数控技术-数控机床的机械结构分析.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 主要内容 C N C 4.5.1 数控机床对导轨的基本要求 4.5 数控机床的导轨 1）较高的导向精度——导轨副相对运动时的直线度或圆度 影响导向精度的因素：几何精度、接触精度、结构型式和装配 精度 2）良好的精度保持性——耐磨性 导轨的磨损形式：磨料磨损、粘着磨损和疲劳磨损。 3）足够的刚度——导轨抵抗承载后的变形 导轨的变形：接触变形、扭转变形、支承件变形而引起的变形。 4）良好的摩擦特性 5）结构简单、工艺性好 * 主要内容 导轨按接触面的摩擦性质可以分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨三种，其中，数控机床最常用的是镶粘塑料滑动导轨和滚动导轨。 C N C 4.5.2 数控机床导轨的种类与特点 4.5 数控机床的导轨 滑动导轨具有结构简单制造方便、刚度好、抗振性高等优点，是机床上使用最广泛的导轨形式。 镶粘塑料导轨：通过在滑动导轨面上镶粘一层由多种成分复合的塑料导轨软带，来达到改善导轨性能的目的。 常用的塑料导轨软带主要有以下几种： 以聚四氟乙烯(PTFY)为基体，通过添加不同的填充料构成的高分子复合材料。 以环氧树脂为基体，加入MoS2、胶体石墨、TiO2等制成的抗磨涂层材料。 滑动导轨 * 主要内容 C N C 滑动导轨 4.5 数控机床的导轨 镶粘塑料导轨的结构示意图 * 滚动导轨 C N C 滚动导轨是在导轨面之间放置滚珠、滚柱、滚针等滚动体，使导轨面之间的滑动摩擦变成为滚动摩擦。 优点： 灵敏度高 定位精度高，重复定位精度可达0.2um 摩擦阻力小，移动轻便，磨损小，精度保持性好，寿命长。 滚动导轨的结构形式： 滚珠导轨：用于运动部件质量不大，切削力较小的数控机床 滚柱导轨：适合载荷较大的机床 滚针导轨：滚针导轨的特点是尺寸小，结构紧凑。适用于导轨尺寸受限制的机床 4.5 数控机床的导轨 * C N C 静压导轨 在静压导轨两个相对运动的导轨面间通入压力油，可使运动件浮起。在工作过程中，导轨面上油腔中的油压能随外加负载的变化自动调节，以平衡外加负载，保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。 静压导轨横截面的几何形状一船有v形和矩形两种，静压导轨在数控机床上应用较少 。 4.5 数控机床的导轨 * C N C 4.5.3 滚动导轨的结构原理与特点 结构原理 特点 ：滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球，使得块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，因此，在大大降低两者间的运动摩擦阻力 4.5 数控机床的导轨 * 滚珠 安装孔 安装孔 导轨（通过安装孔用螺栓固定在床身上） 滑块（通过安装孔用螺栓固定在移动部件上） C N C 4.5 数控机床的导轨 * 自动换刀装置 C N C 4.6 数控机床的自动换刀装置 自动换刀装置的作用 　　自动换刀装置可帮助数控机床节省辅助时间，并满足在一次安装中完成多工序、工步加工要求。  4.6.1 自动换刀装置基本要求和形式 对自动换刀装置的要求　　（1）刀具存放数量多； （2）换刀时间短； （3）刀具重复定位精度高； （4）结构简单、制造成本低； （5）可靠性高。 * 自动换刀装置 C N C 4.6 数控机床的自动换刀装置 4.6.1 自动换刀装置基本要求和形式 换刀形式 1、回转刀架换刀 　　在数控车床 ，其结构类似普通车床上回转刀架，根据加工对象不同可设计成四方或六角形式，由数控系统发出指令进行回转换刀。 2、使用自动换刀装置和刀库换刀 　　在加工中心 ，将加工中所需刀具分别装于标准刀柄，在机外进行尺寸调整之后按一定方式放入刀库，由交换装置从刀库和主轴上取刀交换。 (1) 机械手换刀是利用机械手实现主轴和刀库间刀具交换的方式。  (2) 无机械手换刀方式是通过刀库与机床主轴的相对运动，结合刀库的回转运动实现刀具自动交换的方式。  * 自动换刀装置 回转刀架换刀装置，常用于数控车床。 可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架，并相应地安装四把、六把或更多的刀具。 回转刀架外观 C N C 4.6.2 回转刀架 4.6 数控机床的自动换刀装置 * 自动换刀装置 C N C 4.6.3 加工中心刀库类型与布局 刀库 　　 刀库是自动换刀装置中最主要的部件之一，其