第3章 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)主傳動(dòng)系統(tǒng)2021-10-1923.1 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(dòng)部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整主傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整3.6 3.6 主傳動(dòng)系統(tǒng)常見故障及排除方法主傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2021-10-1933.1 3.1 概述概述3.1.1 3.1.1 對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求對(duì)主傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)精度 。 (4)主軸有較高

2、的靜剛度和抗振性 。 (5)主軸組件有足夠的耐磨性 。2021-10-194 3.1.2 3.1.2 主軸變速方式主軸變速方式 1無(wú)級(jí)變速 數(shù)控機(jī)床一般采用直流或交流主軸伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)變速。圖3.1主軸功率轉(zhuǎn)矩特性 2分段無(wú)級(jí)變速 (1)帶有變速齒輪的主傳動(dòng)(圖3.2a)。 (2)通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)(圖3.2b) 。 (3)用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸 (圖3.2c) 。 3液壓撥叉變速機(jī)構(gòu) 帶有齒輪傳動(dòng)的主傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪的換擋主要靠液壓撥叉來(lái)完成。圖3.3是三位液壓撥叉的原理圖。2021-10-195 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(yùn)動(dòng)的元件，由于它便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操

3、作，并有現(xiàn)成的系列產(chǎn)品可供選用，因而它已成為自動(dòng)裝置中常用的操縱元件。 如圖3.4所示為THK6380型自動(dòng)換刀數(shù)控銑鏜床的主傳動(dòng)系統(tǒng)圖，該機(jī)床采用雙速電動(dòng)機(jī)和六個(gè)電磁離合器完成18級(jí)變速。 圖3.5是數(shù)控銑鏜床主軸箱中使用的無(wú)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(lái)提高傳遞的扭力。 2021-10-196 5內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸變速 這種主傳動(dòng)是電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)（圖3.2d所示），大大簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)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(dòng)機(jī)主軸

4、最高轉(zhuǎn)速可達(dá)20 000rmin。 2021-10-1973.23.2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(jì)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。 2021-10-198 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(dòng)軸承的類型(圖3.9) 2滾動(dòng)軸承的精度 主軸部件所用滾動(dòng)軸承的精度有高級(jí)6(E)、精密級(jí)5(D)、特精級(jí)4(C)和超精級(jí)2(B)。前支承的精度一般比

5、后支承的精度高一級(jí)，也可以用相同的精度等級(jí)。普通精度的機(jī)床通常前支承取4(C)、 5(D)級(jí)，后支承用5(D)、6(E)級(jí)。特高精度的機(jī)床前后支承均用2(B)級(jí)精度。 3主軸滾動(dòng)軸承的配置(圖3.10) 4主軸滾動(dòng)軸承的預(yù)緊 (1)軸承內(nèi)圈移動(dòng)（ 圖3.11）。 (2)修磨座圈或隔套 （圖3.12，3.13）。2021-10-199 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(diǎn)和熱處理變形大小等因素來(lái)選擇。主軸剛度與材質(zhì)的彈性模量E有關(guān)。 2021-10-1910 3.2.4 3.2.4主軸的潤(rùn)滑與冷卻主軸的潤(rùn)滑與冷卻 主軸軸承潤(rùn)滑和冷

6、卻是保證主軸正常工作的必要手段。為盡可能減少主軸部件溫升引起的熱變形對(duì)機(jī)床工作精度的影響，通常利用潤(rùn)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。 2021-10-1911 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(rùn)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(guò)長(zhǎng)的棒料，也可用于通過(guò)氣動(dòng)、液壓夾緊裝置(動(dòng)力夾盤)。 2卡盤 圖3.15液壓動(dòng)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。2021

7、-10-1912 3.2.6 3.2.6自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床的主軸部件自動(dòng)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(jiǎn)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(yùn)動(dòng)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(dòng)式。 圖3.19 數(shù)控落地銑鏜床的矩形滑枕 圖3.20 棱形滑枕2021-10-1913 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(dòng)采用齒輪變速傳動(dòng)方式。 3主軸部件結(jié)構(gòu)

8、圖3.22為THK6380加工中心主軸部件結(jié)構(gòu)圖。 (1)刀具自動(dòng)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 2021-10-19143.33.3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(shí)，控制其停于固定的位置，這是自動(dòng)換刀所必須的功能。在自動(dòng)換刀的數(shù)控鏜銑加工中心上，切削轉(zhuǎn)矩通常是通過(guò)刀桿的端面鍵來(lái)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。

9、當(dāng)加工階梯孔或精鏜孔后退刀時(shí)，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(guò)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 。2021-10-19153.3.33.3.3電氣準(zhǔn)?？刂齐姎鉁?zhǔn)?？刂?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)停控制系統(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(shí)序圖。 2編碼器型主軸準(zhǔn)停 圖3.33 編碼器型主軸準(zhǔn)?？?/p>

10、制結(jié)構(gòu)； 圖3.34 編碼器準(zhǔn)?？刂茣r(shí)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)。2021-10-19163.4 3.4 高速電主軸高速電主軸 自20世紀(jì)80年代以來(lái)，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(yàn)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(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)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(rùn)滑設(shè)計(jì)。集成主軸有兩種構(gòu)成方式：一

11、種是通過(guò)聯(lián)軸器把電動(dòng)機(jī)與主軸直接聯(lián)接，另一種則是把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸做成一體，即將無(wú)殼電動(dòng)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(dòng)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。2021-10-19173.4.2 3.4.2 冷卻潤(rùn)滑技術(shù)冷卻潤(rùn)滑技術(shù) 主軸轉(zhuǎn)速及潤(rùn)滑方式的變遷見表3.4。 (1)油氣潤(rùn)滑方式 圖3.37油氣潤(rùn)滑原理圖。 (2)噴注潤(rùn)滑方式 圖3.38 噴注潤(rùn)滑系統(tǒng)。 (3)突入滾道式潤(rùn)滑方式 圖3.39 突入滾道潤(rùn)滑用特種軸承。 (4)電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝式主軸 圖3.40 電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝式主軸。2021-10-191

12、8 3.4.3 3.4.3 高速精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(zhǎng)期高速運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)措施是預(yù)加載荷的自動(dòng)補(bǔ)償和良好潤(rùn)滑。實(shí)施預(yù)加載荷自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ皇遣捎靡簤貉a(bǔ)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）。2021-10-1919 3.4.4 3.4.4 電主軸的動(dòng)平衡電主軸的動(dòng)平衡 必須進(jìn)行電主軸裝配后的整體精確動(dòng)平衡，甚至還要設(shè)計(jì)專門的自動(dòng)平衡系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電主軸的在線動(dòng)平衡。 必須對(duì)包

13、括刀具和刀夾的旋轉(zhuǎn)總成充分地進(jìn)行動(dòng)平衡，以消除有害的動(dòng)態(tài)不平衡力，避免高速下顫振和振動(dòng)。 2021-10-1920 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(shí)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(guò)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2021-10-19213.5 3.5 主傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整主傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整 3.5.

14、1 3.5.1 數(shù)控車床主軸部件的結(jié)構(gòu)與調(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(shí)需要進(jìn)行拆卸。拆卸前應(yīng)做好工作場(chǎng)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。2021-10-1922 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

15、的拆卸 主軸部件維修拆卸前的準(zhǔn)備工作與前述數(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。 2021-10-1923 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

16、的自動(dòng)變速、準(zhǔn)停和換刀等影響機(jī)床的自動(dòng)化程度。 1防泄漏 2刀具夾緊 3.5.5 3.5.5 主傳動(dòng)鏈的維護(hù)主傳動(dòng)鏈的維護(hù)2021-10-19243.6 3.6 主傳動(dòng)系統(tǒng)常見故障及排除方法主傳動(dòng)系統(tǒng)常見故障及排除方法 3.6.1 3.6.1 主傳動(dòng)鏈故障及診斷方法主傳動(dòng)鏈故障及診斷方法 表3.5主傳動(dòng)鏈常見故障診斷及排除方法2021-10-1925 3.6.2 3.6.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)故障及排除方法實(shí)例主傳動(dòng)系統(tǒng)故障及排除方法實(shí)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(guò)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(wú)載情況下

17、，負(fù)載表指示超過(guò)40%。 例例3 3變檔滑移齒輪引起主軸停轉(zhuǎn)的故障維修 故障現(xiàn)象：機(jī)床在工作過(guò)程中，主軸箱內(nèi)機(jī)械變檔滑移齒輪自動(dòng)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(shí)發(fā)熱嚴(yán)重。2021-10-19262021-10-1927圖圖3.1 3.1 主軸功率轉(zhuǎn)矩特性主軸功率轉(zhuǎn)矩特性2021-10-1928圖圖3.2 3.2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)的四種配置方式數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)的四種配置方式（a)a)齒輪變速；（齒輪變速；（b)b)帶傳動(dòng)；（帶傳動(dòng)；（c)c)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)；兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)；（d)d)內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)電

18、動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)2021-10-1929圖圖3.3 3.3 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。2021-10-193087圖圖3.4 THK63803.4 THK6380型自動(dòng)換刀數(shù)控銑鏜床型自動(dòng)換刀數(shù)控銑鏜床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的主傳動(dòng)系統(tǒng)2021-10-1931圖圖3.5 3.5 無(wú)集電環(huán)摩擦片式無(wú)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2021-10-1932圖圖3.7 3.7 內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸2021-10-1933圖圖3.8 3.8

19、 主軸端部的結(jié)構(gòu)形式主軸端部的結(jié)構(gòu)形式2021-10-1934圖圖3.9 3.9 主軸常用的滾動(dòng)軸承主軸常用的滾動(dòng)軸承2021-10-1935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2021-10-1936圖圖3.11 3.11 軸承內(nèi)圈移動(dòng)軸承內(nèi)圈移動(dòng)2021-10-1937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2021-10-1938圖圖3.14 3.14 主軸組件主軸組件2021-10-1939圖圖3.15 3.15 液壓驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自定心夾盤液壓驅(qū)動(dòng)動(dòng)力自定心夾盤1 1驅(qū)動(dòng)爪；驅(qū)動(dòng)爪；2 2卡爪；卡爪；3 3卡盤；卡

20、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)。行程開關(guān)。2021-10-19403.16 3.16 編碼器編碼器2021-10-19413.17 3.17 常用彈性聯(lián)軸器常用彈性聯(lián)軸器2021-10-1942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2021-10-1943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

21、2021-10-1944圖圖3.21 TH63503.21 TH6350主軸箱結(jié)構(gòu)圖主軸箱結(jié)構(gòu)圖2021-10-1945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

22、彈簧；連接彈簧；17-17-螺釘螺釘 ；1818、20-20-碟形彈簧；碟形彈簧；19-19-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。2021-10-1946圖圖3.23 3.23 拉緊結(jié)構(gòu)拉緊結(jié)構(gòu)2021-10-1947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

23、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。2021-10-1948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2021-10-1949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2021-10-1950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)?？刂茍D主軸準(zhǔn)?？刂茍D

24、組合主軸速度主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束定位凸輪移動(dòng)主軸停在死區(qū)?斷開主傳動(dòng)鏈主電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)準(zhǔn)停指令2021-10-1951圖圖3.30 3.30 磁傳感器準(zhǔn)?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成磁傳感器準(zhǔn)?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成主軸驅(qū)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停起動(dòng)準(zhǔn)停完成準(zhǔn)停板速度反饋?zhàn)兯冽X輪或傳動(dòng)帶主軸電動(dòng)機(jī)主軸刀具磁傳感器磁發(fā)體2021-10-1952圖 3 - 3 1 磁 發(fā) 體 與 磁 傳 感 器 在 主 軸 上 位 置 示 意 圖 2021-10-1953圖圖3.32 3.32 磁傳感器準(zhǔn)停時(shí)序圖磁傳感器準(zhǔn)停時(shí)序圖 爬行速度自動(dòng)換刀準(zhǔn)停速度運(yùn)行信號(hào)準(zhǔn)停信號(hào)完成信號(hào)速度命令速度實(shí)際速度磁傳感器輸出2021-10-1954刀 具主 軸傳 動(dòng) 帶

25、器編 碼電 動(dòng) 機(jī)主 軸變 速 齒 輪 或 傳 動(dòng) 帶速 度 反 饋準(zhǔn) 停 板 準(zhǔn) 停 起 動(dòng) 準(zhǔn) 停 完 成準(zhǔn) 停 位 置 信 號(hào)數(shù) 控 系 統(tǒng)主 軸 驅(qū) 動(dòng)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)2021-10-1955圖圖3.34 3.34 編碼器準(zhǔn)?？刂茣r(shí)序編碼器準(zhǔn)停控制時(shí)序 自動(dòng)換刀準(zhǔn)停速度命令速度.實(shí)際速度速度完成信號(hào)準(zhǔn)停信號(hào)運(yùn)行信號(hào)2021-10-1956主 軸 驅(qū) 動(dòng) 裝 置實(shí) 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)2021-10-1957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

26、承；后軸承；2-2-電動(dòng)機(jī)定子；電動(dòng)機(jī)定子；3-3-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子； 4-4-前軸承；前軸承；5-5-主軸主軸。2021-10-1958圖圖3.373.37油氣潤(rùn)滑原理圖油氣潤(rùn)滑原理圖圖圖3.38 3.38 噴注潤(rùn)滑系統(tǒng)噴注潤(rùn)滑系統(tǒng)定時(shí)器塑料管道混合室節(jié)流閥氣閥壓縮空氣過(guò)濾器油箱注油箱噴嘴油溫自動(dòng)控制箱油箱流量計(jì)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(dòng)機(jī)2021-10-1959圖圖3.39 3.39 突入滾道潤(rùn)滑用特種軸承突入滾道潤(rùn)滑用特種軸承2021-10-1960圖圖3.40 3.40 電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝式主軸電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝式主軸2021-10-1961圖圖3.41 3.41 液體靜壓軸

27、承的高速電主軸液體靜壓軸承的高速電主軸2021-10-1962圖圖3.42 3.42 空氣靜壓軸承高速電主軸空氣靜壓軸承高速電主軸2021-10-1963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 2021-10-1964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-

28、14-前支承套前支承套 15-15-圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 2021-10-1965T I A N J I NT I A N 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2021-10-1966T 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(dòng)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(dòng)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

29、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(guò)程拆卸及調(diào)整過(guò)程2021-10-1967 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

30、14-14-同步帶同步帶 16-16-伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī) 17-17-絲杠絲杠 18-18-快換夾頭快換夾頭2021-10-1968NT-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2021-10-1969NT-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(dòng)力電源切斷機(jī)床動(dòng)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

31、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2021-10-1970表表3-3 3-3 鋁合金在切削試驗(yàn)中切削速度和表面粗糙度的關(guān)系鋁合金在切削試驗(yàn)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/um1000010007850.5620000200015700.4630000300023560.32400004000

32、31420.322021-10-1971表3.4主軸轉(zhuǎn)速變遷表時(shí)間/年轉(zhuǎn)速/r.min-1潤(rùn)滑方式備 注19805000油脂19847000油氣198610000油脂15000油氣陶瓷軸承（滾動(dòng)體）198820000噴注陶瓷軸承（滾動(dòng)體）199020000-30000噴注全陶瓷軸承2021-10-1972表表3-5 3-5 主傳動(dòng)鏈常見故障診斷及排除方法主傳動(dòng)鏈常見故障診斷及排除方法2021-10-1973續(xù)表續(xù)表3-5 3-5 主傳動(dòng)鏈常見故障診斷及排除方法主傳動(dòng)鏈常見故障診斷及排除方法2021-10-1974續(xù)表續(xù)表3-5 3-5 主傳動(dòng)鏈常見故障診斷及排除方法主傳動(dòng)鏈常見故障診斷及排除方法2021-10-1975 分析及處理過(guò)程分析及處理過(guò)程：某加工中心主軸定位不良，引發(fā)換刀過(guò)程發(fā)生中斷。開始時(shí)，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(shí)，對(duì)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(shí)當(dāng)?shù)毒卟迦胫鬏S時(shí)的情況相近)，主軸則會(huì)產(chǎn)生相反方向的漂移。檢查電氣單元無(wú)任何報(bào)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(lái)看，電氣部分的可能性比較??；機(jī)械部分又很簡(jiǎn)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(shí)發(fā)現(xiàn)編碼器聯(lián)接套的緊定螺釘松動(dòng)，使聯(lián)接套后退造成與