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數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
日期：2010年01月25 來(lái)源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
為了達(dá)到數(shù)控機(jī)床高的運(yùn)動(dòng)精度、定位精度和高的自動(dòng)化性能，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。
1．高剛度
數(shù)控機(jī)床要在高速和重負(fù)荷條件下工作，因此，機(jī)床的床身、立柱、主軸、工作臺(tái)、刀架等主要部件，均需具有很高的剛度，以減少工作中的變形和振動(dòng)。例如，有的床身采用雙結(jié)構(gòu)，并配置有斜向肋板及加強(qiáng)肋，使其具有較高的抗彎剛度和抗扭剛度；為提高主軸部件的剛度，除主軸部件在結(jié)構(gòu)上采取必要的措施以外，加工中心還要采用高剛度的軸承，并適當(dāng)預(yù)緊；增加刀架底座尺寸，減少刀具的懸伸，以適應(yīng)穩(wěn)定的重切削等。
2．高靈敏度
數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)具有較高的靈敏度。導(dǎo)軌部件通常用滾動(dòng)導(dǎo)軌、塑料導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等，以減少摩擦力，使其在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象。工作臺(tái)、刀架等部件的移動(dòng)，由交流或直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)滾珠絲杠傳動(dòng)，減少了進(jìn)給系統(tǒng)所需要的驅(qū)動(dòng)扭矩，提高了定位精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。
3．高抗振性
數(shù)控機(jī)床的一些運(yùn)動(dòng)部件，除應(yīng)具有高剛度、高靈敏度外，還應(yīng)具有高抗振性，即在高速重切削情況下減少振動(dòng)，以保證加工零件的高精度和高的表面質(zhì)量。特別要注意的是避免切削時(shí)的諧振，因此對(duì)數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求。
4．熱變形小
機(jī)床的主軸、工作臺(tái)、刀架等運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生熱量，加工中心從而產(chǎn)生相應(yīng)的熱變形。而工藝過(guò)程的自動(dòng)化和精密加工的發(fā)展，對(duì)機(jī)床的加工精度和精度穩(wěn)定性提出了越來(lái)越高的要求。為保證部件的運(yùn)動(dòng)精度，要求各運(yùn)動(dòng)部件的發(fā)熱量要少，以防產(chǎn)生過(guò)大的熱變形。為此，機(jī)床結(jié)構(gòu)根據(jù)熱對(duì)稱的原則設(shè)計(jì)，并改善主軸軸承、絲杠螺母副、高速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副的摩擦特性。如MJ—50CNC數(shù)控車床主軸箱殼體按照熱對(duì)稱原則設(shè)計(jì)，并在殼體外緣上鑄有密集的散熱片結(jié)構(gòu)，主軸軸承采用高性能油脂潤(rùn)滑，并嚴(yán)格控制注入量，使主軸溫升很低。加工中心對(duì)于產(chǎn)生大量切屑的數(shù)控機(jī)床，一般都帶有良好的自動(dòng)排屑裝置等。
5．高精度保持性
為了加快數(shù)控機(jī)床投資的回收，必須使機(jī)床保持很高的開(kāi)動(dòng)比(比普通機(jī)床高2～3倍)，因此必須提高機(jī)床的壽命和精度保持性，在保證盡可能地減少電氣和機(jī)械故障的同時(shí)，要求數(shù)控機(jī)床在長(zhǎng)期使用過(guò)程中不喪失精度。
6．高可靠性
數(shù)控機(jī)床在自動(dòng)或牛自動(dòng)條件下工作，尤其在柔性制造系統(tǒng)(FMS)中的數(shù)控機(jī)床，可在24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，這就要求機(jī)床具有高的可靠性。為此，要提高數(shù)控裝置及機(jī)床結(jié)構(gòu)的可靠性，例如在工作過(guò)程中動(dòng)作頻繁換刀機(jī)構(gòu)、托盤、工件交換裝置等部件，必須保證在長(zhǎng)期工作中十分可靠。加工中心另外，引入機(jī)床機(jī)構(gòu)故障診斷系統(tǒng)和自適應(yīng)控制系統(tǒng)、優(yōu)化切削用量等，也都有助于機(jī)床可靠地工作。
7．模塊化
模塊化設(shè)計(jì)思想的靈活機(jī)床配置，使用戶在數(shù)控機(jī)床的功能、規(guī)格方面有更多的選擇余地，做到既能滿足用戶的加工要求，又盡可能不為多余的功能承擔(dān)額外的費(fèi)用。
數(shù)控機(jī)床通常由床身、立柱、主軸箱、工作臺(tái)、刀架系統(tǒng)及電氣總成等部件組成。如果把各種部件的基本單元作為基礎(chǔ)，按不同功能、規(guī)格和價(jià)格設(shè)計(jì)成多種模塊，用戶可以按需要選擇最合理的功能模塊配置成整機(jī)。這不僅能降低數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造成本，而且能縮短設(shè)計(jì)和制造周期，加工中心最終贏得市場(chǎng)。目前，模塊化的概念已開(kāi)始從功能模塊向全模塊化方向發(fā)展，它已不局限于功能的模塊化，而是擴(kuò)展到零件和原材料的模塊化。
8．機(jī)電一體化
數(shù)控機(jī)床的機(jī)電一體化是對(duì)總體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出的重要要求。它是指在整個(gè)數(shù)控機(jī)床功能的實(shí)現(xiàn)以及總體布局方面必須綜合考慮機(jī)械和電氣兩方面的有機(jī)結(jié)合。新型數(shù)控機(jī)床的各系統(tǒng)已不再是各自不相關(guān)聯(lián)的獨(dú)立系統(tǒng)。最具典型的例子之一是數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)已不再是單純的齒輪和帶傳動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)，而更多的是由交流伺服電動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的電主軸。電氣總成也已不再是單純游離于機(jī)床之外的獨(dú)立部件，加工中心而是在布局上和機(jī)床結(jié)構(gòu)有機(jī)地融為一體。由于抗干擾技術(shù)的發(fā)展， 目前已把電力的強(qiáng)電模塊與微電子的計(jì)算機(jī)弱電模塊組合成一體，既減小了體積，又提高了系統(tǒng)的可靠性。
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