第七章-数控机床的机械结构
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数控机床的机械结构概述数控机床是现代机械加工领域中的重要组成部分,其准确性和高效性在不断提高。
机械结构是数控机床的重要组成部分之一,它关系到数控机床的加工能力、精度和使用寿命等方面。
因此,本文将详细介绍数控机床的机械结构。
一、数控机床的机械结构类型数控机床的机械结构类型主要有以下几种:1. 刀架式数控机床刀架式数控机床是最常见的一种数控机床,它是由工作台、基座、立柱、横梁、刀架、主轴等主要组成部分构成的。
其中,工作台上焊接有T型槽,用于固定工件。
立柱和横梁焊接在一起,构成了机床的承重结构,刀架安装在横梁上,起到工具定位和送料的作用。
2. 摆式数控机床摆式数控机床是由一个固定的基座和一个可摆动的工作台构成的,摆动的角度可以调节。
摆式数控机床的优点是操作简便,适合中小型零部件的制造。
3. 立柱式数控机床立柱式数控机床与刀架式数控机床类似,但其立柱较为粗大,使用铸铁材料,压铸而成。
立柱式数控机床具有较强的承载能力和稳定性。
4. 滑床式数控机床滑床式数控机床是由主轴箱和床身两部分组成的,其最大特点是床身是滑动的。
普通的滑床式数控机床只能进行单轴工艺加工,而多轴滑床式数控机床可以通过添加附加的工作电机、行程、调节轴、夹紧装置和主轴等部件,可以实现多轴联动加工。
二、数控机床的机械结构细节1. 工作台工作台是数控机床的重要组成部分,其工作表面应具有较高的精度和稳定性。
为了使工件的放置和夹紧变得更容易,工作台通常采用T型槽的形式,其精度要求同工作台一样。
2. 基座数控机床的基座是机床支撑和稳定的重要部分,贯穿于整个机床的底座中心。
基座厚度要大于一般机床的厚度,铸造形式根据负载情况进行改变。
3. 主轴箱主轴箱是数控机床最重要的组成部分之一,位于机床上部,其主要作用是带动刀具进行加工。
主轴箱一般采用铁铸浇注,可在主轴箱中安装各种操作控制、调节和监控设备。
4. 数控系统数控系统是数控机床的命脉,它是机床达到高效加工的关键部分。
数控机床的机械结构在数控机床进展的最初阶段,其机械结构与通用机床相比没有多大的变化,只是在自动变速、刀架与工作台自动转位与手柄操作等方面作些改变。
随着数控技术的进展,考虑到它的操纵方式与使用特点,才对机床的生产率、加工精度与寿命提出了更高的要求。
数控机床的主体机构有下列特点:1)由于使用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统,数控机床的极限传动结构大为简化,传动链也大大缩短;2)为习惯连续的自动化加工与提高加工生产率,数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度与阻尼精度,与较高的耐磨性,而且热变形小;3)为减小摩擦、消除传动间隙与获得更高的加工精度,更多地使用了高效传动部件,如滚珠丝杠副与滚动导轨、消隙齿轮传动副等;4)为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率,使用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。
根据数控机床的适用场合与机构特点,对数控机床结构因提出下列要求:一、较高的机床静、动刚度数控机床是按照数控编程或者手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。
由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架与主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿,因此,务必把各处机械结构部件产生的弹性变形操纵在最小限度内,以保证所要求的加工精度与表面质量。
为了提高数控机床主轴的刚度,不但经常使用三支撑结构,而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承与角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承,以减小主轴的径向与轴向变形。
为了提高机床大件的刚度,使用封闭界面的床身,并使用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。
为了提高机床各部件的接触刚度,增加机床的承载能力,使用刮研的方法增加单位面积上的接触点,并在结合面之间施加足够大的预加载荷,以增加接触面积。
这些措施都能有效地提高接触刚度。
为了充分发挥数控机床的高效加工能力,并能进行稳固切削,在保证静态刚度的前提下,还务必提高动态刚度。