数控机床006

数控机床006

烟台工程职业技术学院

数控技术系系数控设备应用与爱护专业 08302 级毕业设计（论文）

题目:数控机床主轴部件及爱护

姓名学号

指导教师（签名）

二○年月日

目录

【摘要】 (4)

【前言】 (4)

一、数控系统与数控机床技术进展趋势 (5)

二、数控机床主轴结构 (9)

（一）高速加工对机床主轴的要求 (9)

（二）主轴的结构设计 (9)

三、数控机床主轴的故障分析与修理 (12)

（一）开机后短时刻加工零件尺寸有偏差 (12)

（二）加工过程中主轴过热 (12)

（三）主轴刀具未到位 (12)

（四）主轴定位精度不准 (12)

（五）主轴夹紧装置不动作 (12)

（六）主轴显现专门噪音或振动 (13)

（七）主轴的转速达不到预定值 (13)

四、主轴的爱护的内容 (14)

（一）主轴的传动 (14)

（一）主轴的爱护 (15)

【致谢】 (17)

【结语】 (17)

【参考文献】 (18)

数控机床主轴部件及爱护

宋恒昌

【摘要】：随着我过国民经济的快速进展,数控机床在国内的应用越来越普遍,数控机床作为高效率自动化装备越来越宽敞应用,数控技术是集运算机技术,自动操纵技术,测试操纵技术,机械明白技术为一体的综合性高新技术,它将机械装备的功能,可靠性,效率,质量及自动化程度等提高到一个新的水平。

数控机床的组成不见大致能够分为机械和电气两部分,机械部分通常称为机床本体,它由对主轴组件的主运动系统,进给系统,支撑系统和自动换刀系统组成。

【关键词】：数控车床、主轴箱体、主轴、主轴箱底座、主轴故障、主轴修理、主轴保养、

前言

从20世纪中叶数控技术显现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产治理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不承诺报废的关键零件、要求周密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范畴使其成为国民经济和国防建设进展的重要装备。1983年，日本东芝公司卖给前苏联几台五轴联动数控铣床，前苏联将其用于制造核潜艇推进螺旋桨，由于加工精度提高，使得螺旋桨在水中转动时候噪声大为下降，以至于美国的声纳无法侦测到前苏联核潜艇的动向,苏军潜艇能专门好的隐藏在海底下。该数控机床的销售，也使得苏联的装备制造业上了一个档次，时至今日，美军的声纳也难以监听到俄军的潜艇了。

进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃进展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备进展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后猛烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的进展是解决机床制造业连续进展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及运算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范畴还在不断扩大，同时不断进展以更适应生产加工的需要。

一、数控系统与数控机床技术进展趋势

（一）高速化

随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速进展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。

（1）主轴转速：机床采纳电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达200000r/min；（2）进给率：在辨论率为0.01μm时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工；

（3）运算速度：微处理器的迅速进展为数控系统向高速、高精度方向进展提供了保证，开发出CPU已进展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，使得当辨论率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～

240m/min的进给速度；

（4）换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时刻普遍已在1s左右，高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时刻仅0.9s。

（二）高精度化

数控机床精度的要求现在差不多不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

（1）提高CNC系统操纵精度：采纳高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC操纵单位精细化，并采纳高辨论率位置检测装置，提高位置检测精度（日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到

0.01μm/脉冲），位置伺服系统采纳前馈操纵与非线性操纵等方法；

（2）采纳误差补偿技术：采纳反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果说明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%～80%；

（3）采纳网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真推测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳固，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加工质量。

（三）功能复合化

复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。依照其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等；工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采纳复合机床进行加工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时刻以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相关于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。

加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化进展。德国Index公司最新推出的车削加工中心是模块化结构，该加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序，可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高，大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。

在2005年中国国际机床展览会（CIMT2005）上，国内外制造商展出了形式各异的多轴加工机床（包括双主轴、双刀架、9轴操纵等）以及可实现4～5轴联动的五轴高速门式加工中心、五轴联动高速铣削中心等。

（四）操纵智能化

随着人工智能技术的进展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的进展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。具体表达在以下几个方面：

（1）加工过程自适应操纵技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破旧状态及机床加工的稳固性状态，并依照这些状态实时调整加工参数（主轴转速、进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性；

（2）加工参数的智能优化与选择：将工艺专家或技师的体会、零件加工的一样与专门规律，用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，利用它获得优化的加工参数，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产预备时刻的目的；