数控机床的结构经典课件
- 格式：ppt
- 大小：5.75 MB
- 文档页数：120
下载文档原格式
合集下载
数控机床的机械结构概述ppt(52张)
特别是随着新材料，新工艺的普及、应用，高速加工已 经成为目前数控机床的发展方向之一，快进速度达到了每分 钟数十米，甚至上百米，主轴转速达到了每分钟上万转、甚 至十几万转，采用电主轴、支线电动机、直线滚动导轨等新 产品、Байду номын сангаас技术已势在必行。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件
数控机床结构与装调工艺
广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品
数控机床进行的是高速、高精度加工，再简化机械结构 的同时，对于机械传动装置和元件也提出了更高的要求。高 效、无间隙传动装置和元件在数控机床上去得了广泛的应用。 如：滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨 等高效执行部件，不仅可以减少进给系统的摩擦阻力，提高 传动效率；而且还可以使运动平稳和获得较高的定位精度。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
对机械结构、零部件的要求高
高速、高效、高精度的加工要求，无人化管理以及工艺复 合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生产率，同时，也 必然会使机床的开机时间，工作负载随之增加，机床必须在高 负荷下，长时间可靠工作。因此，对组成机床的各种零部件和 控制系统的可靠性要求很高。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
三、数控机床对机械结构的基本要求
具有较高的静、动刚度和良好抗震性
机床的刚度反映了机床机构抵抗变形的能力。机床 变形产生的误差，通常很难通过调整和补偿的方法予以 彻底的解决。为了满足数控机床高效、高精度、高可靠 性以及自动化的要求，与普通机床相比，数控机床应具 有更高的静刚度。此外，为了充分发挥机床的效率，加 大切削用量，还必须提高机床的抗震性，避免切削时产 生的共振和颤振。而提高机构的动刚度是提高机床抗震 性的基本途径。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件
数控机床结构与装调工艺
广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品
数控机床进行的是高速、高精度加工，再简化机械结构 的同时，对于机械传动装置和元件也提出了更高的要求。高 效、无间隙传动装置和元件在数控机床上去得了广泛的应用。 如：滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨 等高效执行部件，不仅可以减少进给系统的摩擦阻力，提高 传动效率；而且还可以使运动平稳和获得较高的定位精度。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
对机械结构、零部件的要求高
高速、高效、高精度的加工要求，无人化管理以及工艺复 合化、功能集成化，一方面可以大大的提高生产率，同时，也 必然会使机床的开机时间，工作负载随之增加，机床必须在高 负荷下，长时间可靠工作。因此，对组成机床的各种零部件和 控制系统的可靠性要求很高。
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床的机械结构概述(ppt52页)
数控机床结构与装调工艺
三、数控机床对机械结构的基本要求
具有较高的静、动刚度和良好抗震性
机床的刚度反映了机床机构抵抗变形的能力。机床 变形产生的误差，通常很难通过调整和补偿的方法予以 彻底的解决。为了满足数控机床高效、高精度、高可靠 性以及自动化的要求，与普通机床相比，数控机床应具 有更高的静刚度。此外，为了充分发挥机床的效率，加 大切削用量，还必须提高机床的抗震性，避免切削时产 生的共振和颤振。而提高机构的动刚度是提高机床抗震 性的基本途径。
第四章-数控机床的结构 PPT课件
2
4
2020/3/31
4.2.2卧式数控镗铣床、卧式加工 中心的总体布局形式
数控卧式镗铣床中， (c)、(d)工作台为十字形布局，（c）
主轴箱悬挂于单立柱一侧，使立柱受偏载，(d)主轴箱装在框
式立柱中间，对称布局，受力后变形小，有利于提高加工精度。
2
5
2020/3/31
4.2.2卧式数控镗铣床、卧式加工 中心的总体布局形式
数控机床的布局特点
多采用机、电、液、气一体化布局，全封闭或半封 闭；机械结构简化，操作维修方便等。
5
2020/3/31
4.2 数控机床的整体布局形式
（1）
图具有可编程尾架座双刀架数控车床。
6
2020/3/31
4.2 数控机床的整体布局形式
（2）
加工中心都带有刀库， 刀库的形式和布局影响机 床的布局。图是一种立式 加工中心，刀库位于机床 侧面。
1
6
2020/3/31
4.2.1 数控车床的总体布局形式
水平床身加工工艺性好，刀架水平放置有利于提高其运动 精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。
1
7
2020/3/31
4.2.1 数控车床的总体布局形式
倾斜床身-倾斜滑板，排屑亦较方便，中小规格的数控车 床其床身的倾斜度以60°，大型的数控车床采用75°
与卧式加工中心相比，立式加工中心结构简单， 占地面积小，价格相对便宜。中小型立式加工中心一 般采用固定立柱式，将主轴吊在立柱一侧。
2
8
2020/3/31
4.2.3立式数控镗铣床、立式加工 中心的总体布局形式
立式加工中心通常有三个直线运动坐标，还可以在工作台
3
2020/3/31
数控车床结构图PPT课件
简
图
.
12
按ESC退出
斜 齿 轮 垫 片 、 压 簧 调 整
.
13
按ESC退出
锥 齿 轮 弹 簧 调 整 法
.
14
按ESC退出
齿轮齿条啮合齿侧隙消除法结构简图
.
15
按ESC退出
滚 珠 丝 杠 结 构
.
16
按ESC退出
螺纹滚道的结构形式简图
.
17
按ESC退出
垫片调整式的滚珠丝杠螺母副
.
18
.
40
按ESC退出
换刀装置各部分位置关系图
.
41
按ESC退出
直线感应同. 步器结构
42
按ESC退出
按磁性标尺基体形状分类的各种磁尺
.
43
按ESC退出
HEIDENHAIN增量式直线编码器
.
44
按ESC退出
旋转变压器
.
45
按ESC退出
光电脉冲编码器结构示意图
.
46
按ESC退出
直线感应同步器安装总图
.
25
按ESC退出
按ESC退出
夹 紧 环 联 轴 器 结 构 图
.
26
立 式 四 方 刀 架 结 构
.
27
按ESC退出
回 转 刀 架
.
28
按ESC退出
刀 库 种 类
.
29
按ESC退出
按ESC退出
链 式 刀 库 换 刀 位 置
.
30
各种链式刀库
.
31
按ESC退出
按ESC退出
单臂单手式机械手
.
47
数控机床典型机械结构概述PPT(共 76张)
1、刀库的功能 功能：储存加工工序所需的各种刀具及辅助工具。 2、刀库的种类
① 直线式
特点：结构简单，刀库容量小，一般可容纳 8-12把刀具，故少用。
三、刀库
② 鼓轮式（圆盘式） 1）单鼓轮式 刀具、鼓轮轴线平行
刀具、鼓轮轴线垂直
盘式刀库
三、刀库
刀具、鼓轮轴线成锐角
特点：结构简单紧凑，应用较多，但刀具单 环排列，空间利用率低，适用于刀库 容量较小的场合，一般不多于50-60把刀。
静压导轨
七、数控机床导轨
滑动导轨 滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优 点, 在数控机床上应用广泛，目前多数使用金属对塑料形式，称 为贴塑导轨或注塑导轨
注塑导轨：环氧树脂为基体，加入二硫化钼和胶体石墨及铅粉 等混合而成
贴塑导轨：聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼、石墨 及铅粉等混合而成
七、数控机床导轨
滚动导轨
特点：摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精 度高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、 防护要求较高
七、数控机床导轨
静压导轨
优点：1、液体静压导轨由于其导轨的工作面完全处于纯液体 摩擦下，因而工作时摩擦系数极低（f=0.0005）；
2、导轨的运动不受负载和速度的限制，且低速时移动 均匀，无爬行现象；
顺序选择方式 刀具编码方式 2、刀具的选择方式 刀座编码方式 任意选择方式
四、刀具的选刀方式
① 顺序选择方式
刀具的顺序选择方式是将刀具按加工工序 的顺序，依次放入刀库的每一个刀座中。
特点：不需要刀具识别装置，结构简单， 工作可 靠，但刀库中刀具在不同工序中不能重复 使用，因此，刀具的数量的刀库的容量大。
•
18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。
① 直线式
特点：结构简单，刀库容量小，一般可容纳 8-12把刀具，故少用。
三、刀库
② 鼓轮式（圆盘式） 1）单鼓轮式 刀具、鼓轮轴线平行
刀具、鼓轮轴线垂直
盘式刀库
三、刀库
刀具、鼓轮轴线成锐角
特点：结构简单紧凑，应用较多，但刀具单 环排列，空间利用率低，适用于刀库 容量较小的场合，一般不多于50-60把刀。
静压导轨
七、数控机床导轨
滑动导轨 滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优 点, 在数控机床上应用广泛，目前多数使用金属对塑料形式，称 为贴塑导轨或注塑导轨
注塑导轨：环氧树脂为基体，加入二硫化钼和胶体石墨及铅粉 等混合而成
贴塑导轨：聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼、石墨 及铅粉等混合而成
七、数控机床导轨
滚动导轨
特点：摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精 度高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、 防护要求较高
七、数控机床导轨
静压导轨
优点：1、液体静压导轨由于其导轨的工作面完全处于纯液体 摩擦下，因而工作时摩擦系数极低（f=0.0005）；
2、导轨的运动不受负载和速度的限制，且低速时移动 均匀，无爬行现象；
顺序选择方式 刀具编码方式 2、刀具的选择方式 刀座编码方式 任意选择方式
四、刀具的选刀方式
① 顺序选择方式
刀具的顺序选择方式是将刀具按加工工序 的顺序，依次放入刀库的每一个刀座中。
特点：不需要刀具识别装置，结构简单， 工作可 靠，但刀库中刀具在不同工序中不能重复 使用，因此，刀具的数量的刀库的容量大。
•
18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。
数控机床的结构资料PPT课件
22
绝对位置测量
位置测量方法
使用一个代码量杆， 能在任何时候从量杆上读 取绝对位置（与机床零点 有关）。
量杆被分成几个通道， 此通道被传感器扫描。
一个绝对测量系统不 需要参考点的初始数值。
.
传感器 发光二极管
代码量杆
23
直接位置测量
将检测装置直接安放在机床拖板 上，直接测量机床坐标的直线位移量， 来保证得到高的准确度。
第2章 数控机床的结构
主机结构
数控机床的本体，包括床身、主柱、横梁、滑座、工作台、主轴、进给机构等机 械部件。
CNC装置 （详见第三章）
数控机床的核心部件，包括计算机、存储器、显示器、键盘、程序输入输出装置 及相应的软件。
驱动装置
数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元，进给驱动单元，主轴电机及 进给电机等。
通过一条齿形带，功 率完成从进给驱动装置到 滚珠丝杆的传输。
.
进给机构
11
滑动离合器
滑动离合器与滚珠丝 杆有关。在碰撞时，减小 进给驱动的损害。在任何 时候滑鞍碰撞到障碍时， 可以使进给驱动停止（比 如：由于一个程序错误造 成的障碍）。
2个极限开关被安装在 每个滑鞍上，使CNC系统 确认移动的终端。
动转变为直线运动的传动链误差，从 而影响其测量精度。
.
位置测量方法
25
自动换刀装置
在数控加工中，一些操作是 不改变工件的位置而进行的。因 此需要一些不同的刀具。
操作者能完成刀具的更换， 但是结果是增加了设置的时间。 因此应该首选自动更换刀具。
对于自动更换刀具，需结合 一个换刀装置，使用转塔刀架或 刀库。
.
19
常用的检测元件
数字式
绝对位置测量
位置测量方法
使用一个代码量杆， 能在任何时候从量杆上读 取绝对位置（与机床零点 有关）。
量杆被分成几个通道， 此通道被传感器扫描。
一个绝对测量系统不 需要参考点的初始数值。
.
传感器 发光二极管
代码量杆
23
直接位置测量
将检测装置直接安放在机床拖板 上，直接测量机床坐标的直线位移量， 来保证得到高的准确度。
第2章 数控机床的结构
主机结构
数控机床的本体，包括床身、主柱、横梁、滑座、工作台、主轴、进给机构等机 械部件。
CNC装置 （详见第三章）
数控机床的核心部件，包括计算机、存储器、显示器、键盘、程序输入输出装置 及相应的软件。
驱动装置
数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元，进给驱动单元，主轴电机及 进给电机等。
通过一条齿形带，功 率完成从进给驱动装置到 滚珠丝杆的传输。
.
进给机构
11
滑动离合器
滑动离合器与滚珠丝 杆有关。在碰撞时，减小 进给驱动的损害。在任何 时候滑鞍碰撞到障碍时， 可以使进给驱动停止（比 如：由于一个程序错误造 成的障碍）。
2个极限开关被安装在 每个滑鞍上，使CNC系统 确认移动的终端。
动转变为直线运动的传动链误差，从 而影响其测量精度。
.
位置测量方法
25
自动换刀装置
在数控加工中，一些操作是 不改变工件的位置而进行的。因 此需要一些不同的刀具。
操作者能完成刀具的更换， 但是结果是增加了设置的时间。 因此应该首选自动更换刀具。
对于自动更换刀具，需结合 一个换刀装置，使用转塔刀架或 刀库。
.
19
常用的检测元件
数字式
数控车床结构ppt课件
52
精选编辑ppt
54
精选编辑ppt
1
目录
➢ 数控车床的分类 ➢ 数控车床的加工对象 ➢ 数控车床的基本组成 ➢ 数控车床的结构
精选编辑ppt
2
数控车床的分类
按主轴位置分类——卧式数控车床
精选编辑ppt
3
数控车床的分类
按主轴位置分类——立式数控车床
精选编辑ppt
4
数控车床的分类
单刀架数控车床
精选编辑ppt
5
数控车床的分类
16
数控车床的结构
主传动系统
主传动方式 主传动的变速形式 主轴的支撑 自动夹紧装置 主轴速度检测装置
进给传动系统
滚珠丝杠螺母副 导轨 自动夹紧装置
其他结构
精选编辑ppt
17
主传动方式–皮带传动
主轴脉冲编码器
主轴
主轴电机
同步齿形带
精选编辑ppt
18
主传动方式–变速齿轮传动
精选编辑ppt
19
26
自动夹紧装置
三爪自定心卡盘
适合安装较短的轴类或盘类工 件。为减少数控车床装夹工件 的辅助时间，广泛采用液压或 气动动力自定心卡盘。
四爪卡盘
适合安装方型﹑椭圆型或不 规则形状的工件，装夹时必须 找正，定中心 。
精选编辑ppt
27
三爪卡盘
精选编辑ppt
28
主轴速度检测装置
➢ 数控机床采用了分散的单独驱动方式，即机床的每一 个运动都由一个独立的电动机驱动。机床加工螺纹时 主运动与进给运动应有一定的关系，即主轴每转一转， 刀具沿轴向进给一个螺距，所以必须对主轴运动进行 检测并控制。
➢ 主轴的检测通常利用光电式编码器，编码器又称为码 盘，是一种角位移传感器，有光电式、接触式和电磁 式三种。光电式编码器的精度和可靠性都很好，在数 控机床上应用广泛。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
措施3 采用混凝土、树脂混凝土或人造花岗岩作支承件的材料
人造大理石床身（混凝土聚合物）
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
天然大理石床身
数控机床的结构经典课件
一、数控机床的机械结构要求
2、减少机床的热变形 （1）产生热变形的原因：
① 内外热源的影响 ② 不能人工修正热变形误差
“T”形隔板连接，主 要提高水平面抗弯刚 度，对提高垂直面抗 弯刚度和抗扭刚度不 显著，多用在刚度要 求不高的床身上
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
“W”形隔板，能较大地提高水平面上的抗弯抗扭刚度， 对中心距超过1500mm的长床身，效果最为显著
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
对称结构立柱
数控机床的结构经典课件
措施2 使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上
数控机床的结构经典课件
措施3 采用排屑系统
机床排屑系统
数控机床的结构经典课件
措施3 采用排屑系统
倾斜床身
数控机床的结构经典课件
措施4 将热源置于易散热的位置 将主传动箱和主电动机放在机床的外面
数控机床的结构经典课件
数控机床的结构经典课件
电主轴
数控机床的结构经典课件
2、电动机经同步齿形带传动主轴
系数大,振动的衰减性能好,成本低.铸件的周期较长,需 做木型模,易产生缩孔、气泡等缺陷 焊接件:钢材的强度比铸铁高，质量可比铸件减轻20%-50%， 不需要木模和浇注，生产周期短，不易出现废品
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
措施2 采用封砂床身结构 在铸件中不清除砂心，在焊接件中灌注混凝土或砂 增加摩擦阻力
数控机床的结构经典课 件
2020/11/21
数控机床的结构经典课件
§4-1对机械结构的要求
一、数控机床的机械结构要求
1、高精度 2、高速度 3、高自动化
要求数控机床必须具有很高的 强度、刚度和抗振性
因此，数控机床的功能要求和设计要求与普通机床有较大的 差异。数控机床的结构设计要求可以归纳为如下几方面： 1、具有大切削功率，高的静、动刚度和良好的抗振性能； 2、具有较高的几何精度、传动精度、定位精度和热稳定性； 3、具有实现辅助操作自动化的结构部件。
一、数控机床的机械结构要求
3、减少运动副的摩擦，提高传动精度
措施1 采用滚动导轨或静压导轨来减少摩擦副之间的摩擦 措施2 采用滚珠丝杠或无间隙齿轮传动—减小摩擦
4、提高机床寿命和精度保持性
措施1 采用耐磨性好的零部件 措施2 机床运动部件间具有良好的润滑
数控机床的结构经典课件
滚珠丝杠螺母副+滚动导轨副
“”形隔板，在垂直面和水平面上的抗弯刚度都 比较高，铸造性能好，在大中型车床上应用较多
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
斜向拉筋，床身刚度最高，排屑容易
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
措施3 增加导轨与支承件的连接部分的刚度 连接刚度:支承件在连接处抵抗变形的能力,称为支承件的连
③ 改善机床结构 措施1 采用对称原则设计数控机床结构
措施2 使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上
措施3 采用排屑系统 ④ 进行热变形补偿
数控机床的结构经典课件
冷却风管
主轴
对机床热源进行强制冷却
数控机床的结构经典课件
主轴
冷却风管
对机床热源进行强制冷却
数控机床的结构经典课件
措施1 采用对称原则设计数控机床结构
（2）减少热变形的措施：
① 减少发热—将热源从主机中分离出去 措施1 主运动采用直流或交流调速电动机进行无级调速
——减少传动轴和传动齿轮数量 ——减少主传动箱内的发热量
数控机床的结构经典课件
（2）减少热变形的措施：
措施2 采用低摩擦系数的导轨和轴承 ——采用滚动导轨、静压导轨或滚动轴承
② 控制温升 措施 通过散热和冷却方法
接刚度.
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
措施4 增加机床各部件的接触刚度和承载能力 采用刮研的方法增加单位面积上的接触点 在结合面之间机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
② 合理的结构布局
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
② 合理的结构布局
数控机床的结构经典课件
一、数控机床的机械结构要求
5、自动化的机构、宜人的操作性
便于操作的机床结构
数控机床的结构经典课件
一、数控机床的机械结构要求
6、安全防护和宜人的造型
数控机床大都采用机、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。
数控机床的结构经典课件
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
③ 采用补偿变形的措施
测出受力点的相对变 形的大小和方向，或 者预知构件的变形规 律，就可采取补偿变 形的方法消除受力变 形的影响
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
④ 合理选用构件的材料 措施1 床身、立柱等支承件采用钢板或型钢焊接
——增加刚度、减轻重量、提高抗振性 铸件: 容易获得复杂结构的支承件,铸铁的内摩擦力大,阻尼
（2）提高刚度的措施
① 合理选择支承件的结构形式 措施1 支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭的圆截面
或采用封闭型床身
封闭整体箱形结构
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
措施2 合理布置支承件隔板的筋条 隔板的作用是将作用于支承板的局部载荷传递给其它 壁板,从而使整个支承件承受载荷,提高支承件的自身刚度
数控机床的结构经典课件
一、数控机床的机械结构要求
1、数控机床应具有更高的静、动刚度
刚度:是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力 (静刚度) (动刚度)
（1）提高刚度的原因
① 在重载荷的作用下，机床的各部件、构件会受力变形， 引起刀具和工件的相对位置的变化
② 机床刚度差—影响机床抗振性
数控机床的结构经典课件
数控机床的结构经典课件
二、对主传动的要求
1、主传动的作用：产生主切削力 2、对主传动的要求
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
数控机床的结构经典课件
3、主传动的配置方式
① 主轴电动机直接驱动（一体化主轴，电主轴）
特点： 有效提高主轴部件刚度，但主轴输出扭矩小
（2）提高刚度的措施
措施3 采用混凝土、树脂混凝土或人造花岗岩作支承件的材料
人造大理石床身（混凝土聚合物）
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
天然大理石床身
数控机床的结构经典课件
一、数控机床的机械结构要求
2、减少机床的热变形 （1）产生热变形的原因：
① 内外热源的影响 ② 不能人工修正热变形误差
“T”形隔板连接，主 要提高水平面抗弯刚 度，对提高垂直面抗 弯刚度和抗扭刚度不 显著，多用在刚度要 求不高的床身上
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
“W”形隔板，能较大地提高水平面上的抗弯抗扭刚度， 对中心距超过1500mm的长床身，效果最为显著
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
对称结构立柱
数控机床的结构经典课件
措施2 使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上
数控机床的结构经典课件
措施3 采用排屑系统
机床排屑系统
数控机床的结构经典课件
措施3 采用排屑系统
倾斜床身
数控机床的结构经典课件
措施4 将热源置于易散热的位置 将主传动箱和主电动机放在机床的外面
数控机床的结构经典课件
数控机床的结构经典课件
电主轴
数控机床的结构经典课件
2、电动机经同步齿形带传动主轴
系数大,振动的衰减性能好,成本低.铸件的周期较长,需 做木型模,易产生缩孔、气泡等缺陷 焊接件:钢材的强度比铸铁高，质量可比铸件减轻20%-50%， 不需要木模和浇注，生产周期短，不易出现废品
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
措施2 采用封砂床身结构 在铸件中不清除砂心，在焊接件中灌注混凝土或砂 增加摩擦阻力
数控机床的结构经典课 件
2020/11/21
数控机床的结构经典课件
§4-1对机械结构的要求
一、数控机床的机械结构要求
1、高精度 2、高速度 3、高自动化
要求数控机床必须具有很高的 强度、刚度和抗振性
因此，数控机床的功能要求和设计要求与普通机床有较大的 差异。数控机床的结构设计要求可以归纳为如下几方面： 1、具有大切削功率，高的静、动刚度和良好的抗振性能； 2、具有较高的几何精度、传动精度、定位精度和热稳定性； 3、具有实现辅助操作自动化的结构部件。
一、数控机床的机械结构要求
3、减少运动副的摩擦，提高传动精度
措施1 采用滚动导轨或静压导轨来减少摩擦副之间的摩擦 措施2 采用滚珠丝杠或无间隙齿轮传动—减小摩擦
4、提高机床寿命和精度保持性
措施1 采用耐磨性好的零部件 措施2 机床运动部件间具有良好的润滑
数控机床的结构经典课件
滚珠丝杠螺母副+滚动导轨副
“”形隔板，在垂直面和水平面上的抗弯刚度都 比较高，铸造性能好，在大中型车床上应用较多
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
斜向拉筋，床身刚度最高，排屑容易
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
措施3 增加导轨与支承件的连接部分的刚度 连接刚度:支承件在连接处抵抗变形的能力,称为支承件的连
③ 改善机床结构 措施1 采用对称原则设计数控机床结构
措施2 使机床主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上
措施3 采用排屑系统 ④ 进行热变形补偿
数控机床的结构经典课件
冷却风管
主轴
对机床热源进行强制冷却
数控机床的结构经典课件
主轴
冷却风管
对机床热源进行强制冷却
数控机床的结构经典课件
措施1 采用对称原则设计数控机床结构
（2）减少热变形的措施：
① 减少发热—将热源从主机中分离出去 措施1 主运动采用直流或交流调速电动机进行无级调速
——减少传动轴和传动齿轮数量 ——减少主传动箱内的发热量
数控机床的结构经典课件
（2）减少热变形的措施：
措施2 采用低摩擦系数的导轨和轴承 ——采用滚动导轨、静压导轨或滚动轴承
② 控制温升 措施 通过散热和冷却方法
接刚度.
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
措施4 增加机床各部件的接触刚度和承载能力 采用刮研的方法增加单位面积上的接触点 在结合面之间机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
② 合理的结构布局
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
② 合理的结构布局
数控机床的结构经典课件
一、数控机床的机械结构要求
5、自动化的机构、宜人的操作性
便于操作的机床结构
数控机床的结构经典课件
一、数控机床的机械结构要求
6、安全防护和宜人的造型
数控机床大都采用机、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。
数控机床的结构经典课件
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
③ 采用补偿变形的措施
测出受力点的相对变 形的大小和方向，或 者预知构件的变形规 律，就可采取补偿变 形的方法消除受力变 形的影响
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
④ 合理选用构件的材料 措施1 床身、立柱等支承件采用钢板或型钢焊接
——增加刚度、减轻重量、提高抗振性 铸件: 容易获得复杂结构的支承件,铸铁的内摩擦力大,阻尼
（2）提高刚度的措施
① 合理选择支承件的结构形式 措施1 支承件截面形状尽量选用抗弯的方截面和抗扭的圆截面
或采用封闭型床身
封闭整体箱形结构
数控机床的结构经典课件
（2）提高刚度的措施
措施2 合理布置支承件隔板的筋条 隔板的作用是将作用于支承板的局部载荷传递给其它 壁板,从而使整个支承件承受载荷,提高支承件的自身刚度
数控机床的结构经典课件
一、数控机床的机械结构要求
1、数控机床应具有更高的静、动刚度
刚度:是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力 (静刚度) (动刚度)
（1）提高刚度的原因
① 在重载荷的作用下，机床的各部件、构件会受力变形， 引起刀具和工件的相对位置的变化
② 机床刚度差—影响机床抗振性
数控机床的结构经典课件
数控机床的结构经典课件
二、对主传动的要求
1、主传动的作用：产生主切削力 2、对主传动的要求
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
数控机床的结构经典课件
3、主传动的配置方式
① 主轴电动机直接驱动（一体化主轴，电主轴）
特点： 有效提高主轴部件刚度，但主轴输出扭矩小