加工中心主轴组件监控系统的设计
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加工中心主轴组件分析报告一、主轴组件概述1.主轴组件定义加工中心主传动系统是由主轴电动机、主轴传动系统以及主轴组件组成,而主轴组件是加工中心的主传动部分的主要组成部分,在机床上,主轴主要作用是夹持工件或刀具旋转,提供足够的驱动功率或输出转矩,能在整个速度范围内提供切削所需功率和转矩,以满足机床强力切削时的要求,直接参加表面成形运动。
(应附图)主轴被比喻为“机床的心脏”,这是再恰当不过了,人们期望它输出更高的转速、更大的扭矩、更强劲的功率、更小的主轴跳动、更低的磨损率、更少的故障及更低的价格。
目前国内机床主轴的水平还未满足用户的要求。
2.国内外主轴现状比较在国外,主轴单元的设计大多是可以公开的,一些大轴承公司甚至公开出版书籍,教人们如何设计适合的主轴单元具体到使用什么轴承、轴承的精度等级、相应的配合公差、形位公差、主轴单元可以达到的精度、润滑方式、润滑油、密封方法、动平衡精度等,有的公司还会介绍如何装配,应在什么环境下装配等。
设计可以公开,但加工工艺就很少见诸文献。
大多数公司对工艺都严守秘密,好多出国考察的人士就反映主轴单元零件的精加工场所,甚至装配场所几乎都不允许参观。
因此很难叙述目前国外的工艺水平,只能从一些间接的现象来评估。
例如有时我们采用相同的设计、相同的材料、用同一轴承公司的型号、精度等级相同的轴承,而做不出相同精度或相同速度的主轴单元来。
对铣削加工中心,主轴跳动在1um已经是国内用户购买高精度机床的一个标淮,这对于国外的机床来说,也已经是一个非常普通的参数,甚至于价位很低的机床,反观我们国内的情况,还没有哪个厂家明确地在产品样本上标明主轴跳动为lum,而实际的情况更糟糕,机床的主轴指标往往是5um。
情况为什么会是这样呢?原因主要的还是主轴的结构设计、加工工艺、热处理工艺、装配工艺的问题。
这个也是以后开发主轴的技术难点。
此处至少应就主轴类技术指标、材料及热处理的差距列表,差距比较是表现技术水平高低的重要形式,必须有数据,国外在主轴方面的发展方向是什么,必须在文中有回答(并提供一些参考资料作为支持)二主轴组件的分类、功能、性能要求以下以铣加工中心作为例子介绍(1)主轴组件的分类:皮带式主轴、直结式主轴、内藏式主轴(电主轴)(应附图)三类主轴使用环境:皮带式主轴广泛用于小型机床上,并能满足机床对转矩特性的要求;直结式主轴虽然简化了主轴结构,有效地提高了主轴刚度,但主轴输出转矩小,电动机发热对主轴精度影响大;内藏式主轴是集皮带式主轴和直结式主轴优点,具有高速度,高精度,以及良好的稳定性能等多项优点,广泛用于数控钻铣设备,精密雕刻、雕铣、木工机械、精密磨床及其他数控高速机械。
加工中心机械主轴结构创新设计
高文优;韩芙蓉
【期刊名称】《中国科技信息》
【年(卷),期】2022()12
【摘要】随着社会的快速发展,人们对加工中心机械主轴设计工作提出了更高的要求。
相关工作人员要充分了解目前加工中心机械主轴传动和冷却方式存在的技术问题,进行有针对性的结构优化和创新设计,保证机械装置转动平稳。
并且要进行科学高效的养护工作,从而提高主轴结构的可靠性。
本文主要围绕加工中心机械主轴的理论概述进行分析,探讨机械主轴结构的创新设计方式,从而为相关工作者提供一定的理论与实践参考。
【总页数】2页(P72-73)
【作者】高文优;韩芙蓉
【作者单位】郑州轻工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG5
【相关文献】
1.卧式加工中心主轴箱尾筒结构优化设计
2.加工中心机械主轴冷却系统的创新设计
3.适用于自动线加工的主轴中心出水结构的设计
4.木屋圆木梁加工中心转塔式主轴结构设计与研究
5.加工中心机械主轴结构的创新设计
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引言装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业(如:信息技术及其产业,生物技术及其产业,航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。
制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术则是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
数控机床技术的发展自1953年美国研制出第一台三坐标方式升降台数控铣床算起,至今已有很多年历史了。
20世纪90年开始,计算机技术及相关的微电子基础工业的高速发展,给数控机床的发展提供了一个良好的平台,使数控机床产业得到了高速的发展。
我国数控技术研究从1958年起步,国产的第一台数控机床是北京第一机床厂生产的三坐标数控铣床。
虽然从时间上看只比国外晚了几年,但由于种种原因,数控机床技术在我国的发展却一直落后于国际水平,到1980年我国的数控机床产量还不到700台。
到90年代,我国的数控机床技术发展才得到了一个较大的提速。
目前,与国外先进水平相比仍存在着较大的差距。
总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
1 绪论1.1 加工中心的发展状况1.1.1 加工中心的国内外发展对于高速加工中心,国外机床在进给驱动上,滚珠丝杠驱动的加工中心快速进给大多在40m/min以上,最高已达到90m/min。
采用直线电机驱动的加工中心已实用化,进给速度可提高到80~100m/min,其应用范围不断扩大。
国外高速加工中心主轴转速一般都在12000~25000r/min,由于某些机床采用磁浮轴承和空气静压轴承,预计转速上限可提高到100000r/min。
摘要:本次设计通过对现有加工中心的分析研究,提出一种新的设计方案,其自动化程度更高,结构也相对比较简单.这一点在论文会得以体现.本方案中,主轴箱采用交流调速电机实现无级变速,在X、Y、Z三个方向上的进给运动均采用滚珠丝杠,而动力则由步进电动机通过调隙齿轮来传递,并且采用单片机进行数字控制.控制系统采用MCS-51系列单片机,通过扩展程序存储器、数据存储器和I/O 接口实现硬件电路的设计.论文中也对软件系统的设计做出了相关说明.关键词:交流调速电机滚珠丝杠步进电机单片机系统扩展Abstract: This design tries a new method after the analyze and research of the exited machining center with the higher automatization degrees and the simpler configuration,which will be explained in the paper. In the method, AC adjustable-speed motor is used for the realization of the level shift in variable speed,and in the motion of, we all adopt ball bearing thread haulm for the X、Y、Z direction,The power of which is step by step electromotor transferred by gear that used for adjusting gaps.And more,we used singlechip for numerical control.The control system introduces MCS-51 series singlechip,and the realization of hardware circuit was accomplished by enlarging program memorizer、data memorizer and I/O meet meatus.Also,the paper explained the design for software system. Keywords: AC adjustable-speed motor、ball bearing thread haulm、the step by step electromotor、the enlarge for SCM system目录前言 (1)1、机床总体方案设计 (1)1.1 机床总体尺寸参数的选定 (1)1.2 机床主要部件及运动方式的选定 (2)1.3 机床总体布局的确定 (3)2、主传动的设计计算 (8)2.1 电机的选择 (8)2.2 齿轮传动的设计计算 (9)2.3 轴的设计计算 (13)2.4 离合器的选用 (21)3、进给系统的设计计算 (22)3.1 概述 (22)3.2 设计计算 (22)3.3 工作台部件的装配图设计 (29)3.4 滚珠丝杠螺母副的承载能力的校验 (30)3.5 计算机械传动系统的刚度 (31)3.6 驱动电动机的选型与计算 (33)3.7 机械传动系统的动态分析 (36)3.8 机械传动系统的误差计算与分析 (37)3.9 确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (38)3.10 滚珠丝杆副的预紧方式 (38)3.11 齿轮传动消隙 (39)4、控制系统的设计 (39)4.1 控制系统总体方案的拟订 (39)4.2 总控制系统硬件电路设计 (39)参考文献 (56)谢辞 (57)科技译文 (58)前言加工中心集计算机技术、电子技术、自动化控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体,是典型的机电一体化产品,它的发展和运用,开创了制造业的新时代,改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式,使世界制造业的格局发生了巨大变化。
卧式镗铣加工中心主轴部分设计研究
汝晓艳;郝岩利;谢伟东;付川川;冯春凤
【期刊名称】《模具制造》
【年(卷),期】2024(24)4
【摘要】作为机床设计中一个较为核心的部件,卧式镗铣加工中心主轴的工作性能会直接影响到机床的性能,因此,在对其进行设计时,要考虑刚度、精度以及稳定性,回转精度等这些因素,还要考虑抗震和热变形等方面。
通过以卧式镗铣加工中心主轴传动部分设计为例,详细阐述主轴的结构设计和它的理论计算,并通过机床样机进行测试,以验证主轴设计的合理性和计算过程的正确性。
【总页数】3页(P174-176)
【作者】汝晓艳;郝岩利;谢伟东;付川川;冯春凤
【作者单位】齐齐哈尔工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH13
【相关文献】
1.捷克TOS卧式镗铣加工中心主轴内冷故障分析与修理
2.重心驱动原理在高速卧式镗铣加工中心关键部件结构设计中的应用
3.卧式镗铣加工中心夹具补偿的设计与应用
4.基于Romax的镗铣复合加工中心主轴轴承配置方案优化设计研究
5.大型卧式镗铣加工中心铣面振纹的分析处理
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立式数控加工中心的进给系统和主轴系统分析立式数控加工中心是一种常用于金属加工的先进设备,可以实现高效、精确的加工过程。
其中,进给系统和主轴系统是立式数控加工中心的两个核心部分。
本文将对立式数控加工中心的进给系统和主轴系统进行详细的分析和解释。
进给系统是立式数控加工中心的关键部件之一,在加工过程中负责控制工件的运动速度和位置。
它由进给电机、进给螺杆、导轨、伺服系统等组成。
进给电机通过传动装置将动力传递给进给螺杆,通过螺杆的旋转实现工件在三个坐标轴上的移动。
而导轨则起到支撑和导向工件的作用。
进给系统的主要功能是实现加工过程中工件的精确定位和运动控制。
通过在电脑数控系统中设定加工程序,可以精确控制进给系统的运动速度、加速度和位置,实现复杂零件的加工。
进给系统的精度和可靠性对加工质量和效率起着重要的影响。
因此,在设计和选择进给系统时,需要考虑其精度、刚性、稳定性等因素。
与进给系统相比,主轴系统在立式数控加工中心中的作用更为重要。
主轴系统是控制刀具转速和切削参数的关键部件,直接影响加工效果和加工质量。
主轴系统由主轴电机、主轴轴承、主轴传动装置等组成。
主轴电机是主轴系统的动力源,通常采用交流伺服电机或直流伺服电机。
它通过传动装置将动力传输给主轴轴承,进而带动刀具转动。
主轴轴承是主轴系统的核心部件,它承受着高速旋转和切削载荷。
因此,主轴轴承需要具备高刚度、高精度、高转速等特点,以确保刀具的稳定运转和加工质量。
主轴传动装置的设计也非常重要,它可以采用直接驱动或传统的皮带传动方式。
直接驱动主轴系统具有传动效率高、动态响应速度快等优点,适用于高速精密加工。
而皮带传动方式则具有结构简单、维护方便等优势,适用于一般加工需求。
除了运转稳定性之外,主轴系统还需要具备快速的切削速度和灵活的切削能力。
通过电脑数控系统对主轴电机的转速进行调控,实现不同工件的精确加工。
同时,主轴系统还应具备冷却装置,以保持刀具和工件的适宜温度,提高切削质量和加工效率。
数控加工中心—主传动系统设计数控加工中心是一种高效精密的机械加工设备,主要用于加工具有一定形状和尺寸要求的工件。
主传动系统作为数控加工中心的核心部件之一,在数控加工中心的运行中起着至关重要的作用。
本文将从主传动系统设计的角度,详细介绍数控加工中心主传动系统的设计方法和要点。
在确定主传动系统的结构形式后,设计者还需要考虑传动方式。
数控加工中心主传动系统的传动方式主要有齿轮传动、同步带传动和链条传动等。
齿轮传动是最常见的传动方式,其传动效率高、传动精度高,但噪音大;同步带传动具有传动平稳、噪音低、维护方便等优点;链条传动则适用于大功率、大转矩传动。
在进行传动方式选择后,设计者还需要根据加工中心的实际工作要求和性能需求,确定主传动系统的传动比,即主轴转速与驱动电机转速之间的比值。
传动比的大小直接影响到主轴的转速范围和加工中心的加工能力。
一般情况下,数控加工中心的主轴转速范围为几百转/分钟到几万转/分钟不等。
另外,主传动系统的传动精度也是设计中需要关注的重点。
传动精度是指传动系统中输出轴的转速与输入轴的转速之间的误差大小。
由于主传动系统的传动精度直接影响到加工中心的加工精度,所以设计者需要根据加工要求和机械精度标准,选择适当的传动精度要求,并通过选用合适的传动装置和特殊的配合方式,来提高主传动系统的传动精度。
此外,设计者还需要注意主传动系统的可靠性和稳定性。
在设计过程中,应遵循可靠性设计原则,选用具有高可靠性的主传动装置和零部件,并合理安排主传动系统的结构形式和传动方式,以提高主传动系统的工作稳定性和使用寿命。
综上所述,数控加工中心主传动系统的设计是一项复杂而重要的工作,设计者需要根据具体的情况选择最合适的结构形式和传动方式,并合理确定主传动系统的传动比、传动精度等参数,以提高数控加工中心的加工能力和加工精度。
同时,设计者还要注重主传动系统的可靠性和稳定性,以确保数控加工中心的正常运行。
加工中心用电主轴结构设计及其仿真分析一、综述随着科技的不断发展,加工中心在制造业中的地位越来越重要。
加工中心作为一种高效、高精度、高自动化的加工设备,已经成为现代制造业的重要支柱。
然而加工中心在使用过程中,电主轴作为其核心部件,其结构设计和性能对加工中心的整体性能具有重要影响。
因此对加工中心用电主轴的结构设计及其仿真分析进行研究,对于提高加工中心的性能和降低生产成本具有重要意义。
电主轴是一种将交流电源转换为高速旋转并带传动功能的电动机。
它具有结构简单、重量轻、惯性小、响应速度快等优点,广泛应用于数控机床、加工中心等机械设备中。
电主轴的结构设计主要包括电机、减速器、轴承、冷却系统等部分。
其中电机是电主轴的核心部件,其性能直接影响到整个电主轴的性能;减速器用于降低电机转速,提高扭矩;轴承用于支撑转子并实现转动;冷却系统用于降低电机温度,保证电主轴的正常运行。
为了提高加工中心的性能,需要对电主轴的结构进行优化设计。
首先应选择合适的电机类型和参数,以满足加工中心的工作要求。
其次应合理选择减速器类型和参数,以保证电主轴具有较高的转速和扭矩输出。
此外还应考虑轴承的选择和配置,以确保电主轴具有较低的噪声和振动。
冷却系统的设计也至关重要,应根据加工中心的工作环境和工艺要求,选择合适的冷却方式和参数。
为了验证电主轴结构设计的合理性和性能,可以采用仿真分析方法对其进行评估。
通过建立数学模型,对电主轴的结构参数进行优化设计,并利用仿真软件对其进行模拟分析。
仿真分析可以帮助我们了解电主轴在不同工况下的性能表现,为实际应用提供依据。
同时仿真分析还可以发现结构设计中的潜在问题,为改进设计提供参考。
加工中心用电主轴结构设计及其仿真分析是一项重要的研究工作。
通过对电主轴结构的设计优化和仿真分析,可以提高加工中心的性能,降低生产成本,为现代制造业的发展做出贡献。
1.1 研究背景和意义随着现代制造业的飞速发展,加工中心在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
目录目录 (1)摘要 (3)Abstract (4)第1章绪论 (5)1.1概述 (5)1.2 选题的意义和目的 (6)1.3数控机床的组成与分类 (7)1.4数控机床的发展 (9)第2章总体方案的设计 (13)2.1设计参数 (13)2.2总体方案的确定 (14)第3章主轴电动机的选取 (15)3.1电机初选 (15)3.2计算切削功率 (16)3.2.1切削力的计算 (16)3.2.2切削功率的计算 (17)第4章同步齿形带传动 (18)4.1 材料选择 (18)4.2 参数计算 (18)第5章主轴组件的设计 (20)5.1 主轴材料的选择及尺寸、参数的计算 (20)5.1.1轴的分类 (20)5.1.2主轴材料 (21)5.2主轴结构设计 (21)5.2.2轴的结构设计 (21)5.2.3草拟轴上零件的装配方案: (21)5.2.4轴上零件的定位 (22)5.2.5 各轴段直径与的确定 (22)5.2.6轴的结构工艺性 (23)5.3主轴强度的校核 (24)5.3.1按扭转强度进行计算 (24)5.3.2 强度校核计算 (25)5.4主轴传动装置箱体的作用 (29)5.5 主轴箱体的截面形状和壁厚计算 (29)传动装置箱体的典型纵截面形状为矩形或圆形。
箱体壁厚N的计算: (29)N= (29)第6章主轴轴承的选择 (29)6.1轴承的选择和轴承的精度 (29)6.2轴承的类型选择 (30)6.3 轴承游隙等级的选择 (30)6.4 轴承力的计算 (31)6.6 轴承寿命校核 (32)第7章控制系统设计 (33)7.1控制系统总体设计 (33)7.2硬件设计 (34)7.3软件设计 (34)7.3.1变频器的相关控制 (36)7.3.2译码法寻址 (36)7.3.3键盘显示器接口 (37)7.3.4程序存储器(EEPROM)芯片 (37)7.3.5数据存储器(RAM)芯片 (37)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (38)附录 (39)摘要数控技术和数控装备是制造工业现代化的基础,这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到国家的战略地位。
优秀设计目录前言 (1)第一章加工中心介绍 (5)1.1加工中心 (5)1.1.1加工中心简介 (5)1.1.2 加工中心的特点和用途 (6)1.1.3.加工中心的工作原理 (7)1.1.4加工中心的主轴部件 (7)1.1.4.1主轴部件精度 (7)1.1.4.2 主轴部件结构 (8)第二章传感器介绍与选择 (12)2.1.传感器简介 (12)2.2传感器的选取 (14)2.2.1.1磁电式转速传感器的工作原理 (14)2.2.1.2磁电式转速传感器的型号和技术参数: (15)2.2.1.7 KMI15-1磁电阻式转速传感器技术参数 (20)2.2.2加工中心主轴运行轨迹的监测: (20)2.2.2.1.电涡流位移(振动)传感器的工作原理及特点 (20)2.2.2.2 M307997电涡流位移传感器参数 (21)2.2.3对加工中心主轴齿轮轴向移动的监测 (21)2.2.3.1 KMZ10B传感器介绍 (21)2.2.3.2 KMZ10B 传感器参数 (21)第三章信息采集与处理 (22)3.1 A/D转换器的分类与性能指标 (22)3.1.1 A/D转换器分类 (22)3.2 A/D转换器和单片机 (23)3.2.1 ADC0804转换器: (23)3.2.2 AT89C51单片机 (25)3.2.3 AD转换器与AT89C51单片机接口电路图: (26)3.3 与PC机通信接口 (26)3.3.1 MAX487芯片介绍 (27)第四章加工中心主轴组件的监测的实验分析 (28)4.1 DRVI可重构虚拟仪器实验平台介绍: (28)4.2加工中心-轴心轨迹测量: (28)4.3加工中心主轴-磁电传感器转速测量: (30)总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)设计题目:加工中心主轴组件监控系统的设计[摘要]:本设计采用了虚拟仪器技术、单片机技术和计算机技术,设计了一套加工中心主轴组件监控系统。
该系统采用磁电式转速传感器、电涡流位移传感器,实现对主轴运转状态的监控。
系统采用模块化思想,组建方式灵活。
利用传感器进行转速、位移等数据的采集,用A/D转换器对传感器所采集的电压电流等虚拟信号转换成能被计算机识别的数字信号,从而使计算机通过具体的波形图像实现对主轴的监控。
本论文主要介绍了KMI15-1转速传感器、CDA0804转换器、AT89C51单片机、监控系统原理、系统的总体设计,以及对数据进行实验分析。
该系统具有测量精度高,结构简单,操作方便等特点。
[关键词]:传感器;A/D转换器;AT89C51单片Machining Center Spindle Monitoring System DesignComponents(Grade05, Class052,Mechanical design and manufacturing automation, School of mechanical engineering Dept ,Shanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shanxi)tutor: Huang Cheng LiAbstract: This design uses a virtual instrument technology, single-chip technology and computer technology, has designed a machining center spindle monitoring system components. The system uses a magnetic-electric speed sensors, eddy current displacement sensor to achieve operational status of the main axis of the monitor. Modular system of thought, the formation of a flexible manner. The use of speed sensors, displacement, such as data collection, using A / D converter collected on the sensor, such as voltage and current signals into a virtual computer can be identified by digital signal, so that the specific form of computer images, through the realization of the monitoring of the spindle . This paper introduced the KMI15-1 speed sensor, CDA0804 converter, AT89C51 single-chip microcomputer, control system theory, system design, and experimental analysis of the data. The system has high measurement accuracy, simple structure, easy to operate and so on.Key words:sensor; A/ D converter; AT89C51 single-chip microcomputer前言工业技术的发展水平是衡量一个国家技术水平的重要标志之一,在一定程度上反映了该国的技术经济实力。
因此,工业发达国家和地区对机电一体化技术都十分重视,从政府到企业都制定了相应的发展战略。
我国对机电一体化的研究虽起步较晚,但发展速度较快,尤其是在我国加入WTO以后,面对国际市场激烈竞争的新形势,已充分认识到机电一体化对我国经济发展的重要战略意义。
任何事物的产生和发展,都离不开科技进步和社会需求这两大前提。
科技进步是新事物产生的基础,社会需求则是其产生的诱因和发展动力。
科学技术和社会生产的不断发展,对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。
机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最重要措施之一。
随之,数控机床成为发展的趋势。
数控机床综合了当今世界上许多领域最新的技术成果,主要包括精密机械、计算机及信息处理、自动控制及伺服驱动、精密检测及传感、网络通信等技术。
数控机床即是采用了数控技术的机床,或者说装备了数控系统的机床。
从应用来说,数控机床就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、松夹工件、进到与退刀、开车与停车、选择刀具、供给冷却液等)和步骤,以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示,通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机,计算机对输入的信息进行处理与运算,发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需要的零件。
数控机床与其他自动机床的显著区别在于当加工对象改变时,除了重新装夹工件和更换刀具之外,只需要更换新的控制介质,不需要对机床做任何调整。
数控机床制造业是关系到国家战略地位和体现国家综合国力的基础产业,其技术水平的高低和拥有量的多少是衡量一个国家工业化的重要标志。
数控机床作为新型的自动化加工设备具有广泛的通用性和很高自动化程度。
数控机床的优点如下:1)生产率高。
数控机床能缩短由于换刀、转换速度等所消耗的辅助时间,增加了切削加工时间的比率。
采用最佳切削参数和最佳走刀路线,缩短了加工时间,从而提高了生产率。
2)零件的加工精度,产品质量稳定。
由于它是按照程序自动加工,不需要人工干预,其加工精度还可以利用软件进行校正与补偿,故可以获得比机床本身精度还要高的加工精度和重复精度。
3)有广泛的适用性和较大的灵活性。
只需要改变程序,就可以加工不同产品的零件,能够完成很多普通机床难以完成或者无法完成的复杂型面得加工。
4)可以实现一机多用。
有的数控机床如镗铣加工中心,可以替代镗床、铣床和转钻床,工件一次装夹后,几乎能完成箱体类零件的全部加工部位的加工。
5)不需要专用夹具。
采用通用夹具就能满足数控加工的要求,节省了专用夹具设计制造和存放的费用。
6)大大减轻了工人的劳动强度。
由于数控机床的优点是现代社会发展的需要,因此,近些年来,数控机床被广泛的应用于我国的制造业,在国内工业发达的地区已经得到普及,由此对社会生产力的提高起着巨大的推动作用。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
当前数控车床呈现以下发展趋势。
1. 高速、高精密化高速、精密是机床发展永恒的目标。
随着科学技术突飞猛进的发展,机电产品更新换代速度加快,对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。
为满足这个复杂多变市场的需求,当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展,加工精度也在不断地提高。
另一方面,电主轴和直线电机的成功应用,陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市,也为机床向高速、精密发展创造了条件。
数控车床采用电主轴,取消了皮带、带轮和齿轮等环节,大大减少了主传动的转动惯量,提高了主轴动态响应速度和工作精度,彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。
采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min 以上。
直线电机驱动速度高,加减速特性好,有优越的响应特性和跟随精度。
用直线电机作伺服驱动,省去了滚珠丝杠这一中间传动环节,消除了传动间隙(包括反向间隙),运动惯量小,系统刚性好,在高速下能精密定位,从而极大地提高了伺服精度。
直线滚动导轨副,由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦,磨损小,发热可忽略不计,有非常好的热稳定性,提高了全程的定位精度和重复定位精度。
通过直线电机和直线滚动导轨副的应用,可使机床的快速移动速度由目前的10~20m/mim提高到60~80m/min,甚至高达120m/min。
(2)高可靠性数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。
数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率,并获得良好的效益,关键取决于其可靠性的高低。
(3)数控车床设计CAD化、结构设计模块化随着计算机应用的普及及软件技术的发展,CAD技术得到了广泛发展。
CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作,更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计,可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。