第二章数控机床地机械结构辅导材料（一）.docVIP

第二章 数控机床的机械结构辅导材料（一） 　　（一）目的与要求 本章主要对数控机床的主要部件及其功能加以阐述，使学习者进一步了解数控机床的机械结构，为后续学习各种典型数控机床打好基础。使学生掌握数控机床机械结构的组成和特点，对数控机床的主传动系统、进给传动系统、导轨、工作台、位置检测装置、自动换刀装置、辅助装置等重要组成部分有一定的认识。 　　（二）教学内容 　　1．数控机床机械结构组成及特点 　　2．数控机床的主传动系统 　　3．数控机床进给传动系统 　　4．数控机床的导轨 　　5．数控机床的工作台 　　6．数控机床的位置检测装置 　　7．数控机床的自动换刀装置 　　8．数控机床的辅助装置 　　（三）重点与难点 　　重点是数控机床机械结构组成及特点，主传动系统、进给传动系统的组成、特点、作用。难点是主要部件的工作原理。 　　（四）教学要求 　　1．熟练掌握数控机床机械结构组成及特点。 　　2．了解提高数控机床结构刚度的措施。 　　3．了解减少机床热变形影响的常用措施。 　　4．掌握数控机床主传动系统的特点。 　　5．掌握数控机床主轴的变速方法及其特点。 　　6．了解主轴轴承配置形式。 　　7．掌握主轴的定向停止装置、刀具自动装卸及切屑清除装置的作用。 　　8．掌握高速主轴单元的类型。 　　9．掌握进给传动系统的作用和机械传动链的基本组成，以及数控机床对进给传动系统的要求。 　　10．掌握传动齿轮间隙消除的方法。 　　11．掌握滚珠丝杠螺母副的特点、结构和工作原理。 　　12．掌握滚珠丝杠螺母副的作用，以及其轴向间隙调整的方法。 　　13．掌握数控机床对导轨的要求。 　　14．掌握数控机床常用导轨的形式及其特点。 　　15．掌握数控机床常用工作台的形式。 　　16．了解位置检测装置的功能及分类。 　　17．掌握光栅和旋转变压器的特点和应用 　　18．掌握自动换刀装置常用刀库类型、换刀形式和选刀方式 　　19．了解常用数控机床辅助装置的作用。 　　（五）内容提要及学习指导 　　2．1数控机床机械结构组成及特点 　　 2.1.1 数控机床机械结构的主要组成 　　组成：1.主传动系统2.进给传动系统3.基础支承件4.辅助装置? 。 　　 2.1.1 数控机床机械结构的主要特点 　　 1. 高的静、动刚度及良好的抗振性能 　　提高数控机床结构刚度的措施有： 　　(1) 提高数控机床构件的静刚度和固有频率 　　(2) 改善数控机床结构的阻尼特性 　　(3) 采用新材料和钢板焊接结构 　　 2. 良好的热稳定性 　　减少机床热变形影响的常用措施有： 　　 (1)改善机床布局和结构。 　　采用：1）热对称结构；2）倾斜床身和斜滑板结构；3）热平衡措施等。 　　 (2)控制温度。 　　采用：1）对热源采取液冷、风冷等方法来控制温升；2）对切削部位采取强冷措施等。 　　 (3)热位移补偿。 　　 3. 高的灵敏度 　　 4. 高效化装置、高人性化操作 　　2．2数控机床的主传动系统 　　1．作用：产生不同的主轴切削速度以满足不同的加工条件要求。 　　2. 组成：主要包括电动机、传动系统和主轴部件。 　　 2.2.1 数控机床主传动系统的特点 　　（1）转速高、功率大 　　（2）变速范围宽? 　　（3）主轴变换迅速可靠 　　（4）主轴组件的耐磨性高 　　 2.2.2 数控机床主传动系统的变速方式 　　1. 带有变速齿轮的主传动 　　特点：通过少数几对齿轮降速，扩大输出扭矩，以满足主轴低速时对输出扭矩特性的要求。应用：大、中型数控机床采用这种变速方式。 　　2. 通过带传动的主传动 　　特点：电动机本身的调速就能够满足要求，不用齿轮变速，可以避免齿轮传动引起的振动与噪声。它适用于高速、低转矩特性要求的主轴。常用的是三角带和同步齿形带。 　　应用：8这种传动主要应用在转速较高、变速范围不大的机床。 　　3. 用两个电动机分别驱动主轴 　　特点：这是上述两种方式的混合传动，具有上述两种性能。高速时电动机通过皮带轮直接驱动主轴旋转，低速时，另一个电动机通过两级齿轮传动驱动主轴旋转，齿轮起到降速和扩大变速范围的作用，这样就使恒功率区增大，扩大了变速范围。克服了低速时转矩不够且电动机功率不能充分利用的问题。但两个电机不能同时工作，也是一种浪费。 　　4. 由调速电动机直接驱动的主传动 　　特点：调速电机与主轴用联轴器同轴联接，这种方式大大简化了主传动系统的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴精度影响较大。 　　5. 内装式电主轴: 即主轴与电机转子合二为一。 　　特点：优点是主轴部件结构