《數(shù)控車床結(jié)構(gòu)》PPT課件.ppt

數(shù)控車床的結(jié)構(gòu),目錄,數(shù)控車床的分類 數(shù)控車床的加工對(duì)象 數(shù)控車床的基本組成 數(shù)控車床的結(jié)構(gòu),數(shù)控車床的分類,按主軸位置分類臥式數(shù)控車床,數(shù)控車床的分類,按主軸位置分類立式數(shù)控車床,數(shù)控車床的分類,單刀架數(shù)控車床,數(shù)控車床的分類,雙刀架數(shù)控車床,數(shù)控車床的分類,按系統(tǒng)功能分經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床,數(shù)控車床的分類,按系統(tǒng)功能分全功能數(shù)控車床,數(shù)控車床的加工對(duì)象,精密、復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體類零件,數(shù)控車床的加工對(duì)象,數(shù)控車床的加工對(duì)象,數(shù)控車床的組成與布局,數(shù)控車床一般由數(shù)控裝置、床身、主軸箱、刀架、進(jìn)給系統(tǒng)、尾座、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、排屑器等各部分組成。 數(shù)控車床的布局分水平床身、傾斜床身、水平床身斜滑板及立床身等 。,數(shù)控車床的布局,水平床身,傾斜床身,垂直床身,數(shù)控車床的結(jié)構(gòu),主傳動(dòng)系統(tǒng) 主傳動(dòng)方式 主傳動(dòng)的變速形式 主軸的支撐 自動(dòng)夾緊裝置 主軸速度檢測(cè)裝置 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 滾珠絲杠螺母副 導(dǎo)軌 自動(dòng)夾緊裝置 其他結(jié)構(gòu),主傳動(dòng)方式皮帶傳動(dòng),主傳動(dòng)方式變速齒輪傳動(dòng),主傳動(dòng)方式主軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),主傳動(dòng)方式電主軸,主傳動(dòng)的變速形式,根據(jù)主傳動(dòng)的形式，數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)變速主要有無級(jí)變速、分段無級(jí)變速、內(nèi)置電機(jī)變速三種。 1無級(jí)變速 采用無級(jí)變速的主運(yùn)動(dòng)，不僅能在一定的變速范圍內(nèi)選擇到合理的切削速度，而且還能在運(yùn)動(dòng)中自動(dòng)換速。無級(jí)變速有機(jī)械、液壓、電氣等多種形式，數(shù)控機(jī)床一般都采用直流或交流主軸伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的電氣無級(jí)變速。,主傳動(dòng)的變速形式,2.分段無級(jí)變速 數(shù)控機(jī)床在實(shí)際生產(chǎn)中，并不需要在整個(gè)變速范圍內(nèi)均為恒功率。一般要求在中、高速段為恒功率傳動(dòng)，在低速段要求恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。確保數(shù)控機(jī)床主軸低速時(shí)有較大的轉(zhuǎn)矩和主軸的變速范圍盡可能大。有的數(shù)控機(jī)床在交流或直流電動(dòng)機(jī)無級(jí)變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無級(jí)變速。帶有變速齒輪的主傳動(dòng)采用滑移齒輪移位實(shí)現(xiàn)變速操作時(shí)，多采用液壓撥擦叉變速機(jī)構(gòu)。,液壓撥擦叉變速機(jī)構(gòu),三位液壓撥叉變速 1、5液壓缸 2活塞桿 3撥叉 4套 筒,主軸部件,主軸部件是主運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件，它夾持刀具或工件，并帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。主軸的部件包括主軸、主軸的支承以及安裝在主軸上的傳動(dòng)部件和速度反饋裝置。,主軸的支承,自動(dòng)夾緊裝置,三爪自定心卡盤 適合安裝較短的軸類或盤類工件。為減少數(shù)控車床裝夾工件的輔助時(shí)間，廣泛采用液壓或氣動(dòng)動(dòng)力自定心卡盤。,四爪卡盤 適合安裝方型橢圓型或不規(guī)則形狀的工件，裝夾時(shí)必須找正，定中心 。,三爪卡盤,主軸速度檢測(cè)裝置,數(shù)控機(jī)床采用了分散的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)方式，即機(jī)床的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)都由一個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。機(jī)床加工螺紋時(shí)主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)應(yīng)有一定的關(guān)系，即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具沿軸向進(jìn)給一個(gè)螺距，所以必須對(duì)主軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)并控制。 主軸的檢測(cè)通常利用光電式編碼器，編碼器又稱為碼盤，是一種角位移傳感器，有光電式、接觸式和電磁式三種。光電式編碼器的精度和可靠性都很好，在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛。,主軸速度檢測(cè)裝置-光電編碼器,數(shù)控車床的主軸結(jié)構(gòu),進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng),滾珠絲杠螺母副,為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行，必須要降低數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦并減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差。因此，行程不太長(zhǎng)的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)常用滾珠絲杠副。 滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率高達(dá)85%-98%，是普通滑動(dòng)絲杠副的2-3倍。滾珠絲杠副的摩擦角小于1，因此不自鎖。如果滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)升降運(yùn)動(dòng)（如主軸箱或升降臺(tái)的升降），則必須有制動(dòng)裝置。,1螺母 2 絲杠 3 滾珠 4 滾珠循環(huán)裝置,滾珠絲杠,滾珠絲杠副的循環(huán)方式,滾珠絲杠螺母副常用的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)與外循環(huán)兩種方式。滾珠在循環(huán)過程中有時(shí)與絲杠脫落接觸稱為外循環(huán)；一直與絲杠保持接觸稱為內(nèi)循環(huán)。,外循環(huán)式,圖9為外循環(huán)式，當(dāng)絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠的旋轉(zhuǎn)面經(jīng)滾珠推動(dòng)螺母軸向移動(dòng)，同時(shí)滾珠沿螺旋形滾道滾動(dòng)，使絲杠和螺母之間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L珠與絲杠、螺母之間的滾動(dòng)摩擦。螺母螺旋槽的兩端用回珠管3連接起來，使?jié)L珠能夠從一端重新回到另一端，構(gòu)成一個(gè)閉合的循環(huán)回路。,圖9 外循環(huán)式滾珠絲杠 1絲杠 2滾珠 3回珠管 4螺母,內(nèi)循環(huán)式,內(nèi)循環(huán)均采用反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán)，反向器有兩種型式。滾珠從螺紋滾道進(jìn)入反向器，借助反向器迫使?jié)L珠越過絲杠牙頂進(jìn)入相鄰滾道，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。,圖10 內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠 1凸鍵 2回珠槽,滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整,滾珠絲杠的傳動(dòng)間隙是指絲杠和螺母無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母兩者之間的最大軸向竄動(dòng)量。除了絲杠和螺母本身的軸向間隙之外，還包括施加軸向載荷后，產(chǎn)生的彈性變形所造成的軸向竄動(dòng)量。 滾珠絲杠螺母副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊的原理都是使兩個(gè)螺母產(chǎn)生軸向位移，以消除它們之間的間隙。除少數(shù)使用微量過盈滾珠的單螺母結(jié)構(gòu)消隙外，常采用雙螺母預(yù)緊方法，其結(jié)構(gòu)形式有三種：墊片調(diào)隙法 、齒差調(diào)隙法 和螺紋調(diào)隙法 。,墊片調(diào)隙法,通過調(diào)整墊片的厚度使左右兩螺母產(chǎn)生軸向位移，來消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力。,調(diào)整墊片消隙,1.2左右螺母 3 螺母座 4墊片,齒差調(diào)隙法,內(nèi)齒輪緊固在螺母座上，預(yù)緊時(shí)脫開內(nèi)齒輪，使兩個(gè)螺母同向轉(zhuǎn)過相同的齒數(shù)，然后再合上內(nèi)齒輪。兩螺母的軸向相對(duì)位置發(fā)生變化從而實(shí)現(xiàn)間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力。,齒差調(diào)隙法,螺紋調(diào)隙法,調(diào)整時(shí)，只要擰緊圓螺母3使右螺母l向右滑動(dòng)，可以改變兩螺母的間距，即可消除間隙并產(chǎn)生預(yù)緊力。螺母2是鎖緊螺母，調(diào)整完畢后，將螺母2和螺母3并緊，可以防止螺母在工作中松動(dòng)。,雙螺母螺紋消隙,導(dǎo)軌,滾珠絲杠螺母副+滑動(dòng)導(dǎo)軌,導(dǎo)軌,滾珠絲杠螺母副+滾動(dòng)導(dǎo)軌,導(dǎo)軌,目前，數(shù)控機(jī)床上的導(dǎo)軌型式主要有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌等。 滾動(dòng)導(dǎo)軌 為了提高數(shù)控機(jī)床機(jī)床的移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度，數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌廣泛采用滾動(dòng)導(dǎo)軌。,滑動(dòng)導(dǎo)軌,如果數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)經(jīng)常受到變化的切削力作用，或當(dāng)傳動(dòng)裝置存在間隙或剛性不足時(shí)，則過小的摩擦阻力反而容易產(chǎn)生振動(dòng)。這時(shí)，可以采用滑動(dòng)導(dǎo)軌副，以改善系統(tǒng)的阻尼特性。 分為三類：普通滑動(dòng)導(dǎo)軌、注塑導(dǎo)軌和貼塑導(dǎo)軌。,靜壓導(dǎo)軌,靜壓導(dǎo)軌的滑動(dòng)面之間開有油腔，將有一定壓力的油通過節(jié)流器輸入油腔，形成壓力油膜，浮起運(yùn)動(dòng)部件，使導(dǎo)軌工作表面處于純