数控机床机械结构.ppt

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数控机床机械结构的维修与调整
教学提示:数控机床由于采用了电气自动控制,其机械结构大为简化,数控机床加工高精度合格产品,不仅取决于电气控制的可靠性,还取决于机械结构的平稳性和可靠性、机械零件与装配的精度。机械故障不仅影响加工零件的误差和表面质量,还可能引起停机和电气元件的损坏。经验表明:数控机床30%以上的故障与机械结构有关,因此,数控机床机械结构的维护、保养、维修和调整应给以足够的重视。
教学要求:了解数控机床主轴的变速方式、主轴部件,常用进给机械结构工作原理,常用自动换刀机构、回转工作台的结构;掌握数控机床主轴部件的调整和主传动系统的常见故障及排除方法,常用进给传动机械的调整和故障维修方法,自动换刀机构的调整和故障维修方法,液压与气动传动系统的维护和故障排除方法,回转工作台的调整和维修。
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第一章绪论
数控机床主传动系统的维修与调整
数控机床进给系统维修与调整
数控机床辅助机构的维修与调整
数控机床辅助机构的维修与调整
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一、主轴变速方式
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数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。

(1)带有变速齿轮的主传动(见图7-1a)
(2)通过带传动的主传动(见图7-1b)
(3)用两个电动机分别驱动主轴(见图7-1c)
(4)内装电动机主轴变速(如图7-1d所示)
数控机床主传动系统的维修与调整
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二、主轴部件
主轴部件是机床的一个关键部件,它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。主轴部件质量的好坏直接影响加工质量。无论哪种机床的主轴部件都应满足下述几个方面的要求:主轴的回转精度、部件的结构刚度和抗振性、运转温度和热稳定性以及部件的耐磨性和精度保持能力等。对于数控机床尤其是自动换刀数控机床,为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持,还必须有刀具的自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的清理装置等结构。
(一)主轴端部的结构形状
图7-2a为车床主轴端部,卡盘靠前端的短圆锥面和凸缘端面定位,用拨销传递转矩,卡盘装有双头螺栓,卡盘装于主轴端部时,螺栓从凸缘上的孔中穿过,转动快卸卡板将数个螺栓同时栓住,再拧紧螺母将卡盘固牢在主轴端部。主轴为空心,前端有莫氏锥度孔,用以安装顶尖或心轴。
图7-2b为铣、镗类机床的主轴端部,铣刀或刀杆在前端7:24的锥孔内定位,由于不能自锁要用拉杆从主轴后端拉紧,而且由前端的端面键传递转矩。
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图7-2c为外圆磨床砂轮主轴的端部;图d为内圆磨床砂轮主轴端部;图e为钻床与普通镗杆端部,刀杆或刀具由莫氏锥孔定位,用锥孔后端第一扁孔传递转矩,第二个扁孔用以拆卸刀具。但在数控镗床上要使用b图的形式,图为7:24的锥孔没有自锁作用,便于自动换刀时拔出刀具;图7-2(f)为快换钻套。
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(二)主轴部件的支承

图7-3a为锥孔双列圆柱滚子轴承,内圈为1:12的锥孔,当内圈沿锥形轴颈轴向移动时,内圈胀大以调整滚道的间隙。滚子数目多,两列滚子交错排列,因而承载能力大,刚性好,允许转速高。它的内、外圈均较薄,因此,要求主轴轴颈与箱体孔均有较高的制造精度,以免轴颈与箱体孔的形状误差使轴承滚道发生畸变而影响主轴的旋转精度。该轴承只能承受径向载荷。
图7-3b是双列推力角接触球轴承,接触角为60°,球径小,数目多,能承受双向轴向载荷。磨薄中间隔套,可以调整间隙或预紧,轴向刚度较高,允许转速高。该轴承一般与双列圆柱滚子轴承配套用作主轴的前支承,并将其外圈外径做成负偏差,保证只承受轴向载荷。
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图7-3c是双列圆锥滚子轴承,它有一个公用外圈和两个内圈,由外圈的凸肩在箱体上轴向定位,箱体孔可以镗成通孔。磨薄中间隔套可以调整间隙或预紧,两列滚子的数目相差一个,能使振动频率不一致,明显改善了轴承的动态性。这种轴承能同时承受径向和轴向载荷,通常用作主轴的前支承。