文档介绍：数控技术
新疆大学机械工程学院
朱志坚周建平陈宏伟乌尔开西
8/12/2018
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第五章数控机床的结构与传动
机床本体是数控机床的主体部分。来自于数控装置的各种运动和动作指令,都必须由机床本体转换成真实的、准确的机械运动和动作,才能实现数控机床的功能,并保证数控系统性能的要求。
数控机床的本体由下列各部分组成:
,床身,底座,立柱,滑座,工作台等。支承作用。
,实现主运动。
,实现进给运动。
,液压,气动,润滑,冷却,防护,排屑。
、分度定位的装置和附件,回转工作台。
、刀架和自动换刀装置(ATC)
(APC)
,如***破损监测、精度检测和监控装置等。
其中,1 — 4为基本件,5 — 8为可选件。
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5-1 数控机床的结构要求
主要结构特性:
静刚度、抗振性、热稳定性、低速运动的平稳性、运动时的摩擦特性、几何精度、传动精度。 
一、提高机床结构的静刚度
静刚度:在切削力和其他力的作用下,机床抵抗变形的能力。
合理设计基础件的界面形状和尺寸,采用合理的筋板结构
图5-1 图5-2 图5-3 图5-4
采用合理的结构布局,改善受力状态,提高机床的静刚度
图5-5 图5-6
补偿有关零、部件的静力变形图5-7
提高机床部件的接触刚度
采用钢板焊接结构
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二、提高机床结构的抗振性
基础件内腔充填泥芯、混凝土等阻尼材料。图5-9
表面采用阻尼涂层
采用新材料制造基础件
充分利用结合面间的阻尼
三、减少机床的热变形
改进机床布局和结构设计
采用热对称结构图5-9
采用预拉伸的滚珠丝杠结构
在机床布局时,尽量减少内部热源图5-10
控制温升
热变形补偿图5-11
5-1 数控机床的结构要求
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四、改善运动导轨副的摩擦特性
一)塑料滑动导轨
主要有导轨软带和导轨涂层,常与铸铁或钢导轨配成导轨副
聚四***乙烯导轨软带
摩擦特性好图5-12
耐磨性好
减振性好
工艺性好图5-13
环氧型耐磨导轨涂层
抗压强度高
摩擦特性好图5-12
耐磨性好
具有良好的可加工性
稳定性好
涂层工艺图5-14
5-1 数控机床的结构要求
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二)滚动导轨
滚动导轨块图5-15
直线滚动导轨图5-16
主要特点:
对安装基面的要求不高;
制造精度高
可高速运行,运行速度可大于60m/min
能长时间保持高精度
可预加负载,提高刚度
抗振性不如滑动导轨,不宜用在有过大振动和冲击的机床上。
5-1 数控机床的结构要求
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三)静压导轨
在两个相对运动的导轨面间通以压力油,将运动件浮起,使导轨面间处于纯液体摩擦状态。图5-17
5-1 数控机床的结构要求
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5-2 数控机床的主运动与主轴部件
数控机床主运动的特点:主轴转速更高、变速范围更宽、消耗功率更大
一、数控机床主运动的参数
运动参数:是指主轴转速和变速范围。
动力参数:是指主运动的功率。
主轴转速和调速速范围
主轴转速: r/min
主轴最低转速: r/min
主轴最高转速: r/min
调速范围:
数控机床的调速范围宽,一般Rn>100,有时甚至Rn>1000
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主运动的功率扭矩特性
PZ----切削力切向分力(N);
V----切削速度(m/min);
T----切削扭矩(N·m);
n----主轴转速(r/min);
功率扭矩特性曲线
5-2 数控机床的主运动与主轴部件
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二、主运动的传动与变速
主运动的传动形式
带有变速齿轮的主传动
特点:齿轮变速组即可降速,扩大输出扭矩和恒功率变速范围,适用于大中型机床。
5-2 数控机床的主运动与主轴部件
通过皮带传动的主传动
特点:传动平稳、结构简单、输出扭矩和变速范围小,适用于小型机床
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