文档介绍：目录
第5章数控机床的机械结构 140
140
学习要求 140
主要内容 140
1. 数控机床机械结构的组成 140
2 .数控机床机械结构的特点 141
自学练习 142
习题解答 143
144
学习要求 144
主要内容 144
1、概述 144
2、主运动的配置形式和驱动电机 146
3、主轴部件 148
自学练习 149
习题解答 149
151
学习要求 151
主要内容 151
151
2、回转工作台 152
3、导轨 153
4、滚珠丝杠螺母副 155
自学练习 158
习题解答 158
数控机床的刀具交换装置 160
学习要求 160
主要内容 160
1、概述 160
2、自动换刀装置的形式 160
3、刀库 163
自学练习 167
习题解答 167
168
学习要求 168
主要内容 168
1、数控机床的总体布局 168
自学练习 171
习题解答 171
第5章数控机床的机械结构

学习要求
1. 掌握数控机床机械结构的组成和特点
主要内容
1. 数控机床机械结构的组成
数控机床的机械结构主要由以下几部分组成:
1). 主转动系统
包括动力源、传动件及主运动执行件——主轴等。主转动系统的作用是将驱动装置的运动及动力传给执行件,实现主切削运动。
2). 进给转动系统
包括动力源、传动件及进给运动执行件——工作台、刀架等。进给转动系统的作用是将伺服驱动装置的运动和动力传给执行件,实现进给运动。
3). 基础支承件
包括床身、立柱、导轨、工作台等。基础支承件的作用是支承机床的各主要部件,并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。
4). 辅助装置
包括自动换刀装置、液压气动系统、润滑冷却装置等。
2 .数控机床机械结构的特点
数控机床是高精度、高效率的自动化机床。几乎在任何方面均要求比普通机床设计得更为完善,制造得更为精密。数控机床的结构设计已形成自己的独立体系,其主要结构特点如下:
1) 静、动刚度高
机床刚度是指在切削力和其它力的作用下、抵抗变形的能力。数控机床要在高速和重负荷条件下工作,机床床身、底座、立柱、工作台、刀架等支承件的变形都会直接或间接地引起刀具和工件之间的相对位移,从而引起工件的加工误差。因此,这些支承件均应具有很高的静刚度和动刚度。为了做到这一点,数控机床的设计上采取了以下措施:(1)合理选择结构形式;(2)合理安排结构布局;(3)采用补偿变形措施;(4)选用材料合理。
2) 抗振性好
机床工作时可能产生两种形态的振动:强迫振动和自激振动。机床的抗振性是指抵抗这两种振动的能力。数控机床在高速重切削情况下应无振动,以保证加工工件的高精度和高的表面质量,特别要注意的是避免切削时的自激振动,因此对数控机床的动态特性提出更高的要求。
3) 热稳定性好
数控机床的热变形是影响加工精度的重要因素。引起机床热变形的热源主要是机床的内部热源,如电动机发热、摩擦热以及切削热等。热变形影响加工精度的原因,主要是由于热源分布不均,各处零部件的质量不均,形成各部位的温升不一致,从而产生不均匀的热膨胀变形,以致影响刀具与工件的正确相对位置。
机床的热稳定性好是多方面综合的结果。包括机床的温升小;产生温升后,使温升对机床的变形影响小;机床产生热变形时,使热变形对精度的影响较小。提高机床热稳定性的措施主要有:减少机床内部热源和发热量;改善散热和隔热条件;设计合理的机床结构和布局。
4) 灵敏度高
数控机床通过数字信息来控制刀具与工件的相对运动,它要求在相当大的进给速度范围内都能达到较高的精度,因而运动部件应具有较高的灵敏度。导轨部件通常用滚动导轨、塑料导轨、静压导轨等,以减少摩擦力,使其在低速运动时无爬行现象。工作台、刀架等部件的移动,由交流或直流伺服电动机驱动,经滚珠丝杠传动,减少了进给系统所需要的驱动扭矩,提高了定位精度和运动平稳性。
5) 自动化程度高、操作方便
为了提高数控机床的生产率,必须最大限度地压缩辅助时间。许多数控机床采用了多主轴、多刀架以及带刀库的自动换刀装置等,以减少换刀时间。对于多工序的自动换刀数控机床,除了减少换刀时间之外,还大幅度地压缩多次装卸