数控机床主传动系统概述

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑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： 传递动力，传递切削加工所需要的动力； 传递运动，传递切削加工所需要的运动； 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

2、高速强力切削。一般NC机床的主轴驱动功率在3.7kW250kW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，

3、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：电机抗过载力量强，要求有较长时间(130min)和较大倍数的抗过载力量；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；牢靠性高，寿命长，维护简单；体积小，重量轻，与机

4、床联接简单。2.主传动功率机床主传动的功率N可依据切削功率Nc与主运动传动链的总效率由下式来确定 N=Nc/数控机床的加工范围一般都比较大，切削功率可以依据有代表性的加工状况，由其主切削力Pz按下式来确定 数控机床的主传动多用调速电机和有限的机械变速传动来实现，传动链较短，因此，效率可以取较大值。主传动中各传动件结构尺寸的确定都与传动率亲密相关，假如传动功率定得过大，将使传动件的结构尺寸粗大而造成铺张，若电动机常在低负荷下工作，功率因数很小而铺张能源。假如功率取得过小，将限制机床的切削加工力量而降低生产率。因此要较精确合适地选用传动功率。由于加工状况多变，切削用量变化范围较大，加之对传动系统因摩擦等因素消耗的功率也难于把握。因此，单纯用理论计算的方法来确定功率尚有困难，通常要用类比、测试和理论计算等几种方法相互比较来确定。3.调速范围主运动为旋转运动的机床，主轴转速n(r/min)由切削速度v(m/min)和工件或刀具的直径d(mm)来确定对于数控机床，为了适应切削速度和工件（或刀具）直径的变化，主轴的最低和最高转速可依据下式确定最高转速与最低转速之比称为调速范围数控机床与一般机床不同，它的加工范围较广，因此，切削速度和刀具或工件直径的变化也很大。可以依据机床的几种典型加工和常常遇到的加工状况来打算 vm