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五个方面分析我国数控车床的研究现状
浏览: 发布日期:2019-04-14
我国数控车床从20世纪70年代初进入市场,至今通过各大机床厂家的不懈努力,通过采取与国外著名机床厂家的合作、合资、技术引进、样机消化吸收等措施,使得我国的机床制造水平有了很大的提高,其产量在金属切削机床中占有较大的比例。目前,国产数控车床的品种、规格较为齐全,质量基本稳定可靠,已进入实用和全面发展阶段。
 
1)床身
 
   按照床身导轨面与水平面的相对位置,床身5种布局形式。一般来说,中、小规格的数控车床采用斜床身和平床身斜滑板的居多,只有大型数控车床或小型精密数控车床才采用平床身,立床身采用的较少。平床身工艺性好,易于加工制造。由于刀架水平放置,对提高刀架的运动精度有好处,但排屑困难;刀架横滑板较长,加大了机床的宽度尺寸,影响外观。平床身斜滑板结构,再配置上倾斜的导轨防护罩,这样既保持了平床身工艺性好的优点,床身宽度也不会太大。
 
   华宇平台和平床身斜滑板结构在现代数控车床中被广泛应用,是因为这种布局形式具有以下特点:
①容易实现机电一体化;
②机床外形整齐、美观,占地面积小;
③容易设置封闭式防护装置;
④容易排屑和安装自动排屑器;
⑤从工件上切下的炽热切屑不至于堆积在导轨上影响导轨精度;
⑥宜人性好,便于操作;☆便于安装机械手,实现单机自动化。
 
2)导轨
 
  华宇平台的导轨可分为滑动导轨和滚动导轨两种。滑动导轨具有结构简单、制造方便、接触刚度大等优点。但传统滑动导轨摩擦阻力大,磨损快,动、静摩擦系数差别大,低速时易产生爬行现象。目前,数控车床已不采用传统滑动导轨,而是采用带有耐磨粘贴带覆盖层的滑动导轨和新型塑料滑动导轨。它们具有摩擦性能良好和使用寿命长等特点。滚动导轨的优点是摩擦系数小,动、静摩擦系数很接近,不会产生爬行现象,可以使用油脂润滑。根据滚动体的不同,滚动导轨可分为滚珠直线导轨和滚柱直线导轨。后者的承载能力和刚度都比前者高,但摩擦系数略大。
 
3)主轴传动系统
 
   数控车床主传动系统可分为分级变速传动和无级变速传动。分级变速传动是在一定范围能均匀的、离散地分布着有限级数的转速,主要用于普通机床。无级变速形式可以在一定范围内连续改变转速,以便得到满足加工要求的最佳转速,能在运转中变速,便于自动变速。数控车床得主传动系统通常采用无级变速。与普通车床相比,数控车床的主传动采用交、直主轴调速电动机,电动机调速范围大,并可无级调速,使主轴结构大为简化。为了适应不同的加工需求数控车床主传动系统有三种方式。
 
4)刀架系统
 
   按换刀方式的不同,数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。排式刀架一般用于小规格数控车床,以加工棒料或盘类零件为主。回转刀架是数控车床最常用的一种典型换刀刀架,通过刀架的旋转分度定位来实现机床的自动换刀动作,根据加工要求可设计成四方、六方刀架或圆盘式刀架。根据刀架回转轴与安装底面的相对位置,回转刀架分为立式刀架和卧式刀架两种。排刀式刀架和回转刀架对刀具的数目有一定的限制,当需要数量较多的刀具时,应采用带刀库的自动换刀装置。
 
5)进给传动系统
 
   数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统,按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。前者定位精度低,但它结构简单、工作可靠、造价低廉;后者控制精度高、快速性能好,但它对机床的要求比较高,且造价较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有:脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。前者由于具有可靠性高、造价低等特点而被广泛采用。