数控机床机械结构相关资料14233.pptx
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1、本次讲授主要内容:本次讲授主要内容:7.17.1、数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求7.27.2、数控机床进给伺服系统的机械传动结构、数控机床进给伺服系统的机械传动结构、数控机床进给伺服系统的机械传动结构、数控机床进给伺服系统的机械传动结构7.37.3、数控机床的主传动系统、数控机床的主传动系统、数控机床的主传动系统、数控机床的主传动系统 第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构1 1第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构2 2第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构为了保证机床具有很大的为了保证机床具有很
2、大的为了保证机床具有很大的为了保证机床具有很大的工艺适应性能和连工艺适应性能和连工艺适应性能和连工艺适应性能和连续稳定工作续稳定工作续稳定工作续稳定工作的能力,数控机床结构设计的特点的能力,数控机床结构设计的特点的能力,数控机床结构设计的特点的能力,数控机床结构设计的特点是具有足够的是具有足够的是具有足够的是具有足够的刚度、精度、抗振性、热稳定性刚度、精度、抗振性、热稳定性刚度、精度、抗振性、热稳定性刚度、精度、抗振性、热稳定性和精度保持性。和精度保持性。和精度保持性。和精度保持性。3 37.17.1、数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及
3、要求第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构数控机床机械结构数控机床机械结构数控机床机械结构数控机床机械结构n n机床基础件机床基础件机床基础件机床基础件 :床身、底座、立柱、横梁、工作台:床身、底座、立柱、横梁、工作台:床身、底座、立柱、横梁、工作台:床身、底座、立柱、横梁、工作台n n主运动系统(主轴)主运动系统(主轴)主运动系统(主轴)主运动系统(主轴)n n进给传动系统进给传动系统进给传动系统进给传动系统n n辅助功能部件:气动、润滑、冷却、排屑、防护等辅助功能部件:气动、润滑、冷却、排屑、防护等辅助功能部件:气动、润滑、冷却、排屑、防护等辅助功能部件:气动、润滑、冷却、排屑、
4、防护等n n刀架或自动换刀装置刀架或自动换刀装置刀架或自动换刀装置刀架或自动换刀装置n n自动托盘交换装置自动托盘交换装置自动托盘交换装置自动托盘交换装置n n特殊功能装置:刀具破损监控、精度检测等。特殊功能装置:刀具破损监控、精度检测等。特殊功能装置:刀具破损监控、精度检测等。特殊功能装置:刀具破损监控、精度检测等。4 47.17.1、数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构与普通机床相比,在机械传动和结构上有以下一些特点与普通机床相比,在机械传动和结构上有以下一些特点与普通机床相比,在机
5、械传动和结构上有以下一些特点与普通机床相比,在机械传动和结构上有以下一些特点1 1采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统,机械传动结采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统,机械传动结采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统,机械传动结采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统,机械传动结构大为简化,传动链缩短。构大为简化,传动链缩短。构大为简化,传动链缩短。构大为简化,传动链缩短。2 2采用刚度和抗振性较好的机床新结构。如动静压轴承的主采用刚度和抗振性较好的机床新结构。如动静压轴承的主采用刚度和抗振性较好的机床新结构。如动静压轴承的主采用刚度和抗振性较好的机床新结构。如动静压轴承的主轴部件、钢板焊接
6、结构的支承件等。轴部件、钢板焊接结构的支承件等。轴部件、钢板焊接结构的支承件等。轴部件、钢板焊接结构的支承件等。3 3采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件,如采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件,如采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件,如采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件,如滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆副以及塑料滑动导轨、滚动导轨、滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆副以及塑料滑动导轨、滚动导轨、滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆副以及塑料滑动导轨、滚动导轨、滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆副以及塑料滑动导轨、滚动导轨、静压导轨等。静压导轨等。静压导轨等。静压导轨等。5 57.17.1
7、、数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求数控机床的结构特点及要求第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构与普通机床相比,在机械传动和结构上有以下一些特点与普通机床相比,在机械传动和结构上有以下一些特点与普通机床相比,在机械传动和结构上有以下一些特点与普通机床相比,在机械传动和结构上有以下一些特点4 4采采采采用用用用多多多多主主主主轴轴轴轴、多多多多刀刀刀刀架架架架结结结结构构构构以以以以及及及及刀刀刀刀具具具具与与与与工工工工件件件件的的的的自自自自动动动动夹夹夹夹紧紧紧紧装装装装置置置置、自自自自动动动动换换换换刀刀刀刀装装装装置置置置和和和和自自
8、自自动动动动排排排排屑屑屑屑、自自自自动动动动润润润润滑滑滑滑冷冷冷冷却却却却装装装装置置置置等等等等,以以以以改改改改善善善善劳劳劳劳动条件,提高生产率。动条件,提高生产率。动条件,提高生产率。动条件,提高生产率。5 5采采采采取取取取减减减减小小小小机机机机床床床床热热热热变变变变形形形形的的的的措措措措施施施施,保保保保证证证证机机机机床床床床的的的的精精精精度度度度稳稳稳稳定定定定,获获获获得得得得可靠的加工质量。可靠的加工质量。可靠的加工质量。可靠的加工质量。对数控机床机械结构的具体要求见表对数控机床机械结构的具体要求见表对数控机床机械结构的具体要求见表对数控机床机械结构的具体要求见
9、表7-17-1。6 6 机械传动结构是进给伺服系统的机械传动结构是进给伺服系统的机械传动结构是进给伺服系统的机械传动结构是进给伺服系统的重要组成部分,它包括减重要组成部分,它包括减重要组成部分,它包括减重要组成部分,它包括减速齿轮、联速齿轮、联速齿轮、联速齿轮、联轴节、滚珠丝杠螺母副、丝杠支承、轴节、滚珠丝杠螺母副、丝杠支承、轴节、滚珠丝杠螺母副、丝杠支承、轴节、滚珠丝杠螺母副、丝杠支承、导轨副、传动数控回转工作台的蜗杆导轨副、传动数控回转工作台的蜗杆导轨副、传动数控回转工作台的蜗杆导轨副、传动数控回转工作台的蜗杆蜗轮蜗轮蜗轮蜗轮等机械环节。它们的刚性、制造等机械环节。它们的刚性、制造等机械环
10、节。它们的刚性、制造等机械环节。它们的刚性、制造精度、摩擦阻尼特性等,对执行件能精度、摩擦阻尼特性等,对执行件能精度、摩擦阻尼特性等,对执行件能精度、摩擦阻尼特性等,对执行件能否实现每一脉冲的微量移动有重要影否实现每一脉冲的微量移动有重要影否实现每一脉冲的微量移动有重要影否实现每一脉冲的微量移动有重要影响。另外,进给传动系统的驱动力矩响。另外,进给传动系统的驱动力矩响。另外,进给传动系统的驱动力矩响。另外,进给传动系统的驱动力矩很大,负载变化频繁,故对刚度也有很大,负载变化频繁,故对刚度也有很大,负载变化频繁,故对刚度也有很大,负载变化频繁,故对刚度也有特殊的要求。特殊的要求。特殊的要求。特殊
11、的要求。第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构7.27.2、数控机床进给伺服系统的机械传动结构数控机床进给伺服系统的机械传动结构数控机床进给伺服系统的机械传动结构数控机床进给伺服系统的机械传动结构 7 71 1导轨的基本类型导轨的基本类型导轨的基本类型导轨的基本类型(1 1)按运动轨迹分)按运动轨迹分)按运动轨迹分)按运动轨迹分直线运动导轨。导轨副的相对运动轨直线运动导轨。导轨副的相对运动轨直线运动导轨。导轨副的相对运动轨直线运动导轨。导轨副的相对运动轨迹为一直线,如卧式车床的床鞍和床身迹为一直线,如卧式车床的床鞍和床身迹为一直线,如卧式车床的床鞍和床身迹为一直线,如卧式车床的床鞍和
12、床身之间的导轨。之间的导轨。之间的导轨。之间的导轨。圆周运动导轨。导轨副的相对运动轨圆周运动导轨。导轨副的相对运动轨圆周运动导轨。导轨副的相对运动轨圆周运动导轨。导轨副的相对运动轨迹为圆,如立式车床的工作台和底座之迹为圆,如立式车床的工作台和底座之迹为圆,如立式车床的工作台和底座之迹为圆,如立式车床的工作台和底座之间的导轨。间的导轨。间的导轨。间的导轨。第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构7.2.2 7.2.2 数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨8 81 1导轨的基本类型导轨的基本类型导轨的基本类型导轨的基本类型(2 2)按摩擦性质分)按摩擦性质分)按摩擦性质分)按摩
13、擦性质分普通滑动导轨。导轨工作面之间的摩擦性质普通滑动导轨。导轨工作面之间的摩擦性质普通滑动导轨。导轨工作面之间的摩擦性质普通滑动导轨。导轨工作面之间的摩擦性质为滑动摩擦。为滑动摩擦。为滑动摩擦。为滑动摩擦。滚动导轨。导轨工作面之间为滚动摩擦,它滚动导轨。导轨工作面之间为滚动摩擦,它滚动导轨。导轨工作面之间为滚动摩擦,它滚动导轨。导轨工作面之间为滚动摩擦,它由导轨面间的滚珠、滚柱或滚针等滚动体实现。由导轨面间的滚珠、滚柱或滚针等滚动体实现。由导轨面间的滚珠、滚柱或滚针等滚动体实现。由导轨面间的滚珠、滚柱或滚针等滚动体实现。静压导轨。导轨面之间为纯液体摩擦,不产静压导轨。导轨面之间为纯液体摩擦,
14、不产静压导轨。导轨面之间为纯液体摩擦,不产静压导轨。导轨面之间为纯液体摩擦,不产生磨损,低速不易产生爬行,承载能力大,刚生磨损,低速不易产生爬行,承载能力大,刚生磨损,低速不易产生爬行,承载能力大,刚生磨损,低速不易产生爬行,承载能力大,刚性好;承载油膜有良好吸振作用,抗振性好。性好;承载油膜有良好吸振作用,抗振性好。性好;承载油膜有良好吸振作用,抗振性好。性好;承载油膜有良好吸振作用,抗振性好。滑动导轨滑动导轨滑动导轨滑动导轨滚动导轨滚动导轨滚动导轨滚动导轨静压导轨静压导轨静压导轨静压导轨第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构7.2.2 7.2.2 数控机床导轨数控机床导轨数控机床
15、导轨数控机床导轨9 92 2对导轨的基本要求对导轨的基本要求对导轨的基本要求对导轨的基本要求(1 1)导向精度)导向精度)导向精度)导向精度 导向精度主要是指运动部件沿导轨运动轨迹的直线度导向精度主要是指运动部件沿导轨运动轨迹的直线度导向精度主要是指运动部件沿导轨运动轨迹的直线度导向精度主要是指运动部件沿导轨运动轨迹的直线度(对直线对直线对直线对直线运动导轨运动导轨运动导轨运动导轨)或圆度或圆度或圆度或圆度(对圆周运动导轨对圆周运动导轨对圆周运动导轨对圆周运动导轨)。(2 2)耐磨性)耐磨性)耐磨性)耐磨性 耐磨性直接影响机床的精度保持性,是导轨设计制造的关键,耐磨性直接影响机床的精度保持性,
16、是导轨设计制造的关键,耐磨性直接影响机床的精度保持性,是导轨设计制造的关键,耐磨性直接影响机床的精度保持性,是导轨设计制造的关键,也是衡量机床质量好坏的重要标志也是衡量机床质量好坏的重要标志也是衡量机床质量好坏的重要标志也是衡量机床质量好坏的重要标志。(导轨副中,固定导轨的材。(导轨副中,固定导轨的材。(导轨副中,固定导轨的材。(导轨副中,固定导轨的材料应较硬,运动导轨的材料应较软。料应较硬,运动导轨的材料应较软。料应较硬,运动导轨的材料应较软。料应较硬,运动导轨的材料应较软。)第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构7.2.2 7.2.2 数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨数控机床
17、导轨10102 2对导轨的基本要求对导轨的基本要求对导轨的基本要求对导轨的基本要求(3 3)刚度)刚度)刚度)刚度 导轨受力后变形会影响部件之间的相对位置和导向精度,因导轨受力后变形会影响部件之间的相对位置和导向精度,因导轨受力后变形会影响部件之间的相对位置和导向精度,因导轨受力后变形会影响部件之间的相对位置和导向精度,因此要求导轨有足够高的刚度。此要求导轨有足够高的刚度。此要求导轨有足够高的刚度。此要求导轨有足够高的刚度。(4 4)低速运动平稳性)低速运动平稳性)低速运动平稳性)低速运动平稳性 运动部件低速移动时易产生爬行。故要求导轨低速运动平稳。运动部件低速移动时易产生爬行。故要求导轨低速
18、运动平稳。运动部件低速移动时易产生爬行。故要求导轨低速运动平稳。运动部件低速移动时易产生爬行。故要求导轨低速运动平稳。第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构7.2.2 7.2.2 数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨11113 3滑动导轨滑动导轨滑动导轨滑动导轨 应用于对低速均匀性及定位精度要求不高的机床中应用于对低速均匀性及定位精度要求不高的机床中应用于对低速均匀性及定位精度要求不高的机床中应用于对低速均匀性及定位精度要求不高的机床中。(1 1)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构1 1)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动
19、导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状 矩形导轨。矩形导轨。矩形导轨。矩形导轨。三角形导轨。三角形导轨。三角形导轨。三角形导轨。燕尾形导轨。燕尾形导轨。燕尾形导轨。燕尾形导轨。圆柱形导轨。圆柱形导轨。圆柱形导轨。圆柱形导轨。第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构7.2.2 7.2.2 数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨12123 3滑动导轨滑动导轨滑动导轨滑动导轨(1 1)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构1 1)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状 矩形导轨。矩形导轨。矩形导轨。矩形
20、导轨。制造简便,刚度和承载能力大,水平方向和垂直方向上制造简便,刚度和承载能力大,水平方向和垂直方向上制造简便,刚度和承载能力大,水平方向和垂直方向上制造简便,刚度和承载能力大,水平方向和垂直方向上的位移互不影响,因此安装、调整都较方便。的位移互不影响,因此安装、调整都较方便。的位移互不影响,因此安装、调整都较方便。的位移互不影响,因此安装、调整都较方便。MM面是保证面是保证面是保证面是保证在垂直面内直线移动精度的导向面,又是承受载荷的主要在垂直面内直线移动精度的导向面,又是承受载荷的主要在垂直面内直线移动精度的导向面,又是承受载荷的主要在垂直面内直线移动精度的导向面,又是承受载荷的主要支承面
21、;支承面;支承面;支承面;N N面是保证水平面内直线移动精度的导向面。因面是保证水平面内直线移动精度的导向面。因面是保证水平面内直线移动精度的导向面。因面是保证水平面内直线移动精度的导向面。因N N面磨损后不能自动补偿间隙,所以需要有间隙调整装置。面磨损后不能自动补偿间隙,所以需要有间隙调整装置。面磨损后不能自动补偿间隙,所以需要有间隙调整装置。面磨损后不能自动补偿间隙,所以需要有间隙调整装置。第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构7.2.2 7.2.2 数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨13133 3滑动导轨滑动导轨滑动导轨滑动导轨(1 1)滑动导轨的结构)滑动导轨的
22、结构)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构1 1)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状 三角形导轨。三角形导轨。三角形导轨。三角形导轨。山形导轨及山形导轨及山形导轨及山形导轨及V V形导轨均称三角形导轨,当其水平布置时,形导轨均称三角形导轨,当其水平布置时,形导轨均称三角形导轨,当其水平布置时,形导轨均称三角形导轨,当其水平布置时,在垂直载荷作用下,导轨磨损后能自动补偿,不会产生间在垂直载荷作用下,导轨磨损后能自动补偿,不会产生间在垂直载荷作用下,导轨磨损后能自动补偿,不会产生间在垂直载荷作用下,导轨磨损后能自动补偿,不会产生间隙,因此导向性
23、好。但压板面仍需要有间隙调整装置。导隙,因此导向性好。但压板面仍需要有间隙调整装置。导隙,因此导向性好。但压板面仍需要有间隙调整装置。导隙,因此导向性好。但压板面仍需要有间隙调整装置。导向性能与顶角有关,顶角向性能与顶角有关,顶角向性能与顶角有关,顶角向性能与顶角有关,顶角 越小,导向性越好;越小,导向性越好;越小,导向性越好;越小,导向性越好;角加大,角加大,角加大,角加大,承载能力增加。大型或重型机床,可取承载能力增加。大型或重型机床,可取承载能力增加。大型或重型机床,可取承载能力增加。大型或重型机床,可取=110=110120120精密机精密机精密机精密机床,常取床,常取床,常取床,常取
24、 9090。支承导轨为凸三角形时,不易积存较大。支承导轨为凸三角形时,不易积存较大。支承导轨为凸三角形时,不易积存较大。支承导轨为凸三角形时,不易积存较大切屑,也不易存润滑油。切屑,也不易存润滑油。切屑,也不易存润滑油。切屑,也不易存润滑油。第第7 7章章 数控机床机械结构数控机床机械结构7.2.2 7.2.2 数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨数控机床导轨14143 3滑动导轨滑动导轨滑动导轨滑动导轨(1 1)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构)滑动导轨的结构1 1)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状)直线滑动导轨的截面形状 燕尾形导轨。燕尾
25、形导轨。燕尾形导轨。燕尾形导轨。可以看成是三角形导轨的变形。其磨损后不能自动补可以看成是三角形导轨的变形。其磨损后不能自动补可以看成是三角形导轨的变形。其磨损后不能自动补可以看成是三角形导轨的变形。其磨损后不能自动补偿间隙,需用镶条调整。两燕尾面起压板面作用,用一偿间隙,需用镶条调整。两燕尾面起压板面作用,用一偿间隙,需用镶条调整。两燕尾面起压板面作用,用一偿间隙,需用镶条调整。两燕尾面起压板面作用,用一根镶条就可调整水平、垂直方向的间隙。导轨制造、检根镶条就可调整水平、垂直方向的间隙。导轨制造、检根镶条就可调整水平、垂直方向的间隙。导轨制造、检根镶条就可调整水平、垂直方向的间隙。导轨制造、检
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