指标。

第6章数控机床的机械结构(3）主轴的旋转精度和运动精度:主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下测量主轴前端和300mm处的径向和轴向跳动值。主轴在工作速度旋转时测量上述两项精度称为运动精度。数控车床要求有高的旋转精度和运动精度。(4）主轴的静刚度和抗振性:由于数控机床加工精度较高，主轴的转速又很高,因此对主轴的静刚度和抗振性要求较高。主轴的轴径尺寸、轴承类型及配置方式，轴承预紧量大小，主轴组件的质量分布是否均匀及主轴组件的阻尼等对主轴组件的静刚度和抗振性都会产生影响。

第6章数控机床的机械结构(5）主轴组件的耐磨性:主轴组件必须有足够的耐磨性，使之能够长期保持精度。凡有机械摩擦的部件，如轴承、锥孔等都应有足够高的硬度，轴承处还应有良好的润滑。

第6章数控机床的机械结构2．数控机床主传动系统配置方式数控机床的主传动要求具有较宽的调速范围，以保证在加工时能选用合理的切削用量，并获得最佳的表面加工质量、精度和生产率。数控机床的调速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作要求。在主传动系统中，目前多采用交流主轴电动机和直流主轴电动机无级调速系统，为扩大调速范围，适应低速大转矩的要求，也经常采用齿轮有级调速和电动机无级调速相结合的调速方式。数控机床主传动系统主要有四种配置方式，如图6-1所示。

第6章数控机床的机械结构图6-1数控机床主传动的四种配置方式(a）齿轮变速;(b）带传动;(c）两个电动机分别驱动;(d）内装电动机主轴传动结构

第6章数控机床的机械结构6.2.2主轴部件主轴是机床的重要部件，其结构的先进性已成为衡量机床水平的标志之一。因此，合理地选择主轴结构十分重要。数控机床的主轴部件一般包括主轴、主轴轴承和传动件等。对于加工中心，主轴部件还包括刀具自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴装刀孔吹净装置。1．主轴轴承的配置形式(1)前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60°角接触双列向心推力球轴承，后支承采用向心推力球轴承，如图6-2(a)所示。该种配置形式的主轴刚性好，可以满足强力切削的要求，广泛应用于各类数控机床的主轴。

第6章数控机床的机械结构图6-2数控机床主轴轴承配置形式

第6章数控机床的机械结构(2)前支承采用高精度双列向心推力球轴承，如图6-2(b)所示。该种配置形式的承载能力小，适应于高速、轻载和精密的数控机床主轴。(3)前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承采用单列圆锥滚子轴承，如图6-2(c)所示。该种配置的承载能力强，安装和调整方便，但主轴的转速不能太高，适用于中等精度、低速和重载的数控机床。在主轴的结构上必须处理好卡盘或刀具的安装、主轴的卸荷、主轴轴承的定位、间隙调整、主轴部件的润滑和密封等问题，对于某些立式数控加工