第2章數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)ppt課件

1、第章數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)第章數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)2.1 對數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的要求與特點對數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的要求與特點2.2 數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主傳動系數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主傳動系統(tǒng)類型統(tǒng)類型2.3 主軸部件主軸部件2.4 主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能2.5 主軸光滑與密封主軸光滑與密封2.6 電主軸電主軸2.1 對數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的要求對數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的要求與特點與特點2.1.1 數(shù)控機(jī)床對主傳動系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床對主傳動系統(tǒng)的要求調(diào)速范圍寬、并實現(xiàn)無級調(diào)速。調(diào)速范圍寬、并實現(xiàn)無級調(diào)速。高精度與剛度、低噪聲。高精度與剛度、低噪聲。高抗振性、高穩(wěn)定

2、性別。高抗振性、高穩(wěn)定性別。2.1.2 數(shù)控機(jī)床主傳動的特點數(shù)控機(jī)床主傳動的特點1較高的主軸轉(zhuǎn)速和較寬的調(diào)速范圍較高的主軸轉(zhuǎn)速和較寬的調(diào)速范圍并實現(xiàn)無級調(diào)速。并實現(xiàn)無級調(diào)速。2較高的精度和較大的剛度。較高的精度和較大的剛度。3良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。4為實現(xiàn)刀具的快速或自動裝卸，數(shù)為實現(xiàn)刀具的快速或自動裝卸，數(shù)控機(jī)床主軸具有特有的刀具裝置構(gòu)造?？貦C(jī)床主軸具有特有的刀具裝置構(gòu)造。 返回2.2 數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主傳動系統(tǒng)類型傳動系統(tǒng)類型2.2.1 數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式1齒輪傳動方式齒輪傳動方式如圖如圖2-1所示的齒輪

3、傳動方式，一般大、所示的齒輪傳動方式，一般大、中型數(shù)控機(jī)床多采用這種方式。它通過幾中型數(shù)控機(jī)床多采用這種方式。它通過幾對齒輪降速，擴(kuò)大了輸出扭矩，確保低速對齒輪降速，擴(kuò)大了輸出扭矩，確保低速時的主軸輸出扭矩特性的要求。有一小部時的主軸輸出扭矩特性的要求。有一小部分小型數(shù)控機(jī)床也采用這種傳動方式，以分小型數(shù)控機(jī)床也采用這種傳動方式，以獲得強(qiáng)力切削時所需要的扭矩。獲得強(qiáng)力切削時所需要的扭矩。機(jī)械變速機(jī)構(gòu)常采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，機(jī)械變速機(jī)構(gòu)常采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，它的位移大多數(shù)采用液壓撥叉和電磁離合它的位移大多數(shù)采用液壓撥叉和電磁離合器兩種變速支配方法。器兩種變速支配方法。 下一頁 返回2.2 數(shù)控

4、機(jī)床主軸的傳動方式與主數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主傳動系統(tǒng)類型傳動系統(tǒng)類型 液壓撥叉變速。在帶有齒輪傳動的主傳動系統(tǒng)中，齒輪的液壓撥叉變速。在帶有齒輪傳動的主傳動系統(tǒng)中，齒輪的換檔主要靠液壓撥叉來完成。圖換檔主要靠液壓撥叉來完成。圖2-2是三位液壓撥叉的原理是三位液壓撥叉的原理圖。圖。電磁離合器變速。電磁離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)或切斷運動電磁離合器變速。電磁離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)或切斷運動的元件，由于它便于實現(xiàn)自動操作，并有現(xiàn)成的系列產(chǎn)品選的元件，由于它便于實現(xiàn)自動操作，并有現(xiàn)成的系列產(chǎn)品選用，因而它已成為自動裝置中常用的支配元件。電磁離合器用，因而它已成為自動裝置中常用的支配元件。電磁離合器用于數(shù)控

5、機(jī)床主傳動時，能簡化變速機(jī)構(gòu)，通過假設(shè)干個裝用于數(shù)控機(jī)床主傳動時，能簡化變速機(jī)構(gòu)，通過假設(shè)干個裝置在各傳動軸上的離合器的吸和與分別的不同組合來改變齒置在各傳動軸上的離合器的吸和與分別的不同組合來改變齒輪的傳動道路，實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速。輪的傳動道路，實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速。如圖如圖2-3所示為所示為THK6380型自動換刀數(shù)控銑鏜床的主傳動型自動換刀數(shù)控銑鏜床的主傳動系統(tǒng)圖，該機(jī)床采用雙速電機(jī)和六個電磁離合器完成系統(tǒng)圖，該機(jī)床采用雙速電機(jī)和六個電磁離合器完成18級變級變速。速。下一頁 返回上一頁2.2 數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主傳動系統(tǒng)類型傳動系統(tǒng)類型2帶傳動方式帶傳動方式如圖如圖2-

6、6所示為帶傳動方式，這種方式主要應(yīng)用在轉(zhuǎn)速較高、所示為帶傳動方式，這種方式主要應(yīng)用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的小型數(shù)控機(jī)床上，電動機(jī)自身的調(diào)整就能滿變速范圍不大的小型數(shù)控機(jī)床上，電動機(jī)自身的調(diào)整就能滿足要求，不用齒輪變速，可防止齒輪傳動時引起振動和噪聲足要求，不用齒輪變速，可防止齒輪傳動時引起振動和噪聲的缺點，但它只適用于低扭矩特性要求。常用的有同步齒形的缺點，但它只適用于低扭矩特性要求。常用的有同步齒形帶、多楔帶、帶、多楔帶、V帶、平帶、帶、平帶、V形帶形帶 同步齒形帶。數(shù)控機(jī)床上常采用同步齒形帶傳動，如圖同步齒形帶。數(shù)控機(jī)床上常采用同步齒形帶傳動，如圖2-7所示，它是一種綜合了帶、鏈傳動優(yōu)點

7、的新型傳動方式。所示，它是一種綜合了帶、鏈傳動優(yōu)點的新型傳動方式。同步齒形帶的帶型有同步齒形帶的帶型有T型齒和圓弧齒。型齒和圓弧齒。 多楔帶。數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的多楔帶又稱復(fù)合三角帶，橫向多楔帶。數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的多楔帶又稱復(fù)合三角帶，橫向斷面呈多個楔形如圖斷面呈多個楔形如圖2-9所示，楔角為所示，楔角為400，傳送負(fù)載主要，傳送負(fù)載主要靠強(qiáng)力層。靠強(qiáng)力層。下一頁 返回上一頁2.2 數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主傳動系統(tǒng)類型傳動系統(tǒng)類型3調(diào)速電動機(jī)直接驅(qū)動主軸傳動方式。調(diào)速電動機(jī)直接驅(qū)動主軸傳動方式。如圖如圖2-10所示為調(diào)速電動機(jī)直接驅(qū)動主軸傳動方式。這種所示為調(diào)速電動機(jī)直接

8、驅(qū)動主軸傳動方式。這種主傳動是電動機(jī)直接帶動主軸運動，如圖主傳動是電動機(jī)直接帶動主軸運動，如圖2-11所示。所示。2.2.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)類型數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)類型目前，數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)大致可以分為以下幾品種型。目前，數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)大致可以分為以下幾品種型。1經(jīng)過一級變速的主傳動。經(jīng)過一級變速的主傳動。如圖如圖2-13所示，一級變速目前多用所示，一級變速目前多用V帶或同步帶來完成，其帶或同步帶來完成，其優(yōu)點是構(gòu)造簡單、裝置調(diào)試方便，且在一定水平上可以滿足優(yōu)點是構(gòu)造簡單、裝置調(diào)試方便，且在一定水平上可以滿足轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩輸出要求，但主軸調(diào)速范圍比和電動機(jī)一樣，受轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩輸出要求，但主軸

9、調(diào)速范圍比和電動機(jī)一樣，受電動機(jī)調(diào)速范圍比的約束。電動機(jī)調(diào)速范圍比的約束。2帶有變速齒輪的主傳動。帶有變速齒輪的主傳動。如圖如圖2-14所示，帶有變速齒輪的主傳動一般在大、中型數(shù)所示，帶有變速齒輪的主傳動一般在大、中型數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用較多?？貦C(jī)床中應(yīng)用較多。下一頁 返回上一頁2.2 數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主數(shù)控機(jī)床主軸的傳動方式與主傳動系統(tǒng)類型傳動系統(tǒng)類型3電動機(jī)與主軸直聯(lián)的主傳動。電動機(jī)與主軸直聯(lián)的主傳動。如圖如圖2-15所示，這種傳動方式的優(yōu)點是構(gòu)造緊湊，但主軸所示，這種傳動方式的優(yōu)點是構(gòu)造緊湊，但主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動機(jī)的輸出特性不一致，因而轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動機(jī)的輸出

10、特性不一致，因而使用上受到一定限制。使用上受到一定限制。4電主軸。電主軸。電主軸通常作為現(xiàn)代機(jī)電一體化的功能部件，裝備在高速數(shù)電主軸通常作為現(xiàn)代機(jī)電一體化的功能部件，裝備在高速數(shù)控機(jī)床上，如圖控機(jī)床上，如圖2-16所示。所示。返回上一頁2.3 主軸部件主軸部件主軸部件作為數(shù)控機(jī)床的一個關(guān)鍵部件，它包括主軸、主軸主軸部件作為數(shù)控機(jī)床的一個關(guān)鍵部件，它包括主軸、主軸的支承、裝置在主軸上傳動件和密封件等。的支承、裝置在主軸上傳動件和密封件等。2.3.1 數(shù)控機(jī)床的主軸數(shù)控機(jī)床的主軸1主軸端部構(gòu)造形式。主軸端部構(gòu)造形式。主軸端部用于裝置刀具或夾持工件的夾具，在設(shè)計上應(yīng)能保主軸端部用于裝置刀具或夾持工件

11、的夾具，在設(shè)計上應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、裝置可靠、聯(lián)接結(jié)實、裝卸方便，并能傳送足證定位準(zhǔn)確、裝置可靠、聯(lián)接結(jié)實、裝卸方便，并能傳送足夠的扭矩。主軸端部的構(gòu)造形狀都已規(guī)范化了，如圖夠的扭矩。主軸端部的構(gòu)造形狀都已規(guī)范化了，如圖2-17所示為幾種機(jī)床上通用的構(gòu)造形式。所示為幾種機(jī)床上通用的構(gòu)造形式。如圖如圖2-17a所示為數(shù)控車床主軸端部，卡盤靠前端的短所示為數(shù)控車床主軸端部，卡盤靠前端的短圓錐面和凸緣端面定位，用拔削傳送扭矩，卡盤裝有固定螺圓錐面和凸緣端面定位，用拔削傳送扭矩，卡盤裝有固定螺栓，卡盤裝于主軸端部時，螺栓從凸緣上的孔中穿過，轉(zhuǎn)動栓，卡盤裝于主軸端部時，螺栓從凸緣上的孔中穿過，轉(zhuǎn)動快卸卡將

12、數(shù)個螺栓同時卡住，載擰緊螺母將卡盤固定在主軸快卸卡將數(shù)個螺栓同時卡住，載擰緊螺母將卡盤固定在主軸端部。端部。下一頁 返回2.3 主軸部件主軸部件如圖如圖2-17b所示為數(shù)控銑、鏜床的主軸端部，主軸前端所示為數(shù)控銑、鏜床的主軸端部，主軸前端有有7：24的錐孔，用于裝夾銑刀柄或刀桿。主軸端面有一端的錐孔，用于裝夾銑刀柄或刀桿。主軸端面有一端面鍵，既可通過它傳送刀具的扭矩，又可用于刀具的軸向定面鍵，既可通過它傳送刀具的扭矩，又可用于刀具的軸向定位，并用拉桿從主軸后端拉緊。位，并用拉桿從主軸后端拉緊。如圖如圖2-17c所示為外圓磨床砂輪主軸的端部，如圖所示為外圓磨床砂輪主軸的端部，如圖2-17d所示為

13、內(nèi)圓磨床砂輪主軸端部，如圖所示為內(nèi)圓磨床砂輪主軸端部，如圖2-17e所所示為鉆床與普通鏜床錘桿端部，刀桿或刀具由莫氏錐孔定位，示為鉆床與普通鏜床錘桿端部，刀桿或刀具由莫氏錐孔定位，用錐孔后端第一扁孔傳送扭矩，第二個扁孔用以拆卸刀具。用錐孔后端第一扁孔傳送扭矩，第二個扁孔用以拆卸刀具。2刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)。刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)。加工中心可以自動換刀，所以主軸系統(tǒng)應(yīng)具備自動松開和夾加工中心可以自動換刀，所以主軸系統(tǒng)應(yīng)具備自動松開和夾緊刀具的功能。緊刀具的功能。刀具的自動夾緊機(jī)構(gòu)裝置在主軸的內(nèi)部，圖刀具的自動夾緊機(jī)構(gòu)裝置在主軸的內(nèi)部，圖2-18所示為刀所示為刀具的夾緊狀態(tài)。具的夾緊狀態(tài)。下一頁 返回上一頁

14、2.3 主軸部件主軸部件2.3.2 主軸的資料和熱處置主軸的資料和熱處置主軸資料可根據(jù)強(qiáng)度、剛度、耐磨性、載主軸資料可根據(jù)強(qiáng)度、剛度、耐磨性、載荷特點和熱處置變形大小等因歷來選擇。荷特點和熱處置變形大小等因歷來選擇。主軸剛度與材質(zhì)的彈性模量主軸剛度與材質(zhì)的彈性模量E有關(guān)。無論有關(guān)。無論是普通鋼還是合金鋼，其是普通鋼還是合金鋼，其E值根本一樣。值根本一樣。因而，對于一般要求的機(jī)床其主軸可用價因而，對于一般要求的機(jī)床其主軸可用價格廉價的中碳鋼、格廉價的中碳鋼、45鋼，進(jìn)展調(diào)質(zhì)處置鋼，進(jìn)展調(diào)質(zhì)處置后硬度為后硬度為2228HRC；當(dāng)載荷較大或存；當(dāng)載荷較大或存在較大的沖擊時，或者精細(xì)機(jī)床的主軸為在較大

15、的沖擊時，或者精細(xì)機(jī)床的主軸為減少熱處置后的變形，或者需要作軸向挪減少熱處置后的變形，或者需要作軸向挪動的主軸為了減少它的磨損時，那么可選動的主軸為了減少它的磨損時，那么可選用合金鋼。用合金鋼。下一頁 返回上一頁2.3 主軸部件主軸部件2.3.3 數(shù)控機(jī)床主軸部件的支承數(shù)控機(jī)床主軸部件的支承1.主軸軸承的類型主軸軸承的類型1滾動軸承滾動軸承如圖如圖2-20所示為主軸常用的幾種滾動軸所示為主軸常用的幾種滾動軸承。承。如圖如圖2-20a所示為錐孔雙列圓柱棍子所示為錐孔雙列圓柱棍子軸承，如圖軸承，如圖2-20b所示是雙列推力角所示是雙列推力角接觸球軸承，如圖接觸球軸承，如圖2-20c所示是雙列所示是

16、雙列圓錐滾子軸承，如圖圓錐滾子軸承，如圖2-20d所示為帶所示為帶凸肩的雙列圓柱滾子軸承，如圖凸肩的雙列圓柱滾子軸承，如圖2-20e所示為帶預(yù)緊彈簧的圓錐滾子軸承。所示為帶預(yù)緊彈簧的圓錐滾子軸承。2滑動軸承滑動軸承如圖如圖2-21所示，靜壓滑動軸承的油膜壓所示，靜壓滑動軸承的油膜壓強(qiáng)由液壓缸從外界供給，與主軸轉(zhuǎn)速的上強(qiáng)由液壓缸從外界供給，與主軸轉(zhuǎn)速的上下無關(guān)，承載才干不隨轉(zhuǎn)速而變化，而且下無關(guān)，承載才干不隨轉(zhuǎn)速而變化，而且無磨損，啟動和運動時摩擦力矩一樣。無磨損，啟動和運動時摩擦力矩一樣。下一頁 返回上一頁2.3 主軸部件主軸部件2.主軸軸承的配置主軸軸承的配置在實際應(yīng)用中，數(shù)控機(jī)床主軸軸承常

17、見的配置有以下三種形在實際應(yīng)用中，數(shù)控機(jī)床主軸軸承常見的配置有以下三種形式。式。如圖如圖2-22所示為前支承采用雙列圓柱滾子軸承和所示為前支承采用雙列圓柱滾子軸承和600角接角接觸球軸承的組合，后支承采用成對角接觸球軸承。觸球軸承的組合，后支承采用成對角接觸球軸承。如圖如圖2-23所示為前支承采用高精度雙列角接觸軸承，后支所示為前支承采用高精度雙列角接觸軸承，后支承采用單列角接觸球軸承。承采用單列角接觸球軸承。如圖如圖2-24所示為前后支承采用雙列和單列圓錐滾子軸承。所示為前后支承采用雙列和單列圓錐滾子軸承。2.3.4 主軸軸承的裝配主軸軸承的裝配采用選配定向法進(jìn)展裝配可進(jìn)步主軸部件的精度，并

18、且盡可采用選配定向法進(jìn)展裝配可進(jìn)步主軸部件的精度，并且盡可能使主軸支承孔與主軸軸頸的偏心量和軸承內(nèi)圈與滾道的偏能使主軸支承孔與主軸軸頸的偏心量和軸承內(nèi)圈與滾道的偏心量接近，并使其方向相反。心量接近，并使其方向相反。下一頁 返回上一頁2.3 主軸部件主軸部件2.3.5 主軸滾動軸承的預(yù)緊主軸滾動軸承的預(yù)緊所謂軸承的預(yù)緊，是使軸承滾道預(yù)先接受所謂軸承的預(yù)緊，是使軸承滾道預(yù)先接受一定的載荷，消除間隙并使得滾動體與滾一定的載荷，消除間隙并使得滾動體與滾道之間發(fā)生一定的變形，增大接觸面積，道之間發(fā)生一定的變形，增大接觸面積，軸接受力時變形減小，抵抗變形的才干增軸接受力時變形減小，抵抗變形的才干增大。常用

19、的方法有以下幾種。大。常用的方法有以下幾種。1軸承內(nèi)圈挪動軸承內(nèi)圈挪動如圖如圖2-28所示，這種方法適用于錐孔雙所示，這種方法適用于錐孔雙列圓柱滾子軸承。用螺母通過套筒推動內(nèi)列圓柱滾子軸承。用螺母通過套筒推動內(nèi)圈在錐形軸頸上作軸向挪動，使內(nèi)圈變形圈在錐形軸頸上作軸向挪動，使內(nèi)圈變形漲大，在滾道上產(chǎn)生過盈，從而到達(dá)預(yù)緊漲大，在滾道上產(chǎn)生過盈，從而到達(dá)預(yù)緊的目的。的目的。2修磨座圈或隔套修磨座圈或隔套如圖如圖2-29a所示為軸承外圍寬邊相對所示為軸承外圍寬邊相對裝置，這時修磨軸承內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)；如圖裝置，這時修磨軸承內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)；如圖2-29b所示為外圍窄邊相對裝置，這時所示為外圍窄邊相對裝置，這時修磨

20、軸承外圈的窄邊。修磨軸承外圈的窄邊。下一頁 返回上一頁2.3 主軸部件主軸部件2.3.6 主軸內(nèi)切屑去除裝置主軸內(nèi)切屑去除裝置為了堅持主軸錐孔的清潔，常采用的方法為了堅持主軸錐孔的清潔，常采用的方法是使用壓縮空氣吹屑。在活塞推動拉桿松是使用壓縮空氣吹屑。在活塞推動拉桿松開刀柄的過程中，壓縮空氣由噴頭經(jīng)過活開刀柄的過程中，壓縮空氣由噴頭經(jīng)過活塞中心孔和拉桿中的孔吹出，將錐孔清理塞中心孔和拉桿中的孔吹出，將錐孔清理干凈，防止主軸錐孔中掉入切屑和灰塵，干凈，防止主軸錐孔中掉入切屑和灰塵，把主軸孔外表和刀桿的錐柄劃傷，保證刀把主軸孔外表和刀桿的錐柄劃傷，保證刀具的正確位置。為了進(jìn)步吹屑效率，噴氣具的正

21、確位置。為了進(jìn)步吹屑效率，噴氣小孔要有合理的噴射角度，并均勻布置。小孔要有合理的噴射角度，并均勻布置。返回上一頁2.4 主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能2.4.1 主軸準(zhǔn)停功能與控制主軸準(zhǔn)停功能與控制數(shù)控機(jī)床為了完成數(shù)控機(jī)床為了完成ATC的動作過程，必需的動作過程，必需設(shè)置主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)。設(shè)置主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)。當(dāng)主軸停頓時每次機(jī)械手自動裝取刀具，當(dāng)主軸停頓時每次機(jī)械手自動裝取刀具，必需保證刀柄上的鍵槽對準(zhǔn)主軸的端面鍵，必需保證刀柄上的鍵槽對準(zhǔn)主軸的端面鍵，為滿足主軸這一功能而設(shè)計的裝置稱為主為滿足主軸這一功能而設(shè)計的裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置或主軸定向裝置。軸準(zhǔn)停裝置或主軸定向裝置

22、。通常主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)分為機(jī)械控制式與電氣通常主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)分為機(jī)械控制式與電氣控制式兩種。機(jī)械控制方式采用機(jī)械凸輪控制式兩種。機(jī)械控制方式采用機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)或光電盤方式進(jìn)展粗定位，然后由一機(jī)構(gòu)或光電盤方式進(jìn)展粗定位，然后由一個液動或氣動的定位銷插入主軸上的銷孔個液動或氣動的定位銷插入主軸上的銷孔或銷槽實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，完成換刀后定位銷或銷槽實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，完成換刀后定位銷推出主軸才開場旋轉(zhuǎn)。推出主軸才開場旋轉(zhuǎn)。下一頁 返回2.4 主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能目前大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用電氣方式定位。電氣準(zhǔn)停有三種方目前大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用電氣方式定位。電氣準(zhǔn)停有三種方式，即磁傳感器型、

23、編碼器型以及數(shù)控系統(tǒng)控制完成的主軸式，即磁傳感器型、編碼器型以及數(shù)控系統(tǒng)控制完成的主軸準(zhǔn)停。準(zhǔn)停。1磁傳感器準(zhǔn)停。磁傳感器準(zhǔn)停。如如YASKAWA主軸驅(qū)動加上可選定位件后可具有磁傳感器主軸驅(qū)動加上可選定位件后可具有磁傳感器主軸準(zhǔn)?？刂乒δ?。當(dāng)執(zhí)行主軸準(zhǔn)?？刂乒δ?。當(dāng)執(zhí)行M19時，數(shù)控系統(tǒng)只需發(fā)出主軸時，數(shù)控系統(tǒng)只需發(fā)出主軸啟動命令啟動命令ORT即可。主軸驅(qū)動完成準(zhǔn)停后會向數(shù)控裝置輸出即可。主軸驅(qū)動完成準(zhǔn)停后會向數(shù)控裝置輸出完成信號完成信號ORE，然后數(shù)控系統(tǒng)再進(jìn)展下面工作，其根本構(gòu)造，然后數(shù)控系統(tǒng)再進(jìn)展下面工作，其根本構(gòu)造如圖如圖2-34所示。所示。2編碼器型主軸準(zhǔn)停。編碼器型主軸準(zhǔn)停。如如Y

24、ASKAWA主軸驅(qū)動主軸驅(qū)動VS-626MT配置選件可具有編碼器配置選件可具有編碼器主軸準(zhǔn)停功能。這種準(zhǔn)停功能也是由主軸驅(qū)動完成，主軸準(zhǔn)停功能。這種準(zhǔn)停功能也是由主軸驅(qū)動完成，CNC只只需發(fā)出需發(fā)出ORT信號即可。主軸驅(qū)動完成準(zhǔn)停后輸出準(zhǔn)停完成信信號即可。主軸驅(qū)動完成準(zhǔn)停后輸出準(zhǔn)停完成信號號ORE。 下一頁 返回上一頁2.4 主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能3數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停。數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停。這種準(zhǔn)?？刂品绞降臏?zhǔn)停功能是由數(shù)控系統(tǒng)完成的。采用這這種準(zhǔn)?？刂品绞降臏?zhǔn)停功能是由數(shù)控系統(tǒng)完成的。采用這種控制方式需注意以下問題。種控制方式需注意以下問題。 數(shù)控系統(tǒng)必需具有主軸閉環(huán)控制

25、功能。數(shù)控系統(tǒng)必需具有主軸閉環(huán)控制功能。 當(dāng)采用電動機(jī)軸端編譯器將信號反響給數(shù)控裝置，這時主當(dāng)采用電動機(jī)軸端編譯器將信號反響給數(shù)控裝置，這時主軸傳動鏈精度會對準(zhǔn)停精度產(chǎn)生影響。軸傳動鏈精度會對準(zhǔn)停精度產(chǎn)生影響。數(shù)控系統(tǒng)控制準(zhǔn)停的原理與進(jìn)給位置控制的原理非常類似，數(shù)控系統(tǒng)控制準(zhǔn)停的原理與進(jìn)給位置控制的原理非常類似，如圖如圖2-38所示。所示。下一頁 返回上一頁2.4 主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能2.4.2 主軸準(zhǔn)停裝置主軸準(zhǔn)停裝置如圖如圖2-39所示為所示為THK6380機(jī)床主軸準(zhǔn)機(jī)床主軸準(zhǔn)停裝置原理圖。停裝置原理圖。其工作過程：機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出準(zhǔn)停指令其工作過程：機(jī)

26、床數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出準(zhǔn)停指令時，電器系統(tǒng)自動調(diào)整主軸至最低轉(zhuǎn)速，時，電器系統(tǒng)自動調(diào)整主軸至最低轉(zhuǎn)速，約約0.2s0.6s后定位凸輪后定位凸輪28的定位器液的定位器液壓缸與壓力油接通，活塞壓縮彈簧并使?jié)L壓缸與壓力油接通，活塞壓縮彈簧并使?jié)L子與定位凸輪子與定位凸輪28的外圓接觸，當(dāng)主軸旋的外圓接觸，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)使?jié)L子落入定位凸輪轉(zhuǎn)使?jié)L子落入定位凸輪28的直線部分時，的直線部分時，由于活塞桿的挪動，與其相連的檔塊使微由于活塞桿的挪動，與其相連的檔塊使微動開關(guān)動開關(guān)a動作，通過控制回路的作用，一動作，通過控制回路的作用，一方面使主軸傳動的各電磁離合器都脫開而方面使主軸傳動的各電磁離合器都脫開而使主軸以慣性漸漸

27、轉(zhuǎn)動，并且斷開定位凸使主軸以慣性漸漸轉(zhuǎn)動，并且斷開定位凸輪輪27的定位器液壓缸的壓力油，在彈簧的定位器液壓缸的壓力油，在彈簧力作用下，活塞桿帶動滾子退回。力作用下，活塞桿帶動滾子退回。下一頁 返回上一頁2.4 主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能另一方面，隔另一方面，隔0.2s0.5s后，定位凸輪后，定位凸輪27的定位器液壓缸的定位器液壓缸下腔接通壓力油，活塞桿帶著滾子挪動，使?jié)L子與定位凸輪下腔接通壓力油，活塞桿帶著滾子挪動，使?jié)L子與定位凸輪27的外圓接觸。當(dāng)主軸以慣性轉(zhuǎn)動，使?jié)L子落入定位凸輪的外圓接觸。當(dāng)主軸以慣性轉(zhuǎn)動，使?jié)L子落入定位凸輪27上的上的V形槽內(nèi)時，即將主軸定

28、位，同時微動開關(guān)形槽內(nèi)時，即將主軸定位，同時微動開關(guān)b動作，動作，發(fā)出主軸準(zhǔn)停完畢信號。當(dāng)?shù)毒哌B同刀夾裝入主軸并使主軸發(fā)出主軸準(zhǔn)停完畢信號。當(dāng)?shù)毒哌B同刀夾裝入主軸并使主軸重新轉(zhuǎn)動時，先發(fā)出信號控制換向閥使凸輪重新轉(zhuǎn)動時，先發(fā)出信號控制換向閥使凸輪27的油路變換，的油路變換，將定位器滾子從定位凸輪將定位器滾子從定位凸輪27的的V形槽中退出，同時使微動開形槽中退出，同時使微動開關(guān)動作，發(fā)出主軸準(zhǔn)停定位器釋放信號。關(guān)動作，發(fā)出主軸準(zhǔn)停定位器釋放信號。下一頁 返回上一頁2.4 主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能2.4.3 主軸的同步運行功能主軸的同步運行功能1.脈沖編碼器與同步運

29、轉(zhuǎn)的功能脈沖編碼器與同步運轉(zhuǎn)的功能數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通機(jī)床的進(jìn)給系數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)有實質(zhì)的區(qū)別，數(shù)控機(jī)床沒有傳統(tǒng)的進(jìn)統(tǒng)有實質(zhì)的區(qū)別，數(shù)控機(jī)床沒有傳統(tǒng)的進(jìn)給箱、溜板箱和掛輪架，而是直接用伺服給箱、溜板箱和掛輪架，而是直接用伺服電機(jī)通過滾珠絲杠來驅(qū)動溜板和刀架實現(xiàn)電機(jī)通過滾珠絲杠來驅(qū)動溜板和刀架實現(xiàn)進(jìn)給運動，因而進(jìn)給系統(tǒng)的構(gòu)造大為簡化。進(jìn)給運動，因而進(jìn)給系統(tǒng)的構(gòu)造大為簡化。數(shù)控機(jī)床上能加工各種螺紋，這是因為裝數(shù)控機(jī)床上能加工各種螺紋，這是因為裝置了與主軸同步運轉(zhuǎn)的脈沖編碼器，以便置了與主軸同步運轉(zhuǎn)的脈沖編碼器，以便發(fā)出檢測脈沖信號，使主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)與發(fā)出檢測脈沖信號，使主

30、軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)與切削進(jìn)給同步，從而實現(xiàn)螺紋的切削。切削進(jìn)給同步，從而實現(xiàn)螺紋的切削。下一頁 返回上一頁2.4 主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能2.主軸脈沖編碼器的裝置方式與作用主軸脈沖編碼器的裝置方式與作用1主軸脈沖編碼器的裝置方式。主軸脈沖編碼器的裝置方式。一種是主軸脈沖編碼器可通過一對齒輪或同步齒形帶與主軸一種是主軸脈沖編碼器可通過一對齒輪或同步齒形帶與主軸聯(lián)絡(luò)起來，由于主軸要求與編碼器同步旋轉(zhuǎn)，所以此連接必聯(lián)絡(luò)起來，由于主軸要求與編碼器同步旋轉(zhuǎn)，所以此連接必需做到無間隙。另一種方法是通過中間軸上的齒輪需做到無間隙。另一種方法是通過中間軸上的齒輪1:1地同地同步傳動。

31、步傳動。2主軸脈沖編碼器的作用。主軸脈沖編碼器的作用。在主軸與進(jìn)給軸關(guān)聯(lián)控制中都要使用脈沖編碼器，它是精細(xì)在主軸與進(jìn)給軸關(guān)聯(lián)控制中都要使用脈沖編碼器，它是精細(xì)數(shù)字控制與伺服控制設(shè)備中常用的角位移數(shù)字化檢測器件，數(shù)字控制與伺服控制設(shè)備中常用的角位移數(shù)字化檢測器件，具有精度高、構(gòu)造簡單、工作可靠等優(yōu)點。具有精度高、構(gòu)造簡單、工作可靠等優(yōu)點。下一頁 返回上一頁2.4 主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能主軸準(zhǔn)停與主軸的同步運行功能3.主軸轉(zhuǎn)動與進(jìn)給運動聯(lián)絡(luò)的同步運行主軸轉(zhuǎn)動與進(jìn)給運動聯(lián)絡(luò)的同步運行數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動與進(jìn)給運動之間，沒有機(jī)械方面的直接數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動與進(jìn)給運動之間，沒有機(jī)械方面的直接聯(lián)絡(luò)，在

32、數(shù)控車床上加工圓柱螺紋時，要求主軸的轉(zhuǎn)速與刀聯(lián)絡(luò)，在數(shù)控車床上加工圓柱螺紋時，要求主軸的轉(zhuǎn)速與刀具的軸向進(jìn)給堅持一定的協(xié)調(diào)關(guān)系，無論該螺紋是等距螺紋具的軸向進(jìn)給堅持一定的協(xié)調(diào)關(guān)系，無論該螺紋是等距螺紋還是變距螺紋都是如此。為此，通常在主軸上裝置脈沖編碼還是變距螺紋都是如此。為此，通常在主軸上裝置脈沖編碼器來檢測主軸的轉(zhuǎn)角、相位、零位等信號。器來檢測主軸的轉(zhuǎn)角、相位、零位等信號。在主軸旋轉(zhuǎn)過程中，與其相連的脈沖編碼器不時發(fā)出脈沖送在主軸旋轉(zhuǎn)過程中，與其相連的脈沖編碼器不時發(fā)出脈沖送給數(shù)控裝置，控制插補速度。根據(jù)查補計算結(jié)果，控制進(jìn)給給數(shù)控裝置，控制插補速度。根據(jù)查補計算結(jié)果，控制進(jìn)給坐標(biāo)軸伺服系

33、統(tǒng)，使進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速堅持所需的比例關(guān)系，坐標(biāo)軸伺服系統(tǒng)，使進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速堅持所需的比例關(guān)系，實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)動與進(jìn)給運動相聯(lián)絡(luò)的同步運行，從而車出所需實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)動與進(jìn)給運動相聯(lián)絡(luò)的同步運行，從而車出所需的螺紋。的螺紋。通過改變主軸的旋轉(zhuǎn)方向可以加工出左螺紋或右螺紋，而主通過改變主軸的旋轉(zhuǎn)方向可以加工出左螺紋或右螺紋，而主軸方向是通過脈沖編碼器發(fā)出正交的軸方向是通過脈沖編碼器發(fā)出正交的A相和相和B相脈沖信號相位相脈沖信號相位的先后順序判別出來的。的先后順序判別出來的。返回上一頁2.5 主軸光滑與密封主軸光滑與密封2.5.1 主軸光滑主軸光滑為了保證主軸有良好的光滑，減少摩擦發(fā)為了保證主軸有良好的光

34、滑，減少摩擦發(fā)熱，同時又能把主軸部件熱量帶走，通常熱，同時又能把主軸部件熱量帶走，通常采用循環(huán)式光滑系統(tǒng)。采用循環(huán)式光滑系統(tǒng)。常見主軸光滑方式有以下幾種。常見主軸光滑方式有以下幾種。1噴注光滑方式。噴注光滑方式。如圖如圖2-43所示。它用較大流量的恒溫油所示。它用較大流量的恒溫油噴注到主軸軸承，以到達(dá)冷卻光滑的目的。噴注到主軸軸承，以到達(dá)冷卻光滑的目的。2油霧光滑方式油霧光滑方式油霧光滑是利用經(jīng)過凈化處置的高壓氣體油霧光滑是利用經(jīng)過凈化處置的高壓氣體將光滑油霧后，并經(jīng)管道噴注到需光滑的將光滑油霧后，并經(jīng)管道噴注到需光滑的部位的光滑方式。部位的光滑方式。3油氣光滑方式油氣光滑方式這種光滑方式近似

35、于油霧光滑方式，所不這種光滑方式近似于油霧光滑方式，所不同的是，油氣光滑是定時定量地把油霧送同的是，油氣光滑是定時定量地把油霧送進(jìn)軸承空隙中，這樣既實現(xiàn)了油霧光滑，進(jìn)軸承空隙中，這樣既實現(xiàn)了油霧光滑，又不至于油霧太多而污染四周空氣；而油又不至于油霧太多而污染四周空氣；而油霧光滑那么是連續(xù)供給油霧。霧光滑那么是連續(xù)供給油霧。下一頁 返回2.5 主軸光滑與密封主軸光滑與密封2.5.2 主軸密封主軸密封在密封件中，被密封的介質(zhì)往往是穿漏、在密封件中，被密封的介質(zhì)往往是穿漏、浸透或擴(kuò)散的形式越界泄漏到密封連接處浸透或擴(kuò)散的形式越界泄漏到密封連接處的彼側(cè)。形成泄漏的根本原因是流體從密的彼側(cè)。形成泄漏的根

36、本原因是流體從密封面上的間隙中溢出，或是由于密封部件封面上的間隙中溢出，或是由于密封部件內(nèi)外兩側(cè)密封介質(zhì)的壓力差或濃度差，致內(nèi)外兩側(cè)密封介質(zhì)的壓力差或濃度差，致使流體向壓力或濃度低的一側(cè)流動。如圖使流體向壓力或濃度低的一側(cè)流動。如圖2-45所示為一臥式加工中心主軸前支承所示為一臥式加工中心主軸前支承的密封構(gòu)造。的密封構(gòu)造。主軸的密封有接觸式和非接觸式密封。如主軸的密封有接觸式和非接觸式密封。如圖圖2-46所示是幾種非接觸密封的形式。所示是幾種非接觸密封的形式。接觸式密封主要有油氈圈和耐油橡膠密封接觸式密封主要有油氈圈和耐油橡膠密封圈密封，如圖圈密封，如圖2-47所示。所示。返回上一頁2.6 電

37、主軸電主軸自自20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來，數(shù)控機(jī)床、加工中心主軸向高速化年代以來，數(shù)控機(jī)床、加工中心主軸向高速化開展。高速數(shù)控機(jī)床主傳動的機(jī)械構(gòu)造已得到極大的簡化，開展。高速數(shù)控機(jī)床主傳動的機(jī)械構(gòu)造已得到極大的簡化，取消了帶傳動和齒輪傳動，機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動機(jī)直接驅(qū)取消了帶傳動和齒輪傳動，機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動機(jī)直接驅(qū)動，從而把機(jī)床主傳動鏈的長度縮短為本零，實現(xiàn)了機(jī)床主動，從而把機(jī)床主傳動鏈的長度縮短為本零，實現(xiàn)了機(jī)床主傳動的傳動的“零傳動，這種構(gòu)造稱為電主軸。零傳動，這種構(gòu)造稱為電主軸。1.電主軸的構(gòu)造電主軸的構(gòu)造如圖如圖2-48所示，電主軸由無外殼電機(jī)、主軸、軸承、主軸所示，電主軸由無外殼電

38、機(jī)、主軸、軸承、主軸單元殼體、驅(qū)動模塊和冷卻裝置等組成。單元殼體、驅(qū)動模塊和冷卻裝置等組成。主軸的變速由主軸驅(qū)動模塊控制，而主軸單元裝置限制。在主軸的變速由主軸驅(qū)動模塊控制，而主軸單元裝置限制。在主軸的后端裝有測速、測角位移傳感器，前端的內(nèi)錐孔和端主軸的后端裝有測速、測角位移傳感器，前端的內(nèi)錐孔和端面用于裝置刀具。面用于裝置刀具。下一頁 返回2.6 電主軸電主軸2.電主軸的軸承電主軸的軸承軸承是決定主軸壽命和承載才干的關(guān)鍵部件，其性能對電主軸承是決定主軸壽命和承載才干的關(guān)鍵部件，其性能對電主軸的使用功能極為重要。目前電主軸采用的軸承主要有陶壓軸的使用功能極為重要。目前電主軸采用的軸承主要有陶壓

39、軸承和磁懸浮軸承。軸承和磁懸浮軸承。陶瓷球軸承已在加工中心機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用，其軸承的滾陶瓷球軸承已在加工中心機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用，其軸承的滾動體是用陶瓷資料制成，而內(nèi)、外圓仍用軸承鋼制造。動體是用陶瓷資料制成，而內(nèi)、外圓仍用軸承鋼制造。磁懸浮軸承依靠多對在圓周上互為磁懸浮軸承依靠多對在圓周上互為1800的磁極產(chǎn)生徑向吸的磁極產(chǎn)生徑向吸力，而將主軸懸浮在空氣中，使軸徑與軸承不接觸左右。力，而將主軸懸浮在空氣中，使軸徑與軸承不接觸左右。3.電主軸的冷卻光滑技術(shù)電主軸的冷卻光滑技術(shù)1電動機(jī)內(nèi)裝式主軸的冷卻。電動機(jī)內(nèi)裝式主軸的冷卻。一般采取強(qiáng)迫循環(huán)主軸的定子及主軸軸承進(jìn)展冷卻，即將經(jīng)一般采取強(qiáng)迫循環(huán)主軸的定子及主軸軸承進(jìn)展冷卻，即將經(jīng)過油冷