我國(guó)數(shù)控車(chē)床從20世紀(jì)70年代初進(jìn)入市場(chǎng),至今通過(guò)各大機(jī)床廠家的不懈努力,通過(guò)采取與國(guó)外著名機(jī)床廠家的合作、合資、技術(shù)引進(jìn)、樣機(jī)消化吸收等措施,使得我國(guó)的機(jī)床制造水平有了很大的提高,其產(chǎn)量在金屬切削機(jī)床中占有較大的比例。目前,國(guó)產(chǎn)數(shù)控車(chē)床的品種、規(guī)格較為齊全,質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠,已進(jìn)入實(shí)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(duì)位置,床身5種布局形式。一般來(lái)說(shuō),中、小規(guī)格的數(shù)控車(chē)床采用斜床身和平床身斜滑板的居多,只有大型數(shù)控車(chē)床或小型精密數(shù)控車(chē)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(duì)提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度有好處,但排屑困難;刀架橫滑板較長(zhǎng),加大了機(jī)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(hù)罩,這樣既保持了平床身工藝性好的優(yōu)點(diǎn),床身寬度也不會(huì)太大。
斜床身數(shù)控車(chē)床和平床身斜滑板結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代數(shù)控車(chē)床中被廣泛應(yīng)用,是因?yàn)檫@種布局形式具有以下特點(diǎn):
①容易實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化;
②機(jī)床外形整齊、美觀,占地面積小;
③容易設(shè)置封閉式防護(hù)裝置;
④容易排屑和安裝自動(dòng)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(jī)械手,實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化。
2)導(dǎo)軌
數(shù)控車(chē)床的導(dǎo)軌可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌兩種。滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦阻力大,磨損快,動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差別大,低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。目前,數(shù)控車(chē)床已不采用傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌,而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動(dòng)導(dǎo)軌和新型塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小,動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近,不會(huì)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象,可以使用油脂潤(rùn)滑。根據(jù)滾動(dòng)體的不同,滾動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)
數(shù)控車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)可分為分級(jí)變速傳動(dòng)和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。分級(jí)變速傳動(dòng)是在一定范圍能均勻的、離散地分布著有限級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速,主要用于普通機(jī)床。無(wú)級(jí)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(yùn)轉(zhuǎn)中變速,便于自動(dòng)變速。數(shù)控車(chē)床得主傳動(dòng)系統(tǒng)通常采用無(wú)級(jí)變速。與普通車(chē)床相比,數(shù)控車(chē)床的主傳動(dòng)采用交、直主軸調(diào)速電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍大,并可無(wú)級(jí)調(diào)速,使主軸結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。為了適應(yīng)不同的加工需求數(shù)控車(chē)床主傳動(dòng)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(chē)床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫(kù)的自動(dòng)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(chē)床,以加工棒料或盤(pán)類(lèi)零件為主?;剞D(zhuǎn)刀架是數(shù)控車(chē)床最常用的一種典型換刀刀架,通過(guò)刀架的旋轉(zhuǎn)分度定位來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀動(dòng)作,根據(jù)加工要求可設(shè)計(jì)成四方、六方刀架或圓盤(pán)式刀架。根據(jù)刀架回轉(zhuǎn)軸與安裝底面的相對(duì)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(duì)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(shí),應(yīng)采用帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置。
5)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)
數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)一般均采用進(jìn)給伺服系統(tǒng),按其控制方式不同可分為開(kāi)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(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉;后者控制精度高、快速性能好,但它對(duì)機(jī)床的要求比較高,且造價(jià)較昂貴。閉環(huán)系統(tǒng)中采用的位置檢測(cè)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(chē)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)中常用的驅(qū)動(dòng)裝置是伺服電機(jī)。伺服電機(jī)有直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)之分。前者由于具有可靠性高、造價(jià)低等特點(diǎn)而被廣泛采用。
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