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數控車床的機械結構
日期：2010年06月10 來源：沈陽機床集團 關鍵字：數控車床
數控車床的機械結構
一、數控車床主傳動系統及主軸部件
1．主運動傳動系統
主運動傳動系是數控車床的重要組成部分之一，它的最高與最低轉速、轉速范圍、傳遞功率和動力特性都決定了數控車床的最高切削加工工藝能力。數控車床的主運動傳動系統其中，主運動傳動系統由功率為11／15kw的Ac伺服器電動機驅動，經一級l：1的帶傳動帶動主軸旋轉，使主軸在35—3500r／min的轉速范圍內實現無級調速。由于主軸箱內部省去了齒輪傳動變速機構，因此，減少了齒輪傳動對主軸精度的影響，并且維修方便。
2．主軸部件
數控車床主軸部件的精度、剛度和熱變形對加工質量有直接的影響。(1)主軸的支承和滑。數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，普遍應用于各類數控機床主軸。
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、輕載和精密的數控機床主軸。
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、低速與重載的數控機床主軸。
為數控車床主軸結構。交流主軸電動機通過帶輪15把運動傳給主軸7。主軸前支承由一個雙列圓柱滾子軸承1l和一對角接觸球軸承10組成，軸承兒用來承受徑向載荷。兩個角接觸球軸承分別承受兩個方向的軸向載荷，另外還承受徑向載荷。松開螺母8的鎖緊螺釘，就可用螺母來調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來調整。主軸的支承形式為前端定位，主軸受熱膨脹向后伸長，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，且允許的極限轉速高。主軸所采用的支承結構適宜高速大載荷的需要。主軸的運動經過同步帶輪16和3以及同步帶2帶動脈沖編碼器4，使其與主軸同速運轉。脈沖編碼器用螺釘5固定在主軸箱體9上。
為另一種常見的主軸部件結構(TND360數控車床)。主軸內孔用于通過長的棒料，也可以通過氣動、液壓夾緊裝置(動力夾盤)。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。前支承三個一組，前面兩個大口朝前端，后面一個大口朝后端。后支承兩個角接觸球軸承小口相對。前后軸承都由軸承廠配好，成套供應．裝配時不需修配。此外．電主軸也已逐步在數控車床上得到廣泛應用，所謂電主軸就是將主電動機與機床主軸合二為一，從而使主軸部件從機床傳動系統和整體結構中獨立出來，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，不但轉速高(最高轉速可達20000 r／皿n)，功率大，而且還有一系列控制主軸溫升和振動等機床運行參數的功能，以確保高速運轉的可靠性與安全，因此，電主軸是一個完整的系統。目前，電主軸產品主要采用交流高頻電動機，故也稱高頻主軸。電主軸由于沒有中間傳動環節，也稱為直接傳動主軸。為數控車床所采用的電主軸，采用油脂潤滑并配以水冷卻。
(2)液壓卡盤結構。數控車床工件夾緊裝置可采用三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤或彈簧夾頭(用于棒料加工)。為了減少數控車床裝夾工件的輔助時間，廣泛采用液壓或氣動動力自定心卡盤。液壓卡盤固定安裝在主軸前端，回轉液壓缸1與接套5用螺釘7連接，接套又通過螺釘與主軸后端面連接．使回轉液壓缸隨主軸一起轉動。卡盤的夾緊與松開，由回轉液壓缸通過一根空心拉桿2來驅動。拉桿后端與液壓缸內的活塞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連接為卡盤內楔形機構示意圖。當液壓缸內的壓力油推動活塞和拉桿向卡盤方向移動時，滑套4向右移動，并通過楔形槽的作用，使卡爪座1l帶著卡爪12沿徑向向外移動，從而使卡盤松開。反之，液壓缸內的壓力油推動活塞和拉桿向主軸后端移動時，通過楔形機構，使卡盤夾緊工件。卡盤體9用螺釘10固定安裝在主軸前端。
(3)主軸編碼器。數控車床主軸編碼器采用與主軸同步的光電脈沖發生器。該裝置可以通過中間軸上的齒輪1：l地與主軸同步轉動，也可以通過彈性聯軸器與主軸同軸安裝。利用主軸編碼器檢測主軸的運動信號， 方面可實現主軸調速的數字反饋，另一方面可用于進給運動的控制，例如車螺紋時，控制主軸與刀架之間的運動關系。
數控車床主軸的轉動與進給運動之間投有機械方面的直接聯系，為了加工螺紋，要求輸給進給伺服電動機的脈沖數與主軸的轉數應有相位關系，主軸脈沖發生器起到了主軸傳動與進給傳動的聯系作用。
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