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一次看明白数控车床的主传动系统的特点及四种配置方式,简单明了,快来收藏!
2020-05-14 16:06:27来源:100唯尔

智能制造如今成为制造业的大势所趋,数控机床的普及程度也不断加深。数控车床的广泛应用在于它比以前的系统更加先进和更加适应现代工业的技术水平,其中数控车床主传动系统就是其中一个亮点。那么与普通的机床相比,数控机床的传动系统有哪些特点呢?一次看明白数控车床的主传动系统的特点及结构,简单明了,快来收藏!

车床主转动系统是实现现实车床主运动的传动系统具有稳定的速比和一定的变速范围,并可以在一定的范围内实现恒线速度运转,以适应不同的刀具材料和零件材料、零件不同形状、尺寸对加工参数的不同需求,并能方便地实现运动的开停、变速、换向和制动等。

主轴结构图

数控机床的主轴端部结构,一般采用短圆锥法兰盘式。主轴的轴端是用于安装夹具和刀具。要求夹具和刀具在轴端定位精度高、定位好、装卸方便,同时使主轴的悬伸长度短。

数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化,取消了带传动和齿轮传动,机床主轴由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零.实现了机床的‘零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式,俗称“电主轴”,由于当前电主轴主要采用的是交流高粗电动机.故也称为“高频主轴”。主轴的变速范围完全由变频交流电动机控制.使变速电动机和机床主轴合二为一。电主轴具有结构紧凑、重只轻、惯性小、振动小、操声低、响应快等优点

电主轴结构图

电主轴是一种智能型功能部件.它采用无外壳电动机.将带有冷却套的电动机定了装配在主轴单元的壳休内,转子和机床主轴的旋转部件做成一体.

齿轮传动的加工中心主轴结构

皮带传动的加工中心主轴结构

简易型主轴结构,非常简单的结构,适用在负荷及精度要求低的工况。

简易改进型主轴,应用在负荷轻载环境。

重负荷型主轴结构:主轴前支承采用内锥孔双列圆柱滚子轴承来承受径向力,提高主轴的径向刚度和主轴回转精度,采用两个推力球轴承来承受轴向力,降低主轴轴向窜动量,提高主轴轴向刚度。后支承采用内锥孔双列圆柱滚子轴承,起到径向支承作用,主轴结构可以详见下图。

再来看看以前最普及的齿轮变速的主轴结构,看的人懵逼!复杂的不要不要!!

普通车床的主轴箱齿轮传动系

技术的进步,就是简单化,从而提高机床可靠性,降低故障率。无疑在机械加工机床的普及程度来说,中国2.0都还未完成,工业4.0只能是样板工程。但同时,对零部件的技术要求就相对严格了,下图可放大,注意尺寸及形位公差。

下图是车床典型的皮带传动结构,简化的构造,降低了技术难度。

磨床主轴要求就更严格,对比图纸就一目了然

磨床主轴为油膜轴承或气浮轴承

数控车床主轴单元部件图,能看懂,就可以毕业了

车床主轴单元精度测量图

数控车床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件。它与普通车床的主传动系统相比在结构上更为简单,传动链大大缩短,变速功能全部或大部分由主轴电动机无极调速来实现,省掉复杂的齿轮变速机构。目前大部分数控车床只有二级或三级齿轮变速系统,主要以扩大电动机无极调速的范围。

一、数控车床主动传动系统的特点

1.主轴变速迅速可靠,变速范围宽。由于采用直流或交流主轴电动机的调试系统日趋完善,所以不仅能够方便地实现宽范围无极变速,而且减少了中间传递环节,提高了变速控制的可靠性,从而获得最佳的生产效率、加工精度和表面的质量。

2.转速高、功率大。主传动系统能够让数控车床获得较大的切削参数性能,进行大功率切削,实现高效率加工。

3.具有良好的精度保持性。主轴组件的耐磨性高,轴承、锥孔等都有足够的硬度,凡有机械摩擦的部位有良好的润滑系统作保证,因此数控车床主传动系统能够保证很高的主传动精度,并可以长久保持。

二、数控车床的主轴驱动系统

数控车床的调速是按照M指令自动执行的,因此,变速机构必须适应自动操作的要求。在主传动系统中,多采用交流主轴电动机或直流主轴电动机无极调速系统。为了扩大主传动系统的调速范围,并且适应低速大转矩的要求,采用齿轮有级调速和电动机无极调速相结合的调速方式。

数控车床主传动系统主要有四种配置方式

1. 带有变速齿轮的主传动

大、中型数控车床采用这种变速方式,即通过少数几对齿轮降速传动,其设计主要是为了扩大输出转矩,以满足主轴低速时对输出转矩特性的要求。数控车床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速,可以实现分段无级变速。滑移齿轮的移位大都采用液压缸加拔叉。或者直接由液压缸带动齿轮。

2. 通过带传动的主传动

这种传动主要用于转速较高、变速范围不大的车床,尤以经济型数控车床为常见。电动机本身的调速能够满足要求,不用齿轮变速,避免了齿轮传动引起的振动与噪声。它适应于高速、低转矩特性要求的主轴。常用的传动带是V形带和同步带。

3. 用连个电动机分别驱动主轴

这种结构是a、b两种方式的混合传动,具有上述两种传动的综合性能。高速时电动机通过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,客服了低速时转矩不够且电动机功率充分利用的缺陷。

4. 内装电动机主轴传动结构

这种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴结构,有效地提高了主轴部件的刚度,但主轴输出转矩小,电动机发热对主轴影响较大,会直接影响零件的加工精度。