【正文】 傳動(dòng)系統(tǒng) 方案的確定 23 主軸軸承的支撐形式主要取決于主軸轉(zhuǎn)速特性的速度因素和對(duì)主軸剛度的要求。主軸準(zhǔn)停換刀如圖 9－ 9 所示。 措施 1 保證進(jìn)給系統(tǒng)中滾珠絲杠螺母、蝸輪蝸桿和支承結(jié)構(gòu)等各部件的加工精度 ； 措施 2 在傳動(dòng)鏈中加入減速齒輪 或 同步帶傳動(dòng) ，以 減小脈沖當(dāng)量， 從設(shè)計(jì)角度提高傳動(dòng)精度 ； 措施 3 預(yù)緊支撐絲杠的軸承 ，以 消除齒輪、蝸輪傳動(dòng)件間隙 ； 措施 4 預(yù)緊消除滾珠絲杠螺母副的軸向傳動(dòng)間隙 。 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(zhǎng)的情況，當(dāng)熱變形造成絲杠伸長(zhǎng)時(shí)，其一端固定，另一端能作微量 的軸向浮動(dòng)。并且不打滑、不需要的的張緊力；傳動(dòng)效率可以高達(dá) 98％～ ％，最高線速度可以高達(dá) 80m/s，可以廣泛用于高速數(shù)控傳動(dòng)。 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(duì)絲杠的熱變形較為敏感。 ，壽命長(zhǎng) 垂直工作臺(tái)的 組成 結(jié)構(gòu) 選型 進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分的組成 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) +運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu) +導(dǎo)向機(jī)構(gòu) +執(zhí)行件（工作臺(tái)） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) : 齒輪傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng) 一拖學(xué)院 27 運(yùn)動(dòng)變換：絲杠螺母副、蝸桿齒條副、齒輪齒條副等 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：導(dǎo)軌（ 滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌） 進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分的作用是將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)的直線運(yùn)動(dòng)，其實(shí)現(xiàn)方式主要有三種 ： （ 1）通過(guò)絲杠（通常為滾珠絲杠或靜壓絲杠）螺母副，將伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)。主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔如圖 3－ 3 圖 3－ 3 主軸準(zhǔn)停換刀示意圖 圖 3－ 4 主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖 一拖學(xué)院 25 第 4章 立式加工中心 垂直工作臺(tái)進(jìn)給傳動(dòng)鏈方案選擇 機(jī)床對(duì)垂直工作臺(tái)的要求 系統(tǒng)總體方案 一、 機(jī)床對(duì)垂直工作臺(tái)的要求 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是以保證刀具與工件相對(duì)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(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性的直接影響。 圖 3－ 2 主軸軸承常見(jiàn)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。公差等級(jí)、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。由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，有時(shí)又稱它為 “直接傳動(dòng)主軸 ”（ Direct Drive Spindle)。 X、 Y 軸以機(jī)床的最低進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，皆無(wú)爬行現(xiàn)象發(fā)生。旋轉(zhuǎn)變壓器的分解精度為 2021 脈沖／ r，由電機(jī)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(cè)分辨率為 10／ (2021179。這種連接方式無(wú)須在連接件上開(kāi)鍵槽，兩錐環(huán)的內(nèi)、外圓錐面壓緊后，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，而且對(duì)中性較好，傳遞動(dòng)力平穩(wěn)，加工工藝性好，安裝與維修方便。雖然這種結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但軸向剛度比兩端軸向固定方式低。十字滑塊聯(lián)軸節(jié) 2 的左連接件與電機(jī)軸靠錐形鎖緊環(huán)摩擦連接。為滿足主軸這一功能而設(shè)計(jì)的裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置或稱為主軸定向裝置。 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(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) JCS— 018A 型加工中心沿 X、 Y、 Z 三個(gè)坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分別是由三臺(tái)功率為 的 FANUCBESKDC15 型寬調(diào)速直流伺服電機(jī)直接帶動(dòng)滾珠絲杠旋一拖學(xué)院 13 該立式加工中心 X、 Y 軸的快速移動(dòng)速度為 14m／ min， Z 軸的快移速度為 10m／ min。其功率特性曲線如圖 23（ a）所示，電動(dòng)機(jī)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。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(duì)加工中心的性能有很大的影響。 多工序集中加工的形式擴(kuò)展到了其他類型數(shù)控機(jī)床，例如車削中心，它是在數(shù)控車床 上配置多個(gè)自動(dòng)換刀裝置，能控制三個(gè)以上的坐標(biāo)，除車削外，主軸可以停轉(zhuǎn)或分度，而由刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)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。 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。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。所以加工中心的精度壽命比一般的機(jī)床高； （ 5） 設(shè)置有刀庫(kù)和換刀機(jī)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(dòng)化加工的能力更強(qiáng)了。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(diǎn) （ 1） 機(jī)床的剛度高、抗振性好 為了滿足加工中心高自動(dòng)化、高速度、高精度、高可靠性的要 求，加工中心的靜剛度、動(dòng)剛度和機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的阻尼比都高于普通機(jī)床 (機(jī)床在靜態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機(jī)床的靜剛度；機(jī)床在動(dòng)態(tài)力作用下所表現(xiàn)的剛度稱為機(jī)床的動(dòng)剛度 )。近年來(lái)在品種、性能、功能方面有很大的發(fā)展。 機(jī)床的復(fù)合化，與機(jī)器人的有效結(jié)合提高了生產(chǎn)效率 為了提高生產(chǎn)效率，最大限度降低生產(chǎn)成本，把工業(yè)機(jī)器人同機(jī)床有效地結(jié)合在一起，讓機(jī)器人從事簡(jiǎn)單而且重復(fù)的勞動(dòng) ，不但可以節(jié)省大筆的人工費(fèi)用，同時(shí) ，機(jī)器人不會(huì)疲勞且不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，因而對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定起到了很大的作用。上海第三機(jī)床廠、第四機(jī)床廠制造的立臥加工中心，工作臺(tái) 630mm2，采用高速內(nèi)冷電主軸，主軸可立、臥轉(zhuǎn)換，工作臺(tái)可以 360 度等分，類似于上述簡(jiǎn)單配置為立、臥轉(zhuǎn)換的三軸加工中心，可對(duì)工件實(shí)現(xiàn)五面體加工，盡管還沒(méi)有配置五軸，也非常實(shí)用。第一臺(tái)加工中心是 1958 年由美國(guó)卡尼 特雷克公司首先研制成功的。例如，瑞士迪克西 (DIXI)公司的 DIX1280TCA 型精密加工中心，其坐標(biāo)定500mm 行程177。一拖學(xué)院 I 論文題目： 立式加工中心 垂直工作臺(tái)及主軸設(shè)計(jì)方案選型 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 第 1 章 緒論 1 目 錄 第 1 章 緒論 ............................................. 2 加工中心 .................................................................................................................... 2 加工中心的發(fā)展 ....................................................................................................... 2 我國(guó)機(jī)械加工中心發(fā)展的現(xiàn)狀分析 ....................................................................... 3 我國(guó)機(jī)械加 工中心的發(fā)展趨勢(shì) ............................................................................... 4 第 2 章 加工中心概述 ..................................... 6 加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ............................................................................................... 6 加工中心的分類 ....................................................................................................... 7 加工中心的用途 ...............................