數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu).ppt

數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu),數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)，是指將主軸電動機的原動力變成可供切削加工用的切削力矩和切削速度的傳動系統(tǒng)。數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)要有較寬的轉(zhuǎn)速范圍及相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。數(shù)控銑床要有良好性能的主傳動系統(tǒng)和一個具有高精度、高剛度、振動小、熱變形及噪聲均能滿足需要的主軸部件。,數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)特點：一般采用直流或交流主軸電動機，通過帶傳動和主軸箱的變速齒輪帶動主軸旋轉(zhuǎn)。低速切削所需轉(zhuǎn)矩大，高速切削消耗功率大。電動機的有效轉(zhuǎn)速范圍并不一定能完全滿足主軸的工作需要，所以主軸箱一般仍需要設(shè)置幾檔變速(24檔)。機械變檔一般采用液壓缸推動滑移齒輪實現(xiàn)，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，一次變速只需1s。,主軸箱的傳動齒輪都要經(jīng)過高速滑移齒輪(一般都用花鍵傳動)，采用內(nèi)徑定心?；ㄦI傳動對降低噪聲有利。帶傳動容易產(chǎn)生振動，在傳動帶長度不一致的情況下更為嚴重。因此，在選擇傳動帶時，應(yīng)盡可能縮短帶的長度。如因結(jié)構(gòu)限制，帶長度無法縮短時，可增設(shè)壓緊輪，將帶張緊，以減少振動。,主傳動系統(tǒng)的分類：1、二級以上變速的主傳動系統(tǒng)能夠滿足各種切削運動的轉(zhuǎn)矩輸出，且具有大范圍調(diào)節(jié)速度的能力。但由于結(jié)構(gòu)復雜，需要增加潤滑及溫度控制裝置，成本較高，此外制造和維修也比較困難。,變速齒輪傳動,2、一級變速器的主傳動系統(tǒng)目前多采用帶(同步齒形帶)傳動裝置。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便，且在一定條件下能滿足轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的輸出要求。這種傳動方式可以避免齒輪傳動時引起的振動與噪聲，適用于低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸但系統(tǒng)的調(diào)速范圍與電動機一樣，受電動機調(diào)速范圍的約束。,3、調(diào)速電動機直接驅(qū)動的主傳動系統(tǒng)其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，轉(zhuǎn)換頻率高。但是主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動機的輸出特性完全一致，因而使用受到限制。,主軸電機直接驅(qū)動,電主軸,主軸部件結(jié)構(gòu),1、對數(shù)控銑床主軸部件的要求要求其具有良好的旋轉(zhuǎn)精度、靜剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性及耐磨性外，由于數(shù)控銑床的轉(zhuǎn)速更高、功率更大，在上述幾方面要求更高、更嚴格。,良好的旋轉(zhuǎn)精度需要配置精密軸承。對精密、超精密銑床主軸、數(shù)控磨床主軸，可采用液體靜壓軸承和動壓軸承，對于要求更高轉(zhuǎn)速的主軸，可以采用空氣靜壓軸承，這種軸承可達每分鐘幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，并有非常高的回轉(zhuǎn)精度。,良好的主軸剛度,a)采用雙列圓柱滾子軸承和60角接觸球軸承組合，此配置形式使主軸綜合剛度大大提高，可滿足強力切削的要求，普遍應(yīng)用于各類數(shù)控銑床。b)前軸承采用高精度調(diào)心球軸承，具有較好的高速性能，主軸最高轉(zhuǎn)速可達4000rmin。但承載能力小，適用于高速、輕載和精密的主軸部件。c)雙列和單列圓錐滾子軸承作為主軸前后支承，徑向和軸向剛度高，可承受重載荷,安裝與調(diào)整性能好。但限制了主軸的轉(zhuǎn)速和精度的提高，適用于中等精度，低速與重載荷的數(shù)控銑床主軸。,為提高主軸組件剛度，數(shù)控銑床經(jīng)常采用三支承主軸組件。輔助支承通常采用深溝球軸承，采用三支承可以有效減少主軸彎曲變形。,數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)及主軸部件結(jié)構(gòu)實例,主運動的傳動路線：,升降臺的自動平衡裝置結(jié)構(gòu)：,床身,機床的床身是整個機床的基礎(chǔ)支承件，一般用來放置導軌、主軸箱等重要部件。對數(shù)控機床床身主要在以下3個方面提出了更高的要求：(1)很高的精度和精度保持性(2)應(yīng)具有足夠的靜、動剛度(3)較好的熱穩(wěn)定性,床身的結(jié)構(gòu)：1、數(shù)控車床床身的結(jié)構(gòu)形式有平床身、斜床身、平床身斜導軌和直立床身等四種類型。另外，斜床身結(jié)構(gòu)還能設(shè)計成封閉式斷面，這樣大大提高了床身的剛度。2、加工中心的床身有固定立柱式和移動立柱式兩種。前者一般適用于中小型立式和臥式加工中心，而后者又分為整體T形床身和前后床身分開組裝的T形床身。,形床身是指床身是由橫置的前床身(亦叫橫床身)和與它垂直的后床身(亦叫縱床身)組成。整體式床身，剛性和精度保持性都比較好，但是卻給鑄造和加工帶來很大不便，尤其是大中型機床的整體床身，制造時需有大型設(shè)備。分離式T形床身，鑄造工藝性和加工工藝性都大大改善。前后床身連接處要刮研，連接時用定位鍵和專用定位銷定位，然后沿截面四周用大螺栓固緊。這樣連接的床身，在剛度和精度保持性方面，基本能滿足使用要求。這種分離式T形床身適用于大中型臥式加工中心。,床身的截面形狀：合理設(shè)計床身的截面形狀及尺寸，采用合理布置的肋板結(jié)構(gòu)可以在較小質(zhì)量下獲得較高的靜剛度和適當?shù)墓逃蓄l率。,V形肋有利于加強導軌支承部分的剛度斜方肋和對角肋結(jié)構(gòu)可明顯增強床身的扭轉(zhuǎn)剛度，并且便于設(shè)計成全封閉的箱形結(jié)構(gòu)縱向肋板和橫向肋板，分別對抗彎剛度和抗扭剛度有顯著效果；米字形肋板和井字形肋板的抗彎剛度也較高，尤其是米字形肋板更高。,鋼板焊接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)床身的突出優(yōu)點是制造周期短，一般比鑄鐵結(jié)構(gòu)的快1735倍，省去了制作木模和鑄造工序，不易出廢品。焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活，便于產(chǎn)品更新、改進結(jié)構(gòu)。焊接件能達到與鑄件相同，甚至更好的結(jié)構(gòu)特性，可提高抗彎截面慣性矩，減小質(zhì)量。采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)能夠按剛度要求布置肋板的形式，充分發(fā)揮壁板和肋板的承載和抗變形作用。采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)床身有利于提高固有頻率。,床身的剛度：1、肋板結(jié)構(gòu)對床身剛度的影響合理設(shè)計床身的肋板結(jié)構(gòu)，可提高床身的剛度。2、床身箱體封砂結(jié)構(gòu)床身封砂結(jié)構(gòu)是利用肋板隔成封閉箱體結(jié)構(gòu)，將大件的泥芯留在鑄件中不清除，利用砂粒良好的吸振性能，可以提高結(jié)構(gòu)件的阻尼比，有明顯的消振作用。提高床身結(jié)構(gòu)的靜剛度。,焊接結(jié)構(gòu)的床身，在床身內(nèi)腔填充泥芯和混凝土等阻尼材料，當振動時，利用相對摩擦來耗散振動能量。封砂結(jié)構(gòu)降低了床身的重心，有利于床身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可提高床身的抗彎和抗扭剛度。,床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計：AG(人造花崗石)材質(zhì)是一種新型床身材質(zhì)，它除了具有好的阻尼性能(阻尼為灰鑄鐵的8-10倍)外，還具有尺寸穩(wěn)定性好、抗腐蝕性強、制造成本低等優(yōu)點；與灰鑄鐵比，它熱容量大，熱導率低，構(gòu)件的熱變形??；AG床身的后期加工量很少，這樣可以大大減少占用大型機床的加工時間和加工成本，并能節(jié)約大量金屬。,(1)整體結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)適用于形狀較簡單的中小型機床床身。(2)框架結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)的特點是邊緣為金屬型材質(zhì)焊接而成，其內(nèi)澆注AG材質(zhì)。這是因為AG材質(zhì)較脆，可防止邊角受到?jīng)_撞而破壞，它適合于結(jié)構(gòu)簡單的大中型機床床身。(3)分塊結(jié)構(gòu)對于結(jié)構(gòu)形狀較復雜的大型床身構(gòu)件，可以把它分成幾個形狀簡單、便于澆鑄的部分，分別澆鑄后，再用粘結(jié)劑或其他形式連接起來。這樣可使?jié)茶T模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計簡化。,床身結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量避免薄壁結(jié)構(gòu)并簡化表面形狀。,