【正文】 ； 措施 4 預(yù)緊消除滾珠絲杠螺母副的軸向傳動間隙 。 （ 3）直接采用直線電動機進行驅(qū)動。 圖 a 圖 b 一端裝推力抽承，另一端裝深溝球軸承，此種方式用于絲杠較長的情況，當熱變形造成絲杠伸長時，其一端固定，另一端能作微量 的軸向浮動。 圖 d 通過上述各種方案的比較，選擇方案 3 （ 2） 采用滾動導(dǎo)軌 使用滾動導(dǎo)軌，可使導(dǎo)軌面之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，因此具有靈敏度高運動，低速時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象的特點；定位精度高，重復(fù)定位精度可達 ；摩擦阻力小，移動輕便，磨損小，精度保持性好，壽命長。并且不打滑、不需要的的張緊力；傳動效率可以高達 98％～ ％，最高線速度可以高達 80m/s，可以廣泛用于高速數(shù)控傳動。 （ 3） 采用交流伺服電機驅(qū)動 交流伺服電機采用全封閉無刷結(jié)構(gòu)，不需要定期檢查和維修，它的定子省去了鑄件殼體，結(jié)構(gòu)緊湊，外形小，重量輕。 圖 b 圖 c 為兩端裝推力軸承，把推力軸承裝在絲杠的兩端，并施加預(yù)緊力，可提高軸性剛度，而且絲杠工作失只承受拉力，但這種安裝方式對絲杠的熱變形較為敏感。并且有專門廠家生產(chǎn)，可以有效降低成本，縮短設(shè)計周期。 ，壽命長 垂直工作臺的 組成 結(jié)構(gòu) 選型 進給系統(tǒng)機械部分的組成 傳動機構(gòu) +運動變換機構(gòu) +導(dǎo)向機構(gòu) +執(zhí)行件（工作臺） 傳動機構(gòu) : 齒輪傳動、同步帶傳動 一拖學院 27 運動變換：絲杠螺母副、蝸桿齒條副、齒輪齒條副等 導(dǎo)向機構(gòu)：導(dǎo)軌（ 滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌） 進給系統(tǒng)機械部分的作用是將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ髋_的直線運動，其實現(xiàn)方式主要有三種 ： （ 1）通過絲杠（通常為滾珠絲杠或靜壓絲杠）螺母副，將伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動。 第 4 章 立式加工中心 垂直工作臺進給傳動鏈方案選擇 26 2. 消除傳動系統(tǒng)中的間隙 進給系統(tǒng)的傳動間隙一般指反向間隙，即反向死區(qū)誤差，它存在于整個傳動鏈的各傳動副中，直接影響數(shù)控機床的加工精度；因此，應(yīng)盡量消除傳動間隙，減小反向死區(qū)誤差。主軸準停階梯孔或精鏜孔如圖 3－ 3 圖 3－ 3 主軸準停換刀示意圖 圖 3－ 4 主軸準停階梯孔或精鏜孔示意圖 一拖學院 25 第 4章 立式加工中心 垂直工作臺進給傳動鏈方案選擇 機床對垂直工作臺的要求 系統(tǒng)總體方案 一、 機床對垂直工作臺的要求 進給運動是以保證刀具與工件相對位置關(guān)系為目的，被加工工件的輪廓精度和位置精度都要受到進給運動的傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性的直接影響。 主軸的準停 主軸準停功能又稱為主軸定位功能，即當主軸停止時，控制其停于固定位置，這是自動換刀所必需的功能。 圖 3－ 2 主軸軸承常見的支撐形式 (a)形式一； (b)形式二； (c)形式三 （ 1）前支撐采用雙列短圓柱滾子軸承和 60176。普通精度的機床通常前支撐取 C， D 級，后支撐用 D， E 級。公差等級、軸承類型和工作條件不同的主軸組件，其軸承所需的預(yù)緊量各有所不同?，F(xiàn)在對于高速加工中心，大多采用角接觸球軸承的組合設(shè)計。由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)，有時又稱它為 “直接傳動主軸 ”（ Direct Drive Spindle)。 （ 3） 交、直主軸電機 — 主軸部件 第 3 章 立式加工中心主傳動系統(tǒng) 方案的確定 19 這種配置形式同上面一樣，但電機是性能更好交直流主軸電機，其變速范圍寬，最高轉(zhuǎn)速可達 8000 r/min，且控制功能豐富，可滿足中高檔數(shù)控機 床的控制要求 （ 4） 電主軸 目前，隨著電氣傳動技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動機矢量控制技術(shù)等）的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。 X、 Y 軸以機床的最低進給速度運動時，皆無爬行現(xiàn)象發(fā)生。 一拖學院 17 圖 28 進給控制系統(tǒng)框圖 該機床是在工作臺不升降式銑床的基礎(chǔ)上設(shè)計的，工作臺見圖 29，滑座見圖 620。旋轉(zhuǎn)變壓器的分解精度為 2021 脈沖／ r，由電機軸到旋轉(zhuǎn)變壓器的升速比為 5∶ 1，滾珠絲杠導(dǎo)程為 10mm，因此，位置檢測分辨率為 10／ (2021179。 進給伺服系統(tǒng)為半閉環(huán) 。這種連接方式無須在連接件上開鍵槽，兩錐環(huán)的內(nèi)、外圓錐面壓緊后，可以實現(xiàn)無間隙傳動，而且對中性較好，傳遞動力平穩(wěn)，加工工藝性好，安裝與維修方便。當電機停轉(zhuǎn)時，切斷電磁線圈的電流，由彈簧壓緊摩擦片使其制動。雖然這種結(jié)構(gòu)較簡單，但軸向剛度比兩端軸向固定方式低。 一拖學院 15 圖 26 工作臺的縱向伺服進給系統(tǒng) 圖 26 工作臺的縱向伺服進給系統(tǒng) 橫向 (Y 軸 )伺服進給系統(tǒng)與縱向伺服進給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同。十字滑塊聯(lián)軸節(jié) 2 的左連接件與電機軸靠錐形鎖緊環(huán)摩擦連接。 圖 25 主軸的準停裝置 JCS— 018型加工中心進給伺服系統(tǒng) 機床有三套 (X、 Y、 Z 軸 )相同的伺服進給系統(tǒng)。為滿足主軸這一功能而設(shè)計的裝置稱為主軸準停裝置或稱為主軸定向裝置。后支撐 6 為一對小口相對配置的角接觸球軸承，它們只承受徑向載荷，因此軸承外圈不需要定位。 圖 23 JCS—018A 型加工中心的功率、扭矩特性曲線 (a)功率特性曲線； (b)扭矩特性曲線 JCS— 018型加工中心進給傳動系統(tǒng) JCS— 018A 型加工中心沿 X、 Y、 Z 三個坐標軸的進給運動分別是由三臺功率為 的 FANUCBESKDC15 型寬調(diào)速直流伺服電機直接帶動滾珠絲杠旋一拖學院 13 該立式加工中心 X、 Y 軸的快速移動速度為 14m／ min， Z 軸的快移速度為 10m／ min。 M。其功率特性曲線如圖 23（ a）所示，電動機轉(zhuǎn)速范圍為45～ 4500r／ min，其中在 750～ 4500r／ min 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)為恒功率區(qū)域。它們分別用來實現(xiàn)刀具的旋轉(zhuǎn)運動，工作臺的縱向、橫向進給運動 ，主軸箱的升降運動以及選擇刀具時刀庫的旋轉(zhuǎn)運動。主軸部件是切削加工的功率輸出部件，是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的好壞，對加工中心的性能有很大的影響。 （ 1） 基礎(chǔ)部件 由床身、立柱和工作臺等大件組成，它們是加工中心結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)部件。 多工序集中加工的形式擴展到了其他類型數(shù)控機床，例如車削中心，它是在數(shù)控車床 上配置多個自動換刀裝置，能控制三個以上的坐標，除車削外，主軸可以停轉(zhuǎn)或分度，而由刀具旋轉(zhuǎn)進行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲等工序，適于加工復(fù)雜的旋轉(zhuǎn) 體零件。 立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺，僅作頂面加工。 按控制軸數(shù)分類 按控制軸數(shù)可分為： （ 1）三軸加工中心 （ 2）四軸加工中心 （ 3） 五軸加工 中心。采用 40 號以下刀柄的小型加工中心多為這種無機械手式的， XH754 型臥式加工中心就是這一類型。這是加工中心最普遍采用的形式， JCS—018A型立式加工中心就屬于這一類。這種多工作臺加工中心有的稱為柔性加工單元。所以加工中心的精度壽命比一般的機床高； （ 5） 設(shè)置有刀庫和換刀機構(gòu) 這是加工中心與數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床的主要區(qū)別，使加工中心的功能和自動化加工的能力更強了。目前加工中心 95％以上的主軸傳動都采用交流主軸伺服系統(tǒng)，速度可從 10～ 20210r／ min 無級變速。第 2 章 加工中心概述 6 第 2章 加工中心概述 加工中心的結(jié)構(gòu)特點 （ 1） 機床的剛度高、抗振性好 為了滿足加工中心高自動化、高速度、高精度、高可靠性的要 求，加工中心的靜剛度、動剛度和機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的阻尼比都高于普通機床 (機床在靜態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機床的靜剛度；機床在動態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機床的動剛度 )。 領(lǐng)先一步的機床制造商 正在構(gòu)想 2021 年的“加工中心”，它將是萬能型的設(shè)備，可用于車、銑、磨、激光加工等，成為真正意義上的加工中心。近年來在品種、性能、功能方面有很大的發(fā)展。 100 度， C 軸轉(zhuǎn)角177。 機床的復(fù)合化，與機器人的有