数控机床的机械结构概述 精品资料.docx

"数控机床的机械结构概述" 数控机床的机械结构是自动化机床的核心组件之一，对于数控机床的性能和精度具有非常重要的影响。在本章节中，我们将对数控机床的机械结构进行概述，包括数控机床机械结构的特点、主轴传动系统、进给系统等方面的内容。 一、数控机床机械结构特点 数控机床机械结构与普通机床相比，有很多特殊要求。这些要求包括性能要求高、电机过载能力强、速度响应要快、升降速时间要短、电机温升低、振动和噪音小、可靠性高、寿命长、维护容易、体积小、重量轻、与机床联接容易等。 二、主轴传动系统 主轴传动系统是数控机床机械结构的重要组件之一。根据不同的需求和应用场景，主轴传动系统可以分为多种类型，包括电机—机械变速系统、变频器—交流电机—机械变速系统、交、直主轴电机系统、电主轴系统等。 1. 电机—机械变速系统 电机—机械变速系统是最早的主轴传动系统之一，能够满足各种切削运动转矩输出的要求。但是，该系统的变速范围不大，且结构较复杂，现在仅有少数经济型数控机床采用该配置。 2. 变频器—交流电机—机械变速系统 变频器—交流电机—机械变速系统是另一种常见的主轴传动系统。该系统的结构简单、安装调试方便，且在传动上能满足转速与转矩的输出要求。但是，该系统的调速范围及特性相对于交、直流主轴电机系统而言要差一些。 3. 交、直主轴电机系统 交、直主轴电机系统是高性能的主轴传动系统之一，该系统同样采用变频器测速发电机，但电机是性能更好的交直流主轴电机。该系统的电机变速范围宽，最高转速可达 8000 r/min，且控制功能丰富，可满足中高档数控机床的控制要求。 4. 电主轴系统 电主轴系统是最近几年在数控机床领域出现的新技术，电主轴又称内装式主轴电机，将机床主轴与主轴电机融为一体。该系统的优点是主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，可提高启动、停止的响应特性，利于控制振动和噪声。转速高，目前最高可达 200000 r/min。 三、进给系统 进给系统是数控机床机械结构的另一个重要组件，对数控机床的性能和精度具有非常重要的影响。根据不同的需求和应用场景，进给系统可以分为多种类型，包括伺服进给系统、步进电动机驱动的开环控制系统等。 1. 传动精度和定位精度 数控机床进给传动装置的传动精度和定位精度对零件的加工精度起着关键性的作用，对采用步进电动机驱动的开环控制系统尤其如此。 2. 调速范围 伺服进给系统在承担全部工作负载的条件下，应具有很宽的调速范围，以适应各种工件材料、尺寸和刀具等变化的需要。 3. 响应速度 进给系统响应速度的大小不仅影响机床的加工效率，而且影响加工精度。设计中应使机床工作台及其传动机构的刚度、间隙、摩擦以及转动惯量尽可能达到最佳值，以提高进给系统的快速响应特性。 4. 无间隙传动 进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误差，它存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工精度；因此，应尽量消除传动间隙，减小反向死区，提高进给系统的精度和可靠性。 数控机床的机械结构对数控机床的性能和精度具有非常重要的影响，以不同的需求和应用场景，数控机床机械结构的设计和实现也各不相同。