淮南冀肝建材有限公司

1　序言 數控車(chē)床是高度自動(dòng)化機床，數控車(chē)床主傳動(dòng)系統的特點(diǎn)是：①機床有足夠高的轉速和大的功率，以適應高效率加工的需要；②主軸轉速的變換迅速可靠，一般能自動(dòng)變速；③主軸應有足夠高的剛度和回轉精度；④主軸轉速范圍應很廣，如對鋁合金材料的高速切削，幾乎沒(méi)有上限的限制，主軸最高轉速取決于主傳動(dòng)系統中傳動(dòng)元件的允許極限(如主軸軸承允許的極限轉速)，而最低轉速則根據加工不銹鋼等難加工材料的要求來(lái)確定?，F以我們注塑件加工自行設計生產(chǎn)的DS11型全功能數控車(chē)床為例，介紹主傳動(dòng)系統的設計。 2　車(chē)床主傳動(dòng)方式的選擇 主傳動(dòng)采用分離傳動(dòng)。運動(dòng)是從15kW的直流主電機經(jīng)三角皮帶傳至變速箱，通過(guò)齒輪變速使主軸獲得4級固定轉速，再由主電機調速使主軸轉速達到26～2360r/min，在4檔范圍內均可進(jìn)行恒速切削。主軸的4級機械變速是用油缸推動(dòng)滑移齒輪來(lái)實(shí)現的。在變速時(shí)，主電機低速轉動(dòng)。齒輪嚙合后壓上行程開(kāi)關(guān)。同時(shí)發(fā)令，使電機停止搖擺，并啟動(dòng)主軸運動(dòng)。當改變主電機旋轉方向時(shí)，可以得到相同的主軸正、反轉。螺紋切削是通過(guò)與主軸1∶1傳動(dòng)的主軸脈沖發(fā)生器發(fā)出同步脈沖訊號來(lái)實(shí)現的。 變速箱固定在主軸箱上，靠法蘭盤(pán)定心。法蘭盤(pán)內孔與主軸的中間軸承外圓相配，法蘭盤(pán)外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個(gè)軸承孔同心，并使齒輪正確嚙合。這種分離傳動(dòng)將變速箱直接把在主軸箱上，即變速齒輪直接傳動(dòng)主軸，省去皮帶傳動(dòng)的中間環(huán)節，使結構緊湊。同時(shí)，主軸與變速齒輪分裝于兩箱，以達到分離、減少主軸的熱變形、提高主軸的剛性和精度的目的。 3　功率扭矩特性 主電機的最高轉速為3500r/min，額定轉速為1160r/min，恒功率調速范圍為3，皮帶輪的傳動(dòng)比為133∶236。 由功率特性曲線(xiàn)可見(jiàn)，功率曲線(xiàn)重合，無(wú)缺口，即在計算轉速142r/min以上，均可達到最大功率13kW(機械效率0.87)。但功率曲線(xiàn)重合部分太多，有些浪費。 4　主軸組件的設計 主軸為三支承，前、中軸承在主軸箱內，是主要支承，后軸承在變速箱中，是輔助支承。前軸承是NN3024SKM-SP及234424MA-SP，中間軸承為NN3022SKM-CP。這種軸承配列具有很高的剛性，軸向力及徑向力分別由不同的軸承負擔，軸向熱膨脹可由圓柱滾子軸承吸收。后軸承是向心球軸承D220。由于三個(gè)軸承孔的同軸度很難保證，所以后軸承與箱體孔的配合較松，前、中軸承用長(cháng)效潤滑脂潤滑，并用主軸中間的兩個(gè)背帽調節。主軸前端的兩個(gè)半圓墊在裝配時(shí)配磨，用來(lái)調整前軸承的預負荷。主軸孔徑為70。 5　溫升及熱變形情況 由于中間軸承位于變速箱與主軸箱之間，散熱條件較差，致使中間軸承的溫升高于前軸承。變速箱的潤滑采用體外循環(huán)形式，且油量較大，可以把軸承處的部分熱量帶走，因此中間軸承的溫升并不太高?！　?下面是主軸溫升及熱變形情況：　　 主軸中速1180r/min，時(shí)間180min，室溫25.5℃；　　 前軸承最高溫度32.0℃，溫升7℃；　　 中間軸承最高溫度32.4℃，溫升6.4℃；　　 主軸中心線(xiàn)在主平面上的變形量為9.5μm；　　 主軸中心線(xiàn)在次平面上的變形量為8.5μm；　　 主軸軸向變形量為18.5μm；　　 主軸高速2360r/min，時(shí)間180min，室溫25℃；　　 前軸承最高溫度44.6℃，溫升19.6℃；　　 后軸承最高溫度51.5℃，溫升26.5℃?！　?lái)源：中國數控機床網(wǎng)