數(shù)控車床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要組成及其特點(diǎn)

       數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，除機(jī)床基礎(chǔ)件外，由下列各部分組成：1、主傳動(dòng)系統(tǒng)；2、進(jìn)給系統(tǒng)；3、實(shí)現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、定位的裝臵和附件；4、實(shí)現(xiàn)某些部件動(dòng)作和輔助功能的系統(tǒng)和裝臵如液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑；冷卻等系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝臵；5、刀架或自動(dòng)換刀裝臵(ATC)；6、自動(dòng)托盤交換裝臵(APC)；7、特殊功能裝臵如刀具破損監(jiān)控、精度檢測(cè)和監(jiān)控裝臵等：8、為完成自動(dòng)化控制功能的各種反饋信號(hào)裝臵及元件。

 

       數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)件或稱機(jī)床大件，通常是指床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺(tái)等。它是整臺(tái)機(jī)床的基礎(chǔ)和框架。機(jī)床的其他零、部件，或者固定在基礎(chǔ)件上，或者工作時(shí)在它的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。其他機(jī)械結(jié)構(gòu)組成則按機(jī)床的功能需要選用。如一般的數(shù)控機(jī)床除基礎(chǔ)件外，還有主傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)給系統(tǒng)以及液壓、潤(rùn)滑、冷卻等其他輔助裝臵，這是數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成。加工中心則至少還應(yīng)有ATC，有的還有雙工位APC等。柔性制造單元(FMC)除ATC外還帶有工位數(shù)較多的APC，有的甚至還配有用于上下料的工業(yè)機(jī)器人。

 

       數(shù)控機(jī)床可根據(jù)自動(dòng)化程度、可靠性要求和特殊功能需要，選用各類刀具破損監(jiān)控、機(jī)床與工件精度檢測(cè)，補(bǔ)償裝臵和附件等。有些特種加工數(shù)控機(jī)床，如電加工數(shù)控機(jī)床和激光切割機(jī)，其主軸部件不同于一般數(shù)控金屬切削機(jī)床，但需要用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，則是各類數(shù)控機(jī)床的共性。

1)機(jī)床剛度的基本概念機(jī)床的剛度是機(jī)床的技術(shù)性能之一，它反映了機(jī)床結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。根據(jù)機(jī)床所受載荷性質(zhì)的不同，機(jī)床在靜態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機(jī)床的靜剛度；機(jī)床在動(dòng)態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機(jī)床的動(dòng)剛度。為滿足數(shù)控機(jī)床高速度、高精度、高生產(chǎn)率、高可靠性和高自動(dòng)化程度的要求，與普通機(jī)床比較，數(shù)控機(jī)床應(yīng)有更高的靜剛度、動(dòng)剛度，更好的抗振性。有的國(guó)家規(guī)定數(shù)控機(jī)床的剛度系數(shù)比普通機(jī)床至少高50%以上。普通機(jī)床剛度的基本理論同樣適用于數(shù)控機(jī)床。以及受力與變形分析、動(dòng)剛度的動(dòng)態(tài)特性分析，為提高機(jī)床靜剛度和動(dòng)剛度所采用的措施原則也同樣適用于同類的數(shù)控機(jī)床。

 

2)提高數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度的常用措施

（1）提高機(jī)床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率。常用方法有合理布臵的筋板結(jié)構(gòu)；設(shè)臵卸荷裝臵來(lái)平衡載荷以補(bǔ)償有關(guān)零、部件的靜力變形；改善構(gòu)件間的接觸剛度或構(gòu)件與地基聯(lián)結(jié)處的剛度等。

（2）改善機(jī)床結(jié)構(gòu)的阻尼特性。常用方法有大件內(nèi)腔充填泥芯和混凝土等阻尼材料，在振動(dòng)時(shí)利用相對(duì)摩擦來(lái)耗散振動(dòng)能量；在大件表面采用阻尼涂層；充分利用接合面間的摩擦阻尼；采用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)等。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，數(shù)控機(jī)床的高剛度和高抗振性只是相對(duì)于普通機(jī)床而言，而不是剛度和抗振性愈高愈好。

       數(shù)控車床的熱學(xué)特性是影響加工精度的重要因素之一。由于數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、 進(jìn)給速度遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，而大切削用量產(chǎn)生的熾熱切削對(duì)工件和機(jī)床部件的熱 傳導(dǎo)影響遠(yuǎn)較普通機(jī)床嚴(yán)重，而熱變形對(duì)加工精度的影響往往難以由操作者修正。 因此，減少數(shù)控機(jī)床熱變形影響的措施應(yīng)予特別重視。

       數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分別采用交、直流主軸電機(jī) 和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這兩類電機(jī)調(diào)速范圍大，并可無(wú)級(jí)調(diào)速，因此使主軸箱、 進(jìn)給變速箱及傳動(dòng)系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化，箱體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、齒輪、軸承和軸類零件數(shù) 量大為減少甚至不用齒輪，由電機(jī)直接帶動(dòng)主軸或進(jìn)給滾珠絲杠。

       數(shù)控機(jī)床在高進(jìn)給速度下，工作要平穩(wěn)；并有高的定位精度。因此，對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝臵和元件要求具有高壽命、高剛度、無(wú)間隙、高靈敏度和 低摩擦阻力的特點(diǎn)。