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1、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)
第一節(jié) 概述
1、對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求
(1) 調(diào)速范圍 : 多用途、通用性大的機(jī)床要求主軸的調(diào)速范圍大，低速大轉(zhuǎn)矩 功能，較高的速度，如車削加工中心。
(2) 熱變形 : 電動(dòng)機(jī)、主軸及傳動(dòng)件都是熱源。低溫升、小的熱變形是對(duì)主傳 動(dòng)系統(tǒng)要求的重要指標(biāo)。
(3) 主軸的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度 : 主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后，在無(wú)載荷、低 速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下測(cè)量主軸前端和距離前端 300mn處的徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)值。主 軸在工作速度旋轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)量上述的兩項(xiàng)精度稱為運(yùn)動(dòng)精度。數(shù)控機(jī)床要求有高的旋轉(zhuǎn) 精度和運(yùn)動(dòng)精度。 (4) 主軸的靜剛度和抗振性 : 數(shù)控機(jī)床加工精度較高，主軸的轉(zhuǎn)
2、速又很高，因此對(duì)主軸的靜剛度和抗振性要求較高。主軸的軸頸尺寸、軸承類型及 配置方式，軸承預(yù)緊量大小，主軸組件的質(zhì)量分布是否均勻及主軸組件的阻尼等對(duì) 主軸組件的靜剛度和抗振性都會(huì)產(chǎn)生影響。 (5) 主軸組件的耐磨性 : 主軸組件必須 有足夠的耐磨性，使之能夠長(zhǎng)期保持良好的精度。
2、主軸變速方式
(1) . 無(wú)級(jí)變速
(2) ( 分段無(wú)級(jí)變速 :1) 帶有變速齒輪的主傳動(dòng) 2)通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng) 3) 用兩 個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸
(3) ( 液壓撥叉變速機(jī)構(gòu) 在帶有齒輪傳動(dòng)的主傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪的換擋主要靠 液壓撥耳來(lái)完成
3、主軸部件
主軸部件是機(jī)床的一個(gè)關(guān)鍵部件，它包括主軸的支承、
3、安裝在主軸上的傳動(dòng)零 件等。
機(jī)床的主軸部件滿足的要求 : 主軸的回轉(zhuǎn)精度、部件的結(jié)構(gòu)剛度和抗振性、運(yùn) 轉(zhuǎn)溫度和熱穩(wěn)定性以及部件的耐磨性和精度保持能力等。
對(duì)于數(shù)控機(jī)床尤其是自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床，為了實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸與 夾持，還必須有刀具的自動(dòng)夾緊裝置、主軸準(zhǔn)停裝置和主軸孔的清理裝置等結(jié)構(gòu)。
(1) 、主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀 主軸端部用于安裝刀具或夾持工件的夾具，在設(shè)計(jì)要求上，應(yīng)能保證定位準(zhǔn) 確、安裝可靠、聯(lián)接牢固、裝卸方便，并能傳遞足夠的轉(zhuǎn)矩
主軸為空心，前端有莫氏錐度孔，用以安裝頂尖或心軸。
1)莫氏錐度是一個(gè)錐度的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，用于靜配合以精確定位。錐度很小，利用 摩擦力可以傳遞
4、一定的扭矩，方便拆卸。莫氏錐度又分為長(zhǎng)錐和短錐 , 長(zhǎng)錐多用于 主動(dòng)機(jī)床的主軸孔 , 短錐用于機(jī)床附件和機(jī)床連接孔 ,
(2) 主軸部件的支承
機(jī)床主軸帶著刀具或夾具在支承中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)能傳遞切削轉(zhuǎn)矩承受切削抗 力，并保證必要的旋轉(zhuǎn)精度。機(jī)床主軸多采用滾動(dòng)軸承作為支承，對(duì)于精度要求高 的主軸則采用動(dòng)壓或靜壓滑動(dòng)軸承作為支承。
(3) 滾動(dòng)軸承的精度
主軸部件所用滾動(dòng)軸承的精度有高級(jí) E、精密級(jí)D特精級(jí)C和超精級(jí)B。前支 承的精度一般比后支承的精度高一級(jí)，也可以用相同的精度等級(jí)。普通精度的機(jī)床 通常前支承取C、D級(jí)，后支承用D E級(jí)。特高精度的機(jī)床前后支承均用 B級(jí)精度
液體靜壓軸承
5、和動(dòng)壓軸承主要應(yīng)用在主軸高轉(zhuǎn)速、高回轉(zhuǎn)精度的場(chǎng)合，對(duì)于要 求更高轉(zhuǎn)速的主軸，可以采用空氣靜壓軸承，這種軸承達(dá)每分鐘幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，有 非常高的回轉(zhuǎn)精度。 (4)( 主軸滾動(dòng)軸承的預(yù)緊
所謂軸承預(yù)緊，就是使軸承滾道預(yù)先承受一定的載荷，不僅能消除間隙而且還 使?jié)L動(dòng)體與滾道之間發(fā)生一定的變形，從而使接觸面積增大，軸承受力時(shí)變形減 少，抵抗變形的能力增大。
常用的預(yù)緊方法 :1) 軸承內(nèi)圈移動(dòng) 2) 修磨座圈或隔套
(5)( 主軸箱
1) 滑枕式
2) 滑枕主軸箱移動(dòng)式
主軸箱的結(jié)構(gòu) : 為了增加轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)距，主傳動(dòng)采用齒輪變速傳動(dòng)方式。主 軸轉(zhuǎn)速分為低速區(qū)域和高速區(qū)域。低速區(qū)域傳動(dòng)路線是
6、 : 交流主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)彈性聯(lián) 軸器、齒輪、齒輪、齒輪、齒輪 、齒輪、齒輪到主軸。高速區(qū)域傳動(dòng)路線是 : 交流 主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器及牙嵌離合器、齒輪、齒輪到主軸。變換到高速擋時(shí)，由液壓 活塞推動(dòng)撥叉向左移動(dòng)，此時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)慢速旋轉(zhuǎn)，以利于牙嵌離合器嚙合。
主軸部件結(jié)構(gòu)
1) 刀具自動(dòng)夾緊裝置 2) 清潔裝置 3) 卸荷裝置 4) 主軸準(zhǔn)停裝置
(6) 主軸準(zhǔn)停裝置 主軸準(zhǔn)停功能又稱主軸定向功能，即當(dāng)主軸停止時(shí)，控制其停于固定的位置， 這是自動(dòng)換刀所必須的功能。在自動(dòng)換刀的數(shù)控鏜銑加工中心上，切削轉(zhuǎn)矩通常是 通過(guò)刀桿的端面鍵來(lái)傳遞的。這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位于圓周上特定角度的功 能。當(dāng)加工階
7、梯孔或精鏜孔后退刀時(shí)，為防止刀具與小階梯孔碰撞或拉毛已精加工 的孔表面，必須先讓刀，后再退刀，而要讓刀，刀具必須具有準(zhǔn)確功能
1) 機(jī)械準(zhǔn)停
2) 電氣準(zhǔn)停控制 優(yōu)點(diǎn) : 簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu) , 縮短準(zhǔn)停時(shí)間 可靠性增加 性能價(jià)格 比提高 3) 磁傳感器主軸準(zhǔn)停
4) 編碼器型主軸準(zhǔn)停
1） 數(shù)控系統(tǒng)須具有主軸閉環(huán)控制的功能。
2）主軸驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)有進(jìn)入伺服狀態(tài)的功能。通常為避免沖擊，主軸驅(qū)動(dòng)都具有 軟起動(dòng)等功能。 3） 通常為方便起見(jiàn)，均采用電動(dòng)機(jī)軸端編碼器信號(hào)反饋給數(shù)控系 統(tǒng)，這時(shí) 主軸傳動(dòng)鏈精度可能對(duì)準(zhǔn)停精度產(chǎn)生影響。
4）無(wú)論采用何種準(zhǔn)停方案 （特別對(duì)磁傳感器主軸準(zhǔn)停方式 ） ，當(dāng)需在主軸上安裝 元件時(shí)，應(yīng)注意動(dòng)平衡問(wèn)題。
數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)
