2016数控机床操作与维护技术基础——基本常识（高教版 李桂云编）电子教案：2.2 数控机床机械结构组成与要求；主传动系统的结构.docVIP

《数控机床操作与维护技术基础——基本常识》电子教案（4） 第二章 数控机床的机械结构 课题编号 2-02 课题名称 数控机床机械结构组成与要求；主传动系统的结构 教材版本 《数控机床操作与维护技术基础——基本常识》 高等教育出版社 李桂云 苏伟 主编 教学目标 知识目标 明确数控机床机械结构与主传动系统要求； 掌握数控机床机械结构组成与主轴变速形式。 能力目标 掌握典型机床机械结构组成； 能够正确区分四种主轴变速形式的特点及应用。 素质目标 明确数控机床机械结构与主传动系统的要求； 掌握四种主轴变速形式的区别。 教学重点 数控机床机械结构组成，主轴变速四种形式 难点分析 主轴变速四种形式 教学设计 思路 联系参观设备讲授结构组成；从概念、影响、措施三个方面讲解数控机床结构特点与要求，绘简图、对比讲授主轴变速四种形式。 教学资源 主传动简图、设备图片 教学安排 2课时。复习、引课5 分钟，讲授80 分钟，单元小结5分钟 教学过程 教学内容 教学方法 与手段 复习旧课 导入新课 新课内容 单元小结 作业布置 1、数控机床三种分类形式； 2、建立机床坐标系的假设与原则； 3、绘制典型零件的工件坐标系。 上次课我们参观数控实习车间对数控机床有了初步的了解，在此基础上我们学习机床的机械结构知识。 数控机床的机械结构 2．1 数控机床机械结构的组成与要求 一、数控机床机械结构的组成 1、主传动系统及主轴部件：使刀具（工件）产生主切削运动。 2、进给传动系统：使工件（刀具）产生进给运动并实现定位。 3、基础部分 ：包括床身、立柱、拖板、工作台等。 4、自动换刀装置：由程序指定实现刀具的自动更换。 5、辅助装置：包括液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、保护等装置。 二、数控机床机械结构的特点和要求 高刚度 机床的刚度是指机床在载荷的作用下抵抗变形的能力。 机床刚度的高低直接影响零件的加工精度，提高机床的自身刚度和构件间的接触刚度是提高数控机床加工精度的重要措施。 采取方法：合理安排结构布局、采用补偿变形措施 高抗振性 机床的抗振性是指机床工作时抵抗由交变载荷和冲击载荷引起振动的能力。 措施：减少机床的内部振源；如减少旋转部件的不平衡。提高系统的静刚度；如采用加强筋板。避开共振区；如增加床身的重量。 高灵敏度 高灵敏度是指高速进给运动时工作平稳、跟随性好、定位精度高；低速进给运动时无爬行现象。 措施： （1）采用滚动导轨、塑料导轨、静压导轨等导轨部件，减少导轨间摩擦； （2）采用交流或直流伺服电动机驱动滚珠丝杠传动工作台、刀架等运动部件，提高定位精度和运动平稳性； （3）采用滚动轴承或静压轴承支承主轴，提高灵敏度。 高精度保持性 高精度保持性是指在高速、强力切削时机床保持原有精度的能力。 措施：优化零件材料；提高运动表面的耐磨性等。 高可靠性 2．2 数控机床主传动系统的结构 一、数控机床主传动系统的特点 1、具有较大的调速范围并能实现无级调速，使切削加工始终在最佳状态下进行。 2、转速高、功率大，使数控机床实现强力切削。 3、具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低。 4、良好的抗振性和热稳定性。 5、为实现刀具的快速及自动装卸，主轴上还必须设计有刀具自动装卸、主轴定向停止和主轴孔内的切屑清除装置。 二、数控机床主轴的变速形式 变速齿轮的配置方式 结构：通过几对齿轮降速，成为分段无级变速，确保低速时有足够的扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求。 应用：在大中型数控机床中应用较多，也有一部分小型数控机床采用这种传动方式，获得强力切削需要的扭矩。 带传动的配置方式 结构：同步带（齿形带）传动是一种综合了带、链传动优点的新型传动。带的工作面及带轮外圆上均制成齿形，通过带轮与轮齿相嵌合，作无滑动的啮合传动。 应用：低扭矩特性要求的小型数控机床主轴上，可以避免齿轮传动时引起的振动和噪音。 由调速电动机直接驱动的配置方式 结构：电机直接带动主轴，简化了主轴结构，提高了刚度。但主轴输出扭矩小。 应用：传递扭矩低的主轴 主轴电机 结构：电机输出轴就是主轴，结构最简单，但主轴输出扭矩小。 应用：传递扭矩低的主轴 数控机床机械结构的组成； 数控机床机械结构的特点和要求； 数控机床主轴的变速形式。 习题 2-1 、2-2、2-3 5 分钟 联系车间设备讲授 从概念、影响、措施三个方面讲解并举例说明 举例说明 对比法 绘简图说明 绘简图说明 绘简图说明 绘简图说明 5分钟 2