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立式加工中心主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)立式加工中心主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容概要一、主傳統(tǒng)系統(tǒng)概述二、主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式三、主軸部件結(jié)構(gòu)立式加工中心主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)立式加工中心主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)立式加工中心主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)一、主傳動系統(tǒng)概述一、主傳動系統(tǒng)概述 主傳動:用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動，它將主電動機(jī)的原動力變成可供主軸上刀具切削加工的切削力矩和切削速度。例如：數(shù)控車床上主軸帶動工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；立式加工中心上主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動等。1 1、概念、概念 主傳動系統(tǒng):由主軸電機(jī)經(jīng)過一系列傳致力元件和主軸構(gòu)成的具有運(yùn)動和傳動聯(lián)系的整體。主要包括：主軸電機(jī)、傳動裝置、主軸部件和運(yùn)動控制裝置。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)XH716立式加工中心主傳動系統(tǒng)圖數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)2 2、數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的要求、數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的要求 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床比較，由于其高自動化和高精度的需要，主傳動系統(tǒng)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高、功率大；數(shù)控機(jī)床對工件能完成大切削用量的粗加工及高速旋轉(zhuǎn)下的精加工。粗加工時(shí)，扭矩要大；精加工時(shí)轉(zhuǎn)速要高。變速范圍寬，并可無級變速；滿足不同的加工要求，就要有不同的加工速度。由于數(shù)控機(jī)床的加工通常在自動的情況下進(jìn)行，盡量減少人的參與，因而要求能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒切削速度加工；在加工端面時(shí)，為了保證端面穩(wěn)定的加工質(zhì)量，要求工件端面的各部位能保持恒定 的線切削速度。主傳動鏈盡可能短；傳動鏈越短，則累積誤差越小，機(jī)床精度相應(yīng)就高。實(shí)現(xiàn)刀具的快速自動裝卸；由于數(shù)控機(jī)床多進(jìn)行多工序加工，工序變換時(shí)刀具也要更換，實(shí)現(xiàn)自動換刀可提高加工效率。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 具有良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。數(shù)控機(jī)床一般要同時(shí)承擔(dān)粗加工和精加工任務(wù)，加工時(shí)可能由于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動部件不平衡以及切削過程中的自激振動等原因，造成主軸振動，影響加工精度和表面質(zhì)量。因此在主傳動系統(tǒng)中的主要零部件不但要具有一定的靜剛度，而且要求具有良好的抗振性。此外，在切削加工過程中，主傳動系統(tǒng)的發(fā)熱往往使零部件產(chǎn)生熱變形，破壞零部件之間的相對位置精度和運(yùn)動精度，造成加工誤差。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)二、主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式1 1、直聯(lián)傳動、直聯(lián)傳動 主軸與主電機(jī)由聯(lián)軸節(jié)直接連接,其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，但主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動機(jī)的輸出特性一致，同時(shí)主軸部件結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜,因而使用上受到一定限制。主傳動系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)形式主要決定于主軸轉(zhuǎn)速高低、傳遞轉(zhuǎn)矩大小和對運(yùn)動平穩(wěn)性的要求。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 通過少數(shù)幾對齒輪降速，使之成為分段無極變速，確保低速大轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。這種配置方式較多用與大、中型數(shù)控機(jī)床。線速度 1215m/s、轉(zhuǎn)速n20002500r/min2 2、齒輪傳動、齒輪傳動數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 同步帶綜合了帶、鏈傳動的優(yōu)點(diǎn)，無相對滑動，傳動比準(zhǔn)確，傳動精度高，而且齒形帶的強(qiáng)度高、厚度小、重量輕、故可用于高速傳動,速度可達(dá)50m/s,。齒形帶無需特別張緊，故作用在軸和軸承上的載荷小，傳動效率可達(dá)98%以上，傳遞功率根據(jù)帶型和帶寬可加以選擇。適用于中、小型機(jī)床。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單安裝調(diào)試、維修方便。主軸與主電機(jī)經(jīng)一對同步帶傳遞動力。3 3、帶傳動、帶傳動數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 電主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，慣量小，可提高起動、停止的響應(yīng)特性，有利于控制振動和噪聲；缺點(diǎn)是制造和維護(hù)困難且成本較高。電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量直接影響主軸，主軸的熱變形嚴(yán)重。4 4、電主軸、電主軸 電主軸通常用于小功率高速數(shù)控機(jī)床上。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)三、主軸部件的結(jié)構(gòu) 機(jī)床主軸部件是機(jī)床的重要部件之一，是主運(yùn)動的執(zhí)行件，它夾持刀具或工件，并帶動其旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動；因此主軸部件的精度、抗振性和熱變形對加工質(zhì)量有直接的影響。XH713立式加工中心主軸部件圖34578912106數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)p 高精度。包括運(yùn)動精度（回轉(zhuǎn)精度、軸向串動）和安裝刀具或夾持工件的夾具的定位精度(軸向、徑向)；p 高剛性和抗振性；p 較低的溫升及較好的熱穩(wěn)定性；p 較好的精度保持性；p 裝夾刀具和工件的可靠性；主軸部件的要求：數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)p 刀具的自動自動夾緊裝置；p 主軸的準(zhǔn)停;p 主軸內(nèi)孔的清潔裝置。數(shù)控機(jī)床主軸部件除上述要求以外，還應(yīng)有：（機(jī)械結(jié)構(gòu)方面）數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)1、主軸的端部結(jié)構(gòu)p 主軸端部主要是用來安裝刀具或夾持工件的夾具，因此，要保證刀具或夾具定位（軸向、徑向定心）準(zhǔn)確，裝夾可靠、牢固，而且裝卸方便。p 目前，主軸的端部形狀已標(biāo)準(zhǔn)化。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)2、主軸的支承p 主軸支承的配置形式 機(jī)床主軸有前、后兩支承及前、中、后三支承兩種形式，以前者多見。主軸箱長度較長，采用兩支承其支承夸距遠(yuǎn)在于合理夸距，通過加大軸徑來提高剛性和抗振性無效時(shí)，應(yīng)考慮增設(shè)第三支承。由于制造工藝上的限制，通常難使三支承座孔完全同軸，通常只有兩個支承起主要作用，另一個（中間或后）支承起輔助作用。輔助支承通常選用深溝球軸承或向心圓柱滾子軸承。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)p 主軸支承軸承選用的一般原則：支承軸承的選用主要是根據(jù)主軸的轉(zhuǎn)速、承載能力、剛度以及精度等確定。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)p 滾動軸承的預(yù)緊及間隙的調(diào)整滾動軸承的預(yù)緊 滑動軸承一定要在有間隙的條件下工作，而滾動軸承通常應(yīng)在過盈的條件下工作。安裝滾動軸承時(shí)，預(yù)先在軸向施加一個徑向載荷30%的力，使軸承滾道與滾動體間有一定的過盈量，稱為“預(yù)緊”。適當(dāng)?shù)念A(yù)緊量可使?jié)L動體產(chǎn)生微小的彈性變形，增加滾動體與滾道的接觸面積，從而提高軸承剛度。過大的預(yù)緊對軸承剛度提高已不顯著，么而會導(dǎo)致發(fā)熱高，磨損嚴(yán)重和后果。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)滾動軸承的間隙調(diào)整 主軸支承結(jié)構(gòu)一定要考慮軸承間隙調(diào)整結(jié)構(gòu)：裝配時(shí)能對軸承施加預(yù)緊力，控制過盈量；軸承磨損后，為恢復(fù)精度和過盈量而再進(jìn)行調(diào)整，確保滾動軸承能長期、可靠而又穩(wěn)定地工作。調(diào)整結(jié)構(gòu)原理：使軸承內(nèi)外圈軸向相對位移，消除滾動體與滾道之間的間隙，并有一定的過盈量，然后在調(diào)整好的位置上固定下來。最常用的調(diào)隙方法是用螺母調(diào)整。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 密封：為了提高主軸軸承的壽命和確保軸承的旋轉(zhuǎn)精度，必須采取嚴(yán)格的密封措施，防止切屑液及雜物從外部進(jìn)入組件內(nèi)部，保證軸承的使用性能和壽命。目前通用的有主軸吹氣、迷宮密封等非接觸式密封方式，對于要求不高的可以采用間隙密封，但必須準(zhǔn)確地控制間隙的大小，一般是在0.020.04mm之間。潤滑：潤滑方式有兩種：脂潤滑和油潤滑主軸軸承的密封和潤滑數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng) 加工中心和高速數(shù)控銑床刀具安裝勢必采用自動裝刀機(jī)構(gòu)。由預(yù)緊彈簧控制軸向拉力，再由氣壓、液壓或機(jī)械螺桿等執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)松刀和夾刀動作的拉桿機(jī)構(gòu)。p刀具的自動自動夾緊裝置蝶形彈簧鎖緊螺母鋼球拉釘套拉桿墊圈墊圈拉釘數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)p主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu) 主軸準(zhǔn)停也叫主軸定向。在加工中心等數(shù)控機(jī)床上，由于有機(jī)械手自動換刀，要求刀柄上的鍵槽對準(zhǔn)主軸的端面鍵上，因此主軸每次必須停在一個固定的位置上，所以主軸上必須設(shè)有準(zhǔn)停裝置。主軸準(zhǔn)停裝置分為機(jī)械式準(zhǔn)停和電氣式準(zhǔn)停。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)p 主軸內(nèi)孔的清潔裝置。為了提高刀具重復(fù)安裝精度，減少刀具錐柄和主軸錐孔非正常接合，在自動裝刀系統(tǒng)中必須對刀具錐柄安裝孔進(jìn)行清潔。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)