数控技术及应用第2版作者郑晓峰主编第六章节数控机床机械结构课案幻灯片.ppt

* * * * * * * * * * * * * * 2．选刀方式 常用的选刀方式有顺序选刀和任意选刀两种。 顺序选刀方式是将刀具按加工工序的要求依次放入刀库中，其控制及刀库运动比较简单。 任意选刀方式是预先把刀库中每把刀具（刀座）都编上代码，按照编码选刀，刀具在刀库中不必按工件的加工顺序排列。自动选刀有三种方式，即：刀具编码方式、刀座编码方式和计算机记忆方式，其中计算机记忆方式目前用最广。 3．刀具交换装置 它是实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具装置。刀具的交换方式通常分为无机械手换刀和有机械手换刀两大类。 图6-26 无机械手换刀的过程 图6-27 常用换刀机械手形式 图6-28 钩刀机械手换刀过程 a）抓刀 b）拔刀 c）换刀 d）插刀 e）复位 二、回转工作台 图6-29 鼠牙盘式工作台 6-30 定位销式分度工作台的结构 二、数控回转工作台 图6-31 数控回转工作台 习 题 1．数控机床对主传动系统有哪些要求？ 2．数控机床的主轴调速方法有哪几种？各有何特点？ 3．数控机床对进给传动系统有哪些要求？ 4．数控机床进给传动系统传动齿轮有哪些间隙消除的方法？各有何特点？ 5．滚珠丝杠螺母副与普通丝杠螺母副相比有哪些特点？ 6．试述滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整和预紧方法，有哪几种结构形式？ 7．数控机床常用导轨有哪些？各有何特点？ 8．齿轮消除间隙的方法有哪些？各有何特点？ 9．分度工作台和数控工作台的功用如何？ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第六章 数控机床的机械结构 着重介绍数控机床主传动、进给传动机构，滚珠丝杠螺母副、导轨副、自动换刀装置及回转工作台等典型机械结构。 第一节 主传动结构 一、对主传动的要求 1) 转速高、功率大，能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。 2) 主轴必须具有较宽的调速范围，能迅速可靠地实现无级调速，使切削始终处于最佳运行状态。 3) 主轴必须具有较高的回转精度，足够的刚度和抗振性，较好的热稳定性，动态响应好。 4) 有些数控机床还具有自动换刀功能、主轴准停功能等。 二、主轴调速方法 1．电动机调速 用于主轴驱动的调速电动机主要分为直流和交流两大类。 图6-1 直流主轴电动机特性曲线 （1）直流电动机调速 通常数控机床的调速范围较大，对直流电动机的调速同时采用调压和调磁两种方法。 如图6-1 （2）交流电动机调速 目前数控机床交流主轴驱动中均采用笼型感应电动机，广泛采用矢量控制变频调速的方法。 2．机械齿轮变速 三、主传动的配置方式 采用电动机调速的主传动变速系统，通常有以下三种配置方式，如图6-2所示。 图6-2 主传动的配置方式 四、主轴轴承的配置方式 一般中、小型数控机床的主轴部件多数采用滚动轴承作为主轴支承，目前主要有以下三种配置方式，如图6-3所示。 图6-3 数控机床主轴轴承配置方式 五、典型主轴部件简介 图6-4 MJ-50型数控车床主轴箱的结构简图 刀具自动装卸及切屑清除装置 主轴前端有7：24的锥孔，端面键13既做刀具定位用，又可通过它传递扭矩。 7：24 图6-5 立式加工中心主轴部件的结构简图 1—活塞 2—拉杆 3—弹簧 4—钢球 5—拉钉 6—主轴 7、8—行程开关 六、电主轴 图6-6 陶瓷轴承高速主轴工作原理图 1．陶瓷轴承高速主轴 2．磁浮轴承高速主轴 图6-7 磁浮轴承高速主轴工作原理图 七、主轴准停装置 2) 控制准停装置 机械控制准停装置 电气控制准停装置（见图6-8所示） 1)作用: 使主轴每次都准确地停止在固定的周向位置上,以保证换刀时主轴上的端面键能对准刀夹上的键槽,同时使每次装刀时刀夹与主轴的相对位置不变,提高刀具的重复安装精度,从而提高孔加工时孔径的一致性. 端面键 图6-8 主轴准停装置结构原理图 第二节 进给传动结构 一、对进给运动的要求 1．减小摩擦阻力 2．提高传动精度和刚度，消除传动间隙 3．减小运动部件惯量 二、电动机与丝杠间的联接 图6-9 电动机与丝杠的联接形式 三、进给系统传动齿轮间隙的消除 1．刚性调整法 图6-10 偏心轴消隙结构 图6-11 轴向垫片消隙结构 2．柔性调整法 图6-12 轴向压簧消隙结构 图6-13周向弹簧消隙结构 第三节 滚珠丝杠螺母副 一、滚珠丝杠螺母副的