数控机床主轴的几种结构形式
数控机床的典型机械结构
高传动件的制造精度与刚度。 • ３. 具有良好的抗振性和热稳定性 • 数控机床一般既要进行粗加工, 又要进行精加工。
上一页 下一页 返回
５. ２ 数控机床主轴系统
• 加工时由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过 程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰, 使主轴产生振 动, 影响加工精度和表面粗糙度, 严重时甚至会破坏刀具或工件, 使加 工无法进行。 主轴系统的发热可能导致所有零部件产生热变形, 降低 传动效率, 破坏零部件之间的相对位置精度和运动精度而造成加工误 差。 因此, 要求主轴组件要有较高的固有频率、较好的动平衡、保持 合适的配合间隙并进行循环润滑等。
• 数控机床的机械结构仍然继承了普通机床的构成模式, 其零部件的设 计方法也同样类似于普通机床。
下一页 返回
５. １ 数控机床的机械结构概述
• 但近年来, 随着进给驱动、主轴驱动和ＣＮＣ 的发展, 为适应高生产 效率的需要, 现今的数控机床有着独特的机械结构, 除机床基础件外, 主要由以下各部分组成。
上一页 下一页 返回
第6章 数组
• 6.1 一维数组 • 6.2 二维数组 • 6.3 字符数组 • 6.4 数组程序举例
6.1 一维数组
• 6.1.1一维数组的定义方式 • 一维数组的定义方式为: • 类型说明符数组名[常量表达式]; • 其中: • 类型说明符可以是任何一种基本数据类型或构造数据类型。 • 数组名是用户定义的数组标识符。 • 方括号中的常量表达式须为整型，其值表小数组元素的个数，也称为
来表示。 • (5)允许在同一个类型说明中说明多个数组和多个变量。
数控机床主轴结构图PPT课件
按ESC退出
LB326编码器 安装方案
.
按ESC退出
按ESC退出
分段校. 正法
旋转变压器的安装
.
按ESC退出
波纹管型、膜片型联轴器
.
按ESC退出
角度编码器 安装形式
.
按ESC退出
开
式
静
压
导
轨
工
作
原
理
.
按ESC退出
闭
式
静
压
导
轨
工
作
原
理
.
按ESC退出
滚动导轨预加负载的方法
.
按ESC退出
按ESC退出
刀 库 结 构
.
按ESC退出
TD
向 与
向 滑 台
.
按ESC退出
回
转
立
柱
运与
动机
械
手
回
转
.
按ESC退出
机械手臂结构图
.
按ESC退出
换刀装置各部分位置关系图
.
按ESC退出
按ESC退出
直线感应同. 步器结构
按磁性标尺基体形状分类的各种磁尺
.
按ESC退出
HEIDENHAIN增量式直线编码器
.
按ESC退出
电动机与丝杠直联式
.
按ESC退出
步进电动机与丝杠的联接
.
按ESC退出
偏 心 套 调 整 法
.
按ESC退出
轴 向 垫 片 调 整 法
.
按ESC退出
周
向
弹圆
簧柱
图
错 齿
薄 片
调齿
整轮
法
数控机床主轴设计
数控机床主轴设计
一、概述
1.数控机床主轴是机床加工过程中的核心部件，其质量直接影响到机
床的精度和生产效率。
数控机床主轴设计的主要任务是解决加工件的加工
精度、表面质量和生产效率等要求的技术问题。
2.数控机床主轴设计工作需要满足性能、结构、重量、尺寸、动力、
控制、安装等方面的要求，其中最重要的是性能和结构要求。
二、主轴结构设计
1.针对不同的加工工艺的要求，数控机床主轴设计的结构形式有很多，常见的有研磨轴、多段轴、悬臂式轴等。
2.研磨轴是机床主轴的基本结构，一般用于精超磨削，其结构特点为
研磨轴有较长的平稳运行区段，其强度高，通常采用梃形连接，耐磨性能好，是目前机床常用的轴形式。
3.多段轴是指主轴有多段，每段之间有齿轮连接，它可以满足不同加
工工艺的需求。
4.悬臂式轴是指主轴的两端分别有悬臂，是一种自转和轴向振动均有
良好平衡的结构形式，是用于精铣、拉床等加工工艺的主轴形式。
三、主轴性能设计
1.主轴的动力要求是指主轴所需的动力。
主要有机械动力、电动机动
力和气动动力等形式，根据不同的加工工艺要求，采用不同动力形式实现，其中机械动力是最常用的动力形式。
第6章 数控机床的机械结构
1．滚珠丝杠的结构组成
滚珠丝杠由丝杠、螺母、滚珠和滚珠返回装置四 部分组成。按照滚珠的循环方式，滚珠丝杠螺母副分 内循环方式和外循环方式两大类。 内循环方式指在循环过程中滚珠始终保持和丝杠 接触，如图6.16所示。
图6.16 滚珠丝杠内循环方式 1-丝杠；2-反向器；3-滚珠；4-螺母
2）减少各运动零件的惯量
传动件的惯量对进给系统的启动和制动特性都有 影响，尤其是高速运转的零件，其惯量的影响更大。 3）减少运动件的摩擦阻力 机械传动结构的摩擦阻力，主要来自丝杠螺母副 和导轨。 4）响应速度快 快速响应是伺服系统的动态性能，反映了系统的 跟踪精度。它是工件在加工过程中，工作台在规定的 速度范围内灵敏而精确地跟踪指令，且不出现丢步现 象。
1-主轴 2-同步齿形带 3-主轴电机 4-永久磁铁 5-磁传感器 图6.11 加工中心主轴准停装置
4．主轴部件的结构
（1）数控车床主轴部件的结构 数控车床的主传动系
统一般采用交流无级调速电动机，通过皮带传动，带 动主轴旋转。 图 6.12为数控车床主轴外观图。图 6.13 为数控车床主轴部件的典型结构图。主轴电动机通过 带轮15把运动传给主轴7。
1. 齿轮变速的主传动方式
如图6.6（a）所示，主轴电机经过二级齿轮变速， 使主轴获得低速和高速两种转速系列，这种分段无级 变速，确保低速时的大扭矩，满足机床对扭矩特性的 要求，是大中型数控机床采用较多的一种配置方式。
2. 带传动主传动方式
如图6.6（b）所示，主轴电机经带传动传递给主轴， 带传动主要采用 V型带或齿形带传动，可以避免齿轮 传动时引起的振动与噪声，且其结构简单、安装调试 方便，应用广泛。
1．主轴部件的支承与润滑 根据主轴部件的工作精度、刚度、温升和结构的
数控机床结构-数控机床的主轴部件
数控机床结构-数控机床的主轴部件主轴部件主轴部件是数控机床的最关键部件，它对零件加工质量有着直接的影响。
主轴部件包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。
数控机床的主轴部件要求有高的精度、刚度和热稳定性，还应满足数控机床所特有的结构要求。
如对于自动换刀的数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持，还必须有刀具的自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的清理装置等结构。
1.主轴部件的运动方式主轴部件按运动方式可分为以下几类:（1）只做旋转运动的主轴组件这类主轴组件结构较为简单，如车床、铣床和磨床等主轴组件属于这一类（2）既有旋转运动又有轴向进给运动的主轴组件如钻床和镗床等的主轴组件。
其中主轴组件与轴承装在套筒内。
主轴在套筒内做旋转主运动，套筒在主轴箱的导向孔内做直线进给运动。
（3）既有旋转运动又有轴向调整移动的主轴组件属于这一类的主轴组件有滚齿机、部分立式铣床等的主轴组件。
主轴在套筒内做旋转运动，并可根据需要随主轴套筒一起做轴向调整移动。
主轴组件工作时，用其中的夹紧装置将主轴套筒夹紧在主轴箱内，提高主轴部件的刚度。
（4）既有旋转运动又有径向进给运动的主轴部件属于这一类的有卧式镗床的平旋盘主轴部件和组合机床的镗孔车端面头主轴部件。
主轴做旋转运动时，装在数控机床结构主轴前端平旋盘上的径向滑块可带动刀具做径向进给运动。
（5）主轴做旋转运动又做行星运动的主轴部件新式内圆磨床砂轮主轴部件的工作原理如图3.2所示，砂轮主轴l在支撑套2的偏心孔内做旋转主运动。
支承套2安装在套筒4内。
套筒4的轴线与工件被加工孔轴线重合，当套筒4由蜗杆6经蜗轮W传动，在箱体3中缓慢地旋转时，带动套筒及砂轮主轴做行星运动，即圆周进给运动。
通过传动支承套2来调整主轴与套筒4的偏心距e，实现横向进给。
2.主轴主轴是主轴部件中的关键零件。
它的结构尺寸和形状、制造精度、材料及热处理等对主轴部件的工作性能有很大的影响。
主轴结构随主轴系统设计要求的不同而有多种形式。
主轴分类和特点
主轴根据驱动方式、结构形式和应用领域，可分为以下几类：
1.电机直驱主轴：将电机的转矩直接传递给主轴，无需通过其他传动装置，如齿轮、皮带等。
具有结构简单、传动效率高、响应速度快、精度高等特点，广泛应用于高速数控机床、加工中心等领域。
2.电机间接驱动主轴：需要通过一定的传动装置将电机的转矩传递给主轴。
这类主轴的传动效率相对较低，但结构较为稳定，适用于重载、低速加工等应用场景。
3.液压驱动主轴：利用液压油作为介质，将液压泵产生的压力转化为主轴的旋转动力。
具有较高的输出力矩、低速性能好等特点，适用于重载、高扭矩加工场合。
4.磁悬浮主轴：采用磁力将主轴悬浮于磁轴承中，实现非接触传动。
具有高速、低摩擦、长寿命等特点，但制造难度较大，成本较高。
磁悬浮主轴在高精度、高速加工领域具有广泛的应用前景。
此外，根据结构形式和应用领域，主轴还可以分为以下几种：
1.箱式主轴：适用于高速加工和重负荷切削。
2.双向主轴：可实现同时上下加工。
3.滚珠丝杠主轴：以滚珠丝杠的方式工作，具有较高的准确性和刚性。
4.电主轴：电主轴的转速可实现高速、中速、低速和变速。
5.叉架类零件主轴：具有较高的刚性和稳定性，适用于高强度加工。
主轴采用锥度，能够使主轴和进给系统的间隙达到最小，适用于具有较小直径或较深孔的加工，且在加工精度方面表现优秀。
由于主轴的刚度高，因此不易受到振动的影响，同时，主轴的精度和稳定性也能保证机床的耐久性。
广泛应用于汽车制造、航天制造和模具制造等领域。
以上是主轴的分类和特点的详细描述，不同的主轴具有不同的特性和应用场景，选择合适的主轴可以提高加工效率和精度。
数控机床设计4主轴组件设计
采用合理的轴承选配法，可在制造精度并非很高的情况下，也能使主轴组 件获得较高的旋转精度。
2）后轴承选配
对主轴组件前轴承选配之后再对后轴承选配，还可进一步提高主轴组件的 旋转精度。
把后轴承如同前轴承那样选配，可得到较小的轴端的偏心量。
综上所述，为了提高主轴组件的旋转精度，采用轴承选配法的几点结论是： （1）首先对前轴承进行选配（高点导向），使其偏心量δ A为最小。
常用中碳结构钢：优质结构钢，45。 合金结构钢，40Cr, 50Mn, 65Mn. 球墨铸铁也开始应用。 （2）热处理方法：滑动轴承支承，前端定位表面，淬硬HRC50~55； 低碳钢，渗碳淬火；合金可以化学处理。
三、主轴的技术条件 主轴的精度是根据机床的精度来提出技术要求，主轴的精度是：尺寸精 度，形状精度，以及支承轴颈与壳心表面之间的位置精度和光洁度。 支承轴颈为主轴基准，是工艺基准和测量基准，技术条件可以根据机床 手册和同等精度机床主轴图纸上的条件确定。
可用于要求不高的中速、普通精度机床的主轴（卧式车床、多刀车床、立式铣 床等）。
3）两端定位
两端定位结构其特点：
（1）支承结构简单，间隙调整方便； （2）主轴受热伸长会改变轴承间隙，
影响轴承的旋转精度及寿命；
（3）刚度和抗振性较差。 适用范围：（1）轴向间隙变化不影响正常工作的机床主轴，如钻床。
（2）支距短的机床主轴，如组合机床。
2 .60°接触角双向推力向心球轴承
这种轴承的优点是制造精度高，
允许转速高，温升较低，抗振性高 于推力球轴承8000型，装配调整简
单，精度稳定可靠。与双列圆柱滚
子轴承相配套，用于承受轴向载荷。 3.单列圆锥滚子轴承 普通单列圆锥滚子轴承（7000型），能同时承受径向和轴向载荷，承载 能力和刚度较高，价格便宜，支承简单，间隙调整方便。可用于中速、中载、 一般精度的主轴组件。
数控机床主轴的几种结构形式
数控机床主轴的几种结构形式
作者: 日期:
n
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。
由于数控机床的转速高、功率大，并且在加工过程中不进行人工调整，因此要求主轴部件具有良好的回转精度、结构刚度、抗振性、热稳定性、耐磨性和精度的保持性。
对于具有自动换刀装置的数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸和夹紧，还必须有刀具的自动夹紧装置、主轴准停装置等。
机床主轴的端部一般用于安装刀具、夹持工件或夹具。
在结构上，应能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的扭矩。
目前，主轴端部的结构形状都已标准化，图i所示为几种机床上通用的结构形式。
（a）数控车床主轴端部（b）铣、镗类机床主轴端部（c）外圆磨床砂轮主轴端部
（d）内圆磨床砂轮主轴端部（e）钻床与普通镗床锤杆端部（f）数控镗床主轴端部
图1机床主轴的几种结构形式。
数控机床主轴部件结构
数控机床主轴部件结构1.主轴箱体：主轴箱体是主轴部件的主要支撑部分，通常由铸铁或钢板焊接而成。
其主要功能是支撑主轴轴承和主轴电机，并提供刚性和稳定的工作环境。
主轴箱体通常有进给箱和冷却箱两个部分，进给箱用于传送动力和转矩到主轴，而冷却箱则用于散热和冷却主轴。
2.主轴轴承：主轴轴承用于支撑和定位主轴，使其能够高速旋转并承受工作负载。
根据不同的需求，主轴轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承两种类型。
滚动轴承主要有角接触球轴承、圆锥滚子轴承和球面滚子轴承等；滑动轴承则有液体静压轴承和磁浮轴承等。
主轴轴承通常由高速钢或陶瓷制成，以提供低摩擦和高刚度的特性。
3.主轴电机：主轴电机用于提供主轴的驱动力和转矩。
根据不同的需求和机床类型，主轴电机可以采用交流电机、直流电机或伺服电机等。
交流电机通常具有较好的响应性和调速性能，而直流电机则提供更高的转矩和速度范围。
伺服电机则结合了交流电机和伺服控制系统，可实现更精确的位置和速度控制。
4.主轴夹头：主轴夹头用于夹持工件或刀具，使其与主轴保持刚性连接。
主轴夹头通常有机械夹头和液压夹头两种类型。
机械夹头通过螺纹、卡盘或夹具等机械结构实现夹紧，适用于一般的加工需求。
液压夹头则通过液压系统提供更高的夹紧力和精确的夹紧位置，适用于高精度加工和重负载切削。
除了以上主要部件，数控机床主轴还可能包括冷却系统、振动补偿系统、联轴器等。
冷却系统用于降低主轴温度，保证加工质量和主轴寿命；振动补偿系统用于抑制主轴振动，提高加工质量和效率；联轴器用于连接主轴电机和主轴轴承，传递动力和转矩。
总之，数控机床主轴部件结构的设计旨在实现稳定高速、高精度的加工要求。
不同的机床和加工需求可能会有不同的主轴结构和配置，但其核心目标都是提供高效的驱动力和承载能力，以满足工业生产的要求。
数控车床主轴设计
数控车床主轴系统分析报告学院：机械工程学院班级：09创新一班姓名：学号：*******xxxMJ-50数控车床主轴结构下图为MJ-50数控车床主轴结构。
交流主轴电动机通过带轮15把运动传给主轴7 。
主轴前支承由一个双列圆柱滚子轴承1 1和一对角接触球轴承1 0组成，轴承11用来承受径向载荷，两个角接触球轴承分别承受两个方向的轴向载荷，另外还承受径向载荷。
松开螺母8的锁紧螺钉，就可用螺母来调整前支承轴承的间隙。
主轴的后支承为双列圆柱滚子轴承14，轴承间隙由螺母1和螺母6来调整。
主轴的支承形式为前端定位，主轴受热膨胀向后伸长，前后支承所用双列圆柱滚子轴承的支承刚性好，允许的极限转速高。
前支承中的角接触轴承能承受较大的轴向载荷，且允许的极限转速高。
主轴所采用的支承结构适宜高速大载荷的需要。
主轴的运动经过同步带轮16、同步带轮3以及同步带2带动脉冲编码器4，使其与主轴同速运转。
脉冲编码器用螺钉5固定在主轴箱体9上。
1、主传动系统的传动方式：机床主传动系统可分为无极变速传动和有级变速变速传动。
与普通机床相比，数控车床的主传动采用交、直流主轴调速电动机，电动机调速范围大，并可无级调速，使主轴箱结构大为简化。
为了适应不同的加工需要，数控车床的主传动系统有一下三种传动方式：1.1由电机直接驱动：主轴电机与主轴通过联轴器直接连接，或采用内装式主轴电动机直接驱动，如下图a所示。
采用直接驱动大大简化了主轴箱结构，能有效提高主轴刚度。
这种传动的特点是主轴转速的变化、出去转矩与电机的特性完全一致。
但由于主轴的输出功率和转矩特性直接决定于主轴电动机的性能，因而使这种变速传动的应用受到了一定的限制。
1.2采用定比传动：主轴电动机经定比传动传递给主轴，如下图b所示。
定比传动可采用带传动或齿轮传动，带传动具有传动噪声小、振动小的有点，一般应用在中小型数控车床上。
采用定比传动扩大了直接驱动的应用范围，即在一定程度上能满足主轴功率与转矩的要求，但其变速范围仍与电动机的调速范围相同。
数控机床结构-数控机床的主轴轴承
数控机床结构-数控机床的主轴轴承主轴轴承(1)主轴部件常用滚动轴承的类型①锥孔双列圆柱滚子轴承如图3.4(a)所示是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。
图3.4 主轴常用的滚动轴承②双列推力角接触球轴承如图3.4(b)所示是双列推力角接触球轴承，接触角为60°，球径小，数目多，能承受双向轴向载荷。
磨薄中间隔套，可以调整间隙或预紧，轴向刚度较高，允许转速高。
该轴承一般与双列圆柱滚子轴承配套用作主轴的前支承，并将其外圈外径做成负偏差，保证只承受轴向载荷。
③双列圆锥滚子轴承如图3.4（c）所示是双列圆锥滚子轴承，它有一个公用外圈和两个内圈，由外圈的凸肩在箱体上进行轴向定位，箱体孔可以镗成通孔。
磨薄中间隔套可以调整间隙或预紧，两列滚子的数目相差一个，能使振动频率不一致，明显改善了轴承的动态性。
这种轴承能同时承受径向和轴向载荷，通常用作主轴的前支承。
④带凸肩的双列圆柱滚子轴承如图3.4（d）所示是带凸肩的双列圆柱滚子轴承，结构上与图3.4（c）相似，可用作主轴前支承。
滚子做成空心的，保持架为整体结构，充满滚子之间的间隙，润滑油由空心滚子端面流向挡边摩擦处，可有效地进行润滑和冷却。
空心滚子承受冲击载荷是可产生微小变形，能增大接触面积并有吸振和缓冲作用。
滚动轴承的精度有E级(高级)、D级(精密级)、C级(特精级)和B级(超精级)4种等级。
前支承的轴承精度一般比后支承的轴承精度高一个等级。
一般数控机床前支承通常采用C、D级轴承，后支承则常采用D、E级轴承。
特高精度的数控机床前后支承均用B级精度轴承。
（2）主轴滚动轴承的配置合理配置轴承可以提高主轴精度、降低温升和简化支承结构。
数控机床主传动系统
数控机床主传动系统
• 课程导引 • （1）主传动系统
如图3-2所示为VMC-15加工中心的主传动结构，其主 传动路线为：交流主电动机(150～7500r／min无级调 速)→1∶1多楔带传动→主轴。
a)各种钻床
b)铣、镗床
c)外圆磨床、平面磨统
• 3.2 主轴及其部件结构
• 2.主轴的主要尺寸参数 • （1）主轴直径
主轴直径越大，其刚度越高，但增加直径使得轴承和 轴上其他零件的尺寸相应增大。轴承直径越大，同精度等 级的轴承公差值也越大，同时轴承极限转速下降，要保证 主轴的旋转精度就越困难。
• 3.1 数控机床的主轴系统
数控机床主传动系统
• 3.1.2 主传动变速的方式
•
数控机床主运动调速范围很宽，其主轴的传动变速方
式主要有以下几种：
图3-4 数控机床主传动的四种配置方式 a)齿轮变速 b)带传动 c)两个电动机分别驱动 d)电主轴
• 1.带有变速齿轮的主轴传动（分段无级变速）
数控机床主传动系统
数控机床结构与故障检修
Structure and maintenance of NC
第3章 数控机床主传动系统
The main drive system of NC
CONTENTS 目 录
一 数控机床的主轴系统 二 主轴及其部件结构 三 典型机床主轴结构
• 课程导引
数控机床主传动系统
如图所示VMC-15加工中 心，工作台行程X/Y/Z向 20in/16in/20in（ 1inc=25.4mm），快进速 度400in/min，主轴转速 150—7500r/min，定位精 度±0.0002in，主电机功 率11.2KW。
主轴的形式及结构[整理版]
![主轴的形式及结构[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/4cead25a2a160b4e767f5acfa1c7aa00b52a9d9c.png)
关于主轴结构何謂直結式主軸？直結式主軸即類似三軸馬達與滾珠螺桿之接合方式，主軸馬達置於主軸上方，馬達與主軸以高剛性無間隙連軸器相連，馬達端之轉動經由連軸器傳於主軸，此即直結式主軸直結式主軸比起皮帶式，齒輪式與內藏式有什麼特色？內藏式主軸:內藏式主軸即將馬達與主軸合而為一，將馬達轉子安裝於主軸軸心，定子在外，運轉原理和一般主軸馬達相同，其具有低振動特性，動態迴轉精度亦較好，但因主軸內必須置放馬達轉子造成軸承跨距較大，剛性較弱的情形發生內藏式主軸因剛性之故並不適合重切削直結式主軸：直結式主軸即類似三軸馬達與滾珠螺桿之接合方式，主軸馬達置於主軸上方，馬達與主軸以高剛性無間隙連軸器相連，馬達端之轉動經由連軸器傳於主軸，此即直結式主軸直結式主軸屬於剛性連結，對於馬達輸出之POWER較能完全表達於主軸特性，機械效率較高，於主軸運動時，連軸器扮演著不可或缺的角色，連軸器校正好或壞足以影響主軸運動精度，若連軸器校正不良對主軸產生下列影響，主軸溫昇急劇昇高、主軸震動過大、主軸偏擺過大、加工精度不良、甚至主軸燒毀皮帶式主軸:皮帶式主軸以皮帶傳遞主軸馬達之運動至主軸，其優點為，振動較齒輪式主軸小，易組裝，缺點為高速時噪音大，皮帶張力不易控制等齒輪式主軸:齒輪式主軸最大之優點為可傳遞高扭力，重切削能力優良，其缺點為轉速受限於齒輪設計不易提昇等电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，将会把高速加工推向一个新时代。
电主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置。
电主轴所融合的技术：高速轴承技术：电主轴通常采用复合陶瓷轴承，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍；有时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承，内外圈不接触，理论上寿命无限；高速电机技术：电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，电动机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。
数控机床主轴部件结构介绍ppt(36张)
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
1、主轴零件 要求：尺寸参数、端部结构、
材料、轴颈精度
机电设备安装与调试 数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
电主轴
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
电数控主车轴床液压卡盘
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——主轴准
机电设备安装与调试 数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
电加主工轴中心准停
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
②、电动机经同步齿形带传动主轴
主轴电动机
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
二、主传动系统的配置
③、电动机经齿轮变速传动主轴
主轴电动 机
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
① 主轴电动机直接驱动（一体化主轴，电主轴）
情景三 数控机床主轴部件结构
阅读分析数控机床主轴箱装配图
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
阅读分析数控机床主轴箱装配图
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
一、对数控机床主传动系统的要求
①具有更大的调速范围并实现无级调速。 ②具有较高的精度与刚度，传递平稳，噪声低。 ③良好的抗振性和热稳定性 ④在车削中心上，要求主轴具有C轴控制功能。 ⑤在加工中心上，要求主轴具有高精度的准停功能。 ⑥具有恒线速度切削控制功能。
主轴结构及工作原理
主轴部件是机床的重要部件之一，其精度、抗振性和热变形对加工质量有直接影响。
特别是如果数控机床在加工过程中不进行人工调整，这些影响将更为严重。
数控机床主轴部件在结构上要解决好主轴的支承、主轴内刀具自动装夹、主轴的定向停止等问题。
数控机床主轴的支承主要采用图8-5所示的三种主要形式。
图8-5a所示结构的前支承采用双列短圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴承组合，后支承采用成对向心推力球轴承。
这种结构的综合刚度高，可以满足强力切削要求，是目前各类数控机床普遍采用的形式。
图8-5b所示结构的前支承采用多个高精度向心推力球轴承，后支承采用单个向心推力球轴承。
这种配置的高速性能好，但承载能力较小，适用于高速、轻载和精密数控机床。
图8-5c所示结构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。
这种配置的径向和轴向刚度很高，可承受重载荷，但这种结构限制了主轴最高转速和精度，因而仅适用于中等精度、低速与重载的数控机床主轴。
主轴内部刀具自动夹紧机构是数控机床特别是加工中心的特有机构。
图8-6为ZHS-K63加工中心主轴结构部件图，其刀具可以在主轴上自动装卸并进行自动夹紧，其工作原理如下：当刀具2装到主轴孔后，其刀柄后部的拉钉3便被送到主轴拉杆7的前端，在碟形弹簧9的作用下，通过弹性卡爪5将刀具拉紧。
当需要换刀时，电气控制指令给液压系统发出信号，使液压缸14的活塞左移，带动推杆13向左移动，推动固定在拉杆7上的轴套10，使整个拉杆7向左移动，当弹性卡爪5向前伸出一段距离后，在弹性力作用下，卡爪5自动松开拉钉3，此时拉杆7继续向左移动，喷气嘴6的端部把刀具顶松，机械手便可把刀具取出进行换刀。
装刀之前，压缩空气从喷气嘴6中喷出，吹掉锥孔内脏物，当机械手把刀具装入之后，压力油通人液压缸14的左腔，使推杆退回原处，在碟形弹簧的作用下，通过拉杆7又把刀具拉紧。
冷却液喷嘴1用来在切削时对刀具进行大流量冷却。
主轴部件是机床的重要部件之一，其精度、抗振性和热变形对加工质量有直接影响。
数控机床主轴部件认知
定位预紧是一种保证对置轴承在使用中 不改变轴向相对位置的预紧方法。在使 用中预紧力会发生变化，但轴承相对位 置不变。
定压预紧是一种利用螺旋弹簧、蝶形 弹簧等对轴承施加预紧的方法。在使 用中即使轴承相对位置发生变化，预 紧力也可大致保持不变
三、主轴零部件
2. 主轴结构（数控车床）
1，6，8—螺母； 2—同步带； 3，16—同步带轮； 4—脉冲编码器； 5，12，13，17—螺钉； 7—主轴； 9—箱体； 10—角接触球轴承； 11，14—圆柱滚子轴承；15—带轮
主轴部件认知Leabharlann 一、主轴部件概述数控机床的主轴部件是主运动的执行部 件，它夹持刀具或工件，并带动其旋转，因 此应能传递切削转矩、承受切削抗力，并保 证必要的旋转精度。主轴部件包括主轴、主 轴前后支承、调整隔套、调整螺母、锁紧螺 母、主轴皮带轮等。
二、主传动系统的配置
1.主轴电动机直接驱动
2.电动机经同步齿形带传动主轴
三、主轴零部件
3. 主轴其它结构--主轴编码器
三、主轴零部件
3. 主轴其它结构--刀杆拉紧装置
图a所示为弹力卡爪结构，它有放大拉力的作用，可用较小的液压推力产生较大的拉紧力。 图b所示为钢球拉紧结构。
(a)
(b)
四、主轴的密封
1.非接触式密封
利用轴承盖与轴的间隙 密封用在工作环境比较 清洁的油脂润滑处
能使主轴获得较大的径 向和轴向刚度，满足机 床强力切削的要求，应 用于各类数控机床的主 轴。
提高了主轴的转速，适 合主轴要求在较高转速
下工作的数控机床
适用于中等精度、低速 与重载的数控机床主轴。
三、主轴零部件
➢ 轴承的预紧
在安装轴承时，预先使轴承产生内部应力，以便轴承在负游隙下使用，这种使用方法称为预 紧。常用的方法有定位预紧和定压预紧两种。
数控车床主轴的组件结构及平衡校正[精]
![数控车床主轴的组件结构及平衡校正[精]](https://img.taocdn.com/s3/m/93f98ae1680203d8ce2f2483.png)
序号 1 2 3 4
5
刚性转子动平衡工艺过程
名称
操作过程
安装调整
转子装上动平衡机，与动平衡机调整中心 调整水平，然后与联轴器联接
测原始 不平衡量
试加重量
起动动平衡机，升速至平衡转速，在仪表 上显示并记录转子的不平衡量
按测得原始不平衡量进行标定、计算，并 得出在校正平面上试加的重量
将转子或装上工艺轴的圆盘状转子放在静平衡台上， 使其沿水平方向来回自由滚动。滚动停止后，在通 过中心的铅垂线上半部某一选定半径处，试加重量， 直至转子在任何角度均能静止；取下试加的重量， 用等效法去重或加重后，再校平衡，即达到静平衡。
经过静平衡的转子，可确定其剩余不平衡量。即在 校正平面上将圆周八等分，在各等分线处于水平位 置时试加重量，逐个测出8个开始转动的重量，取 最大试重与最小试重之差的1/2，即为静平衡后的 剩余不平衡量。
谢谢
数控机床机械部件装调
数控车床主轴的组件结构 及平衡校正
一、数控车床主轴结构
斜床身的 数控车床
二、主轴的平衡校正
平衡校正:
机械设备中作回转运动的部件，如盘状体、曲轴等， 一般统称为转子。由于转子材质不均、结构不对称、 加工和装配误差及运行后的变形等多种因素的影响， 会导致转子重心偏离其旋转中心（即存在不平衡 量），使机器运行时产生振动和噪声。从实用价值 和经济效果两方面考虑，不同的机器只能允许转子 有一定的不平衡量存在。平衡校正的目的就是通过 一定的方法和手段，降低转子的不平衡量，保证机 器运转时，产生的振动和噪声在允许范围内，以改 善工作环境和机器使用寿命。
为防止动平衡机支承系统受到超载或超速的损害， 动平衡机制造厂对外形对称的转子，规定一个 “质量-速度”限值mn²(m为转子质量，n为选定 的动平衡机转速)。对外形不对称的转子则要换 算成等效质量。
数控机床主轴结构与调整
主轴本身及其附件
1. 电主轴所融合的技术：高速轴承技术：电主轴通常采 用复合陶瓷轴承，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍；有 时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承，内外圈不接触，理论 上寿命无限：
2.
高速电机技术：电主轴是电动机与主轴融合在一起的 产物，电动机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把 电主轴看作一台高速电动机。关键技术是高速度下的动平 衡；
数控机床主轴结构及调整
——主轴传动系统
一、数控车床主轴部件的结构与调整
• （1)主轴部件结构
CK7815型数控车床主轴部件结构如图所示，该主 轴工作转速范围为15-5 000 r/min。主轴9前端采用三个 角接触轴承12，通过前支承套14支套，由螺母11预紧。 后端采用圆柱滚子轴承15支承径向间隙由螺母3和螺母7 调整。螺母8和螺母10分别用来锁紧螺母7和螺母11，防 止螺母7和11的回松。带轮2直接安装在主轴9上（不卸荷 ）。同步带轮1安装在主轴9后端支承与带轮之间，通过 同步带和安装在主轴脉冲发生器4轴上的另一同步带轮相 连，带动主轴脉冲发生器4和主轴同步运动。在主轴前端 ，安装有液压卡盘或其他夹具。
行程开关 液压缸 液压缸
压缩空气管 接头 行程开关 弹簧
碟形弹簧
拉杆
钢球
主轴 拉 件 的 结 构 与 功 能
同步带轮
主电机
同步带
同步带轮
主轴
加工中心主轴组件
加工中心主轴部件的结构如图所示，主轴前端有7：24的锥孔，用于 装 夹锥柄刀具。端面键13既作刀具定位用，又可通过它传递转矩。为了实 现刀具的自动装卸，主轴内设有刀具自动夹紧装置。从图中可以看出， 该机床是由拉紧机构拉紧锥柄刀夹尾端的轴颈来实现刀夹的定位及夹紧 的。 1、夹紧刀夹时，液压缸上腔接通回油，弹簧11推活塞6上移，处于图 示位置，拉杆4在碟形弹簧5的作用下向上移动。 2、装在拉杆前端径向孔中的4个钢球12进人主轴孔中直径较小的d2处被 迫径向收拢而卡进拉钉2的环形凹槽内，因而刀杆拉杆拉紧，依靠摩擦 力紧固在主轴上。 3、换刀前需将刀夹松开时，压力油进入液压缸上腔，活塞6推动拉杆4 向下移动，碟形弹簧被压缩； 4、当钢球12随拉杆一起下移至进人主轴孔中直径较大的d1，处时，它 就不再能约束拉钉的头部，紧接着拉杆前端内孔的台肩端面碰到拉钉， 把刀夹顶松，此时行程开关10发出信号，换刀机械手随即将刀夹取下。 5、压缩空气由管接头9经活塞和拉杆的中心通孔吹人主轴装刀孔内，把 切屑或脏物清除干净，以保证刀具的装夹精度。机械手把新刀装上主轴 后，液压缸7接通回油，碟形弹簧又拉紧刀夹。刀夹拉紧后，行程开关8 发出信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数控机床主轴的几种结构形式
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
数控机床主轴的几种结构形式
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。
由于数控机床的转速高、功率大，并且在加工过程中不进行人工调整，因此要求主轴部件具有良好的回转精度、结构刚度、抗振性、热稳定性、耐磨性和精度的保持性。
对于具有自动换刀装置的数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸和夹紧，还必须有刀具的自动夹紧装置、主轴准停装置等。
机床主轴的端部一般用于安装刀具、夹持工件或夹具。
在结构上，应能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的扭矩。
目前，主轴端部的结构形状都已标准化，图1所示为几种机床上通用的结构形式。
（a）数控车床主轴端部（b）铣、镗类机床主轴端部（c）外圆磨床砂轮主轴端部
（d）内圆磨床砂轮主轴端部（e）钻床与普通镗床锤杆端部（f）数控镗床主轴端部
图1 机床主轴的几种结构形式。