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數(shù)控車床的組成及特點


日期:2009年11月16 來源:沈陽第一機床廠 關(guān)鍵字:數(shù)控車床
    數(shù)控車床的組成
    1.機械部分
    機械部分是整個機床的基礎(chǔ),主要由如下部件組成:床身、主軸箱、進給裝置、刀架、尾座、卡盤、安全防護、托架、其他輔助裝置等。
    1)床身
    床身是整個機床的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。床身部分最關(guān)鍵的部位是導軌,導軌一般要經(jīng)過二次時效、中頻淬火和精密磨削后才能使用。常用的導軌形式有滑動導軌、滾動導軌和直線導軌。導軌是關(guān)系到機床精度和穩(wěn)定性的部件。
    2)主軸
    主軸是車床輸出動力的主要部件。隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展,土軸的結(jié)構(gòu)形式越來越簡單,  由原來的齒輪傳動逐步發(fā)展成了電動主軸、主軸單元等多種形式。轉(zhuǎn)速也越來越高,由原來  的幾千轉(zhuǎn)/分,發(fā)屜到幾萬轉(zhuǎn)/分甚至幾十萬轉(zhuǎn)/分.
    3)進給裝置
    一般車床有兩個方向的進給,橫向(x軸)和縱向(z軸)。伺服電機帶動旗珠絲杠拖動床鞍等,實現(xiàn)數(shù)控車床的自動加工。
    4)刀架
    一般數(shù)控車床都配有電動、氣動、液壓或伺服刀架。刀架是數(shù)控車床最重要的輔助裝置之一,刀架的檔次是評判數(shù)控車床高中低的依據(jù)之一.
    5)尾座
    為了滿足重型切削和較長丁件的加工要求,一般車床都配有尾座。尾座分手動、電動、  氣動和液壓尾座等。
    6)卡盤
    卡盤安裝在主軸上,用來夾持工件,分為手動三爪自定心卡盤、電動卡盤、氣動F盤、液壓卡盤和四爪卡盤等等。數(shù)控車床的標準配置一般為三爪自定心卡盤。
    7)安全防護
    數(shù)控車床一般都有全封閉防護或半封閉防護.來滿足勞動生產(chǎn)要求。機床的防護和外  觀越來越受到用戶的關(guān)注。
    8)托架
    托架一般包含中心架和跟刀架。數(shù)控車床的標準配置一般不含托架,托架是滿足特殊  加工要求而配備。
    2.電氣部分
    數(shù)控車床的電氣系統(tǒng)由以下幾部分組成;計算機數(shù)字控制設(shè)備(CNC)、可編程序控制  器(PLC)、進給驅(qū)動裝置、主軸驅(qū)動裝置、外圍執(zhí)行機構(gòu)控制元件等部分組成。
    1)計算機數(shù)字控制設(shè)備(CNC)
    CNC裝置是數(shù)控車床的核心,包括硬件(EP后0電路扳、顯示器、鍵盤等)以及相應(yīng)的軟件.目前市場主流的車床CNC裝置有德國西門子公司(SIEMENS)的802系列,日本發(fā)那  科公司(FANUC)的酗系列,國產(chǎn)的有廣州數(shù)控的980系列,武漢華中數(shù)控“世紀星”系  列等。
    2)可編程序控制器(PLC)
    PLC在數(shù)控車床上是人機進行信息交換的主要途徑,也是機床完成各種復(fù)雜動作的重  要部件.可編程序控制器一般分兩類:一類是內(nèi)裝型PLC,內(nèi)裝型PLC作為數(shù)控系統(tǒng)基本的或可選擇的功能提供給用戶,其軟件和硬件被作為CNC系統(tǒng)的基本功能而與CNC其他  功能一起設(shè)計制造,因此具有較強的針對性;另一類是獨立型PLC,其獨立于CNC裝置外,  具有完備的硬件和軟件,能夠獨立完成規(guī)定的控制任務(wù)。
    3)進給驅(qū)動裝置
    進給驅(qū)動裝置是數(shù)控車床兩個軸運動的動力裝置。進給驅(qū)動可以分為4大類。
    (1)步進電機:它價格低,無反饋元件,調(diào)整簡單,但它轉(zhuǎn)速較低,尤過扭矩能力,有共振區(qū),有步距角要求,控制精度較低.這是一種開環(huán)控制裝置。
    (2)直流伺服裝置:它是發(fā)展較早的一種電機調(diào)速裝置。這種進給裝置過扭矩能力大,控制精度較高,但其電機制造成本高,且電機需要日常維護,現(xiàn)在車床上逐步被淘汰。
    (3)交流進給伺服裝置:它是基于交流變頻技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來的一種進給裝置,它控制精度較高,運行平穩(wěn),有一定的過扭矩能力,且價格適中,不用日常維護,所以發(fā)展迅猛,特別是現(xiàn)在的全數(shù)字交流進給伺服裝置.交流伺服裝置是現(xiàn)在進給裝置的主導產(chǎn)品。
    (4)直線電機進給裝置,它是將機械,電氣和現(xiàn)代科技相結(jié)合的一種產(chǎn)物,它改變了現(xiàn)在的機床結(jié)構(gòu)形式,使得速度更快(可達幾十米/分).椅度更高(可達到納米要求),體積更小等,直線電機是進給系統(tǒng)的發(fā)展方向。
    4)主軸驅(qū)動裝置
    主軸驅(qū)動裝置是數(shù)控車床主運動一旋轉(zhuǎn)運動的動力裝置,也可以分為4大類。
    (1)普通三相異步電動機:這種主軸驅(qū)動裝置不需要驅(qū)動單元,價格低廉,機床主軸的變速一般采用手動變速或電氣掖壓控制的機械變速。
    (2)用變頻器控制三相異步電動機的主軸驅(qū)動裝置:它的價格為主軸伺服電機價格113~1/2,又能滿足機床無級變速的要求,隨著變頻技術(shù)的日趨成熟,這幾年這種變速裝置正在迅速發(fā)展。
    (3)主軸伺服電機:它轉(zhuǎn)速高,響應(yīng)快,可實現(xiàn)無級調(diào)速、恒線速切削、主軸定位等功能,它一般用在較高檔的數(shù)控車床上。
    (4)電主軸:這是近幾年新推出的一種主軸裝置,它將電機和主軸結(jié)合在一起,具有體積小轉(zhuǎn)速高(一般幾千到幾十萬轉(zhuǎn)/分)噪聲低等優(yōu)點,但因價格高和其自身技術(shù)等方面的原因,現(xiàn)階段尚未普及,從長遠來看它是主軸的發(fā)展方向。
    5)外圍執(zhí)行機構(gòu)控制元件
    主要由開關(guān)、按鈕、接觸鋁、繼電器、電磁閥等組成.
    3.液壓部分
    一臺完整的數(shù)控車床,液壓部分是必不可少的.它主要用來主軸變速、換刀、夾緊或松開工件等,液壓系統(tǒng)由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件組成。
    (1)動力元件——液壓泵,是把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗艿脑?br />     (2)執(zhí)行元件一一液壓缸,液壓馬達等,是把液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的元件。
    (3)控制元件一各種控制閩類,用寒控制流體的壓力、流量和方向,從而控制執(zhí)行部件的作用力、運動速度和方向。也可用來卸載、過載保護和程序控制等。
    (4)輔助元件一一除上述3部分元件以外的其他元件,這類元件的品種較多,如實現(xiàn)上述3部分連接作用的管道,接頭、油箱,保證系統(tǒng)性船用的濾油器。加熱器、冷卻器,改善系統(tǒng)性能用的蓄能楞等。
當然,數(shù)控車床除了上述3大部分外還有為了保證船正常加工的冷卻系統(tǒng),為保證機床機械系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)潤滑系統(tǒng)以及排屑系統(tǒng)等。
    數(shù)控車床的特點
    數(shù)控車床較普通車床有如下特點:
    (1)能完成復(fù)雜型面軸類、套類、盤類的零件加工。
    (2)可以提高零件加工精度,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。由于數(shù)控機床是按照預(yù)定的程序自動加工,加工過程不需要人工干預(yù),而且加工精度還可以利用軟件來進行校正和修補,因此可以獲得比機床本身精度還要高的加工精度及重復(fù)精度。
    (3)可以提高生產(chǎn)串。一般一臺數(shù)控車床比一臺普通車床可提高效率2—3倍。
    (4)大大減輕了工人的勞動強度.特別是在加丁螺紋時。
    (5)減少了在制品,從而加速了流動資金的周轉(zhuǎn),提高了經(jīng)濟效益。

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