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數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)
日期：2010年06月10 來(lái)源：沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán) 關(guān)鍵字：數(shù)控車床
數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)
一、數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件
1．主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)
主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系是數(shù)控車床的重要組成部分之一，它的最高與最低轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速范圍、傳遞功率和動(dòng)力特性都決定了數(shù)控車床的最高切削加工工藝能力。數(shù)控車床的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)其中，主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)由功率為11／15kw的Ac伺服器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)一級(jí)l：1的帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，使主軸在35—3500r／min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。由于主軸箱內(nèi)部省去了齒輪傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，因此，減少了齒輪傳動(dòng)對(duì)主軸精度的影響，并且維修方便。
2．主軸部件
數(shù)控車床主軸部件的精度、剛度和熱變形對(duì)加工質(zhì)量有直接的影響。(1)主軸的支承和滑。數(shù)控車床主軸的支承配置形式主要有以下三種。
①前支承采用雙列圓柱滾子軸承和60。角接觸雙列球軸承組合，后支承采用成對(duì)安裝的高精度角接觸軸承，這種配置形式使主軸的綜合剛度大幅度提高，普遍應(yīng)用于各類數(shù)控機(jī)床主軸。
②前軸承采用高精度雙列(或三列)角接觸球軸承，后支承采用單列(或雙列)角接觸軸承，這種配置適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機(jī)床主軸。
③前后軸承采用雙列和單列圓錐滾子軸承．適用于中等精度、低速與重載的數(shù)控機(jī)床主軸。
為數(shù)控車床主軸結(jié)構(gòu)。交流主軸電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪15把運(yùn)動(dòng)傳給主軸7。主軸前支承由一個(gè)雙列圓柱滾子軸承1l和一對(duì)角接觸球軸承10組成，軸承兒用來(lái)承受徑向載荷。兩個(gè)角接觸球軸承分別承受兩個(gè)方向的軸向載荷，另外還承受徑向載荷。松開(kāi)螺母8的鎖緊螺釘，就可用螺母來(lái)調(diào)整前支承軸承的間隙。主軸的后支承為雙列圓柱滾子軸承14，軸承間隙由螺母l和6來(lái)調(diào)整。主軸的支承形式為前端定位，主軸受熱膨脹向后伸長(zhǎng)，前后支承所用雙列圓柱滾子軸承的支承剛性好，允許的極限轉(zhuǎn)速高。前支承中的角接觸軸承能承受較大的軸向載荷，且允許的極限轉(zhuǎn)速高。主軸所采用的支承結(jié)構(gòu)適宜高速大載荷的需要。主軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)同步帶輪16和3以及同步帶2帶動(dòng)脈沖編碼器4，使其與主軸同速運(yùn)轉(zhuǎn)。脈沖編碼器用螺釘5固定在主軸箱體9上。
為另一種常見(jiàn)的主軸部件結(jié)構(gòu)(TND360數(shù)控車床)。主軸內(nèi)孔用于通過(guò)長(zhǎng)的棒料，也可以通過(guò)氣動(dòng)、液壓夾緊裝置(動(dòng)力夾盤)。主軸前端的短圓錐及其端面用于安裝卡盤或夾盤。主軸前后支承都采用角接觸軸承或球軸承。前支承三個(gè)一組，前面兩個(gè)大口朝前端，后面一個(gè)大口朝后端。后支承兩個(gè)角接觸球軸承小口相對(duì)。前后軸承都由軸承廠配好，成套供應(yīng)．裝配時(shí)不需修配。此外．電主軸也已逐步在數(shù)控車床上得到廣泛應(yīng)用，所謂電主軸就是將主電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸合二為一，從而使主軸部件從機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中獨(dú)立出來(lái)，制成模塊化、系列化的主軸單元功能部件。電主軸是一種智能型功能部件，不但轉(zhuǎn)速高(最高轉(zhuǎn)速可達(dá)20000 r／皿n)，功率大，而且還有一系列控制主軸溫升和振動(dòng)等機(jī)床運(yùn)行參數(shù)的功能，以確保高速運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全，因此，電主軸是一個(gè)完整的系統(tǒng)。目前，電主軸產(chǎn)品主要采用交流高頻電動(dòng)機(jī)，故也稱高頻主軸。電主軸由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，也稱為直接傳動(dòng)主軸。為數(shù)控車床所采用的電主軸，采用油脂潤(rùn)滑并配以水冷卻。
(2)液壓卡盤結(jié)構(gòu)。數(shù)控車床工件夾緊裝置可采用三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤或彈簧夾頭(用于棒料加工)。為了減少數(shù)控車床裝夾工件的輔助時(shí)間，廣泛采用液壓或氣動(dòng)動(dòng)力自定心卡盤。液壓卡盤固定安裝在主軸前端，回轉(zhuǎn)液壓缸1與接套5用螺釘7連接，接套又通過(guò)螺釘與主軸后端面連接．使回轉(zhuǎn)液壓缸隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)�？ūP的夾緊與松開(kāi)，由回轉(zhuǎn)液壓缸通過(guò)一根空心拉桿2來(lái)驅(qū)動(dòng)。拉桿后端與液壓缸內(nèi)的活塞6用螺紋連接，連接套3兩端的螺紋分別與拉桿2和滑套4連接為卡盤內(nèi)楔形機(jī)構(gòu)示意圖。當(dāng)液壓缸內(nèi)的壓力油推動(dòng)活塞和拉桿向卡盤方向移動(dòng)時(shí)，滑套4向右移動(dòng)，并通過(guò)楔形槽的作用，使卡爪座1l帶著卡爪12沿徑向向外移動(dòng)，從而使卡盤松開(kāi)。反之，液壓缸內(nèi)的壓力油推動(dòng)活塞和拉桿向主軸后端移動(dòng)時(shí)，通過(guò)楔形機(jī)構(gòu)，使卡盤夾緊工件�？ūP體9用螺釘10固定安裝在主軸前端。
(3)主軸編碼器。數(shù)控車床主軸編碼器采用與主軸同步的光電脈沖發(fā)生器。該裝置可以通過(guò)中間軸上的齒輪1：l地與主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以通過(guò)彈性聯(lián)軸器與主軸同軸安裝。利用主軸編碼器檢測(cè)主軸的運(yùn)動(dòng)信號(hào)， 方面可實(shí)現(xiàn)主軸調(diào)速的數(shù)字反饋，另一方面可用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，例如車螺紋時(shí)，控制主軸與刀架之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。
數(shù)控車床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間投有機(jī)械方面的直接聯(lián)系，為了加工螺紋，要求輸給進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)的脈沖數(shù)與主軸的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)有相位關(guān)系，主軸脈沖發(fā)生器起到了主軸傳動(dòng)與進(jìn)給傳動(dòng)的聯(lián)系作用。
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