数控机床的主传动系统PPT课件

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。
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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。 如图3.4所示为THK6380型自动换刀数控铣镗床的主传动系统 图，该机床采用双速电动机和六个电磁离合器完成18级变速。 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，是在摩擦面上做了一定齿形，
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3.2.3主轴的材料和热处理
主轴材料可根据强度、刚度、耐磨性、载荷特点和热处理 变形大小等因素来选择。主轴刚度与材质的弹性模量E有关。
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3.2.4主轴的润滑与冷却
主轴轴承润滑和冷却是保证主轴正常工作的必要手段。为尽 可能减少主轴部件温升引起的热变形对机床工作精度的影响，通 常利用润滑油循环系统把主轴部件的热量带走，使主轴部件与箱 体保持恒定的温度，在某些数控机床上，采用专用的冷却装置， 控制主轴箱温升。
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3.2主轴部件
3.2.1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。
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3.3主轴准停
3.3.1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。在自动换刀的数控镗铣加工中心上，切削转矩通常是通 过刀杆的端面键来传递的。这就要求主轴具有准确定位于圆周上特定 角度的功能，见图3.26。当加工阶梯孔或精镗孔后退刀时，为防止刀 具与小阶梯孔碰撞或拉毛已精加工的孔表面，必须先让刀，后再退刀 ，而要让刀，刀具必须具有准确定位功能，如图3.27所示。
图3.19 数控落地铣镗床的矩形滑枕 图3.20 棱形滑枕
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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
主轴准停可分为机械准停与电气准停,控制过程如图3.28所示。 3.3.2机械准停
图3.29为典型的端面螺旋凸轮准停装置 。
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3.3.3电气准停控制
目前电气准停有如下三种方式： 1．磁传感器主轴准停 图3.30 磁传感器主轴准停控制系统基本结构； 图3.31 磁发体与磁传感器在主轴上位置示意图； 图3.32 磁传感器准停时序图。 2．编码器型主轴准停 图3.33 编码器型主轴准停控制结构； 图3.34 编码器准停控制时序。 3．数控系统控制准停 图3.35数控系统控制主轴准停结构。
来提高传递的扭力。
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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（图3.2d所示）， 大大简化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。 如图3.7所示为日本研制的立式加工中心主轴组件，其内装电动 机主轴最高转速可达20 000r／min。
3.1 概述
第三章 数控机床的 主传动系统
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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
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3.1 概述
3.1.1 对主传动系统的要求
(1)大的调速范围 。 (2)小的热变形 。 (3)主轴有高的旋转精度和运动精度 。 (4)主轴有较高的静刚度和抗振性 。 (5)主轴组件有足够的耐磨性 。
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3.2.5数控车床的主轴部件
1．主轴的支承与润滑，图3.14为TND360数控车床主轴部件，主轴内 孔是用于通过长的棒料，也可用于通过气动、液压夹紧装置(动力夹盘)。
2．卡盘 图3.15液压动力自定心卡盘 3．主轴编码器 编码器如图3.16所示； 常用弹性联轴器如图3.17所示； 光电脉冲发生器原理如图3.18所示。
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3.1.2 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(图3.2a)。 (2)通过带传动的主传动(图3.2b) 。 (3)用两个电动机分别驱动主轴 (图3.2c) 。
3.2.2 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6(E)、精密级5(D)、特精级 4(C)和超精级2(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4(C)、 5(D)级，后支 承用5(D)、6(E)级。特高精度的机床前后支承均用2(B)级精度。 3．主轴滚动轴承的配置(图3.10) 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）。
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ห้องสมุดไป่ตู้11
3.2.6自动换刀数控机床的主轴部件
1．主轴箱
主轴箱的结构较普通机床简化，但主轴箱材料要求较高， 一般用HT250或HT300，制造与装配精度也较普通机床要高。
大型落地铣镗床的主轴箱结构还有携带主轴的部件作前后 进给运动的功能，它的进给方向与主轴的轴向进给方向相同。 此类机床的主轴箱结构通常有两种方案，即滑枕式和主轴箱移 动式。