数控机床的机械传动结构.ppt
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第五章第五章机械传动结构机械传动结构第五章第五章数控机床的机械传动结构数控机床的机械传动结构内容提要内容提要本章将讨论数控机床的主运动系统、进给系统机械结构、运动传动机构以及典型部件等的功能、实现方法和安装调试方法。
第第第第五五五五章章章章数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的机机机机械械械械传传传传动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构一、概述11。
定义、功用、组成。
定义、功用、组成定义主运动系统:
指驱动主轴运动的系统。
主轴:
指带动刀具和工件旋转,产生切削运动且消耗功率最大的运动轴。
功用功用:
传递动力:
传递切削加工所需要的动力传递运动:
传递切削加工所需要的运动运动控制:
控制主运动的大小方向开停第一节第一节数控机床的主运动结构数控机床的主运动结构第第第第五五五五章章章章数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的机机机机械械械械传传传传动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构.组成:
组成:
(1)动力源:
电机
(2)传动系统:
定比传动机构、变速装置(3)运动控制装置:
离合器、制动器等(4)执行件:
主轴第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构动力功率高由于日益增长的对高效率要求,加之刀具材料和技术的进步,大多数NC机床均要求有足够高的功率来满足高速强力切削。
一般NC机床的主轴驱动功率在3.7kw250kw之间。
第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构1.对主传动系统要求对主传动系统要求第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构调速范围宽调速范围:
有恒扭矩、恒功率调速范围之分。
现在,数控机床的主轴的调速范围一般在:
10010000,且能无级调速。
要求恒功率调速范围尽可能大,以便在尽可能低的速度下,利用其全功率。
变速范围负载波动时,速度应稳定。
第五章第五章机械传动结构机械传动结构qq控制功能的多样化控制功能的多样化同步控制功能:
同步控制功能:
NCNC车床车螺纹用;车床车螺纹用;主主轴轴准准停停功功能能:
加加工工中中心心自自动动换换刀刀、NCNC车车床床车车螺纹用;螺纹用;恒恒线线速速切切削削功功能能:
NCNC车车床床和和NCNC磨磨床床在在进进行行端端面面加加工工时时,为为了了保保证证端端面面加加工工的的粗粗糙糙度度要要求求,要要求求接触点处的线速度为恒值;接触点处的线速度为恒值;CC轴控制功能:
车削中心。
轴控制功能:
车削中心。
第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构qq性能要求高性能要求高电电机机过过载载能能力力强强。
要要求求有有较较长长时时间间(130(130min)min)和和较较大倍数的过载能力大倍数的过载能力在断续负载下,电机转速波动要小。
在断续负载下,电机转速波动要小。
速度响应要快,升降速时间要短。
速度响应要快,升降速时间要短。
电机温升低,振动和噪音小。
电机温升低,振动和噪音小。
可靠性高,寿命长,维护容易。
可靠性高,寿命长,维护容易。
体积小,重量轻,与机床联接容易。
体积小,重量轻,与机床联接容易。
第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构2。
主运动变速系统的参数。
主运动变速系统的参数运动参数运动参数:
主运动速度有关的参数:
变速范围、转速等。
动力参数动力参数:
电机功率、扭矩。
第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构qq动力参数动力参数动力参数动力参数主运动的功率主运动的功率N=N=NNcc/(kwkw)第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构q主运动的调速范围主运动的调速范围主轴的调速范围是指主轴变速能力:
主轴的调速范围是指主轴变速能力:
通常数控机床的都较普通机床要高,通常数控机床的都较普通机床要高,RRnn:
1001000010010000第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构二、主运动的配置形式和驱动电机根据数控机床的要求,主运动系统的配置根据数控机床的要求,主运动系统的配置根据数控机床的要求,主运动系统的配置根据数控机床的要求,主运动系统的配置有以下四类有以下四类有以下四类有以下四类第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构1)普通电机机械变速系统主轴部件第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构优点:
优点:
能够满足各种切削运动转矩输出的要求,但变速范能够满足各种切削运动转矩输出的要求,但变速范围不大,由于是有级变速使切削速度的选择受到限制,围不大,由于是有级变速使切削速度的选择受到限制,而且该配置的结构较复杂,所以现在仅有少数经济型数而且该配置的结构较复杂,所以现在仅有少数经济型数控机床采用该配置,其它已很少采用。
控机床采用该配置,其它已很少采用。
第五章第五章机械传动结构机械传动结构2)变频器交流电机12机械变速主轴部件第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构这种配置的结构简单、安装调试方便,且在传动上能满这种配置的结构简单、安装调试方便,且在传动上能满足转速与转矩的输出要求,但其调速范围及特性相对于交、足转速与转矩的输出要求,但其调速范围及特性相对于交、直流主轴电机系统而言要差一些。
直流主轴电机系统而言要差一些。
主要用于经济型或中低档数控机床上。
主要用于经济型或中低档数控机床上。
第五章第五章机械传动结构机械传动结构3)交、直主轴电机主轴部件这种配置形式同上面一样,但电机是性能更好交直流主轴电机,其变速范围宽,最高转速可达8000r/min,且控制功能丰富,可满足中高档数控机床的控制要求第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构4)电主轴电主轴又称内装式主轴电机,即主轴与电机转子合为一体,其优点是主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小,可提高启动、停止的响应特性,利于控制振动和噪声。
转速高,目前最高可达200000r/min。
其缺点是电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴,因此,主轴组件的整机平衡、温度控制和冷却是内装式电机主轴的关键问题第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构车床用电主轴车床用电主轴第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构铣床用电主轴铣床用电主轴第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构三、主轴部件1。
概述。
概述功用:
功用:
功用:
功用:
夹持工件或刀具实现切削运动;夹持工件或刀具实现切削运动;传递运动及切削加工所需要的动力。
传递运动及切削加工所需要的动力。
组成:
组成:
组成:
组成:
主轴、支承、传动零件、装夹刀具主轴、支承、传动零件、装夹刀具或工件的附件及辅助零部件。
或工件的附件及辅助零部件。
第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构要求:
要求:
主轴的精度要高。
包括运动精度(回转精度、轴向串动)、和安装刀具或夹持工件的夹具的定位精度(轴向、径向)。
部件的结构刚度和抗振性好。
较低的运转温升以及较好的热稳定性。
部件的耐磨性和精度保持性好。
自动可靠的装夹刀具或工件第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构对数控机床除上述要求外,还应有:
(在机械结构方面)刀具的自动夹紧装置主轴的准停装置主轴孔的清理装置等三、主轴部件三、主轴部件第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构主轴部件的结构主轴端部的结构形式主轴端部的结构形式端部用于安装刀具或夹持工件的夹具,因此,要保证刀具或夹具定位(轴向、定心)准确,装夹可靠、牢固,而且装卸方便。
目前,主轴的端部形状已标准化。
第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构主轴部件的支承主轴部件的支承作用作用:
支承主轴、承受作用在主轴上的各种作用力(传动力、切削抗力等)要求要求:
转速、精度和相应的承载能力(即有足够的轴向和径向刚度)。
第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构主轴部件常用轴承的类型和精度等级主轴部件常用轴承的类型和精度等级类型类型:
滚动轴承、滑动轴承(动压、静压)、空气静压轴承、陶瓷轴承、磁悬浮轴承精度等级精度等级E(高级)、D(精密级)、C(特精级)、B(超精级)普通精度的机床,前支承用C、D,后支承用D、E级,前支承比后支承高一个精度等级。
精度较高的机床,前后支承均用B级精度。
第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构滚动轴承滚动轴承第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构动压轴承动压轴承第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构静压轴承静压轴承第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构空气轴承空气轴承第五章第五章机械传动结构机械传动结构第第第第一一一一节节节节数数数数控控控控机机机机床床床床的的的的主主主主运运运运动动动动结结结结构构构构磁
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- 数控机床 机械传动 结构
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