第九章 数控机床的结构设计
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数控机床的结构设计摘要数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。
关于其结构设计,主要从机械结构的要求、机构刚度、机床运动的抗震性、机床低速运动的平稳性与精度几个方面来展开研究。
关键词:结构、刚度、平稳性、精度AbstractNc machine tool is digital control machine tools (Computer numerical control machine tools) for short, is a kind of a program control system of automatic machine tools. On its structural design, mainly from the requirements of the mechanical structure, institutional rigidity, machine tool movement, machine tool at low speed vibration resistance movement stability and precision of the several aspects to study.Keywords: structure, stiffness, stability and accuracy一、数控机床机械结构的要求数控机床在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面与通用机床不同,随着生产力的增长,对数控机床的要求也逐步提高。
对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求:1)由于采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)为适应连续的自动化加工和提高加工生产率,数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度,以及较高的耐磨性,而且热变形小;3)为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度,更多地采用了高效传动部件,如滚珠丝杠副和滚动导轨、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,采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。
摘要世界制造业转移,中国正在逐步成为世界加工厂。
美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代,钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。
我国目前经济发展已经过了发展初期,正处于重化工业发展中期。
未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。
美国、德国的重化工业发展期延续了18年以上,美国、德国、韩国四国重化工业发展期平均延续了12年,我们估计中国的重化工业发展期将至少延续10年,直到2015年。
因此,在未来10年中,随着中国重化工业进程的推进,中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升,国产机械产品国际竞争力增强,逐步替代进口,并加速出口。
目前,机械行业中部分子行业如船舶、铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移,并将持续受益;电站设备、工程机械、床等将受益于产业转移,加快出口进程关键词 : 数控工业化发展机床ABSTRACTMove of world manufacturing industry, China is becoming the world factory. The United States, Germany, Korea and other countries have entered the high technology industrialization development intensive era and the era of microelectronics, steel, machinery, chemicals and other heavy industry is gradually transferred to developing countries. Our current economic development has been the early stage of development, the development of heavy industry is in the middle.The next 10 years will be the best period in China machinery industry development. The United States, Germany's heavy industry development has continued for more than 18 years, the United States, Germany, South Korea four heavy industry development average lasted 12 years, we estimate that China's heavy industry development will continue at least 10 years, until 2015. Therefore, in the next 10 years, along with the advancement of heavy industry of China, Chinese enterprise scale, product technology, quality and so will be significantly improved, the international competitiveness of domestic machinery products increased, gradually replace the imported, and accelerated export. At present, the central molecular machinery industry sectors such as shipping, railways, container and container crane manufacturing has benefited from the international industrial transfer, and will continue to benefit; power equipment, engineering machinery, such as bed will benefit from the industrial transfer, speed up the process of exportKeywords: CNC machine tool industrialization development目录ⅰ目录第一章绪论 (1)1.1 课题来源 (1)1.2 目的和意义 (1)1.3 机电一体化系统的简介 (1)1.3.1 机电传动概述 (2)1.3.2 数控加工概述 (2)1.3.3 数控加工设备 (3)1.4 国内外动态 (5)1.5 机电一体化技术的发展与展望 (7)第二章简易数控机床的结构分析 (9)2.1 数控机床的外部结构 (9)2.1.1 简易数控机床的外形 (9)2.1.2 简易数控机床的外部结构 (9)2.1.3 简易数控机床的XY轴结构 (10)2.2 数控机床内部结构分析 (11)第三章 PRO/E简介 (13)3.1 pro/e的诞生 (13)3.2 pro/e的具体操作与优点 (13)3.3 pro/e的引入 (14)第四章数控机床的机械设计 (17)4.1 零件图 (17)4.2 组装图 (20)第五章总结 (21)第六章结束语 (23)致谢 (25)参考文献 (27)第一章绪论 1第一章绪论1.1课题的来源随着各种学科的交叉发展,原来的纯机械加工已经发展为机电一体化的加工机床,现在随着各种控制技术的日趋完善,机电一体化的加工系统——数控机床已经毫无疑问成为了工业生产的主力装备。
试谈数控机床、加工中心的结构设计中国纺织大学 狄 岚 宁江机床厂 狄锦如 摘要 数控机床、加工中心为了适应高速、高效、高精度,受大负荷的需要,需在主轴组件、导轨设计上改进,在传动连接件上采用胀套式,防护罩上采用全封闭式以及在夹紧机构等上采用浮动夹紧方法等。
关键词 主轴组件 导轨 传动件胀套式 防护罩 夹紧机构 虽然数控机床、加工中心是由普通机床发展而来,但要满足高速、高效、高精度又要能承受大负荷,普通机床的传统结构已不能满足要求。
在加工中心等机床设计上必须采用一些适合于数控机床的结构。
1 主轴组件结构 (1)前轴承 原来的双联轴承(图1a )已满足不了大负荷的要求,应改用三联或四联角接触球轴承(图1b )。
图1 主轴前轴承组件结构1、4、111法兰盖2、71轴承3、91锁紧螺母 51前挡圈61后挡圈 81前调整螺母 101前挡油盖 121主轴 (2)原来图1a 中修法兰盖1的端面保证不了端面与孔的垂直度要求。
为了提高轴承的调整精度应改为如图1b 中用挡圈5、6修磨调整式,以便提高修磨精度。
为了保证三个轴承的外圈互相压紧,法兰盖4外端面外应有0.1~0.15mm 间隙。
(3)图1a 所示的锁紧螺母3,在锁紧时不能保证端面的垂直度,应改为如图1b 中的用两个螺母8、9。
8为调整螺母,9为锁紧螺母,调整与锁紧分开,两者端面不接触,等调整好后,再用螺钉把两者固定。
可避免锁紧螺母的歪斜影响。
(4)为了提高轴承的寿命,防止加工时灰尘、油污进入轴承增加磨损,应如图1b 所示在加工过程中用压缩空气向孔口吹气,气缝口的间隙为0.2mm 。
吹气能起到很好的清洁效果。
但是这种结构较复杂,要求不高时可改用图1c 结构,前法兰盖与轴配合处采用螺旋密封(只适用于单向转动的主轴),其赶油方向要特别注意。
若把方向搞错,则不但不能密封,相反的却把冷却液赶向漏出方向,则使泄漏量大为增加,使轴承污染更严重,即使是油脂润滑轴承,会使温升大增,并对轴承寿命不利。