数控车床的结构和工作过程

时间:2023-03-19作者:佚名
数控车床是数字程序控制车床的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型普通车床的特点于一身,是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床,占数控机床总数的25%左右(不包括技术改造而成的车床)。

数控车床的分类

1.数控车床的分类

数控车床的分类方法较多,但通常都以和普通车床相似的方法进行分类。

(1)按车床主轴位置分类

1)立式数控车床 立式数控车床简称为数控车床,其车床主轴垂直于水平面,并有一个直径很大的圆形工作台,供装夹工件用。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。

2)卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性,并易于排除切屑。

(2)按加工零件的基本类型分类

1)卡盘式数控车床 这类车床未设置尾座,适合车削盘类(含短轴类)零件。其夹紧方式多为电动或液动控制,卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火(即软卡爪)。

2)顶尖式数控车床 这类数控车床配置有普通尾座或数控尾座,适合车削较长的轴类零件及直径不太大的盘、套类零件。

(3)按刀架数量分类

1)单刀架数控车床 普通数控车床一般都配置有各种形式的单刀架,如四工位卧式自动转位刀架或多工位转塔式自转位刀架。如图1所示。

数控车床的结构和工作过程

图1 四工位自动转位刀架

(2)双刀架数控车床 这类车床其双刀架的配置(即移动导轨分布)可以是如图2a所示的平行分布,也可以是图2b所示的相互垂直分布,以及同轨结构。

数控车床的结构和工作过程

图2 组合形式的自动转位刀架

数控车床的组成及工作原理

1.数控车床的组成

虽然数控车床种类较多,但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。图3是数控车床的基本组成方框图。

数控车床的结构和工作过程

图3 数控车床的基本组成方框图


(1) 车床主体

除了基本保持普通车床传统布局形式的部分经济型数控车床外,目前大部分数控车床均已通过专门设计并定型生产。

1)主轴与主轴箱

a)主轴 数控车床主轴的回转精度,直接影响到零件的加工精度;其功率大小、回转速度影响到加工的效率;其同步运行、自动变速及定向准停等要求,影响到车床的自动化程度。

b)主轴箱 具有有级自动调速功能的数控车床,其主轴箱内的传动机构已经大大简化;具有无级自动调速(包括定向准停)的数控车床,起机械传动变速和变向作用的机构已经不复存在了,其主轴箱也成了"轴承座"及"润滑箱"的代名词;对于改造式(具有手动操作和自动控制加工双重功能)数控车床,则基本上保留其原有的主轴箱。

2)导轨

数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性,是影响零件加工质量的重要因素之一。除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨(金属型)外,定型生产的数控车床已较多地采用贴塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小,其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好,润滑条件也比较优越。

3)机械传动机构

除了部分主轴箱内的齿轮传动等机构外,数控车床已在原普通车床传动链的基础上,作了大幅度的简化。如取消了挂轮箱、进给箱、溜板箱及其绝大部分传动机构,而仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构,并在驱动电动机至丝杠间增设了(少数车床未增设)可消除其侧隙的齿轮副。

a)螺旋传动机构 数控车床中的螺旋副,是将驱动电动机所输出的旋转运动转换成刀架在纵、横方向上直线运动的运动副。构成螺旋传动机构的部件,一般为滚珠丝杠副,如图4所示。

数控车床的结构和工作过程

如图4 滚珠丝杠副

1一螺母 2一丝杠 3一滚珠 4一滚珠循环装置

滚珠丝杠副的摩擦阻力小,可消除轴向间隙及预紧,故传动效率及精度高,运动稳定,动作灵敏。但结构较复杂,制造技术要求较高,所以成本也较高。另外,自行调整其间隙大小时,难度亦较大。

b)齿轮副。在较多数控车床的驱动机构中,其驱动电动机与进给丝杠间设置有一个简单的齿轮箱(架)。齿轮副的主要作用是,保证车床进给运动的脉冲当量符合要求,避免丝杠可能产生的轴向窜动对驱动电动机的不利影响。

4)自动转动刀架

除了车削中心采用随机换刀(带刀库)的自动换刀装置外,数控车床一般带有固定刀位的自动转位刀架,有的车床还带有各种形式的双刀架。

5)检测反馈装置

检测反馈装置是数控车床的重要组成部分,对加工精度、生产效率和自动化程度有很大影响。检测装置包括位移检测装置和工件尺寸检测装置两大类,其中工件尺寸检测装置又分为机内尺寸检测装置和机外尺寸检测装置两种。工件尺寸检测装置仅在少量的高档数控车床上配用。

6)对刀装置

除了极少数专用性质的数控车床外,普通数控车床几乎都采用了各种形式的自动转位刀架,以进行多刀车削。这样,每把刀的刀位点在刀架上安装的位置,或相对于车床固定原点的位置,都需要对刀、调整和测量,并以确认,以保证零件的加工质量。

(2) 数控装置和伺服系统

数控车床与普通车床的主要区别就在于是否具有数控装置和伺服系统这两大部分。如果说,数控车床的检测装置相当于人的眼睛,那么,数控装置相当于人的大脑,伺服系统则相当于人的双手。这样,就不难看出这两大部分在数控车床中所处的重要位置了。


a)数控装置

数控装置的核心是计算机及其软件,它在数控车床中起“指挥”作用:数控装置接收由加工程序送来的各种信息,并经处理和调配后,向驱动机构发出执行命令;在执行过程中,其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置,以便经处理后发出新的执行命令。

b)伺服系统

伺服系统准确地执行数控装置发出的命令,通过驱动电路和执行元件(如步进电机等),完成数控装置所要求的各种位移。

2.数控车床的工作过程

数控车床的工作过程如图5所示。

数控车床的结构和工作过程

图5 数控车床的工作过程

(1)首先根据零件加工图样进行工艺分析,确定加工方案、工艺参数和位移数据。

(2)用规定的程序代码和格式规则编写零件加工程序单;或用自动编程软件进行CAD/CAM工作,直接生成零件的加工程序文件。

(3)将加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质(如穿孔带或磁带)上。

(4)通过阅读机把信息介质上的代码转变为电信号,并输送给数控装置。由手工编写的程序,可以通过数控机床的操作面板输入程序;由编程软件生成的程序,通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单元(MCU)。

(5)数控装置将所接受的信号进行一系列处理后,再将处理结果以脉冲信号形式向伺服系统统发出执行的命令。

(6)伺服系统接到执行的信息指令后,立即驱动车床进给机构严格按照指令的要求进行位移,使车床自动完成相应零件的加工。

相关阅读

原来画电路图如此简单!

画电路图题型大约可分为以下几种: 一、看实物画电路图 关键是在看图,图看不明白,就无法作好图,中考有个内部规定,混联作图是不要求的,那么你心里应该明白实物图实际上只...
2023-06-27
原来画电路图如此简单!

三相异步电动机双重联锁的正反转控制原理及特点

本文介绍了三相异步电动机双重联锁的正反转控制的工作原理,以及双重联锁的正反转控制线路示意图,并介绍了双重联锁的正反转控制线路的优点,下面与电工之友小编一起来看下。...
2023-06-26
三相异步电动机双重联锁的正反转控制原理及特点

“什么破电梯,怎么天天坏?” 为什么坏?你心里真没数吗!

” 什么破电梯,怎么天天坏! “ 这是居住在高层的邻居 最稀疏平常的抱怨了 ” 怎么又坏了,不是前两天才维修好的吗? “ 电梯维保人员非常的头大 马上前来查看 明明是例行做电梯...
2023-06-11
“什么破电梯,怎么天天坏?” 为什么坏?你心里真没数吗!

电工新手从入门到成才要经历那些?

作为一名新手电工,也许您常常会感到迷茫、彷徨,电工涉及的知识面很广,您却不知到底要从何学起。万事开头难,只要你对人生有梦想,并且持之以恒的学习,我相信不久的将来,...
2023-06-11

电气设备检修时的电工安全操作要点

学工控技术,拿10万年薪 马上注册,免费学习 超过100课时视频教程,免费下载海量学习资料 一 每个电工除严格遵守本工种安全操作规程外 ,还需理论联系实际,在检修工作操作时要胆...
2023-06-27

热销商品

国标TRVV高柔性拖链电缆2—48芯0.3 0.5 1 1.5 2.5平方耐弯折软线

国标TRVV高柔性拖链电缆,专为满足严苛工况下的动态传输需求而设计。该电缆具有2至48芯多种配置,适用于0.3、0.5、1.5、2.5平方等多种截面积选择,灵活满足不同设备的...
¥ 1.24

公牛开关插座面板全屋定制全屋配齐家装报价单官方正品付款链接Q9

公牛开关插座面板,为您的全屋定制家装提供一站式解决方案。我们提供全屋配齐的家装报价单,确保您的家装项目完美无缺。所有产品均为官方正品,品质保证,让您用得放心。...
¥ 1

定做定制各类密封条三元乙丙橡胶硅胶PVC防火阻燃EVA氯丁石墨丁晴

本公司专业定做各类定制密封条,涵盖三元乙丙橡胶(EPDM)、硅胶、PVC、EVA、氯丁橡胶、丁腈橡胶及石墨复合等多种材质,满足不同行业对密封、防水、隔音、隔热及防火阻燃...
¥ 1

直销配电箱暗插销铰链门轴CL225插销带螺丝固定铁皮柜弹簧铁铰链

CL225插销式暗铰链专为配电箱、铁皮柜等金属柜体设计,采用优质冷轧钢板经冲压成型,表面镀锌处理,防腐耐用。其内置弹簧结构,确保柜门开合顺畅、自动复位,提升使用便捷...
¥ 0.06

浇铸抛光螺纹钢扭矩扳手 镀锌双头延长杆扳手多功能工具 开口扳手

这款多功能工具集浇铸抛光螺纹钢扭矩扳手、镀锌双头延长杆扳手与开口扳手于一体,采用优质合金钢精密浇铸并经抛光处理,表面镀锌防锈,耐用性强。其双头设计适配多种规...
¥ 0.6

网站栏目