【文章內(nèi)容簡介】 ,由于數(shù)控機(jī)床是按照預(yù)定的 程序自動加工的,加工過程不需要人工干預(yù),而且加工精度還可以利用軟件來進(jìn)行校正和修補(bǔ),因此可以獲得比機(jī)床本身精度還要高的加工精度和重復(fù) 精度..,有的數(shù)控機(jī)床一次裝夾可完成多部位的加工,可以替代57臺普通機(jī)床,并節(jié)省了廠房面積.，減少了在制品,從而加速了流動資金的周轉(zhuǎn), 提高了經(jīng)濟(jì)效益.6. 大大減輕了工人的勞動強(qiáng)度.綜上所述,數(shù)控機(jī)床主要適合:。,生產(chǎn)周期要求短的加工...,一般有12，16，20，24，30，40，60，100，120等刀具數(shù)量的刀庫.:,一般情況下潤滑系統(tǒng),第三章 數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 主傳動系統(tǒng)是用來實現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動的傳動系統(tǒng)，它應(yīng)具由一定的轉(zhuǎn)速（速度）和一定的變速范圍，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料，不同的尺寸，不同的要求的工作，并能方便地實現(xiàn)運(yùn)動的開停，變速，換向和制動等。 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)主要包括電動機(jī)，傳動系統(tǒng)和主軸部件，與普通機(jī)床的主傳動系統(tǒng)相比，在結(jié)構(gòu)上比較簡單，這是因為變速變速功能全部或大部分由主軸電動機(jī)的無級調(diào)速來承擔(dān)，省去了復(fù)雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，有些只有二級或三級齒輪變速系統(tǒng)，用于擴(kuò)大電動機(jī)無級調(diào)速的范圍。 一、數(shù)控機(jī)床主傳動的特點 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床比較具有以下特點1， 轉(zhuǎn)速高，功率大，它能使數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大功率切削和高速切削，實現(xiàn)高效率加工。2， 主軸轉(zhuǎn)速變換可靠，并能自動無級變速，使切削工作始終在最佳狀態(tài)下進(jìn)行。3， 為實現(xiàn)刀具的快速或自動裝卸，主軸上還必須設(shè)計有刀具自動裝卸，主軸定向停止和主軸孔內(nèi)的切屑清除裝置。二、對主軸傳動系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)除應(yīng)滿足普通機(jī)床主傳動要求外，還有如下要求。，熱穩(wěn)定性機(jī)床主傳動系統(tǒng)一般分為有分級（有級）變速傳動和無級變速傳動兩種形式。分級（有級）變速傳動主要用于普通銑床或普通銑床數(shù)控化改造。無級變速傳動主要用于數(shù)控車床，故本次數(shù)控銑床床主傳動系統(tǒng)的傳動方式為無級變速傳動。數(shù)控銑床的主傳動采用交、直流主軸調(diào)速電機(jī)帶動主軸實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，電動機(jī)調(diào)速范圍大，并可實現(xiàn)無級變速。故本次數(shù)控銑床主傳動設(shè)計有以下A、B、C三個方案，如圖31所示。圖31數(shù)控銑床主傳動設(shè)計比較圖從圖中可以看出：A方案中主軸電動機(jī)與主軸通過聯(lián)軸器直接聯(lián)接，由電動機(jī)直接驅(qū)動主軸運(yùn)動。這種方案可簡化主軸箱結(jié)構(gòu)，有效提高主軸的剛度，但主軸的功率及無級變速直接決定于主軸電機(jī)的性能，故其調(diào)速范圍有一定的局限。B方案主軸電機(jī)經(jīng)帶傳動定比傳動給主軸，采用定比傳動擴(kuò)大了直接驅(qū)動的應(yīng)用范圍，在一定程度上滿足了主軸功率與轉(zhuǎn)矩的要求。但其變速范圍仍然與電動機(jī)的無級變速范圍相同。C方案采用主軸電機(jī)帶動齒輪對變速齒輪來驅(qū)動主軸。在此方案中，通過電機(jī)的無級變速，配合變速齒輪的變速可確保主軸所需要的功率及轉(zhuǎn)矩要求。目前，電機(jī)本身的調(diào)速范圍已達(dá)1：100—1：1000，所以變速齒輪的對數(shù)不會很多，其結(jié)構(gòu)也就不會很復(fù)雜。通過對以上A、B、C三個方案的分析，結(jié)合本次設(shè)計的實際情況，本次設(shè)計的變速范圍是40—4000r/min，調(diào)速范圍比較大。如選A、B兩種方案的話，由上面的分析可知，勢必會造成主軸箱相對簡單，而主軸電機(jī)的功率將會選的很大才能滿足各種不同加工的需要。這樣不僅使電機(jī)的功率得不到充分利用，同時從結(jié)構(gòu)上來看很不協(xié)調(diào)。故本次主傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案選方案C主傳動系統(tǒng)的主要參數(shù)有動力參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)。動力參數(shù)是指主運(yùn)動驅(qū)動電機(jī)的功率，運(yùn)動參數(shù)是指主運(yùn)動的變速范圍。(1) 主傳動功率P由設(shè)計任務(wù)書可知：主切削功率為=。查文獻(xiàn)[1] 頁可得主傳動功率P的計算公式為 == 式中P————主傳動的功率 ————切削功率 ————主傳動鏈的總效率，（2）計算變速范圍由設(shè)計任務(wù)書可知主軸的最低轉(zhuǎn)速為=40 r/min,最高轉(zhuǎn)速為=4000r/min。查文獻(xiàn)[1] 頁可得變速范圍的計算公式為===100 （r/min） 調(diào)速電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩特性 銑床主軸轉(zhuǎn)速不僅決定于切削速度而且還決定于工件的直徑，較低轉(zhuǎn)速多用于加工大直徑工件，這時要求的輸出扭矩增大了。因此車床主運(yùn)動鏈的變速機(jī)構(gòu)，輸出扭矩與轉(zhuǎn)速成反比，基本上是恒功率的。車床主軸最低的幾級轉(zhuǎn)速常用于光整車削，車削大直徑螺紋、絞大孔、精鏜等，并不需要傳遞全部功率。機(jī)床所傳遞的功率或扭矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，稱為機(jī)床主軸的功率或扭矩特性。如圖32所示。主軸從最高轉(zhuǎn)速到某一轉(zhuǎn)速之間，主軸應(yīng)能傳遞運(yùn)動源的全部功率。在這個區(qū)域內(nèi)主軸的最大輸出扭矩應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的降低而加大。從以下直到最低轉(zhuǎn)速，這個區(qū)域內(nèi)的各級轉(zhuǎn)速并不需要傳遞全部功率。主軸的輸出扭矩不再隨轉(zhuǎn)速的降低而增大，而是保持時的扭矩不變。所能傳遞的功率，則隨轉(zhuǎn)速的降低而降低。主軸能傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速稱為主軸的計算轉(zhuǎn)速。機(jī)床主軸在整個變速范圍內(nèi)，以計算轉(zhuǎn)速為界，分為兩個區(qū)域：計算轉(zhuǎn)速及以上直到為恒功率區(qū)域I；計算轉(zhuǎn)速以下直到為恒扭矩區(qū)域II。通過上面的分析，銑床主軸，從計算轉(zhuǎn)速至最高轉(zhuǎn)速為恒功率區(qū)，從計算轉(zhuǎn)速至最低轉(zhuǎn)速為恒扭矩區(qū)。恒功率變速范圍比恒扭矩范圍大24倍。直流并磁電機(jī)從額定轉(zhuǎn)速向上至最高轉(zhuǎn)速，是采用調(diào)節(jié)磁場電流（簡稱調(diào)磁）的辦法來調(diào)速的，屬恒功率調(diào)速；從額定轉(zhuǎn)速向下至最低轉(zhuǎn)速，是利用調(diào)節(jié)電樞電壓（簡稱調(diào)壓）的辦法來調(diào)速的，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 驅(qū)動電動機(jī)和主軸功率特性的匹配設(shè)計 在設(shè)計數(shù)控機(jī)床主傳動時，必須要考慮電動機(jī)與機(jī)床主軸功率特性匹配問題。 在設(shè)計分級變速箱時，考慮機(jī)床機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求等因素，變速箱公比的選取有下列三種情況。 取變速箱的公比等于電動機(jī)的恒功率調(diào)速范圍，即=。功率特性圖是連續(xù)的，無缺口和無重合。 取變速箱的公比小于電動機(jī)的恒功率調(diào)速范圍，即。這時在主傳動系統(tǒng)功率特性圖上有小段重合，變速箱的變速級數(shù)將增多，使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。 取變速箱的公比大于電動機(jī)的恒功率調(diào)速范圍，即。這時變速機(jī)構(gòu)簡化了，但存在恒功率變速段不連續(xù)，中間有恒轉(zhuǎn)矩過渡，這樣電機(jī)的利用率得不到充分的利用。故本設(shè)計取第一種情況=計算。1）中型銑床主軸的計算轉(zhuǎn)速為 r/min 式中————主軸的計算轉(zhuǎn)速 ————主軸的最小轉(zhuǎn)速 ————主軸的變速范圍2）確定主軸要求的恒功率調(diào)速范圍==式中————主軸要求的恒功率調(diào)速范圍 ————主軸的最大轉(zhuǎn)速 ————主軸的計算轉(zhuǎn)速3)確定電動機(jī)的恒功率調(diào)速范圍本設(shè)計初定采用交流調(diào)頻主軸電動機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，最高轉(zhuǎn)速4500r/min計算。==3式中————電動機(jī)的恒功率調(diào)速范圍 ————電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)速 ————電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速由于主軸要求的恒功率變速范圍遠(yuǎn)大于電動機(jī)的恒功率變速范圍，所以在電動機(jī)與主軸之間要串聯(lián)一個分級變速箱，以擴(kuò)大其恒功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削時對電動機(jī)的輸出功率要求。4）確定主軸變速箱的變速級數(shù)Z如取變速箱的公比 則由于無級變速時 故變速箱的變速級數(shù) ，應(yīng)取整數(shù)，故選變速箱的變速級數(shù)為Z=3。這時由上面知，，才能滿足要求。所以可選北京數(shù)控設(shè)備廠的BESK8型交流主軸電動機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，最高轉(zhuǎn)速4500r/min。一、轉(zhuǎn)速圖的確定本次主傳動設(shè)計的總體方案如下圖33所示圖33 數(shù)控銑床主傳