数控加工中心虽然也有普通机床所具有的床身、立柱、导轨、工作台、刀架等部件, 但为了与数控加工中心的高加工精度
数控加工中心虽然也有普通机床所具有的床身、立柱、导轨、工作台、刀架等部件, 但为了与数控加工中心的高加工精度、高速切削相匹配, 对机床主机部分的结构设计还提出了高精度、高刚度、低惯量、低摩擦、高谐振频率、适当的阻尼比等要求, 因此数控加工中心的关键部件在结构设计中与普通机床相比有重大变化。
主传动系统实现各种刀具和工件所需的切削功率,且在尽可能大的转速范围内保证恒功率输出, 同时为使数控加工中心能获得最佳的切削速度,主传动须在较宽的范围内实现无级变速。现行数控加工中心采用高性能的直流或交流无级调速主轴电机,较普通机床的机械分级变速传动链大为简化。对加工精度有直接影响的主轴组件的精度、刚度、抗振性和热变形性能要求, 可以通过主轴组件的结构设计和合理的轴承组 合及选用高精度专用轴承加以保证。为提高生产率和自动化程度,主轴上的卡盘有刀具或工件的自动夹 紧、放松、切屑清理及卡盘准松机构。最近日本又开发研制了新型的陶瓷主轴,重量轻, 热膨胀率低,用在加工中心上,具有高 的刚性和精度。
数控加工中心的进给系统是由伺服电机驱动, 通过滚珠丝杠带动刀具或工件完成各坐标方向的进给运动。为确定进给系统的传动精度和工作稳定性,在设计机械装置时, 以 低摩擦、低惯量、高刚度 为原则, 具体措施有: ①采用低摩擦、轻拖动、高效率的滚珠丝杠和直线滚动导轨; ②采用大扭矩、宽调速的伺服电机直接与丝杠相联接,缩短和简化进给传动链; ③通过消隙装置消除齿轮、丝杠、联轴器的传动间隙; ④对滚动导轨和丝杠预加载荷,预拉伸。
数控加工中心的外观大都采用线型简洁的板块组合式全封闭安全防护罩, 配备有现代特征的集操作、显示、控制于一体的操作面板, 淘汰了普通机床各种操作手柄、手轮和线型复杂零散的多面型表面形态。安全防护罩可防止高压、大流量冷却液及铁屑飞溅、减少粉尘入侵,隔音降噪,有利于机床的精度保持和环境保护,真正体现了机、电、液一体化的特点; 先进的数控数显装置; 对机床的精度和刚度使用的可靠性、安全防护性及环保等有严格要求; 采用先进标准的刀具系统及安装位置合理的自动换刀装置;采用整套商品化、标准化的新型配套件、自动排屑、润滑和冷却装置等。依人机工程学宜人性原则设计的桌面式或悬挂式数控操作面板,是机床与操作者联系和信息交流的唯一界面, 指示灯、按钮、按键排列的设计,既适合人的操作特性, 又利于人机间的协调与交流,通过视觉良好的键面色彩, 标准化的象形符号, 能准确反映和传递两者间的信息。另外,采用触摸屏操作使得人机界面更加友好,加工过程的动态实时显示,使加工过程更加直观, 操作更加容易。
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