《第4章数控机床的典型结构-数控机床与编程课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章数控机床的典型结构-数控机床与编程课件.ppt（54页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 第4章数控机床 的典型结构第4章 数控机床的典型结构主要内容n 数控机床机械结构的组成、特点及要求n 数控机床的整体布局n 数控机床的导轨n 数控机床的自动换刀装置n数控机床的回转工作台4.1 数控机床机械结构的组成、特点及要求一、数控机床机械结构组成n主传动系统 n进给传动系统 n基础支承件 n辅助装置 n主传动系统 它包括动力源、传动件及主运动执行件(主轴)等，其功用是将驱动装置的运动及动力传给执行件，以实现主切削运动。一、数控机床机械结构组成n基础支承件 它是指床身、立柱、导轨、滑座、工作台等，它是整台机床的基础和框架,支承机床的各主要部件，并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。一
2、、数控机床机械结构组成n辅助装置 实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置。辅助装置视数控机床的不同而异，按机床的功能需要选用，如自动换刀系统、液压气动系统、润滑冷却装置和排屑防护装置等等。一、数控机床机械结构组成1）高刚度及良好的抗振性能2）良好的热稳定性3）高的灵敏度4）高效化装置、高人性化操作二、数控机床机械结构的主要特点4.2 数控机床的整体布局n 数控车床常见布局型式n 加工中心常见布局型式n 高速数控机床的布局型式n 并联运动机床的布局型式 数控车床常见布局型式加工中心常见布局型式n立式加工中心的常见布局型式 并联运动机床的布局型式 4.3 数控机床的导轨n 导轨的作用及组成组成n
3、对导轨的基本要求n 导轨的类型及特点 一、数控机床对导轨的要求1）导向精度高 2）耐磨性能好 3）足够的刚度 4）良好的摩擦特性5）工艺性好 4.3 数控机床的导轨4.3 数控机床的导轨按运动部件的运动轨迹分：直线运动导轨 圆周运动导轨按接合面的摩擦性分：滑动导轨 滚动导轨 静压导轨二、数控机床导轨的类型与特点1）滑动导轨优点：具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等。缺点：是静摩擦系数大，且动摩擦系数随速度变化而变化，摩擦损失大，低速时易出现爬行现象，降低了运动部件的定位精度1）滑动导轨的结构与特点 材料：铸铁铸铁 铸铁钢铸铁塑料 钢塑料导轨的结构形式：见图 镶钢导轨滑动导轨截面形状滑动导
4、轨截面形状塑料滑动导轨主要特点：主要特点：抗磨、减磨、吸振消声性能抗磨、减磨、吸振消声性能 动、静摩擦系数小，且差值很小动、静摩擦系数小，且差值很小 加工性好工艺简单，有良好的自润滑加工性好工艺简单，有良好的自润滑适用：中小型数控机床的运动导轨。适用：中小型数控机床的运动导轨。塑料导轨形式：塑料导轨形式：见图见图1床身床身 2工作台工作台 3下压板下压板 4、5导轨软带导轨软带 聚四氟乙烯导轨软带的特点主要有以下四点：摩擦特性好 动、静摩擦系数基本不变，而且摩擦系数很低，能防止低速爬行，使运动平稳和获得高的定位精度。耐磨性好 含有青铜、二硫化钼和石墨，本身具有自润滑作用，对润滑油的供油量要求不
5、高，采用间歇供油即可。减振性好 塑料的阻尼性能好，其减振消声性能对提高摩擦副的相对运动速度有很大的意义。工艺性好 可降低对粘贴塑料的金属基体的硬度和表面质量的要求，而且塑料易于加工（铣、刨、磨、刮），能获得优良的导轨表面质量。适用 广泛的应用于中、小型数控机床的运动导轨。二、数控机床导轨的类型与特点2）滚动导轨优点：灵敏度高，运动平稳，低速移动时不易出现爬行现象；定位精度高；摩擦阻力小，移动轻便，磨损小，精度保持性好，寿命长。缺点：抗振性较差，对防护要求较高，结构复杂，制造比较困难，成本较高。滚动导轨三种结构形式二、数控机床导轨的类型与特点3）静压导轨特点：静压导轨的摩擦系数极小，约为0.00
6、05，功率消耗少。精度保持性好，寿命长。承载能力大、刚性高、吸振性良好；运动平稳，既无爬行，也不会产生振动。结构复杂，需要一套过滤精度高的液压装置，制造成本高。适用：大型、重型数控机床上。4.4 数控机床的自动换刀装置一、数控机床对换刀装置的基本要求 1）换刀时间短，以减少非加工时间。2）减少换刀动作对加工范围的干扰。3）刀具重复定位精度高。4）识刀、选刀可靠，换刀动作简单可靠。5）刀库刀具存储量合理。6）刀库占地面积小，并能与主机配合，使机床外观协调美观。7）刀具装卸、调整、维修方便，并能得到清洁的维护。4.4 数控机床的自动换刀装置二、数控车床刀架 1）回转刀架 回转刀架以电动为主，分为立
7、式和卧式两种。立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。4.4 数控机床的自动换刀装置二、数控车床刀架1）回转刀架 4.4 数控机床的自动换刀装置三、数控车床刀架 2）排式刀架4.4 数控机床的自动换刀装置三、数控车床刀架 3）车削中心刀架4.4 数控机床的自动换刀装置 四、加工中心的自动换刀装置 1）刀库类型与容量 刀库类型 鼓轮式刀库 链式刀库 刀库类型 鼓轮式刀库 刀库类型 链式刀库4.4 数控机床的自动换刀装置 四、加工中心的自动换刀装置 1）刀库类型与容量
8、刀库类型 鼓轮式刀库 链式刀库 刀库容量加工工件与刀具数的关系 4.4 数控机床的自动换刀装置 四、加工中心的自动换刀装置 2）带刀库的自动换刀方式 无机械手交换刀具方式 有机械手交换刀具方式 2）带刀库的自动换刀方式 有机械手交换刀具方式 2）带刀库的自动换刀方式 有机械手交换刀具方式 图图4-25a)4-25a)：抓刀爪伸出，抓住刀库上的待换刀具，刀库刀座上：抓刀爪伸出，抓住刀库上的待换刀具，刀库刀座上的锁板拉开。的锁板拉开。图图4-25b)4-25b)：机械手带着待换刀具绕水平轴逆时针方向转：机械手带着待换刀具绕水平轴逆时针方向转9090，与主轴轴线平行，另一个抓刀爪抓住主轴上的刀具，主
9、轴将与主轴轴线平行，另一个抓刀爪抓住主轴上的刀具，主轴将刀杆松开。刀杆松开。图图4-25c)4-25c)：机械手下移，将刀具从主轴锥孔内拔出。：机械手下移，将刀具从主轴锥孔内拔出。图图4-25d)4-25d)：机械手绕自身竖直轴转：机械手绕自身竖直轴转180180，将两把刀具交换位，将两把刀具交换位置。置。图图4-25e)4-25e)：机械手上移，将新刀具装入主轴，主轴将刀具锁住。：机械手上移，将新刀具装入主轴，主轴将刀具锁住。图图4-25f)4-25f)：抓刀爪缩回，松开主轴上刀具。机械手绕竖直轴顺：抓刀爪缩回，松开主轴上刀具。机械手绕竖直轴顺时针转时针转9090，将刀具放回刀库的相应刀座上
10、，刀库上的锁板，将刀具放回刀库的相应刀座上，刀库上的锁板合上。合上。最后，抓刀爪缩回，松开刀库上的刀具，恢复到原始位置。最后，抓刀爪缩回，松开刀库上的刀具，恢复到原始位置。五、加工中心自动换刀实例 1）自动换刀工作过程 图4-26 自动换刀过程示意图1机械手 2刀库 3主轴 4刀套 5刀具五、加工中心自动换刀实例2）刀库结构11电动机电动机 22十字联轴节十字联轴节 33蜗轮蜗轮 44蜗杆蜗杆 55气缸气缸 66活塞杆活塞杆 77拨叉拨叉 88螺杆螺杆99位置开关位置开关 1010定位开关定位开关 1111滚子滚子 1212销轴销轴 1313刀套刀套 1414刀盘刀盘五、加工中心自动换刀实例3
11、）机械手的结构及动作过程 1、3、7、9、13、14位置开关位置开关 2、6、12挡环挡环 4、11齿轮齿轮 5连接盘连接盘 8a、8b销子销子 10传动盘传动盘15、18、20液压缸液压缸 16轴轴 17、19齿条齿条 21机械手机械手 22活塞杆活塞杆4.5 数控机床的回转工作台要求：定位精度高、运动平稳、动作迅速型式：分度工作台 数控回转工作台 分度工作台（鼠牙盘式分度工作台）特点分度和定心精度高，重复定位精度稳定，定位刚性好，适用于多工位分度。缺点是鼠牙盘制造困难，不能分度任意角度。鼠牙盘（端面齿盘）步骤：(1)分度工作台抬起、鼠牙盘松开(2)分度工作台回转、分度(3)分度工作台落下、
12、夹紧(4)分度油缸返回1 1、2 2、1515、1616推杆推杆 33下齿盘下齿盘 4 4上齿盘上齿盘 5 5、1313推力轴承推力轴承 6 6活塞活塞 77工作台工作台 8 8齿条活塞齿条活塞 99升降液压缸上腔升降液压缸上腔 10 10下腔下腔 1111齿轮齿轮 12 12齿圈齿圈 1414、1717挡块挡块 1818分度液压缸右腔分度液压缸右腔1919左腔左腔 局部放大图局部放大图1 1、2 2、1515、1616推杆推杆 33下齿盘下齿盘 4 4上齿盘上齿盘 5 5、1313推力轴承推力轴承 6 6活塞活塞 77工作台工作台 8 8齿条活塞齿条活塞 99升降液压缸上腔升降液压缸上腔 1
13、0 10下下腔腔 1111齿轮齿轮 12 12齿圈齿圈 1414、1717挡块挡块 1818分度液压缸右腔分度液压缸右腔1919左腔左腔88齿条活塞齿条活塞 9 9升降液压缸上腔升降液压缸上腔 10 10下腔下腔 1111齿轮齿轮 12 12齿圈齿圈(齿式离合器）齿式离合器）13 13推力轴承推力轴承 1414、1717挡块挡块 18 18分度液压缸右腔分度液压缸右腔 19 19左腔左腔 数控回转工作台11驱动电机驱动电机 2 2、44齿轮齿轮 33偏心套偏心套 55楔形拉紧销楔形拉紧销 66压块压块 77锁紧螺钉锁紧螺钉 88螺母螺母99蜗杆蜗杆 1010蜗轮蜗轮 1111调整套调整套 1212、1313夹紧瓦夹紧瓦 1414夹紧液压缸夹紧液压缸 1515活塞活塞1616弹簧弹簧 1717钢球钢球 1818位置检测装置位置检测装置夹紧部分放大夹紧部分放大本章小结本章主要介绍数控机床的典型机械结构。包括数控机床机械结构的组成、特点及要求；数控车床、加工中心、高速数控机床、并联运动机床的整体布局；数控机床广泛采用的塑料滑动导轨、滚动导轨、静压导轨的结构；数控机床的自动换刀装置及刀库结构、自动选刀方式、自动换刀实例；数控机床的分度工作台、数控回转工作台的传动及结构。