數(shù)控第二章數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)ppt課件

1、北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)本章授課進(jìn)程與主要內(nèi)容：本章授課進(jìn)程與主要內(nèi)容：1 1、對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求和變速方式、對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求和變速方式2 2、數(shù)控機(jī)床的主軸部件、數(shù)控機(jī)床的主軸部件3 3、典型數(shù)控機(jī)床的主軸部件、典型數(shù)控機(jī)床的主軸部件4 4、高速主軸系統(tǒng)和電主軸、高速主軸系統(tǒng)和電主軸北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)一、對(duì)主轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的基本要求1.主軸轉(zhuǎn)速高，變速范圍寬，并可實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速2.主軸傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低，精度高3.具有良好的抗振性和熱穩(wěn)定性4.能實(shí)現(xiàn)刀具的快速和自動(dòng)裝卸5.具有較高的運(yùn)動(dòng)精度和良好的低速穩(wěn)定性第一節(jié)對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求和

2、變速方式北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)床的剛度反映了機(jī)床機(jī)構(gòu)抵抗變形的能力，。機(jī)床變形產(chǎn)生的誤差，通常很難通過調(diào)整和補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ枰詮氐椎慕鉀Q。為了滿足數(shù)控機(jī)床高效、高精度、高可靠性以及自動(dòng)化的要求，與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有更高的精剛度。此外，為了充分發(fā)揮機(jī)床的效率，加大切削用量，還必須提高機(jī)床的抗震性，避免切削時(shí)產(chǎn)生的共振和顫振。而提高機(jī)構(gòu)的動(dòng)剛度是提高機(jī)床抗震性的基本途徑。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)床的熱變性是影響機(jī)床加工精度的主要因素之一。由于數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通機(jī)床，機(jī)床又長時(shí)間處于連續(xù)工作狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)、絲杠、軸

3、承、導(dǎo)軌的發(fā)熱都比較嚴(yán)重，加上高速切削產(chǎn)生的切屑的影響，使得數(shù)控機(jī)床的熱變性影響比普通機(jī)床要嚴(yán)重得多。雖然在先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)具有熱變性補(bǔ)償功能，但是它并不能完全消除熱變性對(duì)于加工精度的影響，在數(shù)控機(jī)床上還應(yīng)采取必要的措施，盡可能減小機(jī)床的熱變性。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 利用伺服系統(tǒng)代替普通機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的主要特點(diǎn)。伺服系統(tǒng)最小的移動(dòng)量脈沖當(dāng)量），一般只有0.001mm，甚至更小；最低進(jìn)給速度，一般只有1mm/min，甚至更低。這就要求進(jìn)給系統(tǒng)具有較高的運(yùn)動(dòng)精度，良好的跟蹤性能和低速穩(wěn)定性，才能對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的位置指令做出準(zhǔn)確的響應(yīng)，從而得到要求的定位精度。 傳動(dòng)裝

4、置的間隙直接影響著機(jī)床的定位精度，雖然在數(shù)控系統(tǒng)中可以通過間隙補(bǔ)償、單向定位等措施減小這一影響，但不能完全消除。特別是對(duì)于非均勻間隙，必須機(jī)械消除間隙措施，才能得到較好的解決。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)二、主傳動(dòng)的變速方式無級(jí)變速、分段無級(jí)變速數(shù)控機(jī)床在實(shí)際生產(chǎn)中，并不需要在整個(gè)變速范圍內(nèi)均為恒功率。般要求在中、高速段為恒功率傳動(dòng)，在低速段為恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。為了確保數(shù)控機(jī)床主軸低速時(shí)有較大的轉(zhuǎn)矩和主軸的變速范圍盡可能大，有的數(shù)控機(jī)床在交流或直流電動(dòng)機(jī)無級(jí)變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，即解決電機(jī)驅(qū)動(dòng)和主軸傳動(dòng)功率的匹配問題，使之成為分段無級(jí)變速。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床

5、的主傳動(dòng)系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 在帶有齒輪變速的分段無級(jí)變速系統(tǒng)中，主軸的正、反向啟動(dòng)與停止、制動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的，主軸變速則由電動(dòng)機(jī)無級(jí)變速與齒輪有級(jí)變速相配合來實(shí)現(xiàn)。 這種配置適合于大中型機(jī)床，確保主軸低速時(shí)輸出大扭矩、高速時(shí)輸出恒功率特性的要求。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床主軸變速方式1、帶有變速齒輪的主傳動(dòng)2、通過帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)3、調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)4、內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)帶傳動(dòng)主軸北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)幾種傳送帶的類型多聯(lián)V帶北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章

6、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)同步齒形帶北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)同步齒形帶輪擋邊設(shè)計(jì)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)同步帶優(yōu)點(diǎn)：1、無滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確2、傳動(dòng)效率高3、傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小4、使用范圍廣，速度可達(dá)50m/s，傳動(dòng)比可達(dá)10倍左右，傳遞功率從幾瓦到數(shù)千瓦5、維修保養(yǎng)方便，不需要潤滑6、安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝復(fù)雜，成本高。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)

7、控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)主傳動(dòng)的齒輪變速裝置1、液壓撥叉變速2、電磁離合器變速北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)通油、卸荷，滑通油、卸荷，滑移齒輪在最左側(cè)移齒輪在最左側(cè)5 5通油、通油、1 1卸荷，滑移卸荷，滑移齒輪在最右側(cè)齒輪在最右側(cè)1 1、5 5同時(shí)通油，滑移同時(shí)通油，滑移齒輪在中間齒輪在中間1，5 缸體 2活塞桿 3 撥叉 4套筒北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)圖7-3 THK6380型自動(dòng)換刀數(shù)控銑鏜床的主傳動(dòng)系統(tǒng)M1M2M3M4M5M6n=1440/2880r/minP=5.5/7.5kWz=80z=18z=48z=80z=75z=25z=87z=57z=74

8、z=25z=30100z=85220z=20北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的主軸部件主軸端部結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床主軸端部的結(jié)構(gòu)對(duì)工件或刀具的定位、安裝、拆卸以及夾緊的準(zhǔn)確、結(jié)實(shí)、方便和可靠有很大影響。常見主軸端部結(jié)構(gòu)如圖。這些結(jié)構(gòu)目前都已標(biāo)準(zhǔn)化。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) A車床主軸端部 B銑、鏜端部 C外圓磨床端部北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 主軸部件常用軸承的類型和精度等級(jí)主軸部件常用軸承的類型和精度等級(jí) 類型：類型： 滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承動(dòng)壓、靜壓）、滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承動(dòng)壓、靜壓）、 空氣靜壓軸承、陶瓷軸承、磁懸浮軸承空

9、氣靜壓軸承、陶瓷軸承、磁懸浮軸承 精度等級(jí)精度等級(jí) E(高級(jí)高級(jí))、D(精密級(jí)精密級(jí))、C(特精級(jí)特精級(jí))、B(超精級(jí)超精級(jí)) 普通精度的機(jī)床，前支承用普通精度的機(jī)床，前支承用C、D，后支承用，后支承用D、E級(jí)，級(jí)， 前支承比后支承高一個(gè)精度等級(jí)。前支承比后支承高一個(gè)精度等級(jí)。 精度較高的機(jī)床，前后支承均用精度較高的機(jī)床，前后支承均用B級(jí)精度級(jí)精度北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)TBTCHDddDd外圈 內(nèi)圈 滾動(dòng)體 保持架 DdDa) 向心軸承 b) 圓錐滾子軸承 c) 角接觸球軸承 d) 推力軸承 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)深溝球軸承圓錐滾子軸承推力球

10、軸承北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 錐孔雙列圓柱滾子軸承北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 錐孔雙列圓柱滾子軸承錐孔雙列圓柱滾子軸承 內(nèi)圈為內(nèi)圈為l12l12的錐孔，當(dāng)內(nèi)圈沿錐形軸頸軸向移動(dòng)時(shí)，內(nèi)圈脹大以調(diào)整的錐孔，當(dāng)內(nèi)圈沿錐形軸頸軸向移動(dòng)時(shí)，內(nèi)圈脹大以調(diào)整滾道的間隙。滾子數(shù)目多，兩列滾子交錯(cuò)排列，因而承載能力大，滾道的間隙。滾子數(shù)目多，兩列滾子交錯(cuò)排列，因而承載能力大，剛性好，允許轉(zhuǎn)速高。剛性好，允許轉(zhuǎn)速高。內(nèi)、外圈均較薄，因此，要求主軸頸與箱體孔均有較高的制造精度，以內(nèi)、外圈均較薄，因此，要求主軸頸與箱體孔均有

11、較高的制造精度，以免軸頸與箱體孔的形狀誤差使軸承滾道發(fā)生畸變而影響主軸的旋轉(zhuǎn)免軸頸與箱體孔的形狀誤差使軸承滾道發(fā)生畸變而影響主軸的旋轉(zhuǎn)精度。該軸承只能承受徑向載荷。精度。該軸承只能承受徑向載荷。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 雙列推力向心球軸承雙列推力向心球軸承 接觸角接觸角60，球徑小，數(shù)目多，能承受雙向軸向載荷。，球徑小，數(shù)目多，能承受雙向軸向載荷。磨薄中間隔套，可以調(diào)整間隙或預(yù)緊，軸向剛度較高，允許轉(zhuǎn)速高。磨薄中間隔套，可以調(diào)整間隙或預(yù)緊，軸向剛度較高，允許轉(zhuǎn)速高。該軸承一般與雙列圓柱滾子軸承配套用作主軸的前支承，并將其外圈外該軸承一般與雙列圓柱滾子軸承配套用作主軸的前

12、支承，并將其外圈外徑作成負(fù)公差，保證只承受軸向載徑作成負(fù)公差，保證只承受軸向載 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)雙列推力向心球軸承圖例北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 雙列圓錐滾子軸承 它有個(gè)公用外圈和兩個(gè)內(nèi)圈，由外圈的凸肩在箱體上進(jìn)行軸向定位，箱體孔可以鏜成通孔。磨薄中間隔套可以調(diào)整間隙或預(yù)緊，兩列滾子的數(shù)目相差個(gè)，能使振動(dòng)頻率不致，明顯改善了軸承的動(dòng)態(tài)特性。這種軸承能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，通常用作主軸的前支承。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)雙列圓錐滾子軸承北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 角接觸球軸承1） 這種類型的軸承既

13、可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷。接觸角有=15，=25和=40三種。15接觸角多用于軸向載荷較小，轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合；25、40接觸角多用于軸向載荷較大的場(chǎng)合。將內(nèi)、外圈相對(duì)軸向位移，可以調(diào)整間隙，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。它們多用于高速主軸。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)角接觸球軸承北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 角接觸球軸承角接觸球軸承2 2）角接觸球軸承有三種基本組合方式角接觸球軸承有三種基本組合方式 圖圖a a為背靠背組合，圖為背靠背組合，圖b b為面對(duì)面為面對(duì)面組合，圖組合，圖c c為同向組合。為同向組合。這三種方式，兩個(gè)軸承都共同承擔(dān)徑向載荷；圖這三種方式，兩個(gè)軸

14、承都共同承擔(dān)徑向載荷；圖a a和圖和圖b b可承受雙向軸可承受雙向軸向載荷；圖向載荷；圖c c則只能承受單向載荷，但承載能力較大，軸向剛度較則只能承受單向載荷，但承載能力較大，軸向剛度較高。這種軸承還可以三聯(lián)組配、四聯(lián)組配。高。這種軸承還可以三聯(lián)組配、四聯(lián)組配。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)角接觸球軸承成對(duì)使用時(shí)的幾種安裝方式 a） b） c） 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)滑動(dòng)軸承動(dòng)壓）滑動(dòng)軸承動(dòng)壓）滑動(dòng)軸承靜壓）滑動(dòng)軸承靜壓）北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)空氣軸承空氣軸承北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)磁力磁懸浮軸承磁力

15、磁懸浮軸承北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2主軸常見支承方式1）前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和6060角接觸雙列向心推力球軸承角接觸雙列向心推力球軸承組合，后支承采用成對(duì)向心推力球軸承。組合，后支承采用成對(duì)向心推力球軸承。此配置可提高主軸的綜合剛度，可滿足強(qiáng)力切削的要求，普遍用于此配置可提高主軸的綜合剛度，可滿足強(qiáng)力切削的要求，普遍用于各類數(shù)控機(jī)床主軸。各類數(shù)控機(jī)床主軸。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2主軸常見支承方式2）前支承采用高精度雙列向心推力球軸承。向心推力軸承有良好的高前支承采用高精度雙列向心推力球軸承。向心推力軸承有良

16、好的高速性，主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)速性，主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)4000r/min4000r/min，但它的承載能力小。適于高，但它的承載能力小。適于高速，輕載，高精密的數(shù)控機(jī)床主軸。速，輕載，高精密的數(shù)控機(jī)床主軸。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2主軸常見支承方式3）前后支承采用雙列和單列圓錐滾子軸承。軸承徑向和軸向剛度高，前后支承采用雙列和單列圓錐滾子軸承。軸承徑向和軸向剛度高，能承受重載荷，尤其是可承受較強(qiáng)的動(dòng)載荷。安裝，調(diào)整性能好，能承受重載荷，尤其是可承受較強(qiáng)的動(dòng)載荷。安裝，調(diào)整性能好，但這種支承方式限制了主軸轉(zhuǎn)速和精度，所以用于中等精度，低速，但這種支承方式限制了主軸轉(zhuǎn)速和精度，

17、所以用于中等精度，低速，重載的數(shù)控機(jī)床的主軸。重載的數(shù)控機(jī)床的主軸。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床主軸常見支承方式圖例北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)3主軸支承的典型結(jié)構(gòu) （1）如圖所示為數(shù)控車床主軸，前支承采用雙列短圓柱滾子軸承承受徑如圖所示為數(shù)控車床主軸，前支承采用雙列短圓柱滾子軸承承受徑向載荷和向載荷和6060角接觸雙列向心推力球軸承承受軸向載荷，后支承采角接觸雙列向心推力球軸承承受軸向載荷，后支承采用雙列短圓柱滾子軸承，適用于中等轉(zhuǎn)速，能承受較大的切削負(fù)載，用雙列短圓柱滾子軸承，適用于中等轉(zhuǎn)速，能承受較大的切削負(fù)載，主軸剛性高。主軸剛性高。北京

18、工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)3主軸支承的典型結(jié)構(gòu) （2）圖示為臥式銑床主軸支承，軸的徑向剛度好，并有較高的轉(zhuǎn)速。圖示為臥式銑床主軸支承，軸的徑向剛度好，并有較高的轉(zhuǎn)速。 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)3主軸支承的典型結(jié)構(gòu) （3）圖示為臥式鏜銑床主軸部件的支承，這種支承方式可以承受雙向圖示為臥式鏜銑床主軸部件的支承，這種支承方式可以承受雙向軸向載荷和徑向載荷，承載能力大，剛性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。軸向載荷和徑向載荷，承載能力大，剛性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)4滾動(dòng)軸承的間隙與預(yù)緊 滾動(dòng)軸

19、承存在較大間隙時(shí)，載荷將集中作用于受力方滾動(dòng)軸承存在較大間隙時(shí)，載荷將集中作用于受力方向上的少數(shù)滾動(dòng)體上，使得軸承剛度下降，承載能力向上的少數(shù)滾動(dòng)體上，使得軸承剛度下降，承載能力下降，旋轉(zhuǎn)精度變差。將滾動(dòng)軸承進(jìn)行適當(dāng)預(yù)緊，使下降，旋轉(zhuǎn)精度變差。將滾動(dòng)軸承進(jìn)行適當(dāng)預(yù)緊，使?jié)L動(dòng)體與內(nèi)外圈滾道在接觸處產(chǎn)生一定量預(yù)變形，使?jié)L動(dòng)體與內(nèi)外圈滾道在接觸處產(chǎn)生一定量預(yù)變形，使受載后承載的滾動(dòng)體數(shù)量增多，受力趨向均勻，從而受載后承載的滾動(dòng)體數(shù)量增多，受力趨向均勻，從而提高軸承承載能力和剛度，有利于減少主軸回轉(zhuǎn)軸線提高軸承承載能力和剛度，有利于減少主軸回轉(zhuǎn)軸線的漂移，提高旋轉(zhuǎn)精度。的漂移，提高旋轉(zhuǎn)精度。北京工業(yè)大

20、學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)4滾動(dòng)軸承的預(yù)緊要求 過盈量不宜太大，否則軸承的摩擦磨損加劇，承載能力將顯著下降。過盈量不宜太大，否則軸承的摩擦磨損加劇，承載能力將顯著下降。公差等級(jí)、軸承類型和工作條件不同的主軸組件，其軸承所需的預(yù)公差等級(jí)、軸承類型和工作條件不同的主軸組件，其軸承所需的預(yù)緊量各有所不同。主軸組件必須具備軸承間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。緊量各有所不同。主軸組件必須具備軸承間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 主軸的準(zhǔn)停功能主軸的準(zhǔn)停功能 每次機(jī)械手自動(dòng)裝取刀具時(shí)，必須每次機(jī)械手自動(dòng)裝取刀具時(shí)，必須保證刀柄上的鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵，這就要求主軸保證刀柄上的鍵

21、槽對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵，這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位的功能。為滿足主軸這一功能而設(shè)計(jì)的具有準(zhǔn)確定位的功能。為滿足主軸這一功能而設(shè)計(jì)的裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置或稱為主軸定向裝置。裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置或稱為主軸定向裝置。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 電氣式主軸準(zhǔn)停裝置電氣式主軸準(zhǔn)停裝置 即用電磁傳感器檢測(cè)定向。如即用電磁傳感器檢測(cè)定向。如下圖，主軸下圖，主軸8 8的尾部安裝有發(fā)磁體的尾部安裝有發(fā)磁體9 9，它隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，它隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在距發(fā)磁體外緣在距發(fā)磁體外緣14mn14mn處，固定了一個(gè)磁傳感器處，固定了一個(gè)磁傳感器10,10,它經(jīng)它經(jīng)過放大器過放大器1111與主軸伺服單元與主軸伺服單

22、元3 3聯(lián)接。主軸定向指令聯(lián)接。主軸定向指令l l發(fā)發(fā)出后，主軸處于定向狀態(tài)，當(dāng)發(fā)磁體上的判別孔轉(zhuǎn)到出后，主軸處于定向狀態(tài)，當(dāng)發(fā)磁體上的判別孔轉(zhuǎn)到對(duì)準(zhǔn)磁傳感器上的基準(zhǔn)槽時(shí)，主軸立即停止。圖中對(duì)準(zhǔn)磁傳感器上的基準(zhǔn)槽時(shí)，主軸立即停止。圖中5 5為為電動(dòng)機(jī)與主軸之間的同步齒形帶，電動(dòng)機(jī)與主軸之間的同步齒形帶，4 4為主軸電動(dòng)機(jī)，為主軸電動(dòng)機(jī)，2 2為強(qiáng)電時(shí)序電路，為強(qiáng)電時(shí)序電路，7 7為主軸端面鍵，為主軸端面鍵，6 6是位置控制回路，是位置控制回路，1212是定向電路。是定向電路。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)第三節(jié) 典型數(shù)控機(jī)床的主

23、軸部件 數(shù)控車床的主軸部件 數(shù)控車床的主軸部件 主傳動(dòng) 主軸及支撐 動(dòng)力卡盤 主軸編碼器北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)可以自動(dòng)定心可以自動(dòng)定心夾持范圍大夾持范圍大定心精度不高，不適合于零件同軸度要求高時(shí)的二定心精度不高，不適合于零件同軸度要求高時(shí)的二次裝夾次裝夾常見的有機(jī)械式和液壓式兩種常見的有機(jī)械式和液壓式兩種 三爪卡盤三爪卡盤北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)四爪卡盤四爪卡盤 適合加工精度要求不高、偏心距較小、零件長適合加工精度要求不高、偏心距較小、零件長度較短的工件。度較短的工件。 四個(gè)卡爪是各自獨(dú)立移動(dòng)的。四個(gè)卡爪是各自獨(dú)立移動(dòng)的。四爪卡盤的找正煩瑣費(fèi)時(shí)

24、四爪卡盤的找正煩瑣費(fèi)時(shí) 。卡爪有正爪和反爪兩種形式。卡爪有正爪和反爪兩種形式。 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)用于精加工的外圓表面定位。用于精加工的外圓表面定位。 定心精度高，裝夾工件快捷方便。定心精度高，裝夾工件快捷方便。 夾持工件的內(nèi)孔是規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)系列，并非任意直徑的工件都可以進(jìn)行夾持工件的內(nèi)孔是規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)系列，并非任意直徑的工件都可以進(jìn)行夾持。夾持。特別適用于尺寸精度較高、表面質(zhì)量較好的冷拔圓棒料的夾持。特別適用于尺寸精度較高、表面質(zhì)量較好的冷拔圓棒料的夾持。 彈簧夾套彈簧夾套 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)

25、系統(tǒng)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2JCS-018A加工中心主軸部件1）如圖所示為主軸箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，主要由四個(gè)功能部件構(gòu)成，分別是如圖所示為主軸箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，主要由四個(gè)功能部件構(gòu)成，分別是主軸部件、刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、切屑清除裝置和主軸準(zhǔn)停裝置。主軸部件、刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、切屑清除裝置和主軸準(zhǔn)停裝置。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2JCS-018A加工中心主軸部件2） 主軸基本構(gòu)成1） 主軸的前支承4配置了三個(gè)高精度的角接觸球軸承，用以承受徑向載荷和軸向載荷，前兩個(gè)軸承大口朝下，后面一個(gè)軸承大口朝上。前支承按預(yù)加載荷計(jì)算的預(yù)緊量由螺母5來調(diào)整。后支承6為一對(duì)小口相

26、對(duì)配置的角接觸球軸承，它們只承受徑向載荷，因此軸承外圈不需要定位。該主軸選擇的軸承類型和配置形式，滿足主軸高轉(zhuǎn)速和承受較大軸向載荷的要求。主軸受熱變形向后伸長，不影響加工精度。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2JCS-018A加工中心主軸部件3） 主軸基本構(gòu)成2） 主軸內(nèi)部和后端安裝的是刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。它主要由拉桿7、拉桿端部的四個(gè)鋼球3、碟形彈簧8、活塞10、液壓缸11等組成。 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2JCS-018A加工中心主軸部件4） 主軸工作原理主軸工作原理1） 取用過刀具過程取用過刀具過程 CNC發(fā)出換刀指令發(fā)出換刀指令液壓缸液壓缸7右右腔

27、進(jìn)油腔進(jìn)油活塞活塞6左移左移推動(dòng)拉桿推動(dòng)拉桿4克服彈簧克服彈簧5的作用左移的作用左移帶動(dòng)鋼球帶動(dòng)鋼球12移至大空間移至大空間鋼球失去鋼球失去對(duì)拉釘對(duì)拉釘2的作用的作用取刀取刀北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2JCS-018A加工中心主軸部件5） 主軸工作原理2） 吹掃過程 舊刀取走后CNC發(fā)出指令空壓機(jī)啟動(dòng)壓縮空氣經(jīng)壓縮空氣管接頭9吹掃裝刀部位并用定時(shí)器計(jì)時(shí)北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2JCS-018A加工中心主軸部件6） 主軸工作原理主軸工作原理3 3） 裝刀過程裝刀過程 時(shí)間到時(shí)間到CNCCNC發(fā)出裝刀指令發(fā)出裝刀指令機(jī)械手裝新刀機(jī)械手裝新刀液壓缸右腔回

28、油液壓缸右腔回油拉桿拉桿4 4在碟形彈簧的作用下復(fù)在碟形彈簧的作用下復(fù)位位拉桿帶動(dòng)拉釘右移至小直徑部位拉桿帶動(dòng)拉釘右移至小直徑部位通過鋼球?qū)⒗ㄟ^鋼球?qū)⒗斂ㄋ泪斂ㄋ辣本┕I(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2JCS-018A加工中心主軸部件7）主軸轉(zhuǎn)矩的傳遞主軸轉(zhuǎn)矩的傳遞 機(jī)床的切削轉(zhuǎn)矩是由主軸上的端面鍵來傳遞的。機(jī)床的切削轉(zhuǎn)矩是由主軸上的端面鍵來傳遞的。主軸的準(zhǔn)停功能主軸的準(zhǔn)停功能 每次機(jī)械手自動(dòng)裝取刀具時(shí)，必須保證刀柄上每次機(jī)械手自動(dòng)裝取刀具時(shí)，必須保證刀柄上的鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵，這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位的功能。的鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵，這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位的功能。為滿足主軸這

29、一功能而設(shè)計(jì)的裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置或稱為主軸為滿足主軸這一功能而設(shè)計(jì)的裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置或稱為主軸定向裝置。定向裝置。北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 圖7-9 自動(dòng)換刀數(shù)控立式鏜銑床主軸部件（JCS-018）1-刀夾 2-拉釘 3-主軸 4-拉桿 5-碟形彈簧 6-活塞 7-液壓缸 8、10-行程開關(guān) 9-壓縮空氣管接頭 11-彈簧 12-鋼球 13-端面鍵b)21412131254321Fa)11109768北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院第二章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)2JCS-018A加工中心主軸部件8）電氣式主軸準(zhǔn)停裝置電氣式主軸準(zhǔn)停裝置 即用電磁傳感器檢測(cè)定向。如下圖，主軸即用電

30、磁傳感器檢測(cè)定向。如下圖，主軸8 8的尾部安裝有發(fā)磁體的尾部安裝有發(fā)磁體9 9，它隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在距發(fā)磁體外緣，它隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在距發(fā)磁體外緣14mn14mn處，處，固定了一個(gè)磁傳感器固定了一個(gè)磁傳感器10,10,它經(jīng)過放大器它經(jīng)過放大器1111與主軸伺服單元與主軸伺服單元3 3聯(lián)接。主聯(lián)接。主軸定向指令軸定向指令l l發(fā)出后，主軸處于定向狀態(tài)，當(dāng)發(fā)磁體上的判別孔轉(zhuǎn)發(fā)出后，主軸處于定向狀態(tài)，當(dāng)發(fā)磁體上的判別孔轉(zhuǎn)到對(duì)準(zhǔn)磁傳感器上的基準(zhǔn)槽時(shí)，主軸立即停止。圖中到對(duì)準(zhǔn)磁傳感器上的基準(zhǔn)槽時(shí)，主軸立即停止。圖中5 5為電動(dòng)機(jī)與為電動(dòng)機(jī)與主軸之間的同步齒形帶，主軸之間的同步齒形帶，4 4為主軸電動(dòng)機(jī)，為主軸電動(dòng)機(jī)，2 2為強(qiáng)電時(shí)序電路，為