数控机床及其维护(第2版)第4章技术知识.ppt

第四章 数控机床的运动传动部件 4．1 数控机床的结构特点 4．2 数控机床的主传动系统 4．3 数控机床的进给传动系统 作业;4．1 数控机床的结构特点 一、数控机床机械系统应该满足的要求 1、具有高的动、静刚度可承受大的切削功率 高效加工设备 自动化加工 高成本投入 常作为精密机床使用 ;;;;;;;2、较少运动件摩擦和较小的传动间隙 精密加工要求进给准确 低速进给加工时不能有爬行现象 高速运行时不能有共振现象 运行过程中发热量应该小 静压导轨、静压丝杠技术使用 滚动导轨、滚动丝杠的应用;;;3 、具有良好的热稳定性 热胀冷缩是自然规律，无法消除，但可减少其影响。 热源：伺服电机、驱动器、变压器、液压系统， 切削热、运动摩擦发热 均匀变形和不均匀变形 解决方法：均热、隔热，改变机床结构;4、具有实现自动化的辅助部件 对加工过程尽可能少的人工干涉。 刀具自动更换 工作台自动交换 故障的自动检出 对工作元件温升的自动消除 切屑的自动运出……;;4．2 数控机床的主传动系统（主轴+驱动电机） 一、主传动系统的特点 1、运动精度高 2、转速高、功率大 3、调速范围宽 4、主轴能迅速可靠变换速度;某数控机床转速功率关系图：;二、主轴的传动方式 1、使用齿轮变速箱变速 一般有2～3档速度，根据工作需要实现速度变换。;2、皮带传动直接变速 多用于数控车床上，用V形带或同步带传动 可减少振动对加工质量的影响 ;常用同步带传动的方式;3、电主轴驱动 电动机轴制造成主轴，结构简化刚性好，热变形大;电主轴外观图;三、主轴部件 任何机床上最重要的部件之一： 自动变速 自动换刀 准停 提供冷却液、压缩空气 动力、运动、精度;1.数控镗铣床的主轴部件： 传动部件 压刀缸 拉刀机构 主轴机构 ;;压刀缸结构图：;主轴部件结构图：;2.数控镗铣床主轴部件结构图：; 问题：具有速度变换功能的主轴部件如何实现主轴旋转中的速度变换？ 结论：由数控系统及其PLC控制;3.小型加工中心主轴 皮带传动;加工中心压刀缸结构;气液联动压刀装置;;;拉紧刀柄的机构;拉刀爪结构;;4.直连式驱动主轴部件：;5.数控车床的主轴部件：;数控车床上可以配备液压自动卡盘：;三、 主轴的准停装置 准停分类： 1. 机械准停：早期老式加工中心使用;2. 电气准停 由主轴驱动系统实现，主轴驱动系统必须是伺服电机。 停止位置由驱动系统确定，停止后伺服电机锁定。 ;4．3 进给传动系统 旋转伺服电机＋（减速机构）＋丝杠螺母机构 直线伺服电机 作为成形运动的执行件，要求进给传动系统： 1、运动传动的刚性好 2、位置控制精度高 3、快速响应性能好：摩擦小、 摩擦小：有丝杠、导轨二因素 转动惯量小：有丝杠、电机、减速机构;伺服传动系统的典型构成;联轴节的结构;一、减速机构对传动精度的影响－－间隙 消除间隙的方法：;;;二、运动传动的核心部件 丝杠螺母副：大量使用滚珠丝杠;外循环滚珠丝杠的结构;内循环滚珠丝杠的结构：; 滚珠丝杠属于螺纹类零件，有侧隙，使用时需对其间隙进行调整。 滚珠丝杠也是标准件，可以定制。 1、垫片调整法 2、螺母调整法 3、齿差调整法;1）垫片调整结构 ：结构简单、可靠 ，调整不方便;2) 螺母调隙：可随时进行调整，调整量不易准确控制;3） 齿差式调整结构 ：结构复杂，但调整准确可靠，精度较高。 ;滚珠丝杠的支承方式;滚珠丝杠轴承的结构： 适宜高速、径向及轴向载荷专用轴承;三、导轨 保证运动（直线、旋转）实现的精度。 静压导轨 滚动导轨 滑动导轨（塑料导轨）;静压导轨：;静压导轨的特点： 承载效果好，改变供油压力，提高承载能力。 表面不需要高精度加工。 几乎没有摩擦（液体摩擦）。 工作面没有磨损（理论上）。 可以自己冷却。 需要专门的供油系统、需要严格的设计。 成本高;2.滚动导轨;滚柱导轨;滚珠导轨：;;;直线形滚柱导轨滑块的结构;滚动导轨的问