数控机床的主传动系统.doc

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1、数控机床的主传动系统一、主传动装置1．数控机床主传动系统的特点（1）转速高、功率大（2）调速范围宽（3）主轴能自动实现无级变速，转速变换迅速可靠（4）数控机床的主轴组件具有较大的刚度、较高的精度和高的耐磨性能（5）在加工中心上，还具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合。（6）为了扩大机床功能，一些数控机床的主轴能实现C轴功能（主轴回转角度的控制）2．数控机床主传动装置（1）带有二级齿轮的变速装置　确保低速时输出大扭矩，扩大恒功率调速范围，以满足机床重切削时对输出扭矩特性的要求。（2）采用定比传动装置　定比传动装置常用同步齿

2、形带或三角带连接电机与主轴，避免了齿轮传动引起的振动与噪声。（3）采用电主轴　电主轴传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，主轴部件的刚性更好。但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴影响较大，需对主轴进行强制冷却。二、主轴结构1．数控车床主轴部件结构1、5—螺钉；2—带轮连接盘；3、15、16—螺钉；4—端盖；6—圆柱滚珠轴承；7、9、11、12—挡圈；8—热调整套；10、13、17—角接触球轴承；14—卡盘过渡盘；18—主轴；19—主轴箱箱体数控车床主轴部件结构示意图1—驱动爪；2—卡爪；3—卡盘；4—活塞杆；5—液压缸；6、7—行程开关液压驱动动力的自定心夹盘2．数控加工中心（镗、铣床）主

3、轴部件结构（1）刀具夹紧装置和切屑清除装置1－刀架；2－拉钉；3－主轴；4-拉杆；5－碟形弹簧；6－活塞；7－液压缸（或气缸）；8、10－行程开关；9－压缩空气管接头；11－弹簧；12－钢球；13－端面键数控立式加工中心主轴部件（2）主轴准停装置1－多楔带轮；2－磁传感器；3－永久磁铁；4－垫片；5－主轴主轴准停装置的工作原理3．内装电主轴的主轴部件结构1－刀具系统；2、9－捕捉轴承；3、8－传感器；4、7－径向轴承；5－轴向推力轴承；6－高频电动机；10－冷却水管路；11－气－液压力放大器用磁悬浮轴承的高速加工中心电主轴部件1—转子；2—定子；3—箱体；4—主轴数控车床电主轴部件电主轴

4、主要融合了以下技术：　　（1）高速电机技术　其关键技术是高速度下的动平衡。　　（2）高速轴承技术　电主轴通常采用复合陶瓷轴承、磁悬浮轴承和静压轴承。　　（3）润滑　电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑方式；也可以采用脂润滑，但相应的速度要打折扣。　　（4）冷却装置　冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。　　（5）内置脉冲编码器　电主轴有内置的脉冲编码器，在自动换刀以及刚性攻螺纹时，可以实现准确的相角控制以及与进给的配合。　　（6）自动换刀装置　加工中心用电主轴，还须配备自动换刀装置，包括碟形簧、拉刀油缸等。　　（7）高速刀具的装卡方式　广为熟悉的BT、ISO刀具，已被实践证明不适合于高速加工

5、。从而出现了HSK、SKI等高速刀具；　　（8）高频变频装置　要实现电主轴每分钟几万甚至十几万转的转速，必须用一高频变频装置来驱动电主轴的内置高速电动机，变频器的输出频率必须达到上千或几千赫兹。4．主轴部件的支承数控机床的主轴轴承及其性能性能滚动轴承液体静压轴承气体静压轴承磁悬浮轴承陶瓷轴承旋转精度一般或较高，预紧无间隙时较高高，精度保持性好一般同滚动轴承刚度一般或较高，预紧无间隙时较高，且取决于所用轴高，与节流阀形式关，带薄膜反馈或滑阀反馈时很高较差，因空气可压缩，与承载力大小有关比一般滚动轴承差比一般滚动轴承差抗振性能较差，阻尼比ξ＝0.02～0.04好，阻尼比ξ＝0.045～0.0

6、65好较好同滚动轴承速度性能用于中、低速，特殊轴承用于较高速用于各种速度用于超高速用于高速用于中、高速，热传导率低，不易发热摩擦损耗较小μ＝0.002－0.008小μ＝0.0005～0.001小很小同滚动轴承使用寿命疲劳强度限制长长长较长结构尺寸轴向小，径向大轴向大，径向小轴向大，径向小径向大轴向小，径向大制造性能专业化、标准化生产自制，工艺要求高，需供油设备自制，工艺要求比液压系统低，需供气设备较复杂比滚动轴承难使用维护简单，油脂润滑供油系统清洁较难供气系统清洁较易较难较难成本低较高较高高较高数控机床主轴支承根据主轴部件的转速、承载能力及回转精度等要求的不同而采用不同种类的轴承。一般中

7、小型数控机床（如车床、铣床、加工中心、磨床）的主轴部件多数采用滚动轴承；重型数控机床采用液体静压轴承；高精度数控机床（如坐标磨床）采用气体静压轴承；转速达（2～10）×104r/min的主轴可采用磁悬浮轴承或陶瓷滚珠轴承。数控机床主轴常用的几种滚动轴承　图a为锥孔双列圆柱滚子轴承,内圈为1∶12的锥孔,当内圈沿锥形轴轴向移动时,内圈胀大,可以调整滚道间隙。特点：滚子数量多,两列滚子交错排列,因此承载能力大,刚性好,允许转速较高。但它