第3章 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)

1、3.1 概述第三章第三章 數(shù)控機(jī)床的數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)主傳動系統(tǒng)2022-5-3023.1 3.1 概述概述3.23.2主軸部件主軸部件3.33.3主軸準(zhǔn)停主軸準(zhǔn)停3.4 3.4 高速電主軸高速電主軸3.5 3.5 主傳動部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整主傳動部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整3.6 3.6 主傳動系統(tǒng)常見故障及排除方法主傳動系統(tǒng)常見故障及排除方法第三章第三章 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)2022-5-3033.1 3.1 概述概述3.1.1 3.1.1 對主傳動系統(tǒng)的要求對主傳動系統(tǒng)的要求 (1)大的調(diào)速范圍 。 (2)小的熱變形 。 (3)主軸有高的旋轉(zhuǎn)精度和運動精度 。 (4)主軸有較高的靜

2、剛度和抗振性 。 (5)主軸組件有足夠的耐磨性 。2022-5-304 3.1.2 3.1.2 主軸變速方式主軸變速方式 1無級變速 數(shù)控機(jī)床一般采用直流或交流主軸伺服電動機(jī)實現(xiàn)主軸無級變速。圖3.1主軸功率轉(zhuǎn)矩特性 2分段無級變速 (1)帶有變速齒輪的主傳動(圖3.2a)。 (2)通過帶傳動的主傳動(圖3.2b) 。 (3)用兩個電動機(jī)分別驅(qū)動主軸 (圖3.2c) 。 3液壓撥叉變速機(jī)構(gòu) 帶有齒輪傳動的主傳動系統(tǒng)中，齒輪的換擋主要靠液壓撥叉來完成。圖3.3是三位液壓撥叉的原理圖。2022-5-305 4電磁離合器變速 電磁離合器是應(yīng)用電磁效應(yīng)接通或切斷運動的元件，由于它便于實現(xiàn)自動操作，并有

3、現(xiàn)成的系列產(chǎn)品可供選用，因而它已成為自動裝置中常用的操縱元件。 如圖3.4所示為THK6380型自動換刀數(shù)控銑鏜床的主傳動系統(tǒng)圖，該機(jī)床采用雙速電動機(jī)和六個電磁離合器完成18級變速。 圖3.5是數(shù)控銑鏜床主軸箱中使用的無滑環(huán)摩擦片式電磁離合器。 圖3.6為嚙合式電磁離合器，是在摩擦面上做了一定齒形，來提高傳遞的扭力。 2022-5-306 5內(nèi)裝電動機(jī)主軸變速 這種主傳動是電動機(jī)直接帶動主軸旋轉(zhuǎn)（圖3.2d所示），大大簡化主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)發(fā)熱對主軸的精度影響較大。如圖3.7所示為日本研制的立式加工中心主軸組件，其內(nèi)裝電動機(jī)主軸最高轉(zhuǎn)速可

4、達(dá)20 000rmin。 2022-5-3073.23.2主軸部件主軸部件 3.2.13.2.1主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀主軸端部的結(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。主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀都已標(biāo)準(zhǔn)化，如圖3.8所示為普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床所通用的幾種結(jié)構(gòu)形式。 2022-5-308 3.2.2 3.2.2 主軸部件的支承主軸部件的支承 1主軸部件常用滾動軸承的類型(圖3.9) 2滾動軸承的精度 主軸部件所用滾動軸承的精度有高級6(E)、精密級5(D)、特精級4(C)和超精級2(B)。前支承的精度一般比后支承的精度高

5、一級，也可以用相同的精度等級。普通精度的機(jī)床通常前支承取4(C)、 5(D)級，后支承用5(D)、6(E)級。特高精度的機(jī)床前后支承均用2(B)級精度。 3主軸滾動軸承的配置(圖3.10) 4主軸滾動軸承的預(yù)緊 (1)軸承內(nèi)圈移動（ 圖3.11）。 (2)修磨座圈或隔套 （圖3.12，3.13）。2022-5-309 3.2.3 3.2.3主軸的材料和熱處理主軸的材料和熱處理 主軸材料可根據(jù)強(qiáng)度、剛度、耐磨性、載荷特點和熱處理變形大小等因素來選擇。主軸剛度與材質(zhì)的彈性模量E有關(guān)。 2022-5-3010 3.2.4 3.2.4主軸的潤滑與冷卻主軸的潤滑與冷卻 主軸軸承潤滑和冷卻是保證主軸正常工

6、作的必要手段。為盡可能減少主軸部件溫升引起的熱變形對機(jī)床工作精度的影響，通常利用潤滑油循環(huán)系統(tǒng)把主軸部件的熱量帶走，使主軸部件與箱體保持恒定的溫度，在某些數(shù)控機(jī)床上，采用專用的冷卻裝置，控制主軸箱溫升。 2022-5-3011 3.2.5 3.2.5數(shù)控車床的主軸部件數(shù)控車床的主軸部件 1主軸的支承與潤滑，圖3.14為TND360數(shù)控車床主軸部件，主軸內(nèi)孔是用于通過長的棒料，也可用于通過氣動、液壓夾緊裝置(動力夾盤)。 2卡盤 圖3.15液壓動力自定心卡盤 3主軸編碼器 編碼器如圖3.16所示； 常用彈性聯(lián)軸器如圖3.17所示； 光電脈沖發(fā)生器原理如圖3.18所示。2022-5-3012 3.

7、2.6 3.2.6自動換刀數(shù)控機(jī)床的主軸部件自動換刀數(shù)控機(jī)床的主軸部件 1主軸箱 主軸箱的結(jié)構(gòu)較普通機(jī)床簡化，但主軸箱材料要求較高，一般用HT250或HT300，制造與裝配精度也較普通機(jī)床要高。 大型落地銑鏜床的主軸箱結(jié)構(gòu)還有攜帶主軸的部件作前后進(jìn)給運動的功能，它的進(jìn)給方向與主軸的軸向進(jìn)給方向相同。此類機(jī)床的主軸箱結(jié)構(gòu)通常有兩種方案，即滑枕式和主軸箱移動式。 圖3.19 數(shù)控落地銑鏜床的矩形滑枕 圖3.20 棱形滑枕2022-5-3013 2主軸箱的結(jié)構(gòu) TH6350加工中心的主軸箱如圖3.21所示。為了增加轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)距，主傳動采用齒輪變速傳動方式。 3主軸部件結(jié)構(gòu) 圖3.22為THK638

8、0加工中心主軸部件結(jié)構(gòu)圖。 (1)刀具自動夾緊裝置 圖3.23 拉緊結(jié)構(gòu)； (2)清潔裝置 (3)卸荷裝置 圖3.24 卸荷裝置； (4)主軸準(zhǔn)停裝置 圖3.25是V形槽輪定位盤主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)原理圖 2022-5-30143.33.3主軸準(zhǔn)停主軸準(zhǔn)停 3.3.13.3.1概述概述 主軸準(zhǔn)停功能又稱主軸定位功能(Spindle Specified Position Stop)，即當(dāng)主軸停止時，控制其停于固定的位置，這是自動換刀所必須的功能。在自動換刀的數(shù)控鏜銑加工中心上，切削轉(zhuǎn)矩通常是通過刀桿的端面鍵來傳遞的。這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位于圓周上特定角度的功能，見圖3.26。當(dāng)加工階梯孔或精鏜孔后退刀

9、時，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)確定位功能，如圖3.27所示。 主軸準(zhǔn)?？煞譃闄C(jī)械準(zhǔn)停與電氣準(zhǔn)停,控制過程如圖3.28所示。 3.3.23.3.2機(jī)械準(zhǔn)停機(jī)械準(zhǔn)停 圖3.29為典型的端面螺旋凸輪準(zhǔn)停裝置 。2022-5-30153.3.33.3.3電氣準(zhǔn)?？刂齐姎鉁?zhǔn)停控制 目前電氣準(zhǔn)停有如下三種方式： 1磁傳感器主軸準(zhǔn)停 圖3.30 磁傳感器主軸準(zhǔn)?？刂葡到y(tǒng)基本結(jié)構(gòu)； 圖3.31 磁發(fā)體與磁傳感器在主軸上位置示意圖； 圖3.32 磁傳感器準(zhǔn)停時序圖。 2編碼器型主軸準(zhǔn)停 圖3.33 編碼器型主軸準(zhǔn)停控制結(jié)構(gòu)； 圖3.34 編碼器

10、準(zhǔn)?？刂茣r序。 3數(shù)控系統(tǒng)控制準(zhǔn)停 圖3.35數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停結(jié)構(gòu)。2022-5-30163.4 3.4 高速電主軸高速電主軸 自20世紀(jì)80年代以來，數(shù)控機(jī)床、加工中心主軸向高速化發(fā)展。高速主軸的發(fā)展是以航空工業(yè)、家電、汽車等工業(yè)追求機(jī)械零件的輕量化而普遍采用鋁合金零件后，提出的輕鋁合金高速加工的課題而產(chǎn)生的。表3.3為鋁合金在切削試驗中切削速度和表面粗糙度的關(guān)系。 3.4.1 3.4.1 高速電主軸的結(jié)構(gòu)高速電主軸的結(jié)構(gòu) 高速主軸在結(jié)構(gòu)上幾乎全部是交流伺服電動機(jī)直接驅(qū)動的集成化結(jié)構(gòu)，取消齒輪變速機(jī)構(gòu)，并配備有強(qiáng)力的冷卻和潤滑設(shè)計。集成主軸有兩種構(gòu)成方式：一種是通過聯(lián)軸器把電動機(jī)與主軸直

11、接聯(lián)接，另一種則是把電動機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸做成一體，即將無殼電動機(jī)的空心轉(zhuǎn)子用壓配合的形式直接裝在機(jī)床主軸上，帶有冷卻套的定子則安裝在主軸單元的殼體中，形成內(nèi)裝式電動機(jī)主軸。圖3.36 所示為用于立式加工中心的高速電主軸的組成。2022-5-30173.4.2 3.4.2 冷卻潤滑技術(shù)冷卻潤滑技術(shù) 主軸轉(zhuǎn)速及潤滑方式的變遷見表3.4。 (1)油氣潤滑方式 圖3.37油氣潤滑原理圖。 (2)噴注潤滑方式 圖3.38 噴注潤滑系統(tǒng)。 (3)突入滾道式潤滑方式 圖3.39 突入滾道潤滑用特種軸承。 (4)電動機(jī)內(nèi)裝式主軸 圖3.40 電動機(jī)內(nèi)裝式主軸。2022-5-3018 3.4.3 3.4.3 高速精

12、密軸承高速精密軸承 高速主軸支承用的高速軸承有接觸式軸承和非接觸式軸承兩大類 。 接觸式軸承由于存在金屬摩擦，因此摩擦因數(shù)大，允許最高轉(zhuǎn)速低。保持接觸式軸承長期高速運轉(zhuǎn)的技術(shù)措施是預(yù)加載荷的自動補償和良好潤滑。實施預(yù)加載荷自動補償?shù)姆椒ㄖ皇遣捎靡簤貉a償系統(tǒng) 。 目前用于支承高速主軸的非接觸軸承有液體靜壓軸承（圖3.41）、空氣靜壓軸承（圖3.42 ）和磁懸浮軸承（圖3.43）。2022-5-3019 3.4.4 3.4.4 電主軸的動平衡電主軸的動平衡 必須進(jìn)行電主軸裝配后的整體精確動平衡，甚至還要設(shè)計專門的自動平衡系統(tǒng)來實現(xiàn)電主軸的在線動平衡。 必須對包括刀具和刀夾的旋轉(zhuǎn)總成充分地進(jìn)行動平

13、衡，以消除有害的動態(tài)不平衡力，避免高速下顫振和振動。 2022-5-3020 3.4.5 3.4.5刀具的夾緊刀具的夾緊 一種是采用主軸錐孔與主軸端部同時接觸的雙定位刀夾，使端面定位面具有很大的摩擦，以防止主軸膨脹，這是一種有效的措施。為使刀具在刀柄上夾緊，可采用流體壓力夾緊的方式。這樣既可提高夾緊剛度，又可保證刀柄和刀具高度的同心度。另一種是直接夾緊刀具的方式，即通過采用主軸錐孔內(nèi)用拉桿操作的彈簧夾頭而省去刀夾。 3.4.63.4.6軸上零件的聯(lián)接軸上零件的聯(lián)接2022-5-30213.5 3.5 主傳動部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整主傳動部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整 3.5.1 3.5.1 數(shù)控車床主軸部件的結(jié)構(gòu)與

14、調(diào)整數(shù)控車床主軸部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整 1主軸部件結(jié)構(gòu) 圖3.44是CK7815型數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)圖 2主軸部件的拆卸與調(diào)整 (1)主軸部件的拆卸 主軸部件在維修時需要進(jìn)行拆卸。拆卸前應(yīng)做好工作場地清理、清潔工作和拆卸工具及資料的準(zhǔn)備工作，然后進(jìn)行拆卸操作。 (2)主軸部件裝配及調(diào)整 裝配前，各零件、部件應(yīng)嚴(yán)格清洗，需要預(yù)先涂油的部件應(yīng)涂油。2022-5-3022 3.5.2 3.5.2 數(shù)控銑床主軸部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整數(shù)控銑床主軸部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整 1主軸部件結(jié)構(gòu) 圖3.45是NT-J320A型數(shù)控銑床主軸部件結(jié)構(gòu)圖。 2主軸部件的拆卸與調(diào)整 (1)主軸部件的拆卸 主軸部件維修拆卸前的準(zhǔn)備工作與前述

15、數(shù)控車床主軸部件拆卸準(zhǔn)備工作相同。拆卸后的零件、部件應(yīng)進(jìn)行清洗和防銹處理，并妥善保管存放。 (2)主軸部件的裝配及調(diào)整 裝配前的準(zhǔn)備工作與前述車床相同。 裝配順序可大體按拆卸順序逆向操作。 2022-5-3023 3.5.3 THK6380 3.5.3 THK6380加工中心主軸部件的拆卸與調(diào)整加工中心主軸部件的拆卸與調(diào)整 THK6380加工中心主軸部件的拆卸與調(diào)整參考圖3.24。 3.5.4 3.5.4 主軸部件的維護(hù)主軸部件的維護(hù) 數(shù)控機(jī)床主軸部件是影響機(jī)床加工精度的主要部件，它的回轉(zhuǎn)精度影響工件的加工精度；它的功率大小和回轉(zhuǎn)速度影響加工效率；它的自動變速、準(zhǔn)停和換刀等影響機(jī)床的自動化程度

16、。 1防泄漏 2刀具夾緊 3.5.5 3.5.5 主傳動鏈的維護(hù)主傳動鏈的維護(hù)2022-5-30243.6 3.6 主傳動系統(tǒng)常見故障及排除方法主傳動系統(tǒng)常見故障及排除方法 3.6.1 3.6.1 主傳動鏈故障及診斷方法主傳動鏈故障及診斷方法 表3.5主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022-5-3025 3.6.2 3.6.2 主傳動系統(tǒng)故障及排除方法實例主傳動系統(tǒng)故障及排除方法實例 例例1 1主軸定位不準(zhǔn)確的故障維修 故障現(xiàn)象：加工中心主軸定位不良，引發(fā)換刀過程發(fā)生中斷。 例例2 2主軸出現(xiàn)噪聲的故障維修 故障現(xiàn)象：主軸噪聲較大，主軸無載情況下，負(fù)載表指示超過40%。 例例3 3變檔滑移齒輪

17、引起主軸停轉(zhuǎn)的故障維修 故障現(xiàn)象：機(jī)床在工作過程中，主軸箱內(nèi)機(jī)械變檔滑移齒輪自動脫離嚙合，主軸停轉(zhuǎn)。 例例4 4電主軸高速旋轉(zhuǎn)發(fā)熱的故障維修 故障現(xiàn)象：主軸高速旋轉(zhuǎn)時發(fā)熱嚴(yán)重。2022-5-30262022-5-3027圖圖3.1 3.1 主軸功率轉(zhuǎn)矩特性主軸功率轉(zhuǎn)矩特性2022-5-3028圖圖3.2 3.2 數(shù)控機(jī)床主傳動的四種配置方式數(shù)控機(jī)床主傳動的四種配置方式（a)a)齒輪變速；（齒輪變速；（b)b)帶傳動；（帶傳動；（c)c)兩個電動機(jī)分別驅(qū)動；兩個電動機(jī)分別驅(qū)動；（d)d)內(nèi)裝電動機(jī)主軸傳動結(jié)構(gòu)。內(nèi)裝電動機(jī)主軸傳動結(jié)構(gòu)。電動機(jī)電動機(jī)電動機(jī)電動機(jī)2022-5-3029圖圖3.3 3.

18、3 三位液壓撥叉工作原理圖三位液壓撥叉工作原理圖1 1、5 5液壓缸；液壓缸； 2 2活塞桿；活塞桿； 3 3撥叉；撥叉； 4 4套筒。套筒。2022-5-303087圖圖3.4 THK63803.4 THK6380型自動換刀數(shù)控銑鏜床型自動換刀數(shù)控銑鏜床的主傳動系統(tǒng)的主傳動系統(tǒng)2022-5-3031圖圖3.5 3.5 無集電環(huán)摩擦片式無集電環(huán)摩擦片式電磁離合器電磁離合器圖圖3.6 3.6 嚙合式電磁離合器嚙合式電磁離合器2022-5-3032圖圖3.7 3.7 內(nèi)裝電動機(jī)主軸內(nèi)裝電動機(jī)主軸2022-5-3033圖圖3.8 3.8 主軸端部的結(jié)構(gòu)形式主軸端部的結(jié)構(gòu)形式2022-5-3034圖圖

19、3.9 3.9 主軸常用的滾動軸承主軸常用的滾動軸承2022-5-3035圖圖3.10 3.10 數(shù)控機(jī)床主軸軸承配置形式數(shù)控機(jī)床主軸軸承配置形式2022-5-3036圖圖3.11 3.11 軸承內(nèi)圈移動軸承內(nèi)圈移動2022-5-3037圖圖3.12 3.12 修磨座圈修磨座圈3.13 3.13 隔套的應(yīng)用隔套的應(yīng)用2022-5-3038圖圖3.14 3.14 主軸組件主軸組件2022-5-3039圖圖3.15 3.15 液壓驅(qū)動動力自定心夾盤液壓驅(qū)動動力自定心夾盤1 1驅(qū)動爪；驅(qū)動爪；2 2卡爪；卡爪；3 3卡盤；卡盤；4 4活塞桿；活塞桿； 5 5液壓缸；液壓缸；6 6、7 7行程開關(guān)。行

20、程開關(guān)。2022-5-30403.16 3.16 編碼器編碼器2022-5-30413.17 3.17 常用彈性聯(lián)軸器常用彈性聯(lián)軸器2022-5-3042圖圖3 3。18 18 光電脈沖發(fā)生器原理圖光電脈沖發(fā)生器原理圖1-1-燈炮燈炮 2-2-聚光鏡聚光鏡 3-3-漏光盤漏光盤 4-4-光敏管光敏管 5-5-光欄板光欄板2022-5-3043圖圖3.19 3.19 數(shù)控落地銑鏜床的矩形滑枕數(shù)控落地銑鏜床的矩形滑枕圖圖3.20 3.20 棱形滑枕棱形滑枕（a)a)滑枕外形；（滑枕外形；（b b）滑枕截面）滑枕截面2022-5-3044圖圖3.21 TH63503.21 TH6350主軸箱結(jié)構(gòu)圖主

21、軸箱結(jié)構(gòu)圖2022-5-3045圖圖3.22 TH63803.22 TH6380加工中心主軸部件結(jié)構(gòu)圖加工中心主軸部件結(jié)構(gòu)圖1-1-刀夾；刀夾；2-2-彈簧夾頭；彈簧夾頭；3-3-套筒；套筒；4-4-鋼球；鋼球；5-5-定位螺釘；定位螺釘；6-6-定位小軸；定位小軸；7-7-定位套筒；定位套筒；8-8-鎖緊件；鎖緊件；9-9-拉桿；拉桿；10-10-拉套；拉套；11-11-主軸；主軸；12-12-齒輪；齒輪；13-13-圓螺母；圓螺母；14-14-主軸箱；主軸箱；15-15-連接座；連接座；16-16-連接彈簧；連接彈簧；17-17-螺釘螺釘 ；1818、20-20-碟形彈簧；碟形彈簧；19-

22、19-液壓缸支座；液壓缸支座；21-21-套筒；套筒；22-22-墊圈；墊圈；23-23-活塞；活塞；2424、25-25-繼電器；繼電器；26-26-壓縮空氣管接頭；壓縮空氣管接頭；2727、28-28-凸輪；凸輪；29-29-定位塊。定位塊。2022-5-3046圖圖3.23 3.23 拉緊結(jié)構(gòu)拉緊結(jié)構(gòu)2022-5-3047圖圖3.24 3.24 卸荷裝置卸荷裝置1-1-螺母；螺母；2-2-箱體；箱體；3-3-連接座；連接座；4-4-彈簧；彈簧；5-5-螺栓；螺栓；6-6-液壓缸；液壓缸；7-7-活塞桿；活塞桿；8-8-拉桿；拉桿；9-9-套環(huán)；套環(huán)；10-10-墊圈。墊圈。2022-5-

23、3048圖圖3.25 V3.25 V形槽輪定位盤主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)形槽輪定位盤主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)凸 輪 27凸 輪 28ba定 位 液 壓 缸2022-5-3049圖圖3.26 3.26 主軸準(zhǔn)停示意圖主軸準(zhǔn)停示意圖圖圖3.27 3.27 主軸準(zhǔn)停鏜背孔示意圖主軸準(zhǔn)停鏜背孔示意圖2022-5-3050圖圖3.29 3.29 凸輪準(zhǔn)停裝置凸輪準(zhǔn)停裝置1-1-主軸；主軸；2-2-定位滾子；定位滾子；3-3-凸輪；凸輪；4-4-活塞桿；活塞桿；5-5-液壓缸。液壓缸。 3.283.28主軸準(zhǔn)停控制圖主軸準(zhǔn)?？刂茍D 組合主軸速度主電動機(jī)起動結(jié)束定位凸輪移動主軸停在死區(qū)?斷開主傳動鏈主電動機(jī)停轉(zhuǎn)準(zhǔn)停指令2022-5

24、-3051圖圖3.30 3.30 磁傳感器準(zhǔn)停控制系統(tǒng)構(gòu)成磁傳感器準(zhǔn)?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成主軸驅(qū)動數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停起動準(zhǔn)停完成準(zhǔn)停板速度反饋變速齒輪或傳動帶主軸電動機(jī)主軸刀具磁傳感器磁發(fā)體2022-5-3052圖 3 - 3 1 磁 發(fā) 體 與 磁 傳 感 器 在 主 軸 上 位 置 示 意 圖 2022-5-3053圖圖3.32 3.32 磁傳感器準(zhǔn)停時序圖磁傳感器準(zhǔn)停時序圖 爬行速度自動換刀準(zhǔn)停速度運行信號準(zhǔn)停信號完成信號速度命令速度實際速度磁傳感器輸出2022-5-3054刀 具主 軸傳 動 帶器編 碼電 動 機(jī)主 軸變 速 齒 輪 或 傳 動 帶速 度 反 饋準(zhǔn) 停 板 準(zhǔn) 停 起 動 準(zhǔn) 停 完

25、 成準(zhǔn) 停 位 置 信 號數(shù) 控 系 統(tǒng)主 軸 驅(qū) 動圖圖3.33 3.33 編碼器型主軸準(zhǔn)停結(jié)構(gòu)編碼器型主軸準(zhǔn)停結(jié)構(gòu)2022-5-3055圖圖3.34 3.34 編碼器準(zhǔn)?？刂茣r序編碼器準(zhǔn)?？刂茣r序 自動換刀準(zhǔn)停速度命令速度.實際速度速度完成信號準(zhǔn)停信號運行信號2022-5-3056主 軸 驅(qū) 動 裝 置實 際 位 置準(zhǔn) 停 位 置圖圖3.35 數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停結(jié)構(gòu)2022-5-3057圖圖3.36 3.36 高速電主軸的組成高速電主軸的組成1-1-后軸承；后軸承；2-2-電動機(jī)定子；電動機(jī)定子；3-3-電動機(jī)轉(zhuǎn)子；電動機(jī)轉(zhuǎn)子； 4-4-前軸承；前軸承；5-5-主

26、軸主軸。2022-5-3058圖圖3.373.37油氣潤滑原理圖油氣潤滑原理圖圖圖3.38 3.38 噴注潤滑系統(tǒng)噴注潤滑系統(tǒng)定時器塑料管道混合室節(jié)流閥氣閥壓縮空氣過濾器油箱注油箱噴嘴油溫自動控制箱油箱流量計流量調(diào)節(jié)閥給油液壓泵排油液壓泵主軸系統(tǒng)主軸電動機(jī)2022-5-3059圖圖3.39 3.39 突入滾道潤滑用特種軸承突入滾道潤滑用特種軸承2022-5-3060圖圖3.40 3.40 電動機(jī)內(nèi)裝式主軸電動機(jī)內(nèi)裝式主軸2022-5-3061圖圖3.41 3.41 液體靜壓軸承的高速電主軸液體靜壓軸承的高速電主軸2022-5-3062圖圖3.42 3.42 空氣靜壓軸承高速電主軸空氣靜壓軸承高

27、速電主軸2022-5-3063圖圖3.43 3.43 磁懸浮軸承高速電主軸磁懸浮軸承高速電主軸 2022-5-3064圖圖3.44 CK78153.44 CK7815型數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)圖型數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)圖 1-1-同步帶同步帶 2-2-帶輪帶輪 3 3、7 7、8 8、1010、11-11-螺母螺母 4-4-主軸脈沖發(fā)生器主軸脈沖發(fā)生器 5-5-螺釘螺釘 6-6-支架支架 9-9-主軸主軸 12-12-角接觸球軸承角接觸球軸承 13-13-前端蓋前端蓋 14-14-前支承套前支承套 15-15-圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 2022-5-3065T I A N J I NT I A N

28、J I N中德培訓(xùn)中心圖圖3-41 CK78153-41 CK7815型數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)圖型數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)圖2022-5-3066T I A N J I NT I A N J I N中德培訓(xùn)中心1. 切斷機(jī)床動力電源,拆下圖中未標(biāo)出的關(guān)聯(lián)部件 2. 拆下電機(jī)傳動帶、帶輪及鍵 3. 拆下主軸脈沖編碼器 4. 拆下同步帶輪 5. 拆下主軸后支承處軸向定位螺釘 6. 拆下主軸前支承套螺釘 7. 拆下主軸部件 8. 拆下圓柱棍子軸承、定位盤及油封 9. 拆下螺母 10. 拆下主軸及前端蓋 11. 拆下角接觸軸承和前支撐 CK7815型數(shù)控車床主軸部件型數(shù)控車床主軸部件拆卸及調(diào)整過程拆卸及調(diào)整

29、過程2022-5-3067 圖圖3.45 NT-J320A3.45 NT-J320A型數(shù)控銑床主軸部件結(jié)構(gòu)圖型數(shù)控銑床主軸部件結(jié)構(gòu)圖 1 1角接觸球軸承角接觸球軸承 2 2、3-3-軸承隔套軸承隔套 4 4、9-9-圓螺母圓螺母 5-5-主軸主軸 6-6-主軸套筒主軸套筒 7-7-絲杠螺母絲杠螺母 8-8-深溝球軸承深溝球軸承 10-10-螺母支承螺母支承 11-11-花鍵套花鍵套 12-12-脈沖編碼器脈沖編碼器 1313、15-15-同步齒形帶輪同步齒形帶輪 14-14-同步帶同步帶 16-16-伺服電動機(jī)伺服電動機(jī) 17-17-絲杠絲杠 18-18-快換夾頭快換夾頭2022-5-3068

30、NT-J320A型數(shù)控銑床型數(shù)控銑床主軸部件結(jié)構(gòu)圖主軸部件結(jié)構(gòu)圖2022-5-3069NT-J320A型數(shù)控銑床型數(shù)控銑床主軸部件結(jié)構(gòu)圖主軸部件結(jié)構(gòu)圖拆卸工藝拆卸工藝2. 拆下主軸電機(jī)花鍵套拆下主軸電機(jī)花鍵套1. 切斷機(jī)床動力電源切斷機(jī)床動力電源,拆下圖中未標(biāo)出的關(guān)聯(lián)部拆下圖中未標(biāo)出的關(guān)聯(lián)部件件. 拆下主軸電機(jī)等線路、拆下電機(jī)法蘭盤拆下主軸電機(jī)等線路、拆下電機(jī)法蘭盤3. 拆下罩殼、拆下絲杠螺釘拆下罩殼、拆下絲杠螺釘4. 拆下螺母支撐和主軸套筒的連接螺釘拆下螺母支撐和主軸套筒的連接螺釘5.拆下同步帶、定位銷拆下同步帶、定位銷6.拆下主軸部件拆下主軸部件7.拆下主軸前端法蘭和油封拆下主軸前端法蘭和

31、油封8.拆下主軸套筒拆下主軸套筒9.拆下圓螺母拆下圓螺母10.拆下前后軸承和軸承隔套拆下前后軸承和軸承隔套11.拆下快換夾頭拆下快換夾頭2022-5-3070表表3-3 3-3 鋁合金在切削試驗中切削速度和表面粗糙度的關(guān)系鋁合金在切削試驗中切削速度和表面粗糙度的關(guān)系轉(zhuǎn)速/r.min-1進(jìn)給量/mm.min-1切削速度/m.min-1Ra/um1000010007850.5620000200015700.4630000300023560.3240000400031420.322022-5-3071表3.4主軸轉(zhuǎn)速變遷表時間/年轉(zhuǎn)速/r.min-1潤滑方式備 注19805000油脂19847000

32、油氣198610000油脂15000油氣陶瓷軸承（滾動體）198820000噴注陶瓷軸承（滾動體）199020000-30000噴注全陶瓷軸承2022-5-3072表表3-5 3-5 主傳動鏈常見故障診斷及排除方法主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022-5-3073續(xù)表續(xù)表3-5 3-5 主傳動鏈常見故障診斷及排除方法主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022-5-3074續(xù)表續(xù)表3-5 3-5 主傳動鏈常見故障診斷及排除方法主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022-5-3075 分析及處理過程分析及處理過程：某加工中心主軸定位不良，引發(fā)換刀過程發(fā)生中斷。開始時，出現(xiàn)的次數(shù)不很多，重新開機(jī)后又能工作，但故障反復(fù)出現(xiàn)。故障出現(xiàn)時，對機(jī)床進(jìn)行仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)故障的真正原因是主軸在定向后發(fā)生位置偏移，且主軸在定位后如用手碰一下(和工作中在換刀時當(dāng)?shù)毒卟迦胫鬏S時的情況相近)，主軸則會產(chǎn)生相反方向的漂移。檢查電氣單元無任何報警，該機(jī)床的定位采用的是編碼器，從故障的現(xiàn)象和可能發(fā)生的部位來看，電氣部分的可能性比較??；機(jī)械部分又很簡單，最主要的是聯(lián)接，所以決定檢查聯(lián)接部分。在檢查到編碼器的聯(lián)接時發(fā)現(xiàn)編碼器聯(lián)接套的緊定螺釘松動，使聯(lián)接套后退造成與主軸的聯(lián)接