第七章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)

1、第七章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)第七章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)是指數(shù)控機(jī)床的本機(jī)，它包括主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)換刀系統(tǒng)等。它是由傳動(dòng)件、軸系、轉(zhuǎn)動(dòng)部件、移動(dòng)部件及導(dǎo)軌等構(gòu)成的。 用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，要求在保證質(zhì)量的前提下有更好的經(jīng)濟(jì)性。數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，每小時(shí)的加工費(fèi)用比傳統(tǒng)機(jī)床要高很多。為提高加工效率并獲得好的加工效果，數(shù)控機(jī)床使用的刀具、夾具、切削液等方面較普通設(shè)備都采取了改進(jìn)的措施。這些措施都會(huì)增加機(jī)床的負(fù)載，因而對(duì)機(jī)床的剛度和壽命提出了新的要求，機(jī)床的結(jié)構(gòu)必須具有很高的強(qiáng)度、剛度、抗振性和可靠性。 本章通過基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，將獲得以下知識(shí)。 (1) 掌握數(shù)控機(jī)床

2、機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求及特點(diǎn)。 (2) 掌握數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動(dòng)部件機(jī)械結(jié)構(gòu)。 (3) 掌握數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件機(jī)械結(jié)構(gòu)。 學(xué)習(xí)要點(diǎn) 技能目標(biāo) 通過將數(shù)控銑床在切削加工時(shí)采用順銑與普通銑床在加工時(shí)選擇逆銑進(jìn)行對(duì)比分析，學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床較普通機(jī)床在機(jī)械系統(tǒng)中所具備的特點(diǎn)，掌握數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)不同部件的工作原理，同時(shí)提升分析問題的能力，具體如下。 (1)掌握從機(jī)械系統(tǒng)角度考慮工藝問題的能力。 (2)具備分析機(jī)械系統(tǒng)故障產(chǎn)生原因的能力。 項(xiàng)目案例導(dǎo)入 分析數(shù)控銑床加工時(shí)宜采用順銑的原因分析數(shù)控銑床加工時(shí)宜采用順銑的原因 如圖7.1所示，在刀具進(jìn)行數(shù)控銑削加工時(shí)通常采用順銑(downcut/downmilling)

3、加工，但普通設(shè)備通常采用逆銑(upcut/upmilling)加工，這是為什么？下面就通過本章的項(xiàng)目來一步步地揭開其中的奧秘。 項(xiàng)目任務(wù)分析 通過對(duì)本章知識(shí)的學(xué)習(xí)了解數(shù)控設(shè)備工作時(shí)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)工作原理，找出數(shù)控機(jī)床采用順銑加工的原因，設(shè)計(jì)工作過程如下。 (1) 學(xué)習(xí)并理解相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。 (2) 小組討論順銑加工和逆銑加工的區(qū)別，作為下一步工作的依據(jù)。 (3) 為了提高工作效率，制訂工作計(jì)劃。 (4) 闡述數(shù)控加工采用順銑加工的原因。 (5) 對(duì)工作過程進(jìn)行檢查與評(píng)估。 基 礎(chǔ) 知 識(shí) 數(shù)控設(shè)備機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成數(shù)控設(shè)備機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成 數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要組成部分與普通

4、機(jī)床相似，有以下幾部分。 (1) 主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件，使刀具(或工件)產(chǎn)生主運(yùn)動(dòng)。 (2) 伺服系統(tǒng)，以機(jī)械位置或速度為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 (3) 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，使工件(或刀具)產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 (4) 基礎(chǔ)部分，包括床身、立柱、拖板、工作臺(tái)等。 (5) 換刀裝置，實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)更換。 (6) 輔助裝置，包括潤(rùn)滑、冷卻、照明、排屑等系統(tǒng)。 (7) 特殊功能裝置，如質(zhì)量檢測(cè)等。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的變速方式 接觸式密封 非接觸式密封 主軸準(zhǔn)停換刀示意圖 主軸準(zhǔn)停鏜背孔示意圖 機(jī)械準(zhǔn)停原理示意圖 磁傳感器準(zhǔn)?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成 磁傳感器準(zhǔn)停時(shí)序 編碼器型主軸準(zhǔn)停結(jié)構(gòu) 數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停結(jié)構(gòu) 電機(jī)與

5、絲杠間的連接形式 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)墊片調(diào)隙式 螺紋調(diào)隙式 1、2鎖緊螺母齒差調(diào)隙式 滾珠絲杠的支承形式 偏心套式間隙消除機(jī)構(gòu) 圓柱齒輪軸向墊片間隙消除機(jī)構(gòu) 周向彈簧式調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1短柱；2彈簧；3、4薄片齒輪 可調(diào)拉簧式調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1、2薄片齒輪；3凸耳；4彈簧；5、6螺母；7螺釘斜齒輪調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1、2薄片齒輪；3寬齒輪；4調(diào)整螺母；5彈簧；6墊片錐齒輪軸向壓簧調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1、4錐齒輪；2、3鍵；5壓簧；6螺母；7傳動(dòng)軸 錐齒輪周向彈簧調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1大片錐齒輪；2小片錐齒輪；3錐齒輪4鑲塊；5彈簧；6止動(dòng)螺釘；7凸爪；8圓弧槽齒輪齒條的雙齒輪調(diào)隙機(jī)構(gòu) 1、6小齒輪；2、5大齒輪；3、7齒條；4預(yù)載裝置導(dǎo)軌的截面形狀 燕尾導(dǎo)軌及其組合的間隙調(diào)整 1斜鑲條；2壓板；3直鑲條矩形導(dǎo)軌垂直方向間隙的調(diào)整 1壓板；2接合面；3調(diào)整螺釘；4調(diào)整墊片幾種提高連接剛度的結(jié)構(gòu) 本 章 小 結(jié) 至此完成了本章的知識(shí)學(xué)習(xí)和項(xiàng)目訓(xùn)練，主要內(nèi)容有以下5個(gè)方面。 (1) 理解數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求及特點(diǎn)。 (2) 學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動(dòng)部件機(jī)械結(jié)構(gòu)。 (3) 學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件機(jī)械結(jié)構(gòu)。 (4) 學(xué)習(xí)自動(dòng)換刀裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 (5)通過項(xiàng)目的訓(xùn)