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

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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；銑床在動態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為銑床的動剛度。銑床在動態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為銑床的動剛度。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）改進銑床布局和結(jié)構(gòu)）改進銑床布局和結(jié)構(gòu)l 采用熱對稱結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)相對熱源是對稱的。采用熱對稱結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)相對熱源是對稱的。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）對切削部位采取強冷措施。）對切削部位采取強冷措施。l（4）熱位移補償。）熱位移補償。l3傳動系統(tǒng)機械機構(gòu)簡化傳動系統(tǒng)機械機構(gòu)簡化 l4高傳動效率和無間隙傳動裝置高傳動效率和無間隙傳動裝置 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便于同時操作和觀察數(shù)控銑床的操作按鈕和開關(guān)便于同時操作和觀察數(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，均由操作者來完成，要求易于接近裝卸區(qū)域，而且裝夾機操作者來完成，要求易于接近裝卸區(qū)域，而且裝夾機構(gòu)要省力簡便。構(gòu)要省力簡便。l3數(shù)控銑床的效率高，切屑多，排屑是個很重要的數(shù)控銑床的效率高，切屑多，排屑是個很重要的問題，銑床的結(jié)構(gòu)布局要便于排屑。問題，銑床的結(jié)構(gòu)布局要便于排屑。4.2.2 運動分配與部件的布局運動分配與部件的布局a)立式主軸立式主軸 b)臥式主軸加分度工作臺臥式主軸加分度工作臺c)臥式主軸加數(shù)控轉(zhuǎn)臺臥式主軸加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4.3 數(shù)控銑床的傳動與結(jié)構(gòu)特點數(shù)控銑床的傳動與結(jié)構(gòu)特點l4.3.1主傳動系統(tǒng)主傳動系統(tǒng)l 數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)，是指將主軸電動機通過該數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)，是指將主軸電動機通過該傳動系統(tǒng)變成可供切削加工用的切削力矩和切削速度。傳動系統(tǒng)變成可供切削加工用的切削力矩和切削速度。1主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點l 數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)一般采用變頻或交流伺服數(shù)控銑床的主傳動系統(tǒng)一般采用變頻或交流伺服主軸電動機，通過同步齒形帶帶動主軸旋轉(zhuǎn)，對于功主軸電動機，通過同步齒形帶帶動主軸旋轉(zhuǎn)，對于功率較大的數(shù)控銑床，為了實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，有時加一率較大的數(shù)控銑床，為了實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，有時加一級或二級或多級齒輪減速。近年來發(fā)展的電動機與主級或二級或多級齒輪減速。近年來發(fā)展的電動機與主軸一體化的電主軸可直接帶動刀具旋轉(zhuǎn)，如圖軸一體化的電主軸可直接帶動刀具旋轉(zhuǎn)，如圖4.11所所示。示。圖圖4.11 電主軸電主軸2數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)的變速方式數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)的變速方式l（1）無級變速）無級變速 無級變速是指主軸的轉(zhuǎn)速直接由主軸無級變速是指主軸的轉(zhuǎn)速直接由主軸電動機的變速來實現(xiàn)，其配置方式通常有兩種，如圖電動機的變速來實現(xiàn)，其配置方式通常有兩種，如圖4.12a所示所示a)同步齒形帶傳動同步齒形帶傳動 l 圖圖4.12b是主軸電動機直接驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，即電主是主軸電動機直接驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，即電主軸。軸。b)主軸電動機直接驅(qū)動主軸電動機直接驅(qū)動（2）分段無級變速。如圖）分段無級變速。如圖4.13所示。所示。圖圖4.13 二級齒輪變速主軸結(jié)構(gòu)二級齒輪變速主軸結(jié)構(gòu)4.3.2數(shù)控銑床的換刀機構(gòu)數(shù)控銑床的換刀機構(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進給系統(tǒng)進給系統(tǒng)l1對進給系統(tǒng)的性能要求對進給系統(tǒng)的性能要求l 數(shù)控銑床進給驅(qū)動系統(tǒng)要求傳動精度和剛度高，數(shù)控銑床進給驅(qū)動系統(tǒng)要求傳動精度和剛度高，穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度靈敏、運動慣量小、工作平穩(wěn)、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度靈敏、運動慣量小、工作平穩(wěn)、無間隙且傳動效率高。無間隙且傳動效率高。在數(shù)控銑床上，將回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動在數(shù)控銑床上，將回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動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)控銑床進給系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)數(shù)控銑床進給系統(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伺服電動機伺服電動機 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、精度好。床身和立柱導(dǎo)軌采用矩形，承載能力強、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，立柱上的交流電機帶有制動器，使機床的使用更加安全、可靠。流電機帶有制動器，使機床的使用更加安全、可靠。（2）工作臺、滑座）工作臺、滑座l 工作臺由兩部分組成，即工作臺、滑座。工作臺、工作臺由兩部分組成，即工作臺、滑座。工作臺、滑座導(dǎo)軌副采用矩形導(dǎo)軌，承載能力強，工作臺導(dǎo)軌、滑座導(dǎo)軌副采用矩形導(dǎo)軌，承載能力強，工作臺導(dǎo)軌、滑座下導(dǎo)軌貼塑?；聦?dǎo)軌貼塑。2機床的技術(shù)參數(shù)機床的技術(shù)參數(shù)l2機床的技術(shù)參數(shù)機床的技術(shù)參數(shù)l工作臺面積（長工作臺面積（長寬）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主電機功率（變頻調(diào)速）主電機功率（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)控銑床傳動系統(tǒng)數(shù)控銑床傳動系統(tǒng)l1主運動系統(tǒng)主運動系統(tǒng) XK714B數(shù)控銑床傳動系統(tǒng)，如圖數(shù)控銑床傳動系統(tǒng)，如圖4.19所示。由所示。由于主軸系統(tǒng)進行了強力冷卻，因此，機床運轉(zhuǎn)時噪聲低、震動小、于主軸系統(tǒng)進行了強力冷卻，因此，機床運轉(zhuǎn)時噪聲低、震動小、熱變形小。熱變形小。圖圖4.19 XK714B數(shù)控銑床傳動系統(tǒng)圖數(shù)控銑床傳動系統(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（額定功率機（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進給傳動系統(tǒng)進給傳動系統(tǒng)l 主軸箱升降，工作臺縱向移動，滑座橫向移動，主軸箱升降，工作臺縱向移動，滑座橫向移動，分別通過各坐標(biāo)軸的交流伺服電機和聯(lián)軸節(jié)帶動滾珠分別通過各坐標(biāo)軸的交流伺服電機和聯(lián)軸節(jié)帶動滾珠絲杠，獲得各自的運動。絲杠，獲得各自的運動。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軸傳動結(jié)構(gòu)軸傳動結(jié)構(gòu)圖圖4.22 XK714B數(shù)控銑床數(shù)控銑床X軸傳動結(jié)構(gòu)圖軸傳動結(jié)構(gòu)圖3XK714B數(shù)控銑床氣路原理數(shù)控銑床氣路原理4工作臺與導(dǎo)軌鑲條的調(diào)節(jié)工作臺與導(dǎo)軌鑲條的調(diào)節(jié)l工作臺是數(shù)控銑床伺服進給系統(tǒng)中的執(zhí)行部件。如圖工作臺是數(shù)控銑床伺服進給系統(tǒng)中的執(zhí)行部件。如圖4.24所示。所示。圖圖4.24 XK714B數(shù)控銑床工作臺的尺寸數(shù)控銑床工作臺的尺寸 導(dǎo)軌是用來支撐和引導(dǎo)運動部件沿著直線或圓周方向準(zhǔn)確運動。導(dǎo)軌是用來支撐和引導(dǎo)運動部件沿著直線或圓周方向準(zhǔn)確運動。當(dāng)數(shù)控銑床工作一段時間后，導(dǎo)軌會產(chǎn)生磨損，從而出現(xiàn)過大間隙，當(dāng)數(shù)控銑床工作一段時間后，導(dǎo)軌會產(chǎn)生磨損，從而出現(xiàn)過大間隙，影響工作精度和性能，此時鑲條需要調(diào)整。如圖影響工作精度和性能，此時鑲條需要調(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潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)l 數(shù)控銑床的潤滑系統(tǒng)主要包括機床導(dǎo)軌、傳動齒數(shù)控銑床的潤滑系統(tǒng)主要包括機床導(dǎo)軌、傳動齒輪、滾珠絲杠及主軸箱等的潤滑，其形式有電動間歇輪、滾珠絲杠及主軸箱等的潤滑，其形式有電動間歇潤滑泵和定量式集中潤滑泵等。其中，電動間歇潤滑潤滑泵和定量式集中潤滑泵等。其中，電動間歇潤滑泵用得較多。泵用得較多。4.5.2 排屑裝置排屑裝置l 為了數(shù)控機床的自動加工順利進行和減少數(shù)控機為了數(shù)控機床的自動加工順利進行和減少數(shù)控機床的發(fā)熱，數(shù)控機床應(yīng)具有合適的排屑裝置。床的發(fā)熱，數(shù)控機床應(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