数控机床3.1教案编写 .pptVIP

一、床身 床身是整个机床的基础，用来放置导轨、主轴箱等重要部件。 床身的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用度有一定要求。 所以在床身结构形式、材料选择上要尽可能地提高它的静刚度、抗振性，减少热变形，有利清除切屑等。 数控机床的床身多采用整体结构，整体结构过于复杂或工艺性很差时,采用组装式结构。常用材料和成形方法：铸铁铸造、钢板焊接、人造花岗岩机械加工等。 1．铸造床身结构 大部分数控机床采用铸造床身。铸铁铸造性能好，容易获得复杂结构的床身，内摩擦力大，阻尼系数大，成本低。但铸件需要木模芯盒，制造周期长，有时产生缩孔、气泡等缺陷，适于成批生产。一般床身用灰铸铁制成，常用的铸件牌号有HT200 、HT150 、HTIOO，在铸铁中加入少量合金元素可提高耐磨性。（另见教材） 2．钢板焊接结构 是将钢板和型钢等用焊接方法制成的床身。特点是制造周期短，省去制作木模和铸造工艺；可制成封闭结构，刚性好；便于产品更新和结构改进；在刚度要求相同情况下，比铸铁床身壁厚减少一半，质量减小30％，固有频率高。缺点是内摩擦阻尼约为铸铁的1/3，抗振性较铸铁差，应采取措施提高阻尼。在单件小批生产中广泛应用，特别是大型和重型机床上。（另见教材） 第五节 数控机床床身与导轨 3. 床身的截面形状和选择 床身结构的合理设计是在最小质量条件下，具有最大静刚度。静刚度主要包括弯曲刚度和扭转刚度，均与截面惯性矩成正比。下表列出截面积相等的八种不同截面的惯性矩。 无论是方形、圆形或矩形，空心截面的刚度都比实心的大，而且同样的断面形状和相同大小的面积，外形尺寸大而壁薄的截面，比外形尺寸小而壁厚的截面的抗弯刚度和抗扭刚度都高。所以为提高床身刚度，床身的截面应是中空形状，尽可能加大截面尺寸，在工艺可能的前提下壁厚尽量薄一些。当然壁厚不能太薄，以免出现薄壁振动。 圆（环）形截面的抗扭刚度比方形好，而抗弯刚度比方形低。因此，以承受弯矩为主的床身的截面形状应取矩形，并以其高度方向为受弯方向；以承受转矩为主的床身的截面形状应取圆（环）形。 封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度。设计时应尽可能把床身的截面作成封闭形状。但是为了排屑和在床身内安装一些机构的需要，有时不能作成全封闭形状。 3种卧式床身的截面。床身（床身）都设计成薄壁空心结构。 车床 镗床等 大型机床 第四章 数控机床机械结构 第一节 数控机床的结构和性能要求 第二节 常见数控机床布局 第三节 数控机床主传动系统及主轴组件 第四节 进给系统的机械传动机构 第五节 数控机床床身与导轨 第六节 数控机床刀库与换刀装置 第七节 数控机床回转工作台 第八节 数控加工用辅助装置 第一节 数控机床的结构和性能要求 现代数控机床： 不是简单地将传统机床配备上数控系统即可 也不是在传统机床的基础上，仅对机床的布局加以改进而成。 普通机床缺点: 手工操作,自动化程度差; 刚性不足、抗振性差、热变形大、滑动面摩擦阻力大及传动元件之间的间隙 现代数控机床特点: 支承件的高刚度化 床身、立柱等采用静刚度、动刚度、热刚度特性都较好的支承构件 传动机构简约化 主轴、各移动轴都由各自伺服驱动系统来驱动和控制 传动元件高精度化 采用高效率、高刚度和高精度的传动元件，并采取一系列消除间隙措施 辅助操作自动化 采用多主轴、多刀架和多工作台结构，刀具与工件自动夹紧装置、自动换刀装置、自动排屑装置等等自动化装置 1．高的静、动刚度及良好的抗振性能 数控机床价格较贵，采取措施大幅度地降低单件加工时间，尽可能获得较好的经济效益。 是采用各种自动辅助装置，减少辅助时间。 通过采用新型刀具材料，提高切削速度，即缩短切削时间； 明显增加了机床的负荷及运转时间, 引起机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等部件的变形增大,要求数控机床要有比传统机床更高的静刚度。 切削过程中的振动影响工件的加工精度和表面质量，降低刀具寿命，影响生产率。数控机床在加工过程中不允许采用改变几何角度等类似的人工调整来消除振动。对数控机床的动态特性提出更高要求。 2．良好的热稳定性 机床在切削热、摩擦热等内外热源的影响下，各部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对关系遭到破坏，从而影响工件的加工精度。 工艺过程的自动化和精密加工的发展，对数控机床加工精度和精度稳定性提出了越来越高的要求。在加工精度较高时，热变形的影响就更突出。 数控机床的主轴转速、进给速度以及切削量等也大于传统机床的切削用量，且常常是长时间连续加工，产生的热量也多于传统机床。 因此要特别