[工学] 第四章数控机床的典型结构.ppt

* * * (一) 滚动导轨的精度等级与通用数据 滚动导轨的精度分四个等级,即2、3, 4、5级,其中2级精度最高,依次递减。由于滚动直线导轨副具有“误差均化效应”,当在同一平面内使用二套或二套以上时,可选用较低一级精度达到高一级的运动精度,成套使用通常可以提高产品质量20% ～50% 。 各类机床推荐采用的精度为:数控车床、数控铣床、加工中心(坐标镗床、坐标磨床)的 X、Y轴可以采用2、3, 4级精度, Z轴通常可以使用与X、Y轴相同或低一级的精度。 滚动导轨的预紧等级可以分为P0、P1、P2、P3四个等级。P0为重预载,适用于大刚度并有冲击和振动的场合,常用于重型机床的主导轨等。 P1为中预载,适用于要求较高重复 定位精度的场合,它可以承受侧悬载荷及扭转载荷。P2为普通预载,适用于振动和冲击较小的场合,运动灵敏度高。 P3为元预载,适用于输送机构中。 为了不降低使用寿命,预载荷原则上不应该超过轴向载荷的1/3。在预载荷后,对导轨 安装面的要求也应相应提高。 滚动导轨的直线运动速度原则上可以达到500m/min,但考虑到使用寿命,通常情况下应在300m/min以下使用比较合适。 滚动导轨的加速度受预载荷的影响较大,最大加速度一般可以达到250m/s2,但对于无预载荷的情况,原则上不应超过50m/s2。 滚动导轨的摩擦系数一般为0.002～0.003左右。 (二)滚动直线导轨副的额定寿命 1)滚动直线导轨副的额定运动距离寿命的计算公式为 。(fhfJcfa C)fw P (2-18 ) fw Pc 式中L一一额定运动距离,单位为km; C一一额定动载荷,单位为N; P -c当量载荷(见下计算) ; fh一一硬度系数,可以由下式计算: 人= {(滚导实际硬度(HRC) )r·6 l 58 J It一一温度系数,在工作温度小于100ce时,取1 ; le-接触系数,与安装的滑动块数量有关,见表2-3。 la-精度系数,对于精度等级2、3级,取1; 4、5级取0.9; Iw一二载荷系数,对于低速运动(~ 15m/min)、无外部冲击或振动的场合,取1~1.5; 对于中速运动(15 ~ 60m/min)、元明显外部冲击或振动的场合,取1.5~2; 对于高速运动( ~60m/min)、有外部冲击或振动的场合,取2~3.50 2)当行程的长度一定,以小时为单位的额定寿命的计算公式: Lx 103 8.3L Lh =一一一~ = u ., ..I LI ( 2- 20 ) 2ln60 - In 式中l一一行程长度,单位为km; n一一每分钟往复次数,单位为次lmin; L一一按式(2-18 )计算得出的长度寿命,单位为kmo * * * * * 无机械手换刀 无机械手直接换刀一般都是利用刀库与机床主轴 的相对运动，实现刀具交换。以图4.30c所示的 布局为例，其俯视图如下图所示，动作步骤如 下： ?⑴ 主轴定向准停 。 ?⑵ 刀库向右运动 。 ?⑶ 主轴箱上升 。 ?⑷ 刀库旋转 将下一步需要的刀具转到主轴下。 ?⑸ 主轴箱下降 ?⑹ 刀库快速向左返回 * * 机械手的型式和结构根据不同的机床，种类繁 多，有钩手、抱手、伸缩手、擦手等等。当刀库 远离机床主轴的换刀装置时，除了机械手外，还 必须带有中间搬运装置。机械手的运动方式又可 以分单臂单爪回转式、单臂双爪回转式、双臂回 转式、双机械手换刀等多种。 机械手的运动控制可以通过气动、液压、机械凸 轮联动机构等方式实现。 * * * 换刀时的自动选刀 1、顺序选刀 2、任意选刀 （1）刀具编码方式 编码刀柄的结构 刀具识别装置 （2）刀座编码方式 3、软件选刀 （1）自动换刀控制和刀号数据表 （2）刀具的识别 （3）刀具的交换及刀号数据表 的修改 * 数控机床的回转工作台 分度工作台： 实现工作台的定角度回转运动，即分度、转位和定位工作。 数控回转工作台： 除了分度和转位的功能之外，还能实现数控圆周进给运动。 示例 分类 下页 上页 返回 图库 定义：实现周向进给和分度运动工作台 * 2.7.2 分度工作台 插销定位 反靠定位 齿盘定位 钢球定位 下页 上页 返回 图库 工作原理：按照控制系统的指令自动地进行，每次转位回转一定的角度，如（ 1°、5°、10°、15°、30°、45°、90°、180°）。 分类：按定位元件分 * 2.7.3 立式数控回转工作台 下页 上页 返回 图库 开环工作台： 闭环工作台 分类 工作原理：实现圆周进给运动的工作台---立式数控回转工作台（数控转台） 功能：除了可以实现圆周进给运动之外，还可以完成分度运动。 * ⒈ 分度工作台 ?数控机床的分度工作台只能完成分度运动。它可以是按照数控系统的指令，在需要分度时，将工作台连同工