CNC数控设备工作过程.PPT

《CNC数控设备工作过程》 中德（泰兴）职业技术培训中心 王向军 第二章 数控机床的结构 第一节 数控机床的结构要求 一、提高机床的静、动刚度 为了提高数控机床主轴的刚度，除了经常采用三支承结构以外，还可选用刚性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。 改善动态特性的方法主要是：提高系统的静刚度、增加阻尼以及调整构件的质量和自振频率。试验表明．提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。 二、减少机床的热变形 机床产生热变形的原因主要是热源及机床各部分的温差。热源通常包括加工中的切屑、运转的电动机、液压系统、传动件的摩擦以及机床外部的热辐射等。除了热源及温差以外，机床零件的材料、结构、形状和尺寸的不一致也是产生热变形的重要因素。 为了减少数控机床的热变形，在设计时应采取以下的措施。 1．减少发热 2．控制温升 3．改善机床结构 三、减少运动件的摩擦和消除传动间隙 数控机床的运动精度和定位精度不仅受到机床零部件的加工精度、装配精度、刚度及热变形的影响，而且与运动件的摩擦特性有关。 四、提高机床的寿命和精度保持性 在保证尽可能地减少电气和机械故障的同时，要求数控机床在长期使用过程中不丧失精度．必须在设计时就充分考虑数控机床零部件的耐磨性，尤其是机床的导轨、进给丝杠及主轴部件等影响精度的主要零件的耐磨性。 五、减少辅助时间，改善操作性 第二节 数控机床主传动系统及主轴部件 一、主传动变速 数控机床主传动主要有三种配置方式： 1.带有变速齿轮的主传动 通过少数几对齿轮降速，扩大了输出扭矩，以满足主轴的输出扭矩特性的要求， 2．通过皮带传动的主传动 它只能适用于低扭矩特性要求的主轴，在加工中心和数控机床上必须使用同步齿型带，以保证主轴的伺服功能。 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、主轴部件 （一）数控机床主轴轴承一般配置形式 １.前支承采用双列短圆柱滚子轴承和600角接触双列向心推力球轴承组合，后支承采用成对向心推力球轴承。 2．前轴承采用高精度双列向心推力球轴承 3．双列和单列圆锥滚子轴承 （二）主轴部件的特殊结构 1．主轴内刀具的自动夹紧和切屑清除装置 2．主轴准停装置 第三节 数控机床进给系统 一、对数控机床进给系统的要求 1．减少运动件之间的摩擦阻力 丝杠螺母和导轨的滚动化是减少摩擦阻力的重要措施之一。 2．提高传动精度和刚度 在进给系统中滚珠丝杠螺母(直线进给系统)、蜗轮蜗杆(圆周进给系统)和支承结构是决定其传动精度和刚度的主要部件。 3．减少惯量 进给系统中每个元件的惯量对伺服机构的启动和制动特性都有直接的影响。 二、滚珠丝杠螺母副 滚珠丝杠具有传动效率高、运动平稳、寿命长以及可以预紧消除间隙并提高系统刚度等特点。 三、进给系统传动间隙的消除 数控机床的进给系统必须采取各种措施以减少或消除齿轮传动间隙。刚性调整法是指调整之后齿侧间隙不能自动补偿的调整方法。它要求严格控制齿轮的齿厚及齿距公差，否则传动的灵活性将受到影响。 四、滚动导轨 1．良好的导向精度 2．良好的精度保持性 3．足够的刚度 第四节 数控机床回转工作台 一、数控回转工作台 数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗轮副的传动精度，因而必须采用高精度的蜗轮副。 二、分度工作台 1．定住销式分度工作台 这种工作台的定位分度主要靠定位销和定位孔来实现。 2．鼠齿盘式分度工作台 它既可以作为机床的附件用螺钉紧固在机床工作台上，也可以和数控机床的工作台设计成一个整体。鼠齿盘分度机构的向心多齿啮合，应用了误差平均原理。因而能够获得较高的分度精度和定心精度(分度精度为±0.5”～±3”)。 第五节 数控加工使用的刀具及自动换刀系统 一、数控加工使用的刀具 用非回转型刀具的数控加工(主要是车削加工，其刀具类似于普通车刀)，多采用机械夹固的不刃磨刀片，但对刀柄安装基准面的精度提出了更高的要求。 用回转型刀具的数控加工，使用的刀具类型繁多，但通常都是由连接主轴刀柄、中间接杆和适用刀具三部分组成。 二、自动换刀系统 自动换刀系统应当满足换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储存量、刀库占地面积小以及安全可靠等基本要求。 （一）自动换刀装置的形式 1．回转刀架换刀 2.主轴头转位换刀 3．带刀库的自动换刀系统 （二）刀库及刀具的选择方式 1．刀库 2．刀具的选择方式 （1）顺序选择方式