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第章数控机床机械传动系统.ppt
数 控 机 床 第5章数控机床的机械结构 第五章 数控机床的机械结构 5.1 概述 5.2 数控机床的主运动结构 5.3 进给系统的机械传动结构 5.4 数控机床的刀具交换装置 5.5 数控机床的布局 第五章 数控机床的机械结构 内容提要 本章将讨论数控机床的主运动系统、进给系统机械结构、运动传动机构以及典型部件等的功能、实现方法和安装调试方法。 5.1 概述 数控机床的传动系统,包括主轴运动和进给传动,与普通机床相比,省去了复杂的齿轮变速机构。 数控机床的主传动由主轴电动机、传动系统和主轴部件组成。 数控机床的进给运动由主轴电动机、传动系统、滚珠丝杠螺母机构和导轨组成。 5.1.1数控机床机械结构的主要特点 5.1.1数控机床机械结构的主要特点 5.1.1数控机床机械结构的主要特点 5.1.1数控机床机械结构的主要特点 5.1.2数控机床对机械结构的基本要求 5.1.2数控机床对机械结构的基本要求 5.1.2数控机床对机械结构的基本要求 5.1.2数控机床对机械结构的基本要求 5.1.3提高数控机床性能的措施 5.1.3提高数控机床性能的措施 5.1.3提高数控机床性能的措施 5.1.3提高数控机床性能的措施 5.1.3提高数控机床性能的措施 5.2数控机床的主传动结构 5.2 数控机床的主运动结构 定义、功用、组成 定义: 主传动系统:指驱动主轴运动的系统。 主轴:指带动刀具和工件旋转,产生切削运 动且消耗功率最大的运动轴。 5.2 数控机床的主传动结构 .功用: 传递动力:传递切削加工所需要的动力 传递运动:传递切削加工所需要的运动 运动控制:控制主运动的大小方向开停 组成: 动力源:电机 传动系统:定比传动机构、变速装置 运动控制装置:离合器、制动器等 执行件:主轴 5.2.1主传动的基本要求和变速方式 5.2.1主传动的基本要求和变速方式 5.2.1主传动的基本要求和变速方式 5.2.2主传动系统 1、主传动变速(主传动链) 现代数控机床的主运动广泛采用无级变速传动,用交流调速电机或直流调速电机驱动,它们能方便地实现无级变速,且传动链短,传动件少,提高了变速的可靠性,其制造精度则要求很高。其主传动主要有以下三种形式: (1)带有二级齿轮变速 如图所示,主轴电机经过二级齿轮变速,使主轴获得低速和高速两种转速系列,这种分段无级变速,确保低速时的大扭矩,满足机床对扭矩特性的要求。滑移齿轮常用液压拨叉和电磁离合器来改变其位置。 (2)带有定比传动 如图所示,主轴电机经定比传动传递给主轴,定比传动采用齿轮传动或带传动。带传动主要应用于小型数控机床上,可以避免齿轮传动的噪声与振动。 (3)由主轴电机直接驱动 如图所示,电机轴与主轴用联轴器同轴联接。这种方式大大简化主轴结构,有效地提高主轴刚度。但主轴输出扭矩小,电机的发热对主轴精度影响大。 3、主轴部件结构 机床主轴对加工质量有直接的影响,数控机床主轴部件应有更高的动静刚度和抵抗热变形的能力。 ( 1)主轴端部的结构形式 端部用于安装刀具或夹持工件的夹具,因此,要保证刀具或夹具定位(轴向、定心)准确,装夹可靠、牢固,而且装卸方便。目前,主轴的端部形状已标准化。 ( 2)主轴的支承 目前数控机床主轴轴承配置有三种主要形式。 (a)为数控机床前支承采用双列短圆柱滚子轴承和 60度角接触双列向心推力球轴承,后支承采用成对向心推力球轴承。此种结构普遍应用于各种数控机床,其综合刚度高,可以满足强力切削要求。 (b)为前支承采用多个高精度向心推力球轴承,这种配置具有良好的高速性能,但它的承载能力较小,适用于高速轻载和精密数控机床。 (C)为前支承采用双列圆锥滚子轴承,后支承为单列圆锥滚子轴承,其经向和轴向刚度很高,能承受重载荷。但这种结构限制了主轴最高转速,因此适用于中等精度低速重载数控机床。 (3)主轴内部刀具自动夹紧机构 主轴内部刀具自动夹紧机构是数控机床特别是加工中心的特有机构。 ( 4)主轴准停装置 主轴准停也叫主轴定向。在加工中心等数控机床上,由于有机械手自动换刀,要求刀柄上的键槽对准主轴的端面键上,因此主轴每次必须停在一个固定准确的位置上,以利于机械手换刀。 图示为一种电气准停装置。 (5)其他机构 数控车床能够加工各种螺纹,这就需要安装与主轴同步运转的脉冲编码器,以便发出检测脉冲信号使主轴的旋转与进给运动相协调。数控车削中心增加了主轴的
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