數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-05-27 03:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 為了提高數(shù)控機床的加工效率，在加工中心上經(jīng)常采用雙交換工作臺，進行工件的自動交換，以進一步縮短輔助加工時間，提高機床效率。 圖 24a是移動式雙交換工作臺布局圖，用于工作臺移動式加工中心。對于圖示的初始狀態(tài)，其工作過程是：首先在 Ⅱ 工位工作臺上裝上工件，交換開始后， X軸自動運動到 Ⅰ 工位的位置，并松開工作臺夾緊機構(gòu)；交換機構(gòu)通過液壓缸或輔助電動機將機床上的工作臺拉到 Ⅰ 工位上； X軸再自動運動到 Ⅱ 工位的位置，交換機構(gòu)將裝有工件的 Ⅱ 工位工作臺送到機床上，并夾緊。在機床進行工件加工的同時，操作者可以在 Ⅰ 工位裝卸工件，準備第二次交換。這樣就使得工件的裝卸和機床加工可以同時進行，節(jié)省了加工輔助時間，提高了機床的效率。 圖 24所示的是兩種常見的雙交換工作臺布局形式 數(shù)控機床交換工作臺的布局 圖 24b 是回轉(zhuǎn)式雙交換工作臺布局圖，用于立柱移動式加工中心。其工作過程是：首先在 Ⅱ 工位（裝卸工位）工作臺上裝上工件，交換開始后， Ⅰ 工位（加工工位）的工作臺夾緊機構(gòu)自動松開；交換回轉(zhuǎn)臺抬起，進行 180 186?；剞D(zhuǎn)，將 Ⅱ 工位上工作臺轉(zhuǎn)到 Ⅰ 工位的位置，并夾緊。在機床進行工件加工的同時，操作者可以在 Ⅰ 工位裝卸工件，準備第二次交換。 回轉(zhuǎn)式雙交換工作臺的優(yōu)點是交換速度快，定位精度高；對冷卻、切屑的防護容易；缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，占地面積大。 數(shù)控機床交換工作臺的布局 此外，還有一種通過雙工作區(qū)，進行工件交換的布局形式（如圖 25所示），多用于長床身（ X軸行程在 1500mm以上），且 X、 Y、 Z三軸都是立柱移動式的加工中心上。它的基本結(jié)構(gòu)和立柱移動式機床完全相同，區(qū)別僅在于利用中間防護，使機床原工作臺分成了兩個相對獨立的操作區(qū)域。其工作過程是：立柱首先運動到 Ⅰ 區(qū)，對安裝在該區(qū)的零件進行正常加工；與此同時，操作者可以在 Ⅱ 區(qū)裝卸工件。在 Ⅰ 區(qū)的零件加工完成后，通過 X軸的快速移動，將立柱運動到 Ⅱ 區(qū)，進行 Ⅱ 區(qū)零件的加工；操作者可以在 Ⅰ 區(qū)裝卸工件，如此循環(huán)。機床通過電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)嚴格的互鎖，對于加工區(qū)的防護門也需要通過機電聯(lián)鎖裝置予以封閉，確保機床的安全性、可靠性。 圖 25 雙工作區(qū)交換的布局圖 圖 25 雙工作區(qū)交換的布局圖 高速加工數(shù)控機床的特殊布局 高速加工數(shù)控機床的特殊布局圖 虛擬軸機床 三、數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng) ? 主傳動的基本要求和變速方式 ? 主軸的聯(lián)接形式 ? 主軸部件的支承 ? 主軸部件的結(jié)構(gòu) 主傳動的基本要求和變速方式 數(shù)控機床和普通機床一樣，主傳動系統(tǒng)也必須通過變速，才能使主軸獲得不同的傳遞，以適應(yīng)不同的加工要求，并且，在變速的同時，還要求傳遞一定的功率和 足夠的轉(zhuǎn)矩，滿足切削的需要。 ? 數(shù)控機床作為高度自動化的設(shè)備，它對主傳動系統(tǒng)的基本要求有以下幾點： 1)為了達到最佳的切削效果，一般都應(yīng)在最佳的切削條件下工作，因此，主軸一般都要求能自動實現(xiàn)無級變速。 2)要求機床主軸系統(tǒng)必須具有足夠高的轉(zhuǎn)速和足夠大的功率，以適應(yīng)高效、高速的加工需要。 主傳動的基本要求和變速方式 3)為了降低噪聲、減輕發(fā)熱、減少振動，主傳動系統(tǒng)應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)，減少傳動件。 4)在加工中心上，還必須具有安裝道具和刀具交換所需要的自動夾緊裝置，以及主軸定向準停裝置，以保證刀具和主軸、刀庫、機械手的正確嚙合。 5)為了擴大機床的功能，實現(xiàn)對 C軸的控制，主軸還需安裝位置檢測裝置，以便實現(xiàn)對主軸位置的控制。 數(shù)控機床的變速是按照控制指令自動進行的 ， 因此變速機構(gòu)必須適應(yīng)自動操作的再求 。 故大多數(shù)數(shù)控機床采用無級變速系統(tǒng) ， 數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)主要有以下三種配置方式 。 數(shù)控機床的主傳動要求較大的調(diào)速范圍 ， 以保證加工時能選用合理的切削用量 ， 從而獲得最佳的生產(chǎn)率 、 加工精度和表面質(zhì)量 。 主傳動的基本要求和變速方式 這種配置方式大 、 中型數(shù)控機床采用較多 。 它通過少數(shù)幾對齒輪降速 ， 使之成為分段無級變速 ， 確保低速時的扭矩 ， 以滿足主軸輸出扭矩特性的要求 。 但有一部分小型數(shù)控機床也采用這種傳動方式 ， 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缸帶動齒輪來實現(xiàn) 。 （ 1）帶有變速齒輪的主傳動（如圖） 主要應(yīng)用在小型數(shù)控機床上 ， 可以避免齒輪傳動時引起的振動和噪聲 ， 但它只能適用于低扭矩特性要求的主軸 。 （ 2） 通過帶傳動的主傳動 （ 如圖 ） 同步帶的結(jié)構(gòu)和傳動如圖所示 。 帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形 ， 通過帶輪與輪齒相嵌合 ， 作無滑動的嚙合傳動 。 帶內(nèi)采用了承載后無彈性伸長的材料作強力層 ，以保持帶的節(jié)距不變 ， 使主 、 從動帶輪可作無相對滑動的同步傳動 。 同步帶傳動是一種綜合了帶 、 鏈傳動優(yōu)點的新型傳動 。 這種主傳動方式大大簡化了主軸箱
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