中高职衔接

• 1.2 对主传动的要求
• 主传动的作用：产生主切削力 • 要求： ①足够的转速范围 ②足够的功率和扭矩 ③各零部件应具有足够的精度、强度、刚度和抗振性 ④噪声低、运行平稳
1.2.2主传动系统结构
• 根据数控机床的类型与大小，其主传动主要有以下四种形式：
• 1．带有变速齿轮的主传动系统 • 2．带有定比传动的主传动系统 • 3．用两个电动机分别驱动的主传动系统 • 4．由主轴电动机直接驱动的主传动系统
学习内容：
在教学中从数控机床的机械机构部分循序渐进，针对学生的弱点进行重点讲解， 在学生打牢基础知识后，再结合故障实例进行分析讲解，并根据条件进行实操练习。
故
机
电
气
伺
障
械
气
液
服
实
结
控
传
系
例
构
制
动
统
分
析
第一单元：数控机床的机械结构
• 1.1数控机床的结构特点
• 高的刚度及良好的抗振性能 Biblioteka Baidu 热稳定性好 • 运动导轨副的摩擦特性好 • 传动系统简化 • 进给传动无间隙
• 液压缸体2通过法兰盘4及连接件固定 在主轴尾部，随主轴一起旋转。引油导 套1固定在动力卡盘的壳体上，通过前后 滚珠轴承支承液压缸转动。当程序段指 令发出夹紧或松开控制信息后，通过液 压系统控制活塞产生轴向位移，再通过 拉杆使主轴前端动力卡盘的卡爪夹紧或 松开。
图5-9 动力卡盘液压缸结构图 1-引油导套 2-液压缸体 3-活塞 4-法兰盘
图1-1数控机床主传动系统分类
主轴电动机
主轴电动机
电主轴
例：分 析图1-2 所示的 TND360 型数控 车床主 轴箱传 动系统
图1-2 TND360型数控车床主轴箱传动系统
1.3主轴的支撑
目前数控机床主轴轴承配置有三种主要形式。 （a）为数控机床前支承采用双列短圆柱滚子轴承和 60度角接触双列向心推
力球轴承，后支承采用成对向心推力球轴承。此种结构普遍应用于各种数控 机床，其综合刚度高，可以满足强力切削要求。 （b）为前支承采用多个高精度向心推力球轴承，这种配置具有良好的高速性 能，但它的承载能力较小，适用于高速轻载和精密数控机床。 （C）为前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承为单列圆锥滚子轴承，其经向 和轴向刚度很高，能承受重载荷。但这种结构限制了主轴最高转速，因此适 用于中等精度低速重载数控机床。
内容设计：
机床的故障诊断与维修涉及知识面较广，尤其是故障诊断，要求学生要有较 好的基础知识才能正确的有针对性对故障进行分析，而中高职学生基础较薄弱，在 案例教学中，学生虽然明白应该怎么做，但往往在实践中不能正确的判断故障的起 因。这门课的重点在诊断上，就像医生诊断病人一样，要根据症状来判断病因，才 能对症下药。因此在教学过程中，要合理的设计教学内容，针对学生的薄弱点来因 材施教。
• 3．自动夹紧装置
• 在带有刀库的数控机床中，为了实现刀具在的 自动装卸，主轴内设有刀具自动夹紧装置。 • 图5-11所示为自动换刀数控铣镗床的主轴部件， 其主轴前端的7：24锥最孔用于装夹锥柄刀具或 刀杆。主轴的端面键可用于传递刀具的扭矩，也 可用于刀具的周向定位。 • 刀具夹紧时，蝶形弹簧11通过拉杆7，双瓣卡 爪5，在套筒14的作用下，将刀柄的尾端拉紧。 • 当换刀时，在主轴上端油缸的上腔A通入压力 油，活塞12的端部推动拉杆7向下移动，同时压 缩蝶形弹簧11，当拉杆7下移到使双瓣卡爪5的下 端移出套筒14时，在弹簧6的作用下，卡爪张开， 喷气头13将刀柄顶松，刀具即可由机械手拔除。 • 待机械手将新刀装入后，油缸10的下腔通入 压力油，活塞12向上移，蝶形弹簧伸长将拉杆7 和双瓣卡爪5拉着向上，双瓣卡爪5重新进入套筒 14，将刀柄拉紧。 • 活塞12移动的二个极限位置都有相应的行程 开关（LS1，LS2）作用，作为刀具松开和夹紧的 回答信号。
1、主轴轴承的支撑形式
1）前支撑采用双列短 圆柱滚子轴承和60°角接触 双列向心推力球轴承组合， 后支撑采用成对向心推力球 轴承。可提高主轴的综合刚 度，满足强力切削的要求。 普遍用于各类数控机床主轴。 主轴轴承常见的支撑形式
(a)形式一；(b)形式二；(c)形式三
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2）前支撑采用高精度双列 向心推力球轴承。向心推力轴 承有良好的高速性，主轴最高 转速可达4000r／min，但承载 能力小，适于高速、轻载、高 精密的数控机床主轴。
图5-11 数控
铣镗床的主 轴部件
1-调整半环； 2-3182120型 锥孔双列圆柱 滚子轴承； 32268120型双 向向心球轴承； 4、9-调整环 ；
5-双瓣 卡爪；6-弹簧 ；
7-拉杆 ；846115型向心 推力球轴承 ； 10-油缸； 11碟型弹簧； 12-活塞； 13喷气头； 14-
套筒
1.4主轴的准停装置
• 主轴准停功能又称主轴定位功能，即主轴停止时，控制其停在固定 的位置。这是换刀所必需的功能，因为每次换刀时都要保证刀具锥柄处 的键槽对准主轴上的端面键，也要保证在精镗孔完毕退刀时不会划伤已 加工表面。 • 准停装置分为机械式和电气式两种。现代的数控机床一般都采用电
3）前后支撑分别采用双 列和单列圆锥滚子轴承。径向 和轴向刚度高，能承受重载荷， 其安装、调整性能好，但限制 了主轴转速和精度，因此可用 于中等精度、低速、重载的数 控机床的主轴。
• 1．主轴的支承
• 数控机床主轴支承可以有多种配置形式。 • 图5-8所示为TND360型车床主轴部件。 因为主轴在切削时要承受较大的切削力， 所以轴径较大，刚性好。 • 在主轴端部，卡盘靠前端的短圆锥面和 凸缘端面定位，用拨销传递扭矩。主轴为 空心轴，通过棒料的直径可达60mm。 • 前轴承为三个推力角接触球轴承，前面 两个轴承大口朝向主轴前端，接触角为 25°，以承受轴向切削力；后面轴承大口 朝向主轴后端，接触角为14°，三个轴承 的内外圈轴向由轴肩和箱体孔的台阶固定， 以承受轴向负荷。 • 后支承由一对背靠背的推力角接触球轴 承组成，只承受径向载荷，并由后压套进 行预紧.
图5-8 TND360型车床主轴结构 1、2-后轴承 3-轴承 4、5-前轴承
• 2．动力卡盘 • 为了减少辅助时间和劳动强度， 并适应自动化和半自动化加工的需 要，数控车床多采用动力卡盘装夹 工件，目前使用较多的是自动定心 液压动力卡盘。该卡盘主要由引油 导套、液压缸和卡盘三部分组成。
• 图5-9为液压动力卡盘液压缸 的结构图。