立式加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)含開題及25張CAD圖,立式,加工,中心,傳動(dòng)系統(tǒng),設(shè)計(jì),開題,25,cad 立式加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),內(nèi)容概要,一、主傳統(tǒng)系統(tǒng)概述,二、主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式,三、主軸部件結(jié)構(gòu),立式加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),立式加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),一、主傳動(dòng)系統(tǒng)概述,主傳動(dòng):用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)，它將主電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力變成可供主軸上刀具切削加工的切削力矩和切削速度。例如：數(shù)控車床上主軸帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；立式加工中心上主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。,1、概念,主傳動(dòng)系統(tǒng):由主軸電機(jī)經(jīng)過(guò)一系列傳致力元件和主軸構(gòu)成的具有運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)聯(lián)系的整體。主要包括：主軸電機(jī)、傳動(dòng)裝置、主軸部件和運(yùn)動(dòng)控制裝置。,XH716立式加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)圖,2、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求,數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床比較，由于其高自動(dòng)化和高精度的需要，主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：,轉(zhuǎn)速高、功率大；,數(shù)控機(jī)床對(duì)工件能完成大切削用量的粗加工及高速旋轉(zhuǎn)下的精加工。粗加工時(shí)，扭矩要大；精加工時(shí)轉(zhuǎn)速要高。,變速范圍寬，并可無(wú)級(jí)變速；,滿足不同的加工要求，就要有不同的加工速度。由于數(shù)控機(jī)床的加工通常在自動(dòng)的情況下進(jìn)行，盡量減少人的參與，因而要求能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)變速。,實(shí)現(xiàn)恒切削速度加工；,在加工端面時(shí)，為了保證端面穩(wěn)定的加工質(zhì)量，要求工件端面的各部位能保持恒定 的線切削速度。,主傳動(dòng)鏈盡可能短；,傳動(dòng)鏈越短，則累積誤差越小，機(jī)床精度相應(yīng)就高。,實(shí)現(xiàn)刀具的快速自動(dòng)裝卸；,由于數(shù)控機(jī)床多進(jìn)行多工序加工，工序變換時(shí)刀具也要更換，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀可提高加工效率。,具有良好的抗振性和熱穩(wěn)定性 。,數(shù)控機(jī)床一般要同時(shí)承擔(dān)粗加工和精加工任務(wù)，加工時(shí)可能由于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過(guò)程中的自激振動(dòng)等原因，造成主軸振動(dòng)，影響加工精度和表面質(zhì)量。因此在主傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要零部件不但要具有一定的靜剛度，而且要求具有良好的抗振性。此外，在切削加工過(guò)程中，主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)熱往往使零部件產(chǎn)生熱變形，破壞零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)精度，造成加工誤差。,二、主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式,1、直聯(lián)傳動(dòng),主軸與主電機(jī)由聯(lián)軸節(jié)直接連接,其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，但主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動(dòng)機(jī)的輸出特性一致，同時(shí)主軸部件結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜,因而使用上受到一定限制。,主傳動(dòng)系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)形式主要決定于主軸轉(zhuǎn)速高低、傳遞轉(zhuǎn)矩大小和對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求。,通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，使之成為分段無(wú)極變速，確保低速大轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。這種配置方式較多用與大、中型數(shù)控機(jī)床。 線速度 1215m/s、 轉(zhuǎn)速n20002500r/min,2、齒輪傳動(dòng),同步帶綜合了帶、鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)精度高，而且齒形帶的強(qiáng)度高、厚度小、重量輕、故可用于高速傳動(dòng),速度可達(dá)50m/s,。齒形帶無(wú)需特別張緊，故作用在軸和軸承上的載荷小，傳動(dòng)效率可達(dá)98%以上，傳遞功率根據(jù)帶型和帶寬可加以選擇。適用于中、小型機(jī)床。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝調(diào)試、維修方便。,主軸與主電機(jī)經(jīng)一對(duì)同步帶傳遞動(dòng)力。,3、帶傳動(dòng),電主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，慣量小，可提高起動(dòng)、停止的響應(yīng)特性，有利于控制振動(dòng)和噪聲；缺點(diǎn)是制造和維護(hù)困難且成本較高。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量直接影響主軸，主軸的熱變形嚴(yán)重。,4、電主軸,電主軸通常用于小功率高速數(shù)控機(jī)床上。,三、主軸部件的結(jié)構(gòu),機(jī)床主軸部件是機(jī)床的重要部件之一，是主運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件，它夾持刀具或工件，并帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)；因此主軸部件的精度、抗振性和熱變形對(duì)加工質(zhì)量有直接的影響。,高精度。包括運(yùn)動(dòng)精度（回轉(zhuǎn)精度、軸向串動(dòng)）和安裝刀具或夾持工件的夾具的定位精度(軸向、徑向)； 高剛性和抗振性； 較低的溫升及較好的熱穩(wěn)定性； 較好的精度保持性； 裝夾刀具和工件的可靠性；,主軸部件的要求：,刀具的自動(dòng)自動(dòng)夾緊裝置； 主軸的準(zhǔn)停; 主軸內(nèi)孔的清潔裝置。,數(shù)控機(jī)床主軸部件除上述要求以外，還應(yīng)有：（機(jī)械結(jié)構(gòu)方面）,1、主軸的端部結(jié)構(gòu),主軸端部主要是用來(lái)安裝刀具或夾持工件的夾具，因此，要保證刀具或夾具定位（軸向、徑向定心）準(zhǔn)確，裝夾可靠、牢固，而且裝卸方便。 目前，主軸的端部形狀已標(biāo)準(zhǔn)化。,2、主軸的支承,主軸支承的配置形式,機(jī)床主軸有前、后兩支承及前、中、后三支承兩種形式，以前者多見。,主軸箱長(zhǎng)度較長(zhǎng)，采用兩支承其支承夸距遠(yuǎn)在于合理夸距，通過(guò)加大軸徑來(lái)提高剛性和抗振性無(wú)效時(shí)，應(yīng)考慮增設(shè)第三支承。 由于制造工藝上的限制，通常難使三支承座孔完全同軸，通常只有兩個(gè)支承起主要作用，另一個(gè)（中間或后）支承起輔助作用。輔助支承通常選用深溝球軸承或向心圓柱滾子軸承。,主軸支承軸承選用的一般原則：,支承軸承的選用主要是根據(jù)主軸的轉(zhuǎn)速、承載能力、剛度以及精度等確定。,滾動(dòng)軸承的預(yù)緊及間隙的調(diào)整,滾動(dòng)軸承的預(yù)緊,滑動(dòng)軸承一定要在有間隙的條件下工作，而滾動(dòng)軸承通常應(yīng)在過(guò)盈的條件下工作。安裝滾動(dòng)軸承時(shí)，預(yù)先在軸向施加一個(gè)徑向載荷30%的力，使軸承滾道與滾動(dòng)體間有一定的過(guò)盈量，稱為“預(yù)緊”。適當(dāng)?shù)念A(yù)緊量可使?jié)L動(dòng)體產(chǎn)生微小的彈性變形，增加滾動(dòng)體與滾道的接觸面積，從而提高軸承剛度。,過(guò)大的預(yù)緊對(duì)軸承剛度提高已不顯著，么而會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱高，磨損嚴(yán)重和后果。,滾動(dòng)軸承的間隙調(diào)整,主軸支承結(jié)構(gòu)一定要考慮軸承間隙調(diào)整結(jié)構(gòu)： 裝配時(shí)能對(duì)軸承施加預(yù)緊力，控制過(guò)盈量； 軸承磨損后，為恢復(fù)精度和過(guò)盈量而再進(jìn)行調(diào)整，確保滾動(dòng)軸承能長(zhǎng)期、可靠而又穩(wěn)定地工作。,調(diào)整結(jié)構(gòu)原理：使軸承內(nèi)外圈軸向相對(duì)位移，消除滾動(dòng)體與滾道之間的間隙，并有一定的過(guò)盈量，然后在調(diào)整好的位置上固定下來(lái)。最常用的調(diào)隙方法是用螺母調(diào)整。,密封：為了提高主軸軸承的壽命和確保軸承的旋轉(zhuǎn)精度，必須采取嚴(yán)格的密封措施，防止切屑液及雜物從外部進(jìn)入組件內(nèi)部，保證軸承的使用性能和壽命。目前通用的有主軸吹氣、迷宮密封等非接觸式密封方式，對(duì)于要求不高的可以采用間隙密封，但必須準(zhǔn)確地控制間隙的大小，一般是在0.020.04mm之間。,潤(rùn)滑：潤(rùn)滑方式有兩種：脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑,主軸軸承的密封和潤(rùn)滑,加工中心和高速數(shù)控銑床刀具安裝勢(shì)必采用自動(dòng)裝刀機(jī)構(gòu)。由預(yù)緊彈簧控制軸向拉力，再由氣壓、液壓或機(jī)械螺桿等執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)松刀和夾刀動(dòng)作的拉桿機(jī)構(gòu)。,刀具的自動(dòng)自動(dòng)夾緊裝置,蝶形彈簧,鎖緊螺母,主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu),主軸準(zhǔn)停也叫主軸定向。在加工中心等數(shù)控機(jī)床上，由于有機(jī)械手自動(dòng)換刀，要求刀柄上的鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵上，因此主軸每次必須停在一個(gè)固定的位置上，所以主軸上必須設(shè)有準(zhǔn)停裝置。,主軸準(zhǔn)停裝置分為機(jī)械式準(zhǔn)停和電氣式準(zhǔn)停。,主軸內(nèi)孔的清潔裝置。,為了提高刀具重復(fù)安裝精度，減少刀具錐柄和主軸錐孔非正常接合，在自動(dòng)裝刀系統(tǒng)中必須對(duì)刀具錐柄安裝孔進(jìn)行清潔。,結(jié) 束,