第二章 数控机床结构.doc

天津中德职业技术学院 教 师 教 案 教案 课程 数控技术 班级 学期 上课日期 课时 2 累计课时 2 教师 审签 课程类型 理论+实践 课程名称（章、节） 数控机床结构 第一节: 结构要求与总体布局 第二节: 主运动机械部件 教学目的 要 求 掌握数控机床结构基本概念，掌握数控机床结构要求与总体布局 了解数控机床主运动机械部件 教学重点 ?? 数控机床结构基本概念 数控机床结构要求与总体布局 教学难点 数控机床结构基本概念 数控机床主运动机械部件 主要教具 设 备 材 料 黑板、粉笔、教材、教学课件、多媒体设备 课后记 第二章 数控机床结构 第一节 结构要求与总体布局 一、数控机床的主体机构有以下特点： 1、由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2）为适应连续的自动化加工和提高加工生产率， 数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3）为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了 高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、 刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。 二、 较高的机床静、动刚度 数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构（如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴 箱等）的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的 加工精度与表面质量。 三、 减少机床的热变形 1)减少发热 2)控制温升 3)改善机床机构 四、 减少运动间的摩擦和消除传动间隙 数控机床工作台（或拖板）的位移量十一脉中当量为最小单位的，通常又要求能以基地的速度运动。为了使工作台能对数控装置的指 令作出准确响应，就必须采取相应的措施。目前常用的滑动导轨、滚动导轨和静压导轨在摩擦阻尼特性方面存在着明显的差别。在进给系统中用滚珠丝杠代替滑动丝 杠也可以收到同样的效果。目前，数控机床几乎无一例外地采用滚珠丝杠传动。 数控机床（尤其是开环系统的数控机床）的加工精度在很大程度上取决于进给传动链的精度。除了减少传动齿轮和滚珠丝杠的加工误差之外，另一个重要措施是采用无间隙传动副。对于滚珠丝杠螺距的累积误差，通常采用脉冲补偿装置进行螺距补偿。 五、 提高机床的寿命和精度保持性 为了提高机床的寿命和精度保持性，在设计时应充分考虑数控机场零部件的耐磨性，尤其是机床导轨、进给伺港机主轴部件等影响进度的主要零件的耐磨性。在使用过程中，应保证数控机床各部件润滑良好。 六、 减少辅助时间和改善操作性能 在数控机床的单件加工中，辅助时间（非切屑时间）占有较大的比重。要进一步提高机床的生产率，就必须采取促使最大限度地压缩 辅助时间。目前已经有很多数控机床采用了多主轴、多刀架、以及带刀库的自动换刀装置等，以减少换刀时间。对于切屑用量加大的数控机床，床身机构必须有利于 排屑。 第二节 主运动机械部件 一、 主传动运动的变速系统 ??1.带有变速齿轮的主传动??? 这是大、种型数控机床采用较多的一种方式。通过少数几对齿轮减速，扩大了输出扭矩，以满足主轴对输出扭矩特性的要求。一部分 小型数控机床业采用此种传动方式，以获得强力切屑时所需要的扭矩。滑移齿轮的移位大都采用液压拨*或直接由液压油缸带动齿轮实现。?? 2.通过皮带传动的主传动???? 这主要应用在小型数控机床上，可以避免齿轮传动是引起的振动与噪声。但它只能使用与要求的扭矩特性的主轴。???3.由调速电机直接驱动的主传动?　这种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度。但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴的精度影响较大。 二、 数控机床主轴部件 ??1.前后支撑采用不同轴承????? 前支撑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组合，后支撑采用成对向心推力球轴承。此配置形式使主轴的综合刚度大幅度提高，可以满足强力切屑的要求，因此普遍应用于各类数控机床。???2.前轴承采用高精度双列向心推力球轴承???????向心推力球轴承高速时性能良好，主轴最高转速可达4000r/min。但是，它的承载能力小，因而适用于高速、轻载和紧密的数控车床。???3.双列和单列圆锥滚子轴承???????这种轴承径向和轴向刚度高，