第二章 主传动系统.ppt

1、第二章 数控机床的机械结构,数控机床主传动系统,数控机床主传动系统的组成和作用,一、主传动系统的组成和作用 1数控机床主传动系统的作用：产生不同的主轴切削速度以满足不同的加工条件要求。 2. 数控机床主传动系统的组成：主要包括电动机、传动系统和主轴部件。,数控机床主传动系统的特点,转速高、功率大,1,变速范围宽,2,主轴变换迅速可靠,3,主轴组件的耐磨性高,4,二、主传动系统的特点,数控机床主传动系统的变速方式,特点：通过少数几对齿轮降速， 扩大输出扭矩，以满足主轴低速 时对输出扭矩特性的要求。,应用：大、中型数控机床 采用这种变速方式。,带有变速齿轮的主传动,三、主传动系统的变速方式,数控机

2、床主传动系统的变速方式,特点：电动机本身的调速就能够满足 要求，不用齿轮变速，可以避免齿轮 传动引起的振动与噪声。它适用于高 速、低转矩特性要求的主轴。常用的 是三角带和同步齿形带。,应用：这种传动主要应用在转速 较高、变速范围不大的机床。,通过带传动 的主传动,数控机床主传动系统的变速方式,特点：这是上述两种方式的混合传动， 具有上述两种性能。高速时电动机通 过皮带轮直接驱动主轴旋转，低速 时，另一个电动机通过两级齿轮传 动驱动主轴旋转，齿轮起到降速和扩 大变速范围的作用，这样就使恒功率 区增大，扩大了变速范围。克服了低速 时转矩不够且电动机功率不能充分利 用的问题。但两个电机不能同 时工作

3、，也是一种浪费。,用两个电机分 别驱动主轴,数控机床主传动系统的变速方式,特点：调速电机与主轴用联轴器同轴 联接，这种方式大大简化了主传动系统 的结构，有效地提高了主轴部件的刚度， 但主轴输出扭矩小，电机发热对主 轴精度影响较大。,由调速电机直接驱动的主传动系统,数控机床主传动系统的变速方式,特点：优点是主轴部件结构更紧凑， 重量轻，惯量小，可提高启动、停止 的响应特性，并利于控制振动和噪声。 缺点同样是热变形问题。用两个电 动机分别驱动主轴,内装式电主轴,数控机床主传动系统的变速方式,图2.9 数控机床主传动系统的变速方式 (a)变速齿轮； (b)带传动； (c)两个电机分别驱动； (d)由

4、主轴电机直接驱 ； (e)内装式电主轴,数控机床的主轴部件,四、主轴部件 1. 主轴轴承配置形式,数控机床的主轴部件,2、主轴的润滑与冷却 （1）作用：是控制主轴发热，保证主轴正常工作的必要手段。 （2）方法：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，采用专门的冷却装置，控制主轴箱温升。有些主轴轴承采用高级优油脂润滑。 3、刀具自动装卸及切屑清除装置 在某些带有刀具库的数控机床中，主轴组件还带有刀具自动装卸装置和主轴孔内的切屑清除装置。自动装卸装置一般由液压或气压装置予以实现；而切屑清除则是通过设于主轴孔内的压缩空气喷嘴来实现，其孔眼分布及其

5、角度是影响清除效果的关键。 4. 主轴准停装置作用：又称主轴定位功能。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。,高速主轴单元,高速化是机床的发展趋势。目前的高速机床和虚拟轴机床均为机床突破性的重大变革，进入20世纪90年代以来，高速加工技术已开始进入工业应用阶段，并已取得了显著的技术经济效益。 超高速加工具有如下优点： (1) 随着切削速度的提高，切削力下降，切除单位材料的能耗低，加工时间大幅度缩短，所以，切削效率高。 (2) 加工表面质量好，精度高，可作为机械加工的最终工序。 (3) 零件变形小，切削产生的切削热绝大部分被切屑带走，基本不产生热量，减小温升。 (4) 刀具寿命长，刀具磨损的增长速度低于切削效率提高速度。 (5) 在高速加工范围内，机床的激振频率范围远离工艺系统的固有频率范围，振动小，避免了共振。 (6) 由于直接传动，省去了电机至主轴间的传动链，消除了传动误差。,高速主轴单元,高速、超高速加工的关键技术及其相关技术的研究，已成为国内外重要的研究领域之一。高速主轴单元是高速切削机床最重要的部件，也是实现高速和超高速加工的最关键技术之一。高速主轴单元要求动平衡性高，刚性好，回转精度高，有良好的热稳定性，能传递足够的力矩和功率，能承受高的离心力，带有准确的测温装置和高效的冷却装置。 高速主轴单元的类型主要有电主轴和气动主轴。电主轴在第三章