文档介绍：第八章典型数控机床的结构与控制
第一节数控车床
第二节数控铣床
第一节数控车床
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普通型数控车床
半封闭数控车床
全封闭数控车床
普及型数控车床
普及型和多功能数控车床
第一节数控车床
一、数控车床主运动传动系统
主运动传动系统是数控车床的重要组成部分之一,它的最高与最低转速、转速范围、传递功率和动力特性都决定了数控车床的最高切削加工工艺能力。下面以FANUC 0-T系统的数控车床为例来了解主运动传动系统,如图8-1所示。其中主运动传动系统由功率为11KW/15KW的交流伺服电动机驱动,经一级1:1的带传动带动主轴旋转,使主轴在35~3500r/min的转速范围内实现无级调速。由于主轴箱内部省去了齿轮传动变速机构,因此减少了齿轮传动对主轴精度的影响,并且维修方便。
第一节数控车床
图8-1数控车床传动系统
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二、数控车床主轴部件
数控车床主轴部件的精度、刚度和热变形对加工质量有直接影响。
(1)主轴的支承如图8-2所示,数控车床主轴的支承配置形式主要有以下三种:
①前支承采用双列圆柱滚子轴承和60°角接触双列球轴承组合,后支承采用成对安装的高精度角接触轴承,这种配置形式使主轴的综合刚度大幅度提高,普遍应用于各类数控机床主轴。图8-2 数控车床主轴支撑配置形式
②前轴承采用高精度双列(或三列)角接触球轴承,后支承采用单列(或双列)角接触轴承,这种配置适用于高速、轻载和精密的数控机床主轴。
③前后轴承采用双列和单列圆锥滚子轴承,适用于中等精度、低速与重载的数控机床主轴。
图8-3所示为MJ-50数控车床主轴结构。
图8-4所示为另一种常见的主轴部件结构(TND360数控车床)。主轴内孔用于通过长棒料,也可以通过气动、液压夹紧装置(动力夹盘)。主轴前端的短圆锥及其端面用于安装夹盘。主轴前后支承都采用角接触轴承或球轴承。
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图8-2 数控车床主轴支撑配置形式
图8-3 数控车床主轴结构
1、6、8-螺母 2-齿形带 3 、16-齿形带轮 4-脉冲编码器
5、12、13、17-螺钉 7-主轴 9-箱体 10 、11、14-轴承 15-带轮
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图8-4 数控车床主轴的另一种结构
图8-5液压夹盘
1-回转液压缸 2-空心拉杆 3-连接套 4-滑套 5-接套 6-活塞
7 、10-螺钉 8-回转液压缸 9-夹盘 11-夹盘座 12-夹爪
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(2) 液压夹盘结构数控车床工件夹紧装置可采用三爪自定心夹盘、四爪单动夹盘或弹簧夹头(用于棒料加工)。为了减少数控车床装夹工件的辅助时间,广泛采用液压或气动动力自定心夹盘。如图8-5所示,液压夹盘固定安装在主轴前端,回转液压缸l与接套5用螺钉7连接,接套又通过螺钉与主轴后端面连接,使回转液压缸随主轴一起转动。
(3)主轴编码器数控车床主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器。该装置可以通过中间轴上的齿轮1:1地与主轴同步转动,也可以通过弹性联轴器与主轴同轴安装。利用主轴编码器主要是检测主轴的速度信号,实现主轴的速度反馈,可用于主轴旋转和进给运动的控制,例如车削螺纹时,控制主轴旋转与刀架进给之间的同步运动关系。
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二、数控车床进给传动系统及传动装置
数控车床的进给传动系统是控制X、Z坐标轴伺服系统的主要组成部分。它将伺服电动机的旋转运动转化为刀架的直线运动,而且对移动精度要求很高,(直径编程),。
对进给系统的性能要求:(1)提高传动精度和刚度,消除传动间隙。(2)减小摩擦阻力。(3)减少运动部件惯量。(4)系统要有适度阻尼。
图8-6所示为MJ-50数控车床X轴进给传动装置的结构简图。图8-7所示为MJ-50数控车床Z轴进给传动装置简图。图8-8所示为MJ-50数控车床的回转刀架结构。图8-9所示为一种电动机驱动的转塔刀架。图8-10为常见的数控车床的排屑装置。图8-11为常见的数控车床尾座机构简图。