XK714數(shù)控銑床總體設(shè)計(jì)及主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 立柱設(shè)計(jì) 床身設(shè)計(jì)【三維SW建模】

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圖圖4.9 高速數(shù)控銑床高速數(shù)控銑床4.1.3 數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) l1高剛度和高抗振性高剛度和高抗振性 l 銑床剛度是反映了銑床結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。銑銑床剛度是反映了銑床結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。銑床在靜態(tài)力作用下所表現(xiàn)出的剛度稱為銑床的靜剛度；床在靜態(tài)力作用下所表現(xiàn)出的剛度稱為銑床的靜剛度；銑床在動(dòng)態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為銑床的動(dòng)剛度。銑床在動(dòng)態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為銑床的動(dòng)剛度。提高數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)剛度的措施主要有以下幾種：提高數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)剛度的措施主要有以下幾種：l（1）提高銑床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率。）提高銑床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率。l（2）改善數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)的阻尼特性。）改善數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)的阻尼特性。l（3）采用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)）采用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)2減少銑床熱變形的影響減少銑床熱變形的影響 l（1）改進(jìn)銑床布局和結(jié)構(gòu)）改進(jìn)銑床布局和結(jié)構(gòu)l 采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)熱源是對(duì)稱的。采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)相對(duì)熱源是對(duì)稱的。l 采用傾斜床身和斜滑板結(jié)構(gòu)采用傾斜床身和斜滑板結(jié)構(gòu) l 采用熱平衡措施采用熱平衡措施l（2）控制溫度。）控制溫度。l（3）對(duì)切削部位采取強(qiáng)冷措施。）對(duì)切削部位采取強(qiáng)冷措施。l（4）熱位移補(bǔ)償。）熱位移補(bǔ)償。l3傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化 l4高傳動(dòng)效率和無(wú)間隙傳動(dòng)裝置高傳動(dòng)效率和無(wú)間隙傳動(dòng)裝置 l5低摩擦系數(shù)導(dǎo)軌低摩擦系數(shù)導(dǎo)軌 l6好的宜人性好的宜人性4.2 數(shù)控銑床的使用要求與布局?jǐn)?shù)控銑床的使用要求與布局l4.2.1 數(shù)控銑床的使用要求數(shù)控銑床的使用要求l1便于同時(shí)操作和觀察數(shù)控銑床的操作按鈕和開關(guān)便于同時(shí)操作和觀察數(shù)控銑床的操作按鈕和開關(guān)都放在數(shù)控裝置上。都放在數(shù)控裝置上。l2數(shù)控銑床的刀具和工件的裝卸及夾緊松開，均由數(shù)控銑床的刀具和工件的裝卸及夾緊松開，均由操作者來(lái)完成，要求易于接近裝卸區(qū)域，而且裝夾機(jī)操作者來(lái)完成，要求易于接近裝卸區(qū)域，而且裝夾機(jī)構(gòu)要省力簡(jiǎn)便。構(gòu)要省力簡(jiǎn)便。l3數(shù)控銑床的效率高，切屑多，排屑是個(gè)很重要的數(shù)控銑床的效率高，切屑多，排屑是個(gè)很重要的問(wèn)題，銑床的結(jié)構(gòu)布局要便于排屑。問(wèn)題，銑床的結(jié)構(gòu)布局要便于排屑。4.2.2 運(yùn)動(dòng)分配與部件的布局運(yùn)動(dòng)分配與部件的布局a)立式主軸立式主軸 b)臥式主軸加分度工作臺(tái)臥式主軸加分度工作臺(tái)c)臥式主軸加數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)臥式主軸加數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)4.3 數(shù)控銑床的傳動(dòng)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)數(shù)控銑床的傳動(dòng)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)l4.3.1主傳動(dòng)系統(tǒng)主傳動(dòng)系統(tǒng)l 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)，是指將主軸電動(dòng)機(jī)通過(guò)該數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)，是指將主軸電動(dòng)機(jī)通過(guò)該傳動(dòng)系統(tǒng)變成可供切削加工用的切削力矩和切削速度。傳動(dòng)系統(tǒng)變成可供切削加工用的切削力矩和切削速度。1主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)l 數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用變頻或交流伺服數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用變頻或交流伺服主軸電動(dòng)機(jī)，通過(guò)同步齒形帶帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，對(duì)于功主軸電動(dòng)機(jī)，通過(guò)同步齒形帶帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，對(duì)于功率較大的數(shù)控銑床，為了實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，有時(shí)加一率較大的數(shù)控銑床，為了實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，有時(shí)加一級(jí)或二級(jí)或多級(jí)齒輪減速。近年來(lái)發(fā)展的電動(dòng)機(jī)與主級(jí)或二級(jí)或多級(jí)齒輪減速。近年來(lái)發(fā)展的電動(dòng)機(jī)與主軸一體化的電主軸可直接帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，如圖軸一體化的電主軸可直接帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，如圖4.11所所示。示。圖圖4.11 電主軸電主軸2數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的變速方式數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的變速方式l（1）無(wú)級(jí)變速）無(wú)級(jí)變速 無(wú)級(jí)變速是指主軸的轉(zhuǎn)速直接由主軸無(wú)級(jí)變速是指主軸的轉(zhuǎn)速直接由主軸電動(dòng)機(jī)的變速來(lái)實(shí)現(xiàn)，其配置方式通常有兩種，如圖電動(dòng)機(jī)的變速來(lái)實(shí)現(xiàn)，其配置方式通常有兩種，如圖4.12a所示所示a)同步齒形帶傳動(dòng)同步齒形帶傳動(dòng) l 圖圖4.12b是主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，即電主是主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，即電主軸。軸。b)主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)（2）分段無(wú)級(jí)變速。如圖）分段無(wú)級(jí)變速。如圖4.13所示。所示。圖圖4.13 二級(jí)齒輪變速主軸結(jié)構(gòu)二級(jí)齒輪變速主軸結(jié)構(gòu)4.3.2數(shù)控銑床的換刀機(jī)構(gòu)數(shù)控銑床的換刀機(jī)構(gòu)4.14 數(shù)控銑床主軸端部的結(jié)構(gòu)數(shù)控銑床主軸端部的結(jié)構(gòu)4.3.3 主軸軸承常用的配置形式主軸軸承常用的配置形式a)雙列圓柱滾子軸承和雙列圓柱滾子軸承和60角接觸軸承組合角接觸軸承組合b)前軸承采用高精度角接觸球軸承前軸承采用高精度角接觸球軸承4.3.4進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)l1對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的性能要求對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的性能要求l 數(shù)控銑床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求傳動(dòng)精度和剛度高，數(shù)控銑床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求傳動(dòng)精度和剛度高，穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度靈敏、運(yùn)動(dòng)慣量小、工作平穩(wěn)、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度靈敏、運(yùn)動(dòng)慣量小、工作平穩(wěn)、無(wú)間隙且傳動(dòng)效率高。無(wú)間隙且傳動(dòng)效率高。在數(shù)控銑床上，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)在數(shù)控銑床上，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)裝置一般采用雙螺母滾珠絲桿螺母副，如圖裝置一般采用雙螺母滾珠絲桿螺母副，如圖4.16所示。所示。圖圖4.16雙螺母滾珠絲桿螺母副雙螺母滾珠絲桿螺母副2.數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖圖4.17 數(shù)控銑床的典型結(jié)構(gòu)圖數(shù)控銑床的典型結(jié)構(gòu)圖 1伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器聯(lián)軸器 3軸承支座軸承支座 4支承軸承支承軸承 5螺母螺母 6滾珠絲杠滾珠絲杠4.4 XK714B數(shù)控立式銑床數(shù)控立式銑床 圖圖4.18 XK714B 數(shù)控立式銑床數(shù)控立式銑床4.4 XK714B數(shù)控立式銑床數(shù)控立式銑床 l4.4.1 XK714B數(shù)控立式銑床的組成及技術(shù)參數(shù)數(shù)控立式銑床的組成及技術(shù)參數(shù)l1數(shù)控銑床的組成數(shù)控銑床的組成 l（1）床身和立柱）床身和立柱l 床身和立柱導(dǎo)軌采用矩形，承載能力強(qiáng)、精度好。床身和立柱導(dǎo)軌采用矩形，承載能力強(qiáng)、精度好。立柱緊固在床身背后端，立柱內(nèi)裝有一套主軸箱重量立柱緊固在床身背后端，立柱內(nèi)裝有一套主軸箱重量平衡裝置，主軸箱與平衡錘的重約為平衡裝置，主軸箱與平衡錘的重約為1:1，立柱上的交，立柱上的交流電機(jī)帶有制動(dòng)器，使機(jī)床的使用更加安全、可靠。流電機(jī)帶有制動(dòng)器，使機(jī)床的使用更加安全、可靠。（2）工作臺(tái)、滑座）工作臺(tái)、滑座l 工作臺(tái)由兩部分組成，即工作臺(tái)、滑座。工作臺(tái)、工作臺(tái)由兩部分組成，即工作臺(tái)、滑座。工作臺(tái)、滑座導(dǎo)軌副采用矩形導(dǎo)軌，承載能力強(qiáng)，工作臺(tái)導(dǎo)軌、滑座導(dǎo)軌副采用矩形導(dǎo)軌，承載能力強(qiáng)，工作臺(tái)導(dǎo)軌、滑座下導(dǎo)軌貼塑?；聦?dǎo)軌貼塑。2機(jī)床的技術(shù)參數(shù)機(jī)床的技術(shù)參數(shù)l2機(jī)床的技術(shù)參數(shù)機(jī)床的技術(shù)參數(shù)l工作臺(tái)面積（長(zhǎng)工作臺(tái)面積（長(zhǎng)寬）寬）800420l三向行程（三向行程（X、Y、Z）640420500l主軸錐孔主軸錐孔 7:24ISO40l主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速 483200rpml主電機(jī)功率（變頻調(diào)速）主電機(jī)功率（變頻調(diào)速）7.5Kwl主軸最大輸出扭矩主軸最大輸出扭矩 62.5Nml定位精度定位精度 0.025/500mml重復(fù)定位精度重復(fù)定位精度 0.008mml數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng) 西門子西門子802C4.4.2 XK714B數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)l1主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) XK714B數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)，如圖數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)，如圖4.19所示。由所示。由于主軸系統(tǒng)進(jìn)行了強(qiáng)力冷卻，因此，機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲低、震動(dòng)小、于主軸系統(tǒng)進(jìn)行了強(qiáng)力冷卻，因此，機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲低、震動(dòng)小、熱變形小。熱變形小。圖圖4.19 XK714B數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)圖數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖圖4.20為為XK714B數(shù)控銑床主軸輸出特性圖。主軸電數(shù)控銑床主軸輸出特性圖。主軸電機(jī)（額定功率機(jī)（額定功率5.5/7.5KW）。）。圖圖4.20 主軸轉(zhuǎn)速輸出特性圖主軸轉(zhuǎn)速輸出特性圖2進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)l 主軸箱升降，工作臺(tái)縱向移動(dòng)，滑座橫向移動(dòng)，主軸箱升降，工作臺(tái)縱向移動(dòng)，滑座橫向移動(dòng)，分別通過(guò)各坐標(biāo)軸的交流伺服電機(jī)和聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)滾珠分別通過(guò)各坐標(biāo)軸的交流伺服電機(jī)和聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)滾珠絲杠，獲得各自的運(yùn)動(dòng)。絲杠，獲得各自的運(yùn)動(dòng)。4.4.3 XK714B數(shù)控銑床的主要結(jié)構(gòu)數(shù)控銑床的主要結(jié)構(gòu)l1主軸的結(jié)構(gòu)主軸的結(jié)構(gòu)圖圖4.21 XK714B 型數(shù)控立式床身銑床主軸結(jié)構(gòu)圖型數(shù)控立式床身銑床主軸結(jié)構(gòu)圖2XK714B數(shù)控銑床數(shù)控銑床X軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖圖4.22 XK714B數(shù)控銑床數(shù)控銑床X軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖3XK714B數(shù)控銑床氣路原理數(shù)控銑床氣路原理4工作臺(tái)與導(dǎo)軌鑲條的調(diào)節(jié)工作臺(tái)與導(dǎo)軌鑲條的調(diào)節(jié)l工作臺(tái)是數(shù)控銑床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中的執(zhí)行部件。如圖工作臺(tái)是數(shù)控銑床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中的執(zhí)行部件。如圖4.24所示。所示。圖圖4.24 XK714B數(shù)控銑床工作臺(tái)的尺寸數(shù)控銑床工作臺(tái)的尺寸 導(dǎo)軌是用來(lái)支撐和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿著直線或圓周方向準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌是用來(lái)支撐和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿著直線或圓周方向準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)。當(dāng)數(shù)控銑床工作一段時(shí)間后，導(dǎo)軌會(huì)產(chǎn)生磨損，從而出現(xiàn)過(guò)大間隙，當(dāng)數(shù)控銑床工作一段時(shí)間后，導(dǎo)軌會(huì)產(chǎn)生磨損，從而出現(xiàn)過(guò)大間隙，影響工作精度和性能，此時(shí)鑲條需要調(diào)整。如圖影響工作精度和性能，此時(shí)鑲條需要調(diào)整。如圖4.25所示。所示。X軸鑲條軸鑲條 Y、Z軸鑲條軸鑲條 4.5 數(shù)控銑床的輔助裝置數(shù)控銑床的輔助裝置l4.5.1潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)l 數(shù)控銑床的潤(rùn)滑系統(tǒng)主要包括機(jī)床導(dǎo)軌、傳動(dòng)齒數(shù)控銑床的潤(rùn)滑系統(tǒng)主要包括機(jī)床導(dǎo)軌、傳動(dòng)齒輪、滾珠絲杠及主軸箱等的潤(rùn)滑，其形式有電動(dòng)間歇輪、滾珠絲杠及主軸箱等的潤(rùn)滑，其形式有電動(dòng)間歇潤(rùn)滑泵和定量式集中潤(rùn)滑泵等。其中，電動(dòng)間歇潤(rùn)滑潤(rùn)滑泵和定量式集中潤(rùn)滑泵等。其中，電動(dòng)間歇潤(rùn)滑泵用得較多。泵用得較多。4.5.2 排屑裝置排屑裝置l 為了數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)加工順利進(jìn)行和減少數(shù)控機(jī)為了數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)加工順利進(jìn)行和減少數(shù)控機(jī)床的發(fā)熱，數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有合適的排屑裝置。床的發(fā)熱，數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有合適的排屑裝置。l 常見的排屑裝置有以下幾種：常見的排屑裝置有以下幾種：1平板鏈?zhǔn)脚判佳b置平板鏈?zhǔn)脚判佳b置 2刮板式排屑裝置刮板式排屑裝置 3螺旋式排屑裝置螺旋式排屑裝置 a)平板鏈?zhǔn)狡桨彐準(zhǔn)?b)刮板式刮板式 c)螺旋式螺旋式a)c)l作業(yè)作業(yè)l 3.3 3.5 3.6