數(shù)控沖床在發(fā)展的最初階段,其機械結(jié)構(gòu)與通用機床相比沒有多大變化,只是在自動變速、刀架或工作臺自動轉(zhuǎn)位和手柄操作等方面做些改變。隨著數(shù)控技術(shù)的日益發(fā)展,其控制方式和使用特點,對機床的生產(chǎn)率、加工精度和壽命提出了更高的要求。
根據(jù)數(shù)控沖床的使用場合和結(jié)構(gòu)特點,對數(shù)控沖床的機械結(jié)構(gòu)也相應(yīng)提出了以下要求。
1)較高的機床靜、動剛度及良好的抗振性能
數(shù)控沖床是按照數(shù)控編程或手動輸入數(shù)據(jù)方式提供的指令自動進行加工的。由于機械結(jié)構(gòu)(如機床床身、導(dǎo)軌、工作臺、刀架和主軸箱等)的幾何精度與變形產(chǎn)生的定位誤差在加工過程中不能人為地調(diào)整與補償,因此,必須把各處機械結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生的彈性變形控制在最小限度內(nèi),以保證所要求的加工精度與表面質(zhì)量,要從提高數(shù)控沖床靜剛度和動剛度兩方面采取措施。
2)減少機床的熱變形
在切削熱、摩擦熱等內(nèi)外熱驚的影響下,機床各部件將發(fā)生不同程度的熱變形,使工件與刀具之間的相對運動關(guān)系遭到破壞,也使機床精度下降。為減少熱變形的影響,使機床熱變形達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),常常要花費很長的時間來預(yù)熱機床,這又影響了生產(chǎn)率。對于數(shù)控沖床來說,由于加工過程是囪計算機的指令控制,熱變形的影響就更為嚴(yán)重。
3)提高低速運動的平穩(wěn)性和運動精度
數(shù)控沖床各坐標(biāo)軸進給運動的精度極大地影響到零件的加工精度。在開環(huán)進給系統(tǒng)中運動精度(或定位精度)取決于系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié),特別是機械傳動部件的精度;在閉環(huán)或半閉環(huán)進給系統(tǒng)中,位置檢測裝置的分辨率和分辨精度對運動有決定性的影響,但是機械傳動部件的特性對運動精度也有一定的影響.
4)提高機床的壽命和精度保持性
為了提高機床的壽命和精度保持性,在設(shè)計時應(yīng)充分考慮數(shù)控沖床零部件的耐磨性,尤其是機床導(dǎo)軌、進給絲杠及主軸部件等影響精度的主要零件的耐磨性。在使用過程中,應(yīng)保證數(shù)控沖床各部件潤滑良好。
5)減少輔助時間和改善操作性能
由于數(shù)控機床是一種高速、高效機床,在一個零件的加工時間中,輔助時間也就是非切削時間占有較大比重。要進一步提高機床生產(chǎn)率,就必須采取措施最大限度地壓縮輔助時間。目前已經(jīng)有很多數(shù)控機床采用了多主軸、多刀架以及帶刀庫的自動換刀裝置等,以減少換刀時間。