數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與總體布局.ppt

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1 第六章數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和總體布局 主要內(nèi)容一 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械機(jī)構(gòu)的要求提高機(jī)床的機(jī)構(gòu)剛度提高機(jī)床的抗震性提高機(jī)床的低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和精度二 數(shù)控機(jī)床的總體布局 2 6 1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6 1 1對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械機(jī)構(gòu)的要求6 1 2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度6 1 3提高機(jī)床的抗振性6 1 4提高低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和運(yùn)動(dòng)精度 3 6 1 1對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械機(jī)構(gòu)的要求1 機(jī)床的性能要求 2 滿足機(jī)床剛度和抗振性的要求 3 減少熱變形要求 4 機(jī)床可靠性要求 5 人機(jī)要求 4 6 1 1對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械機(jī)構(gòu)的要求1 機(jī)床的性能要求 1 機(jī)床的工藝范圍 機(jī)床可完成加工工序種類 加工零件類型 材料和尺寸范圍 毛坯種類 5 2 加工精度 尺寸 形狀和位置精度 機(jī)床精度 幾何精度 運(yùn)動(dòng)精度和定位精度 注意低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性 導(dǎo)軌的材料和結(jié)構(gòu) 6 2 滿足機(jī)床剛度和抗振性的要求 具有抵抗外載荷的能力 抵抗受迫和自激振動(dòng)的能力 改善機(jī)床機(jī)構(gòu) 7 3 減少熱變形要求 減少發(fā)熱 控制溫升 改善機(jī)床結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床受熱變形與切入方向 8 4 機(jī)床可靠性要求5 人機(jī)要求結(jié)論 具有大切削功率 高的靜動(dòng)剛度和良好的抗振性 具有較高的幾何精度 傳動(dòng)精度 定位精度 和熱穩(wěn)定性 具有實(shí)現(xiàn)輔助操作自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)部件 9 6 1 2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度具體措施 合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 合理的結(jié)構(gòu)布局 構(gòu)件變形補(bǔ)償 10 合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 正確選擇截面的形狀和尺寸形狀相同的斷面 當(dāng)保持相同的截面積時(shí) 應(yīng)減小壁厚 加大截面的輪廓尺寸 圓形截面的抗扭剛度比方形截面的大 抗彎剛度則比方形截面的小 封閉式截面的剛度比不封閉式截面的剛度大很多 壁上開(kāi)ZL將使剛度下降 在孔周加上凸綠可使抗彎剛度得到恢復(fù) 11 12 合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 合理選擇及布置隔板 e 交叉筋板的作用最好 13 合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 合理選擇及布置筋條 f 蜂窩狀加強(qiáng)筋較好 14 合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 提高構(gòu)件局部剛度 圖示為導(dǎo)軌和床身聯(lián)結(jié)的幾種形式 如果導(dǎo)軌的尺寸較寬時(shí) 應(yīng)用雙壁聯(lián)結(jié)型式如圖 d e f 導(dǎo)軌較窄時(shí)可用單壁或加厚的單壁聯(lián)結(jié) 或者在單壁上增加垂直筋條以提高局部剛度 選用焊接結(jié)構(gòu)的構(gòu)件主要用于機(jī)床的床身 立柱 15 合理的結(jié)構(gòu)布局 a b c 主軸箱單面懸掛在立柱側(cè)面 自重 切削力影響 16 構(gòu)件變形補(bǔ)償 17 6 1 3提高機(jī)床的抗振性 振動(dòng)類型強(qiáng)迫振動(dòng)振源 高速轉(zhuǎn)動(dòng)零部件的動(dòng)態(tài)不平衡力 往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的換向沖擊力期變化的切削力機(jī)床外部的振動(dòng)自激振動(dòng)切削顫振臨界切削寬度 18 提高機(jī)床的抗振性措施減少機(jī)床內(nèi)部振源 動(dòng)平衡 消除配合間隙 隔振 提高靜態(tài)剛度 增加構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的阻尼 19 6 1 4提高低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和運(yùn)動(dòng)精度 進(jìn)給系統(tǒng)的低速爬行現(xiàn)象措施降低執(zhí)行部件的質(zhì)量減少動(dòng)靜摩擦系數(shù)之差提高傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度 扭轉(zhuǎn) 拉壓剛度 20 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 1總布局與工件形狀 尺寸和重量的關(guān)系 6 2 2運(yùn)動(dòng)分配與部件的布局 6 2 3總布局與機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能 6 2 4自動(dòng)換刀數(shù)控臥式鏜銑床的總布局 6 2 5機(jī)床的使用要求與總布局 6 2 6數(shù)控機(jī)床總布局的其它趨勢(shì) 21 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 1總布局與工件形狀 尺寸和重量的關(guān)系工作臺(tái)完成進(jìn)給 工件較輕時(shí) 22 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 1總布局與工件形狀 尺寸和重量的關(guān)系工作臺(tái)與銑頭完成進(jìn)給較重或較高工件 23 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 1總布局與工件形狀 尺寸和重量的關(guān)系工作臺(tái)與銑頭完成進(jìn)給工件較重 多刀加工 24 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 1總布局與工件形狀 尺寸和重量的關(guān)系銑頭進(jìn)給大型 重型工件 25 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 2運(yùn)動(dòng)分配與部件的布局?jǐn)?shù)控鏜銑床四軸聯(lián)動(dòng) 26 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 2運(yùn)動(dòng)分配與部件的布局?jǐn)?shù)控鏜銑床五軸聯(lián)動(dòng) 27 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 2運(yùn)動(dòng)分配與部件的布局?jǐn)?shù)控鏜銑床五軸聯(lián)動(dòng) 28 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 2運(yùn)動(dòng)分配與部件的布局?jǐn)?shù)控鏜銑床五軸聯(lián)動(dòng) 29 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 3總布局與機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能應(yīng)能兼顧精度 剛度 抗振性和熱穩(wěn)定性 30 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 4自動(dòng)換刀數(shù)控臥式鏜銑床的總布局JCS 013型自動(dòng)換刀數(shù)控臥式鏜銑床的布局 四排鏈?zhǔn)降稁?kù) 雙爪式的機(jī)械手在立柱上移動(dòng) 取刀后機(jī)械手回轉(zhuǎn)180 刀庫(kù)容量可以選得較大 安裝調(diào)整較費(fèi)功夫 機(jī)械手的換刀動(dòng)作也較多 可靠性較難保證 整機(jī)占地面積較大 只能固定位置換刀 主軸箱的重復(fù)定位精度將影響加工臺(tái)肩軸孔的同軸度 31 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 4自動(dòng)換刀數(shù)控臥式鏜銑床的總布局加工中心 鏈?zhǔn)降稁?kù)主機(jī)的正前方對(duì)主機(jī)的操作有妨礙換刀機(jī)械手裝在主軸箱上 可以實(shí)現(xiàn)任意位置換刀換刀動(dòng)作少立柱的z向退刀動(dòng)作就是回到換刀位置的動(dòng)作 32 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 5機(jī)床的使用要求與總布局便于同時(shí)操作與觀察刀具 工件裝卸 夾緊方便排屑和冷卻 33 6 2數(shù)控機(jī)床的總體布局 6 2 6數(shù)控機(jī)床總布局的其它趨勢(shì)機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)控制計(jì)算機(jī) 按鍵 開(kāi)關(guān) 顯示器等集中在吊掛按鈕站全封閉結(jié)構(gòu) 34 本章結(jié)束