必威体育精装版数控机床的主传动系统.ppt

第三章 数控机床的主传动系统 3.1 概述 3.2主轴部件 3.3主轴准停 3.4 高速电主轴 3.5 主传动部件的结构与调整 3.6 主传动系统常见故障及排除方法 3.1 概述 一、对主传动系统的要求 (1)调速范围 。 (2)热变形 。 (3)主轴的旋转精度和运动精度 。 (4)主轴的静刚度和抗振性 。 (5)主轴组件的耐磨性 。 二、主轴变速方式 1．无级变速 数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。 图3-1 主轴功率转矩特性 2．分段无级变速 (1)带有变速齿轮的主传动(见图3-2a)。 (2)通过带传动的主传动(见图3-2b) 。 (3)用两个电动机分别驱动主轴 (见图3-2c) 。 3．液压拨叉变速机构 带有齿轮传动的主传动系统中，齿轮的换挡主要靠液压拨叉来完成。图3-3是三位液压拨叉的原理图。 4．电磁离合器变速 电磁离合器是应用电磁效应接通或切断运动的元件，由于它便于实现自动操作，并有现成的系列产品可供选用，因而它已成为自动装置中常用的操纵元件。 4．电磁离合器变速 图3-5是数控铣镗床主轴箱中使用的无滑环摩擦片式电磁离合器。 图3-6为啮合式电磁离合器，它是在摩擦面上做了一定齿形，来提高传递的扭力。 5．内装电动机主轴变速 这种主传动是电动机直接带动主轴旋转（如图3-2d所示），大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出转矩小，电动机发热对主轴的精度影响较大。 3.2主轴部件 一、主轴端部的结构形状 主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，在设计要求上，应能保证定位准确、安装可靠、联接牢固、装卸方便，并能传递足够的转矩。主轴端部的结构形状都已标准化，如图3-8所示为普通机床和数控机床所通用的几种结构形式。 二、主轴部件的支承 1．主轴部件常用滚动轴承的类型(图3-9) 2．滚动轴承的精度 主轴部件所用滚动轴承的精度有高级E、精密级D、特精级C和超精级B。前支承的精度一般比后支承的精度高一级，也可以用相同的精度等级。普通精度的机床通常前支承取C、D级，后支承用D、E级。特高精度的机床前后支承均用B级精度。 3．主轴滚动轴承的配置(图3-10) 二、主轴部件的支承 4．主轴滚动轴承的预紧 (1)轴承内圈移动（ 图3-11）。 (2)修磨座圈或隔套 （图3-12，3-13）。 三、主轴的材料和热处理 四、主轴的润滑与冷却 五、数控车床的主轴部件 1．主轴的支承与润滑，图3-14主轴组件 2．卡盘 图3-15液压驱动自定心夹盘 3．主轴编码器 六、自动换刀数控机床的主轴部件 1．主轴箱 图3-19 数控落地铣镗床的矩形滑枕 图3-20 棱形滑枕 六、自动换刀数控机床的主轴部件 2．主轴箱的结构 TH6350加工中心的主轴箱如图3-21所示。为了增加转速范围和转距，主传动采用齿轮变速传动方式。 3．主轴部件结构 图3-22为THK6380加工中心主轴部件结构图。 (1)刀具自动夹紧装置 图3-23 拉紧结构； (2)清洁装置 (3)卸荷装置 图3-24 卸荷装置； (4)主轴准停装置 图3-25是V形槽轮定位盘主轴准停机构原理图 3.3主轴准停 一、概述 主轴准停功能又称主轴定位功能(Spindle Specified Position Stop)，即当主轴停止时，控制其停于固定的位置，这是自动换刀所必须的功能。 主轴准停可分为机械准停与电气准停 二、机械准停 图3-29为典型的端面螺旋凸轮准停装置 。 3.3主轴准停 三、电气准停控制 1．磁传感器主轴准停 图3-30 磁传感器准停控制系统构成 图3-32 磁传感器准停时序图 2．编码器型主轴准停 图3-33 编码器型主轴准停结构 图3-34 编码器准停控制时序 3．数控系统控制准停 3.4 高速电主轴 一、高速电主轴的结构 高速主轴在结构上几乎全部是交流伺服电动机直接驱动的集成化结构，取消齿轮变速机构，并配备有强力的冷却和润滑设计。集成主轴有两种构成方式：一种是通过联轴器把电动机与主轴直接联接，另一种则是把电动机转子与主轴做成一体，即将无壳电动机的空心转子用压配合的形式直接装在机床主轴上，带有冷却套的定子则安装在主轴单元的壳体中，形成内装式电动机主轴。图3-36 高速电主轴的组成。 二、冷却润滑技术 (1)油气润滑方式 图3-37油气润滑原理图。 (2)喷注润滑方式 图3-38 喷注润滑系统。 (3)突入滚道式润滑方式 图3-39 突入滚道 润滑用特种轴承。 (4)电动机内装式主轴 图3-40 电动机内装式主轴。 三、高速精密轴承 高速主轴支承用的高速轴承有接触式轴承和非接触式轴承两大类 。