数控机床的机械传动结构

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1、第五章数控机床的机械传动结构内容提要本章将讨论数控机床的主运动系统、进给系统机械结构、运动传动机构以及典型部件等的功能、实现方法和安装调试方法。第五章数控机床的机械传动结构一、概述1。定义、功用、组成定义主运动系统：指驱动主轴运动的系统。主轴：指带动刀具和工件旋转，产生切削运动且消耗功率最大的运动轴。功用：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控制：控制主运动的大小方向开停第一节数控机床的主运动结构第五章数控机床的机械传动结构.组成：（1）动力源：电机（2）传动系统：定比传动机构、变速装置（3）运动控制装置:离合器、制动器等（4）执行件：主轴第一节数控机床的主

2、运动结构动力功率高由于日益增长的对高效率要求，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足高速强力切削。一般NC机床的主轴驱动功率在3.7kw~250kw之间。第一节数控机床的主运动结构1.对主传动系统要求第一节数控机床的主运动结构调速范围宽调速范围：有恒扭矩、恒功率调速范围之分。现在，数控机床的主轴的调速范围一般在：100～10000，且能无级调速。要求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。变速范围负载波动时，速度应稳定。控制功能的多样化同步控制功能：NC车床车螺纹用；主轴准停功能：加工中心自动换刀、NC车床车螺纹用；恒线速切削功能：NC车床和N

3、C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；C轴控制功能：车削中心。第一节数控机床的主运动结构性能要求高电机过载能力强。要求有较长时间(1~30min)和较大倍数的过载能力在断续负载下，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。可靠性高，寿命长，维护容易。体积小，重量轻，与机床联接容易。第一节数控机床的主运动结构2。主运动变速系统的参数运动参数：主运动速度有关的参数：变速范围、转速等。动力参数：电机功率、扭矩。第一节数控机床的主运动结构动力参数主运动的功率N=Nc/(kw)第一节数控机床的主运动结构主运动的调速范围主轴的调

4、速范围是指主轴变速能力：通常数控机床的都较普通机床要高，Rn：100~10000第一节数控机床的主运动结构二、主运动的配置形式和驱动电机根据数控机床的要求，主运动系统的配置有以下四类第一节数控机床的主运动结构1)普通电机—机械变速系统—主轴部件第一节数控机床的主运动结构第一节数控机床的主运动结构优点：能够满足各种切削运动转矩输出的要求，但变速范围不大，由于是有级变速使切削速度的选择受到限制，而且该配置的结构较复杂，所以现在仅有少数经济型数控机床采用该配置，其它已很少采用。2)变频器—交流电机—1~2机械变速—主轴部件第一节数控机床的主运动结构第一节数控机床的主运动结构这种配置的结构简单、安装调

5、试方便，且在传动上能满足转速与转矩的输出要求，但其调速范围及特性相对于交、直流主轴电机系统而言要差一些。主要用于经济型或中低档数控机床上。3)交、直主轴电机—主轴部件这种配置形式同上面一样，但电机是性能更好交直流主轴电机，其变速范围宽，最高转速可达8000r/min，且控制功能丰富，可满足中高档数控机床的控制要求第一节数控机床的主运动结构第一节数控机床的主运动结构4)电主轴电主轴又称内装式主轴电机，即主轴与电机转子合为一体，其优点是主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，可提高启动、停止的响应特性，利于控制振动和噪声。转速高，目前最高可达200000r/min。其缺点是电机运转产生的振动和热量将直接

6、影响到主轴，因此，主轴组件的整机平衡、温度控制和冷却是内装式电机主轴的关键问题第一节数控机床的主运动结构车床用电主轴第一节数控机床的主运动结构铣床用电主轴第一节数控机床的主运动结构三、主轴部件1。概述功用：夹持工件或刀具实现切削运动；传递运动及切削加工所需要的动力。组成：主轴、支承、传动零件、装夹刀具或工件的附件及辅助零部件。第一节数控机床的主运动结构要求：主轴的精度要高。包括运动精度(回转精度、轴向串动)、和安装刀具或夹持工件的夹具的定位精度(轴向、径向)。部件的结构刚度和抗振性好。较低的运转温升以及较好的热稳定性。部件的耐磨性和精度保持性好。自动可靠的装夹刀具或工件第一节数控机床的主运动结

7、构对数控机床除上述要求外，还应有：(在机械结构方面)刀具的自动夹紧装置主轴的准停装置主轴孔的清理装置等三、主轴部件第一节数控机床的主运动结构主轴部件的结构主轴端部的结构形式端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，因此，要保证刀具或夹具定位（轴向、定心）准确，装夹可靠、牢固，而且装卸方便。目前，主轴的端部形状已标准化。第一节数控机床的主运动结构第一节数控机床的主运动结构主轴部件的支承作用：支承主轴、承受作