数控机床机械结构设计课案.ppt

* * * * * * * * 3.关键部件 1）.滚珠丝杠副 2）.滚动导轨 4.设计中应验算的参数 1）.惯量匹配 2）.空载加速转矩 3）.切削负载验算 4）.求滚珠丝杆拉压刚度 5）.求机械传动的综合拉压刚度 6）.伺服刚度 7）.系统的综合刚度 8）.由机械部分传动刚度变化引起的定位误差 9).由传动刚度变化引起的死区误差 （五）.自动换刀系统 1.刀库的类型 1）.盘式刀库 2）.链式刀库 2.刀库的容量 3.选刀方式 4.机械手 2).回转精度 3.主传动系统的动力学参数 1）.静刚度 2）.抗振性 3）.热稳定 4.主传动系统的关键零部件 1）.主轴轴承 2）.传动带 3）.拉刀装置 4）.主轴定向装置 （四）.加工中心的进给系统 1.进给系统的结构与分类 2.进给系统的刚度与误差 1).由传动刚度的变化引起的定位误差 2).动态误差 3）.伺服刚度及死区误差 2.设计要点 3.主轴结构 （三）.进给系统 1.结构特点 2.传动方式及传动元件 四. 加工中心和数控铣床 （一）加工中心的结构 1.基础部件 2.主轴部件 3.数控系统 4.自动换刀系统 5.辅助系统 （二）.加工中心的分类 1.卧式加工中心 2.立式加工中心 3.五面加工中心 （三）.加工中心的主传动系统 1. 主传动系统的结构与分类 2.主传动系统的运动学参数 1）.转速 2).滚动导轨 （1）.滚动导轨块 （2）.直线滚动导轨 直线滚动导轨副的优点 （3）.静压导轨 6.能实现工艺复合化和功能集成化的要求 三.数控车床 （一）.机床的布局和结构特点 1.床身和导轨 2.刀架布局 3.润滑系统 4.分类 （二）.机床的主传动系统 1.结构特点 数控机床机械结构及常见故障分析 主要内容 一.数控机床的构成与分类 二.数控机床的机械结构 三.数控车床介绍 四.数控加工中心和数控铣床介绍 五.数控机床的辅助装置 一.数控机床的构成与分类 （一）.数控机床的构成 数控机床一般由下列几个部分组成 1.主机 是数控机床的主体，包括床身、立柱、工作台、主轴、进给机构等机械部件。 2.CNC装置 （控制装置） 是数控机床的核心，包括硬件和相应的软件等部分。 3.驱动装置 是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给驱动单元、主轴电机、进给电机等等。 4.数控机床的辅助装置 指数控机床的一些必须的配套部件，用以保证数控机床的正常运行。如液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和分度头，还包括刀具及监控检测装置等 立式加工中心主机 床身 拖板（床鞍） 工作台 立 柱 主轴 主轴箱 刀库 卧式加工中心主机 全功能数控车床主机 床身部件 进给丝杠 直线导轨组件 润滑系统 （二）.数控机床的分类 目前，为了研究数控机床，可从不同的角度对数控机床进行分类 1.按控制系统的特点分类 1）点位控制数控 2）直线控制数控机床 3）轮廓控制的数控机床 2.按照可联动（同时控制）轴数分 按照可联动（同时控制）且相互轴数，可以分为2轴控制、2.5轴控制、3轴控制、4轴控制、5轴控制等。 3.按执行机构的伺服系统类型分类 1）开环伺服系统数控机床 2）半闭环伺服系统数控机床 3）闭环伺服系统数控机床 开环数控系统 没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置 ? 进给系统），故系 统稳定性好。 电机 机械执行部件 A相、B相 C相、… f、n CNC 插补指令 脉冲频率f 脉冲个数n 换算 脉冲环形分配变换 功率放大 半闭环数控系统 半闭环数控系统的位置采样点如图所示，是从驱动装置(常用伺服电机)或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置。 位置控制调节器 速度控制 调节与驱动 检测与反馈单元 位置控制单元 速度控制单元 + + - - 电机 机械执行部件 CNC插补 指令 实际位置反馈 实际速度反馈 全闭环数控系统 全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示，直接对运动部件的实际位置进行检测。 位置控制调节器 速度控制 调节与驱动 检测与反馈单元 位置控制单元 速度控制单元 + + - - 电机 机械执行部件 CNC插补 指令 实际位置反馈 实际速度反馈 二.数控机床的机械结构 （—）数控机床机械结构的主要组成 数控机床的机械结构，除机床基础件外，由下列各部分组成： 1.主传动系统； 2.进给系统； 3.实现工件回转、定位的装置和附件； 4.实现某些部件动作和辅助功能的系统