第六章數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)２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

目的：

了解數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式與其性能的關(guān)系1第一頁(yè)，共三十七頁(yè)。第六章數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1概述

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2第二頁(yè)，共三十七頁(yè)。第六章數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1概述

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。

3第三頁(yè)，共三十七頁(yè)。第六章數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1概述

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。

4第四頁(yè)，共三十七頁(yè)。第六章數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）加工精度●尺寸、形狀和位置精度?！駲C(jī)床精度：

幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度和定位精度?！褡⒁獾退龠\(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性?！駥?dǎo)軌的材料和結(jié)構(gòu)

5第五頁(yè)，共三十七頁(yè)。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)。

6第六頁(yè)，共三十七頁(yè)。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7第七頁(yè)，共三十七頁(yè)。

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。8第八頁(yè)，共三十七頁(yè)。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。

9第九頁(yè)，共三十七頁(yè)。6.1.2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度

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?。环忾]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)。10第十頁(yè)，共三十七頁(yè)。11第十一頁(yè)，共三十七頁(yè)。6.1.2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度

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12第十二頁(yè)，共三十七頁(yè)。6.1.2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度

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13第十三頁(yè)，共三十七頁(yè)。6.1.2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度

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14第十四頁(yè)，共三十七頁(yè)。6.1.2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度

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15第十五頁(yè)，共三十七頁(yè)。6.1.2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度

構(gòu)件變形補(bǔ)償16第十六頁(yè)，共三十七頁(yè)。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17第十七頁(yè)，共三十七頁(yè)。6.1.3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。18第十八頁(yè)，共三十七頁(yè)。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）

19第十九頁(yè)，共三十七頁(yè)。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)。

20第二十頁(yè)，共三十七頁(yè)。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)21第二十一頁(yè)，共三十七頁(yè)。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

22第二十二頁(yè)，共三十七頁(yè)。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

23第二十三頁(yè)，共三十七頁(yè)。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24第二十四頁(yè)，共三十七頁(yè)。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)

25第二十五頁(yè)，共三十七頁(yè)。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)

26第二十六頁(yè)，共三十七頁(yè)。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第二十七頁(yè)，共三十七頁(yè)。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第二十八頁(yè)，共三十七頁(yè)。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

29第二十九頁(yè)，共三十七頁(yè)。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。30第三十頁(yè)，共三十七頁(yè)。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。31第三十一頁(yè)，共三十七頁(yè)。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

盤(pán)式刀庫(kù)安裝在立柱的后側(cè)采用了前后兩個(gè)換刀機(jī)械手。后機(jī)械手將刀具由刀庫(kù)中取出，先是裝入一個(gè)運(yùn)刀裝置中，隨運(yùn)刀裝置移到固定的位置，再由前換刀機(jī)械手在主袖與運(yùn)刀裝置之間進(jìn)行刀具交換。結(jié)構(gòu)部件較多，而且換刀的動(dòng)作也較多，過(guò)程較長(zhǎng)，只能在固定位置換刀，同樣存在加工臺(tái)肩孔的不同軸問(wèn)題。當(dāng)然這種布局方案的結(jié)構(gòu)比較緊湊。32第三十二頁(yè)，共三十七頁(yè)。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

（南陽(yáng)石油二機(jī)集團(tuán)）

刀具鏈?zhǔn)降稁?kù)裝在立柱的左側(cè)面，刀庫(kù)中刀具的軸線與機(jī)床的主軸軸線垂直交叉，因此，換刀機(jī)械手可以作90。旋轉(zhuǎn)，將刀庫(kù)中取下的刀具轉(zhuǎn)到與主軸中心線平行的位置進(jìn)行換刀。并巳換刀機(jī)械手是裝在主軸箱上，可以實(shí)現(xiàn)任意位置換刀。換刀動(dòng)作少，結(jié)構(gòu)布置緊湊，外觀較好，占地面積也較小。33第三十三頁(yè)，共三十七頁(yè)。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34第三十四頁(yè)，共三十七頁(yè)。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)

35第三十五頁(yè)，共三十七頁(yè)。問(wèn)題“數(shù)控機(jī)床是由普通機(jī)床加上數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成的”這一說(shuō)法是否正確？為什么？36第三十六頁(yè)，共三十七頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)第六章數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)２。了解數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式與其性能的關(guān)系。6.1.1對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械機(jī)構(gòu)的要求。具有大切削功率，高的靜