1樓:無錫酬信雕刻機廠家
在數控機床發展的最初階段,其機械結構與通用機床相比沒有多大的變化,只是在自動變速、刀架和工作臺自動轉位和手柄操作等方面作些改變。隨著數控技術的發展,考慮到它的控制方式和使用特點,才對機床的生產率、加工精度和壽命提出了更高的要求。
數控機床的主體機構有以下特點:
1、由於採用了高效能的無級變速主軸及伺服傳動系統,數控機床的極限傳動結構大為簡化,傳動鏈也大大縮短;
2、為適應連續的自動化加工和提高加工生產率,數控機床機械結構具有較高的靜、動態剛度和阻尼精度,以及較高的耐磨性,而且熱變形小;
3、為減小摩擦、消除傳動間隙和獲得更高的加工精度,更多地採用了高效傳動部件,如滾珠絲槓副和滾動導軌、消隙齒輪傳動副等;
4、為了改善勞動條件、減少輔助時間、改善操作性、提高勞動生產率,採用了刀具自動夾緊裝置、刀庫與自動換刀裝置及自動排屑裝置等輔助裝置。
根據數控機床的適用場合和機構特點,對數控機床結構因提出以下要求:
(一)較高的機床靜、動剛度
數控機床是按照數控程式設計或手動輸入資料方式提供的指令自動進行加工的。由於機械結構(如機床床身、導軌、工作臺、刀架和主軸箱等)的幾何精度與變形產生的定位誤差在加工過程中不能人為地調整與補償,因此,必須把各處機械結構部件產生的彈性變形控制在最小限度內,以保證所要求的加工精度與表面質量。
為了提高數控機床主軸的剛度,不但經常採用三支撐結構,而且選用鋼性很好的雙列短圓柱滾子軸承和角接觸向心推力軸承鉸接出相信忒力軸承,以減小主軸的徑向和軸向變形。為了提高機床大件的剛度,採用封閉介面的床身,並採用液力平衡減少移動部件因位置變動造成的機床變形。為了提高機床各部件的接觸剛度,增加機床的承載能力,採用刮研的方法增加單位面積上的接觸點,並在結合面之間施加足夠大的預載入荷,以增加接觸面積。
這些措施都能有效地提高接觸剛度。
為了充分發揮數控機床的高效加工能力,並能進行穩定切削,在保證靜態剛度的前提下,還必須提高動態剛度。常用的措施主要有提高系統的剛度、增加阻尼以及調整構件的自振頻率等。試驗表明,提高阻尼係數是改善抗振性的有效方法。
鋼板的焊接結構既可以增加靜剛度、減輕結構重量,又可以增加構件本身的阻尼。因此,近年來在數控機床上採用了鋼板焊接結構的床身、立柱、橫樑和工作臺。封砂鑄件也有利於振動衰減,對提高抗振性也有較好的效果。
(二)減少機床的熱變形
在內外熱源的影響下,機床各部件將發生不同程度的熱變形,使工件與刀具之間的相對運動關係遭到破環,也是機床季度下降。對於數控機床來說,因為全部加工過程是計算的指令控制的,熱變形的影響就更為嚴重。為了減少熱變形,在數控機床結構中通常採用以下措施。
1、減少發熱
機床內部發熱時產生熱變形的主要熱源,應當儘可能地將熱源從主機中分離出去。
2、控制溫升
在採取了一系列減少熱源的措施後,熱變形的情況將有所改善。但要完全消除機床的內外熱源通常是十分困難的,甚至是不可能的。所以必須通過良好的散熱和冷卻來控制溫升,以減少熱源的影響。
其中部較有效的方法是在機床的發熱部位強制冷卻,也可以在機床低溫部分通過加熱的方法,使機床各點的溫度趨於一致,這樣可以減少由於溫差造成的翹曲變形。
3、改善機床機構
在同樣發熱條件下,機床機構對熱變形也有很大影響。如數控機床過去採用的單立柱機構有可能被雙柱機構所代替。由於左右對稱,雙立柱機構受熱後的主軸線除產生垂直方向的平移外,其它方向的變形很小,而垂直方向的軸線移動可以方便地用一個座標的修正量進行補償。
對於數控車床的主軸箱,應儘量使主軸的熱變形發生在刀具切入的垂直方向上。這就可以使主軸熱變形對加工直徑的影響降低到最小限度。在結構上還應儘可能減小主軸中心與主軸向地面的距離,以減少熱變形的總量,同時應使主軸箱的前後溫升一致,避免主軸變形後出現傾斜。
數控機床中的滾珠絲槓常在預計載荷大、轉速高以及散熱差的條件下工作,因此絲槓容易發熱。滾珠絲槓熱生產造成的後果是嚴重的,尤其是在開環系統中,它會使進給系統喪失定位精度。目前某些機床用預拉的方法減少絲槓的熱變形。
對於採取了上述措施仍不能消除的熱變形,可以根據測量結果由數控系統發出補償脈衝加以修正。
(三)減少運動間的摩擦和消除傳動間隙
為了使工作臺能對數控裝置的指令作出準確響應,就必須採取相應的措施。目前常用的滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌在摩擦阻尼特性方面存在著明顯的差別。在進給系統中用滾珠絲槓代替滑動絲槓也可以收到同樣的效果。
目前,數控機床幾乎無一例外地採用滾珠絲槓傳動。
數控機床(尤其是開環系統的數控機床)的加工精度在很大程度上取決於進給傳動鏈的精度。除了減少傳動齒輪和滾珠絲槓的加工誤差之外,另一個重要措施是採用無間隙傳動副。對於滾珠絲槓螺距的累積誤差,通常採用脈衝補償裝置進行螺距補償。
(四)提高機床的壽命和精度保持性
為了提高機床的壽命和精度保持性,在設計時應充分考慮數控機場零部件的耐磨性,尤其是機床導軌、進給伺港機主軸部件等影響進度的主要零件的耐磨性。在使用過程中,應保證數控機床各部件潤滑良好。
(五)減少輔助時間和改善操作效能
在數控機床的單件加工中,輔助時間(非切屑時間)佔有較大的比重。要進一步提高機床的生產率,就必須採取促使最大限度地壓縮輔助時間。目前已經有很多數控機床採用了多主軸、多刀架、以及帶刀庫的自動換刀裝置等,以減少換刀時間。
對於切屑用量加大的數控機床,床身機構必須有利於排屑。
2樓:縱橫豎屏
控機床有如下特點:
1、對加工物件的適應性強,適應模具等產品單件生產的特點,為模具的製造提供了合適的加工方法;
2、加工精度高,具有穩定的加工質量;
3、可進行多座標的聯動,能加工形狀複雜的零件;
4、加工零件改變時,一般只需要更改數控程式,可節省生產準備時間;
5、機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量,生產率高(一般為普通機床的3~5倍);
6、機床自動化程度高,可以減輕勞動強度;
7、有利於生產管理的現代化。數控機床使用數字資訊與標準**處理、傳遞資訊,使用了計算機控制方法,為計算機輔助設計、製造及管理一體化奠定了基礎;
8、對操作人員的素質要求較高,對維修人員的技術要求更高;
9、可靠性高。
擴充套件資料:
數控機床是一種裝有程式控制系統的自動化機床,能夠根據已編好的程式,使機床動作並加工零件。
它綜合了機械、自動化、計算機、測量、微電子等最新技術,使用了多種感測器,在數控機床上應用的感測器主要有光電編碼器、直線光柵、接近開關、溫度感測器、霍爾感測器、電流感測器、電壓感測器、壓力感測器、液位感測器、旋轉變壓器、感應同步器、速度感測器等,主要用來檢測位置、直線位移和角位移、速度、壓力、溫度等。
1、數控機床對感測器的要求
1)可靠性高和抗干擾性強;
2)滿足精度和速度的要求;
3)使用維護方便,適合機床執行環境;
4)成本低。
不同種類數控機床對感測器的要求也不盡相同,一般來說,大型機床要求速度響應高,中型和高精度數控機床以要求精度為主。
2、感應同步器的應用
感應同步器是利用兩個平面形繞組的互感隨位置不同而變化的原理製成的。其功能是將角度或直線位移轉變成感應電動勢的相位或幅值,可用來測量直線或轉角位移。
按其結構可分為直線式和旋轉式兩種。直線式感應同步器由定尺和滑尺兩部分組成,定尺安裝在機床床身上,滑尺安裝於移動部件上,隨工作臺一起移動;旋轉式感應同步器定子為固定的圓盤,轉子為轉動的圓盤。
感應同步器具有較高的精度與分辨力、抗干擾能力強、使用壽命長、維護簡單、長距離位移測量、工藝性好、成本較低等優點。旋轉式感應同步器則被廣泛地用於機床和儀器的轉檯以及各種迴轉伺服控制系統中。
3樓:魘夢
1.適應性強
數控機床上加工新工件時,只需重新編制新工件的加工程式,就能實現新工件的加工。數控機床加工工件時,只需要簡單的夾具,不需要製作成批的工裝夾具,更不需要反覆調整機床,因此,特別適合單件、小批量及試製新產品的工件加工。對於普通機床很難加工的精密複雜零件,數控機床也能實現自動化加工。
2.加工精度高
數控機床是按數字指令進行加工的,目前數控機床的脈衝當量普遍達到了0.001mm,而且進給傳動鏈的反向間隙與絲槓螺距誤差等均可由數控裝置進行補償,因此,數控機床能達到很高的加工精度。對於中、小型數控機床,定位精度普遍可達0.
03mm,重複定位精度為0.0lmm。此外,數控機床的傳動系統與機床結構都具有很高的剛度和熱穩定性,製造精度高,數控機床的自動加工方式避免了人為的干擾因素,同一批零件的尺寸一致性好,產品合格率高,加工質量十分穩定。
3.生產效率高
工件加工所需時間包括機動時間和輔助時間、數控機床能有效地減少這兩部分時間。數控機床的主油轉速和進給量的調整範圍都比普通機床裝置的範圍大,因此數控機床每一道工序都可選用最有利的切削用量;從快速移動到停止採用了加速、減速措施,既提高運動速度,又保證定位精度,有效地降低機動時間。數控裝置更換工件時.不需要調整機床,同一批工件加工質量穩定,無需停機檢驗,輔助時間大大縮短。
特別是使用自動換刀裝置的數控加工中心,可以在同一臺機床上實現多道工序連續加工,生產效率的提高更加明顯。
4.勞動強度低
數控裝置的工作是按照預先編制好的加工程式自動連續完成的.操作者除輸入加工程式或操作鍵盤、裝卸工件、關鍵工序的中間測量及**裝置的執行之外,不需要進行繁瑣、重複手工的操作,這使工人的勞動條件大為改善,
5.良好的經濟效益
雖然數控裝置的**昂貴,分攤到每個工件上的裝置費用較大,但是使用數控裝置會節省許多其它費用。特別是不需要設計製造專用工裝夾具,加工精度穩定,廢品率低,減少調 度環節等,所以整體成本下降,可獲得良好的經濟效益。
6.有利於生產管理的現代化
採用數控機床能準確地計算產品單個工時,合理安排生產。數控機床使用數字資訊與標準**處理、控制加工,為實現生產過程自動化創造了條件。並有效地簡化了檢驗、工夾具和半成品之間的資訊傳遞。
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