数控机床的主传动系统分析

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第三章数控机床的主传动系统

要使润滑油突破这层旋转气流很不容易，采用突入滚道式润滑方式则可以可靠地将油送人轴承滚道处。
第三章数控机床的主传动系统
(3)突入滚道式润滑方式如图3—10所示为适应该要求而设计的特殊轴承。润滑油的进油口在内滚道附近，利用高速轴承的泵效应，把润滑油吸人滚道。
若进油口较高，则泵效应差，当进油接近外滚道时则成为排放口了，油液将不能进入轴承内部。
第三章数控机床的主传动系统
3．冷却润滑技术的研究过去，加工中心机床主轴轴承大都采用油脂润滑方式，为了适应主轴转速向更高速化发展的需要，新的冷却润滑方式相继开发出来，见表3—2。
第三章数控机床的主传动系统
第一章数控机床概述
(1)油气润滑方式这种润滑方式不同于油雾方式，油气润滑是用压缩空气把小油滴送进轴承空隙中，油量大小可达最佳值，压缩空气有散热作用，润滑油可回收，不污染周围空气。图3—8是油气润滑原理图。
1．主轴部件常用滚动轴承的类型图3—13a为锥孔双列圆柱滚子轴承，内圈为1：12的锥孔，当内圈沿锥形轴颈轴向移动时，内圈胀大以调整滚道的间隙。滚子数目多，两列滚子交错排列，因而承载能力大，刚性好，允许转速高。它的内、外圈均较薄，因此，要求主轴颈与箱体孔均有较高的制造精度，以免轴颈与箱体孔的形状误差使轴承滚道发生畸变而影响主轴的旋转精度。该轴承只能承受径向载荷。
第一章数控机床概述
(2)热变形电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小
的热变形是对主传动系统要求的重要指标。 (3)主轴的旋转精度和运动精度
主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径向圆跳动和端面圆跳动值。主轴在工作速度旋转时测量上述的两项精度称为运动精度。数控机床要求有高的旋转精度和运动精度。

数控机床的主传动系统方式

数控机床的主传动系统方式
1、数控机床对其主传动系统要求：
机床原点、坐标系和参考点
1）调速功能
2）功率要求
3）精度要求
4）动态响应性能
2、主传动方式
主轴在数控机床机械结构中起了非常重要的地位，如图1所示。

图数控机床的主轴系统
数控机床的主传动方式主要有三种：
1）带有二级齿轮变速的主传动方式。

2）通过定比传动的主传动方式，如1所示，主轴电机经定比传动传递给主轴，定比传动采用齿轮传动或带传动。

3）由主轴电机直接驱动的主传动方式，如图2所示。

图2 同步齿形带主传动方式图3 电主轴（电机直接驱动的主传动方式）
3、主轴部件结构
数控机床的主轴部件包括主轴、主轴的支承轴承和安装在主轴上的传动零件等。

主轴部件是机床的重要部件，其结构的先进性已成为衡量机床水平的标志之一。

4、主轴部件的支承
机床主轴带着刀具或夹具在支承件中作回转运动，需要传递切削扭矩，承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。

数控机床主轴支承根据主轴部件的转速、承载能力及回转精度等要求的不同而采用不同种类的轴承。

5、主轴的准停装置
主轴的准停是指数控机床的主轴每次能准确停止在一个固定的位置上。

第二节数控机床主传动系统

电磁离合器—— 应用电磁效应接通或切断运动的元件，便于实现自动操作，已成为自动装置中常用的执行元件。
电磁离合器用于数控机床的主传动时，能简化变速机构，通过若干安装在各传动轴上的离合器的吸合和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线，实现主轴的变速。
例子： 1、数控镗床主轴箱中使用的无滑片式电磁离合器。 2、啮合式电磁离合器（亦称为牙嵌入电磁离合器）。
第二节数控机床主传动系统
一、数控机床的主传动变速二、数控机床的主轴部件三、数控机床的主轴材料和热处理四、主轴内刀具自动夹紧、切屑清除装置五、主轴准停装置
一、数控机床的主传动变速
一）数控机床变速方式二）数控机床主传动系统的三种配置方式
1、带变速齿轮的主传动液压拨叉变速电磁离合器
2、通过皮带传动的主传动 3、由调速电机直接驱动的主传动三）数控机床主传动装置的特点四）主传动变速设计
结构特点：是在摩擦面上做成一定的齿形，以提高所能传递的力矩。当线圈1通电后，带有端面齿的衔铁2被引吸和磁轭8的端面齿互相啮合。衔铁2又通过渐开线齿形花键与定位环5联接，再通过螺钉7传递给齿轮（图中未示出）。其中，隔离环6是为了防止磁力线从传动轴通过构成回路，而削弱电磁吸力。衔铁2和定位环5采用渐开线花键联结，保证了衔铁与传动轴的同轴度，使端面齿能更可靠地啮合。采用螺钉3和压力弹簧4的结构能使离合器的安装方式不受限制，不管衔铁使水平还是垂直、向上还是向下，安装都能保证合理的齿面间隙。
无滑片式电磁离合器：
优点：省去了电刷，避免了磨损和接触不良所带来的故障，因比较适用于高速运转的主运动系统。由于采用摩擦片来传递扭矩，所以允许不停车变速。
缺点：变速时产生大量的摩擦热；且由于线圈和铁芯是静止不动的，因此必须在旋转的套筒上安装滚动轴承7，这样加大了离合器的的径向尺寸。此外，这种摩擦离合器的磁力线（图中的虚拟）通过钢质的摩擦片，在线圈断电之后会有剩磁，增加了离合器的分离时间。

数控铣床的主传动系统及结构

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主轴电机直接驱动
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电主轴
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主轴部件结构
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1、对数控铣床主轴部件的要求要求其具有良好的旋转精度、静刚度、抗振性、热稳定性及耐磨性外，由于数控铣床的
转速更高、功率更大，在上述几方面要求更高、更严格。
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• 良好的旋转精度需要配置精密轴承。对精密、超精密铣床主轴、数控磨床主轴，可采用液体静压轴承和动压轴承，对
较脆，可防止边角受到冲撞而破坏，它适合于结构简单的大中型机床床身。 (3)分块结构对于结构形状较复杂的大型床身构件，可以把它分成几个形状简单、便于浇铸的部分，
分别浇铸后，再用粘结剂或其他形式连接起来。这样可使浇铸模具的结构设计简化。
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感谢您的观看！
大中型机床的整体床身，制造时需有大型设备。分离式T形床身，铸造工艺性和加工工艺性都大大改善。前后床身连接处要刮研，连接
时用定位键和专用定位销定位，然后沿截面四周用大螺栓固紧。这样连接的床身，在刚度和精度保持性方面，基本能满足使用要求。这种分离式 T形床身适用于大中型卧式加工中心。
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c)双列和单列圆锥滚子轴承作为主轴前后支承，径向和轴向刚度高，可承受重载荷,安装与调整性能好。但限制了主轴的转速和精度的提高，适用于中等精度，低速与重载荷的数控铣床主轴。
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数控铣床主传动系统及主轴部件结构实例
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升降台的自动平衡装置结构：第16页/共33页
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床身的刚度： 1、肋板结构对床身刚度的影响合理设计床身的肋板结构，可提高床身的刚度。 2、床身箱体封砂结构床身封砂结构是利用肋板隔成封闭箱体结构，将大件的泥芯留在铸件中不清除，利用

数控主传动系统实训报告

一、实训目的通过本次数控主传动系统实训，使学生了解数控机床主传动系统的基本组成、工作原理及故障诊断方法，掌握数控机床主传动系统的操作技能，提高学生的实践能力和工程素质。

二、实训内容1. 数控机床主传动系统概述（1）数控机床主传动系统的组成数控机床主传动系统主要由主轴、主轴箱、传动轴、联轴器、带轮、齿轮等组成。

（2）数控机床主传动系统的工作原理数控机床主传动系统通过主轴带动工件进行旋转运动，实现工件的高精度加工。

主轴箱内的齿轮和带轮通过传动轴将动力传递到主轴，实现主轴的旋转。

2. 数控机床主传动系统操作（1）主轴启动与停止①启动主轴：按下启动按钮，主轴开始旋转。

②停止主轴：按下停止按钮，主轴停止旋转。

（2）主轴转速调节①通过操作面板上的转速选择按钮，选择所需的主轴转速。

②按下转速设置按钮，设置所需的主轴转速。

③按下确认按钮，主轴转速设定完成。

3. 数控机床主传动系统故障诊断与维修（1）故障诊断方法①观察法：观察主传动系统是否有异常现象，如振动、噪音等。

②听诊法：通过听诊器听取主传动系统的声音，判断故障原因。

③测量法：使用万用表等测量工具，测量主传动系统各部件的电压、电流、电阻等参数。

（2）常见故障及维修方法①主轴振动：检查主轴与轴承的配合是否紧密，如有松动，则进行紧固。

②主轴噪音：检查主轴箱内齿轮、带轮等部件是否有磨损，如有磨损，则进行更换。

③主轴转速不稳定：检查主轴箱内齿轮、带轮等部件的啮合情况，如有异常，则进行调整。

三、实训总结1. 通过本次实训，使学生了解了数控机床主传动系统的基本组成、工作原理及故障诊断方法，掌握了数控机床主传动系统的操作技能。

2. 实训过程中，学生积极参与，认真操作，提高了实践能力和工程素质。

3. 本次实训有助于提高学生对数控机床主传动系统的认识，为今后从事数控机床维修和操作工作打下基础。

四、实训建议1. 在实训过程中，教师应加强对学生的指导，确保实训过程的安全、顺利进行。

数控机床的主传动系统资料

电机散热
电机振动
定期检查电机散热风扇是否正常运转，如发现风扇故障应及时维修或更换。
检查电机运转时的振动情况，如发现异常振动应及缘电阻，确保电机绝缘良好，防止电机短路或接地故障。
主轴箱的维护与保养
主轴箱清洁
定期清理主轴箱内的灰尘和杂物，保持主轴箱内部清洁。
传动装置清洁
清理传动装置内部的灰尘和杂物，保持传动装置内部清洁。
05
数控机床主传动系统的故障诊断与排
除
主轴故障诊断与排除
主轴转动异常
检查主轴电机、传动带、轴承等部件是否正常，以及润滑系统是否工作正常。
主轴定位不准
检查主轴编码器、定位检测元件、数控系统参数等是否正确设置和连接。
主轴电机故障诊断与排除
04
主轴箱的散热性能和密封性能对机床的运行稳定性和精度有重要影响。
传动装置
传动装置是连接主轴电机和主轴的中间环节。
传动装置需要具备高精度、高刚度和低噪音等特点，以确保
主轴的旋转精度和稳定性。
常见的传动装置包括皮带、齿轮和传动链等。
传动装置的维护和调整对机床的运行稳定性和精度有重要影响。
电机无法启动
检查电源是否正常、电机控制电路是否正常、主轴电机是否过载等。
电机过热
检查电机冷却系统是否正常、电机负载是否过大、电机轴承是否损坏等。
主轴箱故障诊断与排除
主轴箱振动
检查主轴箱安装基础是否稳固、主轴箱内部齿轮和轴承是否损坏等。
主轴箱噪音
检查主轴箱内部齿轮和轴承是否润滑良好、主轴箱内部是否有异物等。
箱体紧固
检查主轴箱各部位螺丝是否紧固，防止因螺丝松动导致主轴箱振动或移位。
油标检查

数控机床的主传动系统

数控机床的主传动系统一、主传动装置1．数控机床主传动系统的特点（1）转速高、功率大(2）调速范围宽（3）主轴能自动实现无级变速，转速变换迅速可靠（4）数控机床的主轴组件具有较大的刚度、较高的精度和高的耐磨性能（5）在加工中心上，还具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合。

（6)为了扩大机床功能，一些数控机床的主轴能实现C轴功能（主轴回转角度的控制）2．数控机床主传动装置（1）带有二级齿轮的变速装置确保低速时输出大扭矩，扩大恒功率调速范围，以满足机床重切削时对输出扭矩特性的要求。

（2)采用定比传动装置定比传动装置常用同步齿形带或三角带连接电机与主轴，避免了齿轮传动引起的振动与噪声。

（3）采用电主轴电主轴传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构,主轴部件的刚性更好。

但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴影响较大,需对主轴进行强制冷却.二、主轴结构1．数控车床主轴部件结构1、5—螺钉；2—带轮连接盘；3、15、16—螺钉；4—端盖；6—圆柱滚珠轴承；7、9、11、12—挡圈；8—热调整套；10、13、17—角接触球轴承；14—卡盘过渡盘；18—主轴；19—主轴箱箱体数控车床主轴部件结构示意图1—驱动爪；2—卡爪；3—卡盘；4—活塞杆；5—液压缸；6、7—行程开关液压驱动动力的自定心夹盘2．数控加工中心（镗、铣床）主轴部件结构（1）刀具夹紧装置和切屑清除装置1－刀架；2－拉钉；3－主轴；4-拉杆；5－碟形弹簧；6－活塞；7－液压缸（或气缸）；8、10－行程开关；9－压缩空气管接头；11－弹簧；12－钢球；13－端面键数控立式加工中心主轴部件（2)主轴准停装置1－多楔带轮；2－磁传感器；3－永久磁铁；4－垫片；5－主轴主轴准停装置的工作原理3．内装电主轴的主轴部件结构1－刀具系统；2、9－捕捉轴承；3、8－传感器；4、7－径向轴承；5－轴向推力轴承；6－高频电动机；10－冷却水管路；11－气－液压力放大器用磁悬浮轴承的高速加工中心电主轴部件1—转子；2—定子；3—箱体；4—主轴数控车床电主轴部件电主轴主要融合了以下技术：（1）高速电机技术其关键技术是高速度下的动平衡。

数控车床的主传动系统的特点及结构

主转动系统是实现现实车床主运动的传动系统。

具有稳定的速比和一定的变速范围，并可以在一定的范围内实现恒线速度运转，以适应不同的刀具材料和零件材料、零件不同形状、尺寸对加工参数的不同需求，并能方便地实现运动的开停、变速、换向和制动等。

数控车床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件。

它与普通车床的主传动系统相比在结构上更为简单，传动链大大缩短，变速功能全部或大部分由主轴电动机无极调速来实现，省掉复杂的齿轮变速机构。

目前大部分数控车床只有二级或三级齿轮变速系统，主要以扩大电动机无极调速的范围。

一、数控车床主动传动系统的特点1．主轴变速迅速可靠，变速范围宽。

由于采用直流或交流主轴电动机的调试系统日趋完善，所以不仅能够方便地实现宽范围无极变速，而且减少了中间传递环节，提高了变速控制的可靠性，从而获得最佳的生产效率、加工精度和表面的质量。

2．转速高、功率大。

主传动系统能够让数控车床获得较大的切削参数性能，进行大功率切削，实现高效率加工。

3．具有良好的精度保持性。

主轴组件的耐磨性高，轴承、锥孔等都有足够的硬度，凡有机械摩擦的部位有良好的润滑系统作保证，因此数控车床主传动系统能够保证很高的主传动精度，并可以长久保持。

二、数控车床的主轴驱动系统数控车床的调速是按照M指令自动执行的，因此，变速机构必须适应自动操作的要求。

在主传动系统中，多采用交流主轴电动机或直流主轴电动机无极调速系统。

为了扩大主传动系统的调速范围，并且适应低速大转矩的要求，采用齿轮有级调速和电动机无极调速相结合的调速方式。

数控车床主传动系统主要有四种配置方式1. 带有变速齿轮的主传动大、中型数控车床采用这种变速方式，即通过少数几对齿轮降速传动，其设计主要是为了扩大输出转矩，以满足主轴低速时对输出转矩特性的要求。

数控车床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速，可以实现分段无级变速。

滑移齿轮的移位大都采用液压缸加拔叉。

或者直接由液压缸带动齿轮。

数控机床的主传动系统

联轴器直接与主轴联接
其优点是结构紧凑，传动效率高，但主轴转速的变化及转矩的输出完全受电机的限制，随着主轴电机性能的提高，这种形式越来越多地被采用；
内装电机主轴
这种主传动方式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，主轴转速高，但主轴输出扭矩小，电机发热对主轴的精度影响较大。
数控机床的主传动系统
1.1 主传动系统的结构与特点 1.数控机床的传动系统在数控机床的主轴电机、传动元件和主轴构成的具有运动传动联系的系统称为主传动系统。由于现代数控机床常采用直流或交流调速电机作为主运动的动力源，主要由电机实现主运动的变速，使得数控机床的主传动系统的结构大大简化。
1）带有变速齿轮的主传动
排油泵强制排油到恒温邮箱，以达到润滑、冷却的目的。
2．主轴的密封
主轴的密封有接触式和非接触式两种。接触式: 有摩擦和磨损，发热严重，用于低速主轴。非接触式: 迷宫式和隙缝式，发热很小，应用广泛。为保证密封作用，旋转部分与固定部分之间的径向间隙应小于
（a）主轴准停换刀
4.主轴组件的润滑与密封
1）主轴润滑主轴润滑的作用减少摩擦，降低机床温度，是带走摩擦所产生的热量，
减少机床热变形。机床的润滑凡是主要有以下两种：（1）油气润滑方式。油气润滑是定时定量地把油雾送进轴承空隙中，这
种送油方式是间歇式的；而油雾润滑则是连续供给油雾。（2）喷注润滑方式。它用较大流量的恒温油喷注到主轴轴承上，然后由
合机床的镗孔车端面头主轴组件。（5）主轴作旋转运动又作行星运动的主轴组件。
2）主轴端部的结构
主轴端部用于安装刀具或夹持安装工件的夹具。其结构应保证定位准确，夹紧牢固可靠，能传递足够大的扭矩，安装、拆卸方便。主轴端部的结构已经标准化，如图3-4所示为六种通用的结构形式。

数控机床主传动系统

伺服驱动系统通常由伺服电机、控制器和驱动器组成，通过调整电机的输入电压或电流实现主轴的精确位置和速度控制。
伺服驱动系统的性能决定了数控机床的动态特性和加工精度。
主轴与卡盘
主轴是数控机床主传动系统的输出部件，它能够带动刀具或工件
旋转。
主轴通常采用高精度轴承和刀具夹紧装置，以确保加工过程中的
稳定性和精度。
类型与分类
类型
数控机床主传动系统根据其结构和工作原理的不同，可以分为多种类型，如机械主传动系统、液压主传动系统、电气主传动系统等。
分类
数控机床主传动系统还可以根据其传动方式的不同进行分类，如带传动、链传动、齿轮传动等。不同类型的数控机床主传动系统具有不同的特点和应用范围，需要根据具体的加工需求和加工条件进行选择。
主轴定位精度与重复定位精度
主轴定位精度
主轴在特定位置的准确度，决定了加工零件的尺寸精度。定位精度越高，加工精度越好。
重复定位精度
主轴在相同位置的重复精度，反映了主轴运动的稳定性。重复定位精度越高，主轴运动越稳定。
热稳定性与动态特性
热稳定性
主轴在切削过程中抵抗温度变化的能力，热稳定性越高，加工过程中主轴的性能越稳定。
动态特性
主轴在动态切削过程中的表现，包括振动、噪声等。动态特性越好，切削过程越平稳，加工表面质量越高。
04
主传动系统的控制技术
数控编程与加工技术
数控编程
根据加工需求，使用数控编程语言（如G代码）对机床进行编程，以控制主轴的运动轨迹和加工过程。
加工工艺
根据工件材料、加工要求和刀具特性，选择合适的加工工艺，如粗加工、半精加工和精加工等，以确保加工质量和效率。
特点
数控机床主传动系统具有高精度、高效率、高稳定性等特点，能够满足复杂、高效、高ห้องสมุดไป่ตู้度的加工需求。

数控机床的主传动系统

01
高精度传动
数控机床主传动系统采用高精度轴承、齿轮等传动元件，确保主轴的高
精度旋转。高精度传动有助于提高加工精度和降低表面粗糙度。
02 03
动态稳定性
主传动系统具备良好的动态稳定性，能够抵抗各种外部干扰和切削力变化。动态稳定性确保了机床在高速、重负荷切削条件下的稳定运行，提高加工效率和成品率。
自动化加工
数控机床能够按照预先编程的加工程序，自动完成工件的切削、钻孔、铣削等各种加工操作。
主传动系统的重要性
机床核心部件
主传动系统是数控机床的核心部件之一，它负责将电机的动力传递给主轴，从而驱动刀具进行切削加工。
加工精度和效率
主传动系统的性能直接影响到数控机床的加工精度和加工效率，因此，对主传动系统进行深入研究具有重要意义。
传动装置
功能Байду номын сангаас述
传动装置负责将主电机产生的动力传递到变速机构或主轴，以实
现机床的切削加工。
常见类型
传动装置可采用带传动、链传动、齿轮传动或同步带传动等方式
。
设计要点
在传动装置的设计过程中，需要考虑传动效率、传动精度、噪音、振动、抗冲击能力等因素，确保传动装置能够满足机床的加工
精度和稳定性要求。
结构特点
主轴通常采用高精度轴承支撑，确保高速旋转时的稳定性和精度。同时，主轴上还可能配备有冷却系统、润滑系统、主轴电机等辅助装置。
性能要求
主轴应具有足够的刚度、抗震性和热稳定性，以确保在各种切削条件下均能保持较高的加工精度和表面质量。
03
主传动系统的工作原理
电动机驱动
电动机选择
数控机床主传动系统通常采用交流伺服电动机或直流伺服电动机作为动力源，以满足高精度、高速度和高刚度的要求。

普通数控车床主传动系统设计

普通数控车床主传动系统设计1. 引言普通数控车床主传动系统是数控车床中的核心部件之一，主要负责提供动力和转速控制，以实现对工件的加工操作。

本文将详细介绍普通数控车床主传动系统的设计原理和关键要素。

2. 设计原理普通数控车床主传动系统的设计原理基于数控技术和机械传动原理。

其根本原理如下：•主电机提供动力：普通数控车床主传动系统的第一要素是主电机。

主电机通过机械传动装置将动力传递给主轴，驱开工件的旋转运动。

•变速装置实现转速控制：为了满足不同加工需求，普通数控车床主传动系统通常配备了变速装置。

变速装置可以改变主轴的转速，使其适应不同工件加工的要求。

•控制系统实现精确控制：普通数控车床主传动系统的另一重要元素是控制系统。

控制系统通过编程控制，实现对主电机和变速装置的精确控制，确保工件加工的精度和稳定性。

3. 设计要素3.1 主电机选择主电机是普通数控车床主传动系统的关键组成局部。

在选择主电机时，需要考虑以下因素：•功率：根据加工要求和工件材料的硬度，选择适当的主电机功率，以确保足够的动力输出。

•转速范围：根据加工要求和工件材料的特性，选择主电机的转速范围，以满足不同加工情况下的转速要求。

•耐久性：主电机应具有较高的耐久性和可靠性，以适应长时间运行和重复工作的需求。

3.2 变速装置设计变速装置的设计对普通数控车床主传动系统的性能和灵巧性有重要影响。

在设计变速装置时，需要考虑以下因素：•传动比：根据不同的加工要求，设计适宜的传动比，以实现主轴转速的调整。

•换挡操作：如果变速装置采用机械换挡方式，需要考虑换挡操作的平稳性和可靠性。

如果采用电子控制方式，那么需要确保换挡速度和精确性。

•维护和保养：变速装置应设计成易于维护和保养，以提高系统的可靠性和使用寿命。

3.3 控制系统设计控制系统是普通数控车床主传动系统的智能化局部。

在设计控制系统时，需要考虑以下要素：•控制精度：控制系统应具有较高的精度，以满足工件加工的精度要求。

数控机床主传动系统概述

数控机床主传动系统概述主运动系统是指驱动主轴运动的系统，主轴是数控机床上带动刀具和工件旋转，产生切削运动的运动轴，它往往是数控机床上单轴功率消耗最大的运动轴。

其主要功用有：① 传递动力，传递切削加工所需要的动力；② 传递运动，传递切削加工所需要的运动；③ 运动掌握，掌握主运动运行速度的大小、方向和起停。

与进给伺服系统相比，它具有转速高、传递的功率大等特点，是数控机床的关键部件之一，对它的运动精度、刚度、噪声、温升、热变形都有较高的要求。

1.对主运动系统的要求动力功率高由于对高效率的要求日益增长，加之刀具材料和技术的进步，大多数NC机床均要求有足够高的功率来满意高速强力切削。

一般NC 机床的主轴驱动功率在3.7kW～250kW之间。

调速范围宽除了功率方面的要求外，还应使主轴转速具有足够大的调整范围。

调速范围是指最高转速与最低转速之比，即：Rn=nmax/nmin在主运动系统中调速范围有恒扭矩、恒功率调速范围之分，如图5-1所示，在基本转速(额定转速nc )以下是恒转速调速范围，通过调整电枢电压来实现，在nc以上是恒功率调速，通过调磁调速。

而且现在恒功率调速范围尽可能大，以便在尽可能低的速度下，利用其全功率(在低速时往往由于电流的限制，只能进行恒扭矩调速。

由于加工一些难加工材料所需求的转速范围相差很大，例如，钛需要低速加工，而铝合金材料却需要高速加工，而采纳齿轮变速箱扩大变速范围的方法已不能满意要求。

掌握功能的多样化由于NC机床的种类繁多，不同的机床对主轴功能有不同的要求。

如：NC车床车螺纹时要求有同步掌握功能；加工中心为了能进行自动换刀需要主轴准停功能；NC车床和NC磨床在进行端面加工时，为了保证端面加工的粗糙度要求，要求接触点处的线速度为恒值，需要恒线速切削功能；还有些NC机床有C轴掌握功能。

性能要求高对主轴电机的性能要求如下：①电机抗过载力量强，要求有较长时间(1～30min)和较大倍数的抗过载力量；②在断续负载下，电机转速波动要小；③速度响应要快，升降速时间要短；④电机温升低，振动和噪音小；⑤牢靠性高，寿命长，维护简单；⑥体积小，重量轻，与机床联接简单。

数控机床的主传动系统

性能要求高
电机过载能力强。要求有较长时间 (1~30min)和较大倍数的过载能力
在断续负载下，电机转速波动要小。速度响应要快，升降速时间要短。电机温升低，振动和噪音小，精度要高。可靠性高，寿命长，维护容易。要具有抗振性和热稳定性。体积小，重量轻，与机床联接容易。
液体静压滑动轴承主要应用于主轴高转速、高回转精度的场合，如应用于精密、超精密的数控机床主轴、数控磨床主轴。
4 、主轴准停装置
主轴准停也叫主轴定向。在加工中心等数控机床上，由于有机械手自动换刀，要求刀柄上的键槽对准主轴的端面键上，因此主轴每次必须停在一个固定准确的位置上，以利于机械手换刀。所以，主轴上必须设有准停装置。主轴准停装置分为机械式准停、电气式准停。
二、数控机床的主轴部件
主轴部件是主运动的执行件，它夹持刀具或工件，并带动其旋转。功用：
夹持工件或刀具实现切削运动；传递运动及切削加工所需要的动力。组成：主轴、支承、传动零件、装夹刀具或工件的附件及辅助零部件。
要求：主轴的精度要高。包括运动精度(回转精度、轴向串动)、和安装刀具或夹持工件的夹具的定位精度(轴向、径向)。部件的结构刚度和抗振性好。较低的运转温升以及较好的热稳定性。部件的耐磨性和精度保持性好。自动可靠的装夹刀具或工件
（3）机床基础件，通常指床身、底座、立柱、滑座、工作台等。其功用是支承机床本体的零、部件，并保证这些零、部件在切削加工过程中占有的准确位置。
一、概述
1、概念主运动是机床实现切削的基本运动。即驱动主轴运动的系统。在切削过程中，它为切除工件上多余的金属提供所需的切削速度和动力，是切削过程中速度最高、消耗功率最多的运动。主传动系统是：由主轴电机经一系列传动元件和主轴构成的具有运动、传动联系的系统。数控机床的主传动系统包括：主轴电动机、传动装置、主轴、主轴轴承、主轴定向装置。

数控机床的主传动系统

目前，主轴准停装置很多，主要分为机械式和电气式两种。传统的做法是采用机械挡块等来定向。图5-26为V形槽轮定位盘准停装置原理图，在主轴上固定一个V形槽定位盘，使V形槽与主轴上的端面键保持所需要的相对位置关系。当主轴需要停车换刀时，发出降速信号，主轴转换到最低速运转，时间继电器开始动作，并延时4～6s后，无触点开关1 接通电源，当主轴转到图示位置即V形槽轮定位盘3上的感应块2与无触点开关1相接触后发出信号，使主轴电动机停转。另一延时继电器延时 0.2～0.4s后，压力油进入定位液压缸下腔，使定向活塞向左移动，当定向活塞上的定向滚轮5顶入定位盘的V形槽内时，行程开关LS2发出信号，主轴准停完成。若延时继电器延时1s后行程开关LS2仍不发信号，说明准停没完成，需使定向活塞 6后退，重新准停。当活塞杆向右移到位时，行程开关LS1发出定向滚轮5退出凸轮定位盘凹槽的信号，此时主轴可启动工作。
图5-29 电主轴部件 1-转子 2-定子 3-箱体 4-主轴
电主轴的出现大大简化了主运动系统结构，实现了所谓的“零传动”，它具有结构紧凑、重量轻、惯性小、动态特性好等优点，并可改善机床的动平衡，避免振动和噪声，在超高速切削机床上得到了广泛的应用。
图示为刀具的夹紧状态，碟形弹簧13通过拉杆7，双瓣卡爪5，在内套21的作用下，将刀柄的尾端拉紧。当换刀时，要求松开刀柄，此时，在主轴上端油缸的上腔A通入压力油，活塞14的端部即推动拉杆7向下移动，同时压缩碟形弹簧13，当拉杆7下移到使卡爪5的下端移出套筒时，在弹簧6的作用下，卡爪张开，喷气头20将刀柄顶松，刀具即可由机械手拔出。待机械手将新刀装入后，油缸12的下腔通入压力油，活塞14向上移，碟形弹簧伸长将拉杆7和卡爪5拉着向上，卡爪5重新进入套筒21 ，将刀柄拉紧。活塞14移动的两个极限位置都有相应的行程开关作用，作为刀具松开和夹紧的回答信号。

数控机床主传动系统的特点

数控机床主传动系统的特点数控机床是一种高精度、高效率的机床设备，其主传动系统是机床中最重要的部分之一。

主传动系统的特点决定了数控机床的加工精度、运行稳定性和工作效率，下面将详细介绍数控机床主传动系统的特点。

首先，数控机床主传动系统具有高精度。

主传动系统由电机、传动装置和负载构成，其中传动装置往往采用精密的齿轮副或高精度的滚动轴承。

这些零部件的加工精度和装配精度直接影响整个传动系统的精度。

同时，数控机床主传动系统还经过优化设计，采用精密配合和紧固措施，以减小系统误差和传动间隙，进一步提高精度。

其次，数控机床主传动系统具有较高的动态响应速度。

在数控加工中，机床需要快速响应不同的运动指令，并准确执行相应的加工动作。

主传动系统必须具备较高的刚性和响应速度，以满足快速运动和频繁变向的需求。

为此，数控机床主传动系统采用高速电机和快速传动装置，通过控制器对电机进行精确控制，实现高速、高效的加工过程。

此外，数控机床主传动系统具有良好的运行稳定性。

稳定性是数控机床正常运行的基础，也是实现高精度加工的关键因素之一。

主传动系统通过采用高质量的传动装置和材料，增加传动装置和轴承的刚性，减少振动和噪音的产生。

同时，数控机床主传动系统还配备了完善的润滑系统和冷却系统，保证机床在长时间运行过程中的稳定性和可靠性。

最后，数控机床主传动系统具有较高的工作效率。

主传动系统通过合理的传动比和功率匹配，提供足够的动力和扭矩，满足加工的要求。

同时，数控机床主传动系统采用数字化控制技术，通过精确控制电机的转速和转矩，实现高效能、高精度的加工操作。

这种高效率的工作模式，能够最大限度地提高生产效率和经济效益。

总结起来，数控机床主传动系统具有高精度、高动态响应速度、良好的运行稳定性和高工作效率等特点。

这些特点使得数控机床能够实现高精度加工，满足不同加工要求，减少人为因素的干扰，提高加工质量和生产效率。