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數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的特點
日期：2010年01月25 來源：沈陽第一機床廠 關(guān)鍵字：數(shù)控機床
為了達(dá)到數(shù)控機床高的運動精度、定位精度和高的自動化性能，其機械結(jié)構(gòu)的特點主要表現(xiàn)在如下幾個方面。
1．高剛度
數(shù)控機床要在高速和重負(fù)荷條件下工作，因此，機床的床身、立柱、主軸、工作臺、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。例如，有的床身采用雙結(jié)構(gòu)，并配置有斜向肋板及加強肋，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)控機床的運動部件應(yīng)具有較高的靈敏度。導(dǎo)軌部件通常用滾動導(dǎo)軌、塑料導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等，以減少摩擦力，使其在低速運動時無爬行現(xiàn)象。工作臺、刀架等部件的移動，由交流或直流伺服電動機驅(qū)動，經(jīng)滾珠絲杠傳動，減少了進(jìn)給系統(tǒng)所需要的驅(qū)動扭矩，提高了定位精度和運動平穩(wěn)性。
3．高抗振性
數(shù)控機床的一些運動部件，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，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的諧振，因此對數(shù)控機床的動態(tài)特性提出了更高的要求。
4．熱變形小
機床的主軸、工作臺、刀架等運動部件在運動中會產(chǎn)生熱量，加工中心從而產(chǎn)生相應(yīng)的熱變形。而工藝過程的自動化和精密加工的發(fā)展，對機床的加工精度和精度穩(wěn)定性提出了越來越高的要求。為保證部件的運動精度，要求各運動部件的發(fā)熱量要少，以防產(chǎn)生過大的熱變形。為此，機床結(jié)構(gòu)根據(jù)熱對稱的原則設(shè)計，并改善主軸軸承、絲杠螺母副、高速運動導(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稱原則設(shè)計，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滑，并嚴(yán)格控制注入量，使主軸溫升很低。加工中心對于產(chǎn)生大量切屑的數(shù)控機床，一般都帶有良好的自動排屑裝置等。
5．高精度保持性
為了加快數(shù)控機床投資的回收，必須使機床保持很高的開動比(比普通機床高2～3倍)，因此必須提高機床的壽命和精度保持性，在保證盡可能地減少電氣和機械故障的同時，要求數(shù)控機床在長期使用過程中不喪失精度。
6．高可靠性
數(shù)控機床在自動或牛自動條件下工作，尤其在柔性制造系統(tǒng)(FMS)中的數(shù)控機床，可在24小時運轉(zhuǎn)中實現(xiàn)無人管理，這就要求機床具有高的可靠性。為此，要提高數(shù)控裝置及機床結(jié)構(gòu)的可靠性，例如在工作過程中動作頻繁換刀機構(gòu)、托盤、工件交換裝置等部件，必須保證在長期工作中十分可靠。加工中心另外，引入機床機構(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，也都有助于機床可靠地工作。
7．模塊化
模塊化設(shè)計思想的靈活機床配置，使用戶在數(shù)控機床的功能、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)額外的費用。
數(shù)控機床通常由床身、立柱、主軸箱、工作臺、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)格和價格設(shè)計成多種模塊，用戶可以按需要選擇最合理的功能模塊配置成整機。這不僅能降低數(shù)控機床的設(shè)計和制造成本，而且能縮短設(shè)計和制造周期，加工中心最終贏得市場。目前，模塊化的概念已開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．機電一體化
數(shù)控機床的機電一體化是對總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計提出的重要要求。它是指在整個數(shù)控機床功能的實現(xiàn)以及總體布局方面必須綜合考慮機械和電氣兩方面的有機結(jié)合。新型數(shù)控機床的各系統(tǒng)已不再是各自不相關(guān)聯(lián)的獨立系統(tǒng)。最具典型的例子之一是數(shù)控機床的主軸系統(tǒng)已不再是單純的齒輪和帶傳動的機械傳動，而更多的是由交流伺服電動機為基礎(chǔ)的電主軸。電氣總成也已不再是單純游離于機床之外的獨立部件，加工中心而是在布局上和機床結(jié)構(gòu)有機地融為一體。由于抗干擾技術(shù)的發(fā)展， 目前已把電力的強電模塊與微電子的計算機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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