《数控编程成教版》第4章 数控机床的机械结构

第4章数控机床的机械结构 数控机床本体的组成: (1)主传动系统 (2)进给系统 指床身、底座、立柱、滑座、工作台等。其功用 是支承机床本体的零、部件,并保证这些零、部 (3)机床基础件 件在切削加工过程中占有的准确位置 (4)实现某些部件动作和某些辅助功能的装置如液压、气动、润滑、冷却以 及防护、排屑等装置 (5)实现工件回转、分度定位的装置和附件 (6)刀库、刀架和自动换刀装置 (7)自动托盘交换装置 (8)特殊功能装置 如刀具破损检测、精度检测和监控装置等 其中,机床基础件、主传动系统、进给系统以及液压、润滑、冷却等辅助装置是构 成数控机床的机床本体的基本部件,其他部件则按数控机床的功能和需要选用

第4章 数控机床的机械结构 数控机床本体的组成： 其中，机床基础件、主传动系统、进给系统以及液压、润滑、冷却等辅助装置是构 成数控机床的机床本体的基本部件，其他部件则按数控机床的功能和需要选用。 （1）主传动系统 （2）进给系统 （3）机床基础件 指床身、底座、立柱、滑座、工作台等。其功用 是支承机床本体的零、部件，并保证这些零、部 件在切削加工过程中占有的准确位置 （4）实现某些部件动作和某些辅助功能的装置 如液压、气动、润滑、冷却以 及防护、排屑等装置 （5）实现工件回转、分度定位的装置和附件 （6）刀库、刀架和自动换刀装置 （7）自动托盘交换装置 （8）特殊功能装置 如刀具破损检测、精度检测和监控装置等

1数控机床的结构要求 主要包括:结构的静刚度、抗振性、热稳定性、低速运动的平稳性、运动时 的摩擦特性、几何精度、传动精度。 提高机床结构的静刚度 在切削力和其他力的作用下,机床抵抗变形的能力 1.合理设计基础件的截面形状和尺寸 采取合理的筋板结构 普邮求祝计录关 日本森精机SL系列数控车床的床身

1数控机床的结构要求 主要包括：结构的静刚度、抗振性、热稳定性、低速运动的平稳性、运动时 的摩擦特性、几何精度、传动精度。 一、提高机床结构的静刚度 1.合理设计基础件的截面形状和尺寸， 采取合理的筋板结构 在切削力和其他力的作用下，机床抵抗变形的能力

筋板的合理布置可以提高相对静刚度 按国家有关 标准规定, 数控机床的 刚度系数比 类似的普通 机床高50% 框式立柱主轴箱的嵌入式结构 1一立柱;2一主轴箱

按国家有关 标准规定， 数控机床的 刚度系数比 类似的普通 机床高50%

纵向筋板能提高立柱的抗弯 和抗扭刚度,对提高抗扭刚 度效果更为明显。 175 500 175 立柱横截面 (a)xK716型立式加工中心;(b) STAMA MCI8型立式加工中心 对角线斜置筋板 和对角线交叉筋 板对提高立柱的 8 刚度更加有效。 三井精机HS6A型加工中心的床身结构

纵向筋板能提高立柱的抗弯 和抗扭刚度，对提高抗扭刚 度效果更为明显。 对角线斜置筋板 和对角线交叉筋 板对提高立柱的 刚度更加有效

2.采用合理的结构布局,改善机床的受力状态,提高机床的静刚度 B-a 车床床身布局

2.采用合理的结构布局，改善机床的受力状态，提高机床的静刚度

M (b) 卧式镗铣床与卧式加工中心的结构布局比较

3.补偿有关零件、部件的静力变形 预校正螺钉 4.提高机床各部件的接触刚度 铁块 横梁上导轨 5.采用钢板焊接结构 主轴箱 横梁下导轨 辅助粱 F拉力弹簧 横梁弯曲变形补偿

3.补偿有关零件、部件的静力变形 4.提高机床各部件的接触刚度 5.采用钢板焊接结构

、提高机床结构的抗振性 机床加工时可能产生的振动形式:强迫振动自激振动。 强迫振动一在各种动力作用下被迫产生的振动 自激振动一在没有外加动态力的情况下,由切削过程自身所激发的振动 临界切削宽度一不产生自激振动的最大切削宽度 提高机床的抗振性的途径:提高静刚度、固有频率和增加阻尼 1、基础件内腔充填泥芯、混凝士等阻尼材料 2、采用表面阻尼涂层 3、采用新材料制造基础件 4、充分利用结合面间的阻尼

二、提高机床结构的抗振性 机床加工时可能产生的振动形式：强迫振动 自激振动。 强迫振动—在各种动力作用下被迫产生的振动 自激振动—在没有外加动态力的情况下，由切削过程自身所激发的振动 临界切削宽度—不产生自激振动的最大切削宽度 提高机床的抗振性的途径：提高静刚度、固有频率和增加阻尼 1、基础件内腔充填泥芯、混凝土等阻尼材料 2、采用表面阻尼涂层 3、采用新材料制造基础件 4、充分利用结合面间的阻尼

固有频率(Hz) 阻尼比 1.16×10 旧结构 9.17×10 垂直弯曲振动 0.99×10 222z22 11.0×10-1 水平弯曲振动 新结构 95.5 么 扭转振动 泥芯 旧结构 □新结构 两种车床床身的动态特性比较

三、减少机床的热变形 1、改进机床布局和结构设计 1)采用热对称结构 (2)采用预拉伸的滚珠丝杠结构 (3)在机床布局时,尽量减少内部热源 2、控制温升 1 3、热变形补偿 底座和床身示意图 实心混凝士底座 2一内封泥芯的铸铁床身

三、减少机床的热变形 1、改进机床布局和结构设计 （1）采用热对称结构 （3）在机床布局时，尽量减少内部热源 2、控制温升 3、热变形补偿 （2）采用预拉伸的滚珠丝杠结构