(I)有較寬的調速范圍
可增加數控機床加工適應性,便于選擇合理切削速度,使切削過程始終處于最佳狀態。
(2)有足夠的功率和扭矩
使數控加工方便實現低速時大扭矩,高速時恒功率,以保證加工高教率。
.(3)有足夠的傳動精度
各零部件應具有足夠精度、剛度、抗震性,使主軸運動高精度,從而保證數控加工高精度。
(4)噪聲低,運動平穩
使數控機床工作環境良好、宜人。
6 2 2數控機床的主傳動系統
由主軸電機、傳動元件和主軸構成的具有運動傳動聯系的系統稱為主傳動系統。數控機床的主運動是指切削加工的主要運動,例如,數控車床上主軸帶動工件的旋轉運動,立式加工中心上主軸帶動銑刀、鏜刀和砂輪等的旋轉運動。數控機床的主運動是通過主傳動電機拖動的。
1主運動的傳動形式和變速
目前,數控機床的主傳動電機已經基本不再使用普通交流異步電機和傳統的直流調速電機,它們已逐步被新興的交流變頻調速伺服電機和直流伺服調速電機代替。數控機床的主運動要求有較大的調速范圍,以保證加工時能選用合理的切屑用量,從而獲得最佳的生產率、加工精度和表面質量。為了適應各種工件和各種工件材料的要求,多功能自動換刀的數控機床和加工中心主運動的調速范圍應進一步擴大。而且,數控機床的變速是按照控制指令自動進行的,因此,變速機構必須適應自動操作的要求。
由于直流和交流變速主軸電機的調速系統日趨完善,不僅方便實現寬范圍的無級變速,而且減少了中間傳遞環節,提高了變建控制的可靠性。因此,在數控機床的主傳動系統中更能顯示出它的優越性。為了確保低速時的扭矩,有的數控機床在交流和直流電機無級變速的基礎上配以齒輪變速。由于主運動采用了無級變速,在大型數控車床上車斜端面時就可實現恒速切屑控制,以便進一步提高生產效率和表面質量。數控機床主傳動主要有三種配置方式。
(1)帶有變速齒輪的主傳動
主傳動是大中型數控機床采用較多的一種方式。通過少數幾對齒輪減速,擴大了輸出扭矩,以滿足主軸對輸出扭矩特性的要求。一部分小型數控機床也采用此種傳動方式,以獲得強力切削時所需要的扭矩。滑移齒輪的移位大都采用液壓撥叉或直接由液壓油缸帶動齒輪來實現。
(2)帶有定比傳動的主f車動
主軸電機經定比傳動傳遞給主軸,定比傳動采用齒輪傳動或帶傳動。帶傳動主要應用在小型數控機床上,可以避免齒輪傳動時引起的震動與噪聲。
(3)由主軸電機直接驅動的主傳動
電機軸與主軸用聯軸器同軸聯接。這種方式大大簡化了主軸結構,有效地提高主軸剛度。但主軸輸出扭矩小,電機的發熱對主軸精度影響大。近年來出現了另外一種內裝電機主軸,即主軸與電機轉子合‘為一。其優點是主軸部件結構更緊湊,重量輕,慣量小,可提高啟動、停止的響應特性;缺點是熱變形問題。
主傳動的自動變速
(l)無級調速
它一般由電機調速與齒輪變速實現聯合調速。
(2)自動變速
齒輪變速組的自動變速一般由液壓撥叉或電磁離合器自動操縱。
電磁離合器分為摩擦片式和牙嵌式兩種。無滑環摩擦片式電磁離合器,可在運轉中變速、具有過載保護功能,但尺寸大、摩擦發熱大。牙嵌式電磁離合器傳遞扭矩大、尺寸小,傳動比準確,可用于內聯系傳動鏈中。