數(shù)控機床主軸

1、1無級變速數(shù)控機床一般采用直流或交流主軸伺服電動機實現(xiàn)主軸無級變速。交流主軸電動機及交流變頻驅(qū)動裝置數(shù)控機床數(shù)控機床(籠型感應(yīng)交流電動機配置矢量變頻調(diào)速系統(tǒng))，由于沒有電刷，不產(chǎn)生火花，所以使用壽命長，且性能已達(dá)到直流驅(qū)動系統(tǒng)的水平，甚至在噪聲方面還有所降低。加工中心加工中心因此，目前應(yīng)用較為廣泛。2分段無級變速數(shù)控機床在實際生產(chǎn)中，并不需要在整個變速范圍內(nèi)均為恒功率。一般要求在中、高速段為恒功率傳動，在低速段為恒轉(zhuǎn)矩傳動。為了確保數(shù)控

2、機床主軸低速時有較大的轉(zhuǎn)矩和主軸的變速范圍盡可能大，有的數(shù)控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無級變速。(1)帶有變速齒輪的主傳動加工中心這是大中型數(shù)控機床較常采用的配置方式，通過少數(shù)幾對齒輪傳動，擴(kuò)大變速范圍，由于電動機在額定轉(zhuǎn)速以上的恒功率調(diào)速范圍為2～5，數(shù)控機床當(dāng)需擴(kuò)大這個調(diào)速范圍時常用變速齒輪的辦法來擴(kuò)大調(diào)速范圍，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)。(2)通過帶傳動的主傳動

3、加工中心這種傳動主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機床，電動機本身的調(diào)整就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免由齒輪傳動時所引起的振動和噪聲。它適用于高速、低轉(zhuǎn)矩特性的主軸。常用的是同步齒形帶。(3)用兩個電動機分別驅(qū)動主軸這是上述兩種方式的混合傳動，具有上述兩種性能，高速時由一個電動機通過帶傳動，低速時，由另一個電動機通過齒輪傳動，數(shù)控機床齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，避免了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且電動

4、機功率不能充分利用的問題。但兩個電動機不能同時工作，加工中心也是一種浪費。3內(nèi)置電動機主軸變速這種主傳動是電動機直接帶動主軸旋轉(zhuǎn)，數(shù)控機床。因而大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動機發(fā)熱對主軸的精度影響較大。近年來，出現(xiàn)廠一種新式的內(nèi)裝電動機主軸，即主軸與電動機轉(zhuǎn)子合為一體。其優(yōu)點是主軸組件結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，慣量小，可提高起動、停止的—響應(yīng)特性，加工中心并利于控制振動和噪聲。數(shù)控機床缺點是電

5、動機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量易使主軸產(chǎn)生熱變形。因此，溫度控制和冷卻是使用內(nèi)裝電動機主軸的關(guān)鍵問題。日本研制的立式加工中心主軸組件，其內(nèi)裝電動機最高轉(zhuǎn)速可達(dá)20000r／min。無級變速數(shù)控機床一般采用直流或交流主軸伺服電動機實現(xiàn)主軸無級變速。交流主軸電動機及交流變頻驅(qū)動裝置（籠型感應(yīng)交流電動機配置矢量變換變頻調(diào)速系統(tǒng)），由于沒有電刷，不產(chǎn)生火花，所以使用壽命長，且性能已達(dá)到直流驅(qū)動系統(tǒng)的水平，甚至在噪聲方面還有所降低。因此，目前應(yīng)用較為廣泛。主

6、軸傳遞的功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。當(dāng)機床處在連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，主軸的轉(zhuǎn)速在437~3500rmin范圍內(nèi)，主軸傳遞電動機的全部功率11kW，為主軸的恒功率區(qū)域Ⅱ（實線）。在這個區(qū)域內(nèi)，主軸的最大輸出扭矩（245N.m）隨著主軸轉(zhuǎn)速的增高而變小。主軸轉(zhuǎn)速在35~437rmin范圍內(nèi)，主軸的輸出轉(zhuǎn)矩不變，稱為主軸的恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域Ⅰ（實線）。在這個區(qū)域內(nèi)，主軸所能傳遞的功率隨著主軸轉(zhuǎn)速的降低而減小。圖中虛線所示為電動機超載（允許超載30min）時