我國數(shù)控車床從20世紀(jì)70年代初進入市場,至今通過各大機床廠家的不懈努力,通過采取與國外著名機床廠家的合作、合資、技術(shù)引進、樣機消化吸收等措施,使得我國的機床制造水平有了很大的提高,其產(chǎn)量在金屬切削機床中占有較大的比例。目前,國產(chǎn)數(shù)控車床的品種、規(guī)格較為齊全,質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠,已進入實用和全面發(fā)展階段。
1)床身
按照床身導(dǎo)軌面與水平面的相對位置,床身5種布局形式。一般來說,中、小規(guī)格的數(shù)控車床采用斜床身和平床身斜滑板的居多,只有大型數(shù)控車床或小型精密數(shù)控車床才采用平床身,立床身采用的較少。平床身工藝性好,易于加工制造。由于刀架水平放置,對提高刀架的運動精度有好處,但排屑困難;刀架橫滑板較長,加大了機床的寬度尺寸,影響外觀。平床身斜滑板結(jié)構(gòu),再配置上傾斜的導(dǎo)軌防護罩,這樣既保持了平床身工藝性好的優(yōu)點,床身寬度也不會太大。
斜床身數(shù)控車床和平床身斜滑板結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代數(shù)控車床中被廣泛應(yīng)用,是因為這種布局形式具有以下特點:
①容易實現(xiàn)機電一體化;
②機床外形整齊、美觀,占地面積??;
③容易設(shè)置封閉式防護裝置;
④容易排屑和安裝自動排屑器;
⑤從工件上切下的熾熱切屑不至于堆積在導(dǎo)軌上影響導(dǎo)軌精度;
⑥宜人性好,便于操作;☆便于安裝機械手,實現(xiàn)單機自動化。
2)導(dǎo)軌
數(shù)控車床的導(dǎo)軌可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌兩種。滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點。但傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌摩擦阻力大,磨損快,動、靜摩擦系數(shù)差別大,低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。目前,數(shù)控車床已不采用傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌,而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動導(dǎo)軌和新型塑料滑動導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長等特點。滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點是摩擦系數(shù)小,動、靜摩擦系數(shù)很接近,不會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象,可以使用油脂潤滑。根據(jù)滾動體的不同,滾動導(dǎo)軌可分為滾珠直線導(dǎo)軌和滾柱直線導(dǎo)軌。后者的承載能力和剛度都比前者高,但摩擦系數(shù)略大。
3)主軸傳動系統(tǒng)
數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)可分為分級變速傳動和無級變速傳動。分級變速傳動是在一定范圍能均勻的、離散地分布著有限級數(shù)的轉(zhuǎn)速,主要用于普通機床。無級變速形式可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變轉(zhuǎn)速,以便得到滿足加工要求的最佳轉(zhuǎn)速,能在運轉(zhuǎn)中變速,便于自動變速。數(shù)控車床得主傳動系統(tǒng)通常采用無級變速。與普通車床相比,數(shù)控車床的主傳動采用交、直主軸調(diào)速電動機,電動機調(diào)速范圍大,并可無級調(diào)速,使主軸結(jié)構(gòu)大為簡化。為了適應(yīng)不同的加工需求數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)有三種方式。
4)刀架系統(tǒng)
按換刀方式的不同,數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形式。排式刀架一般用于小規(guī)格數(shù)控車床,以加工棒料或盤類零件為主?;剞D(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀刀架,通過刀架的旋轉(zhuǎn)分度定位來實現(xiàn)機床的自動換刀動作,根據(jù)加工要求可設(shè)計成四方、六方刀架或圓盤式刀架。根據(jù)刀架回轉(zhuǎn)軸與安裝底面的相對位置,回轉(zhuǎn)刀架分為立式刀架和臥式刀架兩種。排刀式刀架和回轉(zhuǎn)刀架對刀具的數(shù)目有一定的限制,當(dāng)需要數(shù)量較多的刀具時,應(yīng)采用帶刀庫的自動換刀裝置。
5)進給傳動系統(tǒng)
數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)一般均采用進給伺服系統(tǒng),按其控制方式不同可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。前者定位精度低,但它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉;后者控制精度高、快速性能好,但它對機床的要求比較高,且造價較昂貴。閉環(huán)系統(tǒng)中采用的位置檢測裝置有:脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、磁尺、光柵尺和激光干涉儀等。數(shù)控車床的進給伺服系統(tǒng)中常用的驅(qū)動裝置是伺服電機。伺服電機有直流伺服電機和交流伺服電機之分。前者由于具有可靠性高、造價低等特點而被廣泛采用。
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