您好,欢迎来到金属加工网 登录 | 免费注册 | 忘记密码
当前位置: 首页 > 技术中心 > 专业论文 > 数控铣床工作台与床身设计

数控铣床工作台与床身设计

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:Author发布时间:2018年12月24日浏览:904

  摘 要:数控车床是对回转体进行加工的设备,它可以实现复杂的回转体加工,但是对于其他的复杂非回转体的零件,就不能用车床加工了,加工这种零件需要用到数控铣床,数控铣床具有智能化、加工多元化的特点,而近年来数控铣床的工作台发展也比较迅速,与以前相比加入了一些新的技术,提高了生产效率,使数控铣床的整体质量提高了很多,同时数控铣床的床身也得到了很大的提升,在床身的设计上注入了新的元素。

  关键词:数控铣床;工作台;床身设计

  1 、数控铣床

  数控铣床大多数是立式铣床,和车床一样也是主轴作旋转运动,而铣床之所以能加工复杂的工件,是因为数控铣床是可以作 x,y,z 三轴运动,也就是升降台式数控铣床。而数控铣床的设计上一般是需要通过这几个部分进行研究分析,分两个主要部分,一个是数控装置部分,另一个部分是机械部分,数控装置部分是数控铣床的系统,也就相当于人体的大脑,而机械部分就是数控铣床的机构组成部分,包括动力系统、导向装置、传动元件、机械机构等。

  在数控铣床的机械部分,对于铣床的主传动系统和齿轮设计,是最为重要的一部分,同时需要通过分析数控铣床的转速图和设计要求,最终绘制机械结构装配图,再将装配图拆分成零件图。

  2 、工作台

  工作台的设计上,需要从多方位进行设计,首先是对导轨的选择,对于工作台,它的要求需要工作台的定位精度高,不要有爬行现象,同时在传递效率上要高,所以工作台的导轨选择直线滚动导轨副。

  数控铣床的伺服电机与工作台连接,使工作台运动,需要通过丝杠螺母副进行连接,本工作台选取滚珠丝杠副,这样可以使工作台寿命长,精度高。

  为了使工作台的传动精度高,不应使工作台的移动速度过快,尽量减轻工作台轴上的扭转力,这样可以减轻工作台的颤动,减小工作台的惯量,所以选取联轴起到减速装置的作用,通过以下公式来对工作台或者工件折算到电机轴上的惯量:式中:Jw-惯量;S-丝杠的导程;M-工作台的质量。

  为了能更好的对工作台进行检查,需要对数控铣床工作台增加检测装置,检测装置可以选用开环也可以选用闭环控制系统,本工作台的检测系统采用闭环控制系统,安装光栅尺来对整个工作台进行监测。通过以上的设计分析最终绘制出整体工作台的方案图,如图1。

1.png

  图 1 工作台总体方案示意图

  通过图中可以看出,人是主要控制者,电机通过接到控制信息,信号传给电机,伺服电动机启动,驱动电路控制步进电机,步进电机通过丝杠控制工作台作 x,y,z 方向直线运动。

  3 、床身设计

  床身作为数控铣床的一个支撑件,是最基础的部分,在对床身的要求上,要使床身的刚度比较大,能满足整个铣床的整体震动,能有太大的噪音,需要有一定的动态特性,同时数控铣床在工作时候排屑要顺畅,具有较好的工艺性。床身作为性能对整个数控铣床有着不小的影响,在床身的设计当中,数控铣床的床身强度是一个重要的指标,图 2 是数控铣床整体受力的模型,床身的重量又是占数控机床整体重量最大的部分,在数控铣床床身的设计上要将悬梁、机床整体、底座、升降台以及要加工零件的总质量相加起来,通过这个总质量来设计床身。

2.png

  图 2 受力模型

  但在数控铣床的受力上并不是床身的重量对机床影响最大,数控铣床外载荷和机床工作时候切削力影响最大。床身的设计是通过对床身的受力分析,然后初步拟定设计方案和总体外形,再对这个设计方案进行核算,或者进行 CAD、3D 建模,如图 3,如果设计方案不合理,再进行修改,而对床身的材料设计上,要选择合理的材料,满足机床和设计要求,不能使用高成本材料,也不能选用太重的材料,数控铣床床身的材料选择灰铸铁,因为该材料的抗拉强度高,对于抗震性能高,可以吸震。

3.png

  图 3 三维建模示意图

  数控铣床的床身制造上,采用铸造生产方法,因为铸造成本低,同时铸造的制造方法工艺性能好,对复杂的零件,异形零件都可以实现制造,但在铸造方法中也是分不同的方法,本次床身的设计上,采用砂型铸造方法。

  4 、结束语

  在机械设计专业,分析数据、查阅设计手册、参考期刊资料设计出新型设备,或者改善现有设备的性能,是设计环节最普遍也是最基础的能力,本数控铣床的设计中,就是采用对数控铣床的性能提升。伺服系统采用的步进电机,就是起到多元化驱动传动,像这样的性能改善,是对数控铣床精度以及自动化的提升,同时也会使设备及元件的寿命延长,但随之而来的也是有着成本上的提高,但可以设计出高品质的数控铣床。


分享到:0

免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品 均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

【我要评论】 【全部评论(共0条)】

  • 还可输入(1000个字符)
  • *网友评论仅供其表达个人看法,并不表明中国金属加工网同意其观点或证实其描述
精华文章

浅析:机器人光纤激光切割机误差补偿

机器人光纤激光切割机是一种精度要求较高的激光加工方式,一般情况下,机器人[更多]

激光先进加工技术在3C行业的应用

3C是计算机(Computer)、通讯(Communication)和消费电子产品(ConsumerElectron[更多]

借助分步仿真优化增材制造工艺

增材制造有着广泛的应用,例如制造定制医疗设备、航空航天器材和艺术品。随着[更多]

压电传感器在风电发电机振动测试中的应用

风力发电机组一般安装在海边、山头、沙漠等风力比较集中区域,因此风力发电机[更多]

机器视觉应用:开发完整解决方案的过程

通常在机器视觉应用的开发方案中有一系列的过程,包括:计划,设计,构建,集[更多]