数控车床结构与传动原理
机械设计制造及其自动化课程
普通车床
数控车床
主轴、三爪卡盘 (主轴系统) 人机交互界面 (计算机部分)
床身
刀架 (自动换刀装置)
尾座 (副主轴)
滑板箱 (进给系统)
润滑冷却装置 过载、限位等保护装置
排屑装置 辅助对刀仪 气动、液压装置
(a) 水平床身
(b) 斜床身 (c) 平床身斜滑板
定比传动采用齿轮传动或带传动; 带传动主要应用于小型数控车床。
(c) 由主轴电动机直接驱动的传动方式
电动机与主轴用联轴器同轴联结,简化了主轴 结构,提高了主轴刚度; 但是主轴扭矩小,电动机发热对主圈光栅
主轴箱
III 轴
II 轴
主轴
Z48
I轴
齿形带 主轴电机
Z84 Z29 双联滑移齿轮
数控车床进给系统传动示意图
旋 转 运 动 直线运动 1 — 螺母;2 — 丝杠;3 — 滚珠;4 — 导珠管
滚珠丝杠螺母副的轴向间隙调整
中小型数控车床的进给系统一般采用滚珠丝杠传动。伺服电机与 滚珠丝杠的传动连接方式有两种:
锥环连接
这是消除转动间隙的一种比较理想的连接方式,它靠内外锥环锥 面压紧后产生的摩擦力传递动力,避免了键连接产生的间隙。
齿形带连接
为了消除齿形带传动对精度的影响,将脉冲编码器安装在滚珠丝 杠的端部,以直接对滚珠丝杠的旋转状态进行检测,使进给速度和进 给量更加精确。
Z27 示意图(低速区)
Z60
Z60
Z86
圈光栅
主轴箱
III 轴
II 轴
主轴
Z48
I轴
齿形带 主轴电机
Z84 Z29 双联滑移齿轮
Z27 示意图(高速区)
进给系统采用伺服电动机经滚珠丝杠螺母副传到滑板和刀架,实现刀具 纵向和横向进给运动。
纵向 横 向
1、2、3、4、5 — 轴承;6 — 纵向进给丝杠;7 — 横向进给丝杠
(d) 立床身
1、主轴传动原理 2、进给传动原理
主轴 电动机
(a)
主轴 电动机 (b)
主轴 电动机
(c)
(a) 带有齿轮变速的主轴传动方式
使主轴获得高低不同的多种转速系列; 它可以确保低速时的大扭矩,满足机床对扭矩 特征的要求; 它是大中型数控车床采用较多的一种配置方式。
(b) 通过定比传动的主轴传动方式