第七章数控机床的机械结构.ppt

黑龙江大学机电工程学院刘国华,数控技术,第七章 数控机床的机械结构,第一节 总体布局第二节 主传动系统第三节 进给系统第四节 自动换刀装置,大都采用机、电、液、气一体化布局，全封闭或半封闭防护，机械结构大大简化，易于操作及实现自动化。,一、数控机床总体布局,1.数控车床的布局和结构特点,水平床身机床,第七章 数控机床的机械结构,倾斜床身,第七章 数控机床的机械结构,立式数控车床,第七章 数控机床的机械结构,立式数控铣床,第七章 数控机床的机械结构,龙门数控铣床,第七章 数控机床的机械结构,滑枕立式加工中心,数控机床的布局是指机床机械结构部件相对安装位置的总体方案。,数控机床机械结构机床基础件：床身、底座、立柱、横梁、工作台主运动系统（主轴）进给传动系统辅助功能部件：气动、润滑、冷却、排屑、防护等刀架或自动换刀装置（ATC）自动托盘交换装置（APC、AWC）特殊功能装置：刀具破损监控、精度检测等。,产生主切削力,1.主传动系统作用,1)足够的转速范围2)足够的功率和扭矩3)各零部件应具有足够的精度、强度、刚度和抗振性4)噪声低、运行平稳,2.对主传动系统的要求,二、数控机床的主传动系统,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,这是大、中型数控机床采用较多的一种方式。,这种主传动方式大大简化了主轴箱体结构，提高了主轴部件的刚度。,这主要应用在小型数控机床上。,3.主传动运动的变速系统,1.进给传动系统作用,将伺服电机的旋转运动转变为执行部件的直线运动或回转运动。进给系统组成:伺服电机及检测元件、传动机构、运动变换机构、导向机构、执行件。常用的传动机构:一到两级传动齿轮和同步带；运动变换机构:丝杠螺母副、蜗杆蜗轮副、齿轮齿条副等；导向机构:滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、轴承等。,三、数控机床的进给传动系统,按丝杠与螺母的摩擦性质分：滑动丝杠螺母副：主要用于旧机床的数控化改造、经济型数控机床等；滚珠丝杠螺母副：广泛用于中、高档数控机床；静压丝杠螺母副：主要用于高精度数控机床、重型机床。,滚珠丝杠螺母副,丝杠（螺母）旋转，滚珠在封闭滚道内沿滚道滚动、迫使螺母（丝杠）轴向移动，从而实现将旋转运动变换成直线运动。,1.自动换刀装置的作用 自动换刀装置可帮助数控机床节省辅助时间，并满足在一次安装中完成多工序、工步加工要求。2.对自动换刀装置的要求 数控机床对自动换刀装置的要求是：换刀迅速、时间短，重复定位精度高，刀具储存量足够，所占空间位置小，工作稳定可靠。,四、数控机床的换刀装置,3.换刀形式 1、回转刀架换刀 其结构类似普通车床上回转刀架，根据加工对象不同可设计成四方或六角形式，由数控系统发出指令进行回转换刀。2、更换主轴头换刀 各主轴头预先装好所需刀具，依次转至加工位置，接通主运动，带动刀具旋转。该方式的优点是省去了自动松夹、装卸刀具、夹紧及刀具搬动等一系列复杂操作，缩短了换刀时间，提高了换刀可靠性。3、使用刀库换刀 将加工中所需刀具分别装于标准刀柄，在机外进行尺寸调整之后按一定方式放入刀库，由交换装置从刀库和主轴上取刀交换。,