數(shù)控_3(結構2)

1、第三節(jié)數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)一、主傳動的基本要求和變速方式二、主軸的聯(lián)接形式三、主軸部件的支承四、電主軸與高速主軸系統(tǒng)五、主軸部件的結構一、主傳動的基本要求和變速方式)為了達到最佳切削效果，一般都應在最佳切削條件下工作，因此，主軸一般都要求能自動實現(xiàn)無級變速。2)機床主軸系統(tǒng)必須具有足夠高的轉速和足夠大的功率，以適應高速、高效的加工需要。3)為了降低噪聲、減輕發(fā)熱、減少振動，主傳動系統(tǒng)應簡化結構，減少傳動件。4)在加工中心上，還必須具有安裝刀具和刀具交換所需的自動夾緊裝置，以及主軸定向準停裝置，以保證刀具和主軸、刀庫、機械手的正確嚙合。5)為了擴大機床功能，實現(xiàn)對C軸位置(主軸回轉角度)的控制，

2、主軸還需要安裝位置檢測裝置，以便實現(xiàn)對主軸位置的控制。二、主軸的聯(lián)接形式1.用輔助機械變速機構聯(lián)接2.定傳動比的聯(lián)接形式3.采用電主軸1.用輔助機械變速機構聯(lián)接在大中型數(shù)控機床上，為了使主軸在低速時得到大轉矩和擴大恒功率調速范圍，通常在使用無級變速傳動的基礎上，再增加兩級或三級輔助機械變速機構作為補充。通過分段變速方式，取保低速時的大轉矩，擴大恒功率調速范圍，滿足機床重切削時對轉矩的要求。從額定轉速往高調速采用的是恒功率調速，從額定轉速往低從額定轉速往高調速采用的是恒功率調速，從額定轉速往低調速采用的是恒轉矩調速。調速采用的是恒轉矩調速。1.用輔助機械變速機構聯(lián)接圖2-8主軸輸出轉矩、功率曲線

3、如圖所示采用22KW，額定轉矩為140N.M、額定轉速為1500r/min、最高轉速為6000r/min，通過1：1和1：4兩級輔助機械變速機構，獲得的主軸輸出轉矩和功率曲線圖。2.定傳動比的聯(lián)接形式在小型數(shù)控機床上，主電動機和主軸一般采用定傳動比的聯(lián)接形式，或是主電動機和主軸直接聯(lián)接的形式。在使用定傳動比傳動時，為了降低噪聲與振動，通常采用V帶或同步帶傳動。電動機和主軸直接聯(lián)接的形式，可以大大簡化主軸傳動系統(tǒng)的結構，有效提高主軸剛度和可靠性。但是，其主軸的輸出轉矩、功率、恒功率調速范圍決定于主電動機本身。另外，主電動機的發(fā)熱對主軸精度有一定的影響。3.采用電主軸在高速加工機床上，大多數(shù)使用電

4、動機轉子和主軸一體的電主軸，可以使主軸達到每分鐘數(shù)萬轉、甚至十幾萬轉的高速，主軸傳動系統(tǒng)的結構更簡單、剛性更好。有關電主軸的詳細內容見下述。三、主軸部件的支承1.主軸軸承2.軸承的配置1.主軸軸承a）錐孔雙列圓柱滾子軸承 b）雙列推力角接觸球軸承c）雙列圓錐滾子軸承 d）帶凸肩的雙列圓錐滾子軸承a）錐孔雙列圓柱滾子軸承 錐孔雙列圓柱滾子軸承，內圈為1：12的錐孔，當內圈沿錐形軸軸向移動時，內圈脹大，可以調整滾道間隙。這種軸承的特點是滾子數(shù)量大，兩列滾子交錯排列，因此承載能力大，剛性好，允許轉速較高。但他對箱體孔、主軸頸的加工精度要求高，且只能承載徑向載荷。b）雙列推力角接觸球軸承雙向推力角接觸

5、球軸承的特點是可以同時承受徑向和軸向載荷的聯(lián)合載荷，限制軸的兩方面的軸向位移。它是由外圈、內圈、鋼球、保持架組成，能在較高的速度下穩(wěn)定地工作。安裝時應注意，雖然軸承可承受雙向軸向載荷，但若一側有裝球缺口時，則應注意不要讓主要軸向載荷通過有缺口的一側溝邊。使用向心推力球軸承和推力球軸承一樣不能承受徑向力，而角接觸球軸承可以同時承受徑向力和軸向力。推力球軸承承受軸向力的能力比角接觸球軸承大很多（約為兩倍）。推力角接觸球的軸承精度要比推力球軸承的精度高很多，可承受的轉速也高很多，可以作為主軸軸承使用。c）雙列圓錐滾子軸承 雙列圓錐滾子軸承這種軸承的特點是內外列滾子數(shù)量相差一個，能使振動頻率不一致，因

6、此可以改善軸承的動態(tài)性能。軸承可以同時承受徑向載荷和軸向載荷，通常用作主軸的前支撐。d）帶凸肩的雙列圓錐滾子軸承帶凸肩的雙列圓錐滾子軸承和雙列圓錐滾子軸承結構相似，特點是滾子被做成空心，能進行有效潤滑和冷卻。此外，還能在承受沖擊載荷時產(chǎn)生微小變形，增加接觸面積，起到有效緩沖作用。1.主軸軸承表2-1滾動軸承性能比較表2.軸承的配置合理配置軸承，可以提高主軸精度，降低溫升，簡化支撐結構。在數(shù)合理配置軸承，可以提高主軸精度，降低溫升，簡化支撐結構。在數(shù)控機床上配置軸承時，前后軸承都應能承受徑向載荷，支撐間的距離控機床上配置軸承時，前后軸承都應能承受徑向載荷，支撐間的距離要選擇合理，并根據(jù)機床的實際

7、情況配置承受軸向力的軸承。要選擇合理，并根據(jù)機床的實際情況配置承受軸向力的軸承。a）采用的是后端定位，推力軸承布置在后支承的兩側，軸向載荷由后支承承受。這種形式的優(yōu)點是能簡化結構，缺點是由于前端不定位，因此當主軸受熱時將引起主軸伸長，另外，特別對于細長主軸，當切削力較大時，可能引起橫向彎曲，影響加工精度。b）采用前后兩端定位，推力軸承布置在前、后支承的兩側，軸向載荷由前支承承受，軸向間隙由后端調整。這種形式的布置，在主軸受熱伸長時，會改變支承的軸向徑向間隙，影響加工精度。最好在設計時考慮對主軸的預緊。圖圖c）d）采用前端支承，推力軸承布置在前支承，軸向載荷由前）采用前端支承，推力軸承布置在前支承，軸向載荷由前支承承受。這兩種形式的共同優(yōu)點是結構剛度高，主軸受熱時的支承承受。這兩種形式的共同優(yōu)點是結構剛度高，主軸受熱時的伸長，不會影響加工精度。伸長，不會影響加工精度。c）的推力軸承安裝在前支承的兩側，）的推力軸承安裝在前支承的兩側，會增加主軸的懸伸長度，對精度提高不利。會增加主軸的懸伸長度