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數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的主軸部件


日期:2010年01月26 來源:沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字:數(shù)控機(jī)床
    主軸部件是機(jī)床的一個關(guān)鍵部件,它包括主軸的支承、安裝在主軸上的傳動零件等。主軸部件質(zhì)量的好壞直接影響加寸:質(zhì)量。對于數(shù)控機(jī)床尤其是自動換刀數(shù)控機(jī)床,為了實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的自動裝卸與夾持,還必須有刀具的自動夾緊裝置、主軸準(zhǔn)停裝置和主軸孔的清理裝置等結(jié)構(gòu)。
    1.主軸的支承
    數(shù)控機(jī)床主軸的支承配罟形式主要用三種。
    1)前支承采用雙列圓柱滾子軸承和60‘角接觸雙列球軸承組合,加工中心后支承采用成對安裝的角接觸軸承。這種配置形式使主軸的綜合剛度大幅度提高,普遍應(yīng)用于扦類數(shù)控機(jī)床主軸。
    2)前軸承采用高精度雙列(或三列)角接觸球軸承,后支承采用單列(或雙列)角接觸球軸承。這種配置適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機(jī)床主軸。
    3)前后軸承采用雙列和單列圓錐滾子軸承,數(shù)控機(jī)床適用于中等精度、低速,寸重載的數(shù)探機(jī)床主軸。
    2.?dāng)?shù)控午床的主軸部件
    數(shù)控車床主軸部件的精度、剛度和熱變形對加工質(zhì)量有直接的影響。    
    TND360數(shù)控車床主軸部件,主軸內(nèi)孔用于通過長的棒料,也叮川于通過氣動、液壓夾緊裝胃(動力卡盤),,主軸前端的短圓錐面及其端面用于安裝卜盤或撥盤。主軸前后支承都采用角接觸球軸承。前支承三個——組,前面兩個大口朝前端,后面——個大門朝后端,后支承兩個角接觸球軸承小口相對。加工中心前后軸承都山軸承廠配好,成套供應(yīng),裝配時不需修配。
    3.加工中心的主軸部件
    (1)主軸箱結(jié)構(gòu)  主軸刀具自動裝夾和切屑清除裝置主要用于主運(yùn)動是刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的情形。如數(shù)控銑鉆鏜床及加工中心的主軸部件,典型結(jié)構(gòu)為JCS-018立式鏜銑床主軸部件。
    主軸前端有7:24的錐孑L可用于裝夾BT40刀柄或刀桿。數(shù)控機(jī)床主軸端面有一端面鍵14。主軸的前支承配置了三個高精度的角接觸球軸承,用以承受徑向和軸向載荷,其中前兩個大口朝下,后面的一個大口朝上,前支承按預(yù)加載荷計算的預(yù)緊量由螺母12來調(diào)整。后支承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。該主軸選擇的軸承類型和配置形式,滿足主軸高轉(zhuǎn)速和承受較大軸向載荷的要求。加工中心主軸受熱變形向后伸長,不影響加工精度。
    1)基本構(gòu)成
    裝刀部件:刀夾1、拉釘2、鋼球12、端面鍵14。
    換刀部件:主軸3、拉桿4、碟形彈簧5、液壓缸7、活塞6。
    清潔部件:空壓機(jī)、壓縮空氣管接頭9。
    2)取用刀具過程
    CNC發(fā)出換刀指令+液壓缸7右腔進(jìn)油+活塞6左移+推動拉桿4克服彈簧5的作用左移+帶動鋼球13移至大空間+數(shù)控機(jī)床鋼球失去對拉釘2的作用+取刀。
    3)清潔過程
    舊刀取走后---~CNC發(fā)出指令+空氣壓縮機(jī)啟動+壓縮空氣經(jīng)壓縮空氣管接頭9吹掃裝刀部位并用定時器計時。
    4)裝刀過程
    時間到---~CNC發(fā)出裝刀指令+機(jī)械手裝新刀+液壓缸右腔回油+拉桿4在碟形彈簧的作用下復(fù)位+拉桿帶動拉釘右移至小直徑部位+通過鋼球?qū)⒗斂ㄋ馈?br />     這樣用碟形彈簧通過拉桿及鋼球拉住刀柄尾部的拉釘,加工中心使刀具錐柄和主軸錐孔緊密配合,夾緊力達(dá)12000N以上。
    (2)主軸準(zhǔn)停裝置  主軸準(zhǔn)停功能又稱主軸定向功能(Spindle Specified Position Stop),即當(dāng)主軸停止時,控制其停于固定的位置,這是自動換刀所必須的功能。在自動換刀的數(shù)控鏜銑加工中心上,切削轉(zhuǎn)矩通常是通過刀桿的端面鍵來傳遞的。這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位于圓周上特定角度的功能。
    主軸準(zhǔn)停裝置分機(jī)械式和電氣式兩類。機(jī)械準(zhǔn)停裝置動作迅速,準(zhǔn)數(shù)控機(jī)床確可靠,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在早期數(shù)控機(jī)床上使用較多。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般都用電氣準(zhǔn)停裝置。
在主軸后端安裝一個永久磁鐵與主軸一起旋轉(zhuǎn),在距離永久磁鐵旋轉(zhuǎn)軌跡外1~2mm處固定一個磁傳感器,磁傳感器安裝在主軸箱上,其安裝位置決定了主軸的準(zhǔn)停點(diǎn)。
    當(dāng)數(shù)控機(jī)床需要換刀時,加工中心主軸運(yùn)轉(zhuǎn)+CNC發(fā)出停轉(zhuǎn)指令+數(shù)控裝置發(fā)出主軸停轉(zhuǎn)指令+主軸電動機(jī)立即降速+主軸以低速旋轉(zhuǎn)+永久磁鐵對準(zhǔn)磁傳感器,磁傳感器感受永久磁鐵的磁場,數(shù)控機(jī)床并發(fā)出準(zhǔn)停信號+信號經(jīng)放大后+由準(zhǔn)停電路控制主軸電動機(jī)準(zhǔn)確地停止在規(guī)定的周向位置上。準(zhǔn)停的定位精度可達(dá)土1。

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