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1、数控机床机械系统装调与维修一体化教程 书名：数控机床机械系统装调与维修一 体化教程 ISBN： 978-7-111-44603-3 作者：韩鸿鸾 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 主编：韩鸿鸾 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 模块二 数控机床的主传动系统装调与维修 任务一 认识数控机床的主传动系统 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 数控机床的主传动
2、 系统主要包括主轴箱、主轴头 、主 轴本体、轴承等，是机床的关键部件，其作用如表2-1所示 。 1.调整范围大，低速大转矩功能，有较高的速度，能超高速切削； 2.低温升、小的热变 形； 3.有高的旋转精度和运动精度； 4.高刚度和抗振性； 5.主轴组 件必须有足够的耐磨性。 传动传动 系统应满统应满 足下述几个方面的要求: 数控机床的主传动传动 系统统组组成： 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 知识内容知识内容 4 4 任务引入任务引入 1 1 任务目标任务目标 2 2 任务实施任务实施 3 3 任务拓展任务拓展 5 5 任务巩固任务巩固
3、 6 6 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 请认识数控机床的主传动系统 主传动系统 床身 主传动 系统是数控机 床的重要组成部分，主轴 部件是机床的重要执行元 件之一，它的结构尺寸、 形状、精度及材料等，对 机床的使用性能、加工精 度都有很大的影响。 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 任务目标 掌握主轴变轴变 速的方式1 掌握主轴轴的支承2 掌握主轴轴的密封3 掌握主轴轴支承的调调整与装配方法4 掌握主轴轴的维护维护 方法5 掌握主轴轴支承故障的诊诊断与维维修方法6 数控机床机械系统
4、装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ：对对数控机床主传动传动 系统统的结结构进进行感性认识认识 主传动系统的组成 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 l.无级变 速 数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动 机实现 主轴无级变 速。 无级变速 一、主轴变轴变 速方式 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 2.分段无级变级变 速 有的数控机床在交流或直流电动 机无级变 速的基础上配以齿轮变 速等 变速机构，使之成为分段无级变 速。 (1)带有变速齿轮 的主
5、传动 (图24a) 变速齿轮的主传动 三位液压拨叉工作原理图 1、5液压缸2活塞杆3拨叉4套筒 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 三位液压拨叉工作原理图 1、5液压缸2活塞杆3拨叉4套筒 该机构除液压缸和活 塞杆外，还增加了套筒 4。当液压缸1通入压 力油，而液压缸5卸压 时，活塞杆2便带动拨 叉3向左移动到极限位 置，此时拨叉带动三 联齿轮块 移动到左端 。 当液压缸5通压力油 ，而液压缸1卸压时 ，活塞2和套筒4一 起向右移动，在套 筒4碰到油缸5的端 部后，活塞杆2继续 右移到极限位置， 此时，三联齿轮块 被拨叉3移动到右端 。 当
6、压力油同时进入液 压缸1和5时，由于活 塞杆2的两端直径不 同，使活塞杆处在中 间位置。应使套筒4 的圆环面上的向右推 力大于活塞杆2的向 左的推力。 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 (2)通过带传动 的主传动 主要用在转速较高、变速范围不大的机床。适用于高速、低转矩特性的 主轴。常用的是同步齿形带。 带传动 的主传动 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 带传动 是传统 的传动 方式，常见的有V形带，平带，多联V 形带，多楔带和齿形带。 1)多联V形带 多联V形带又称复合V形带，有双联和三联两种，每种都有3种 不同的截面，横断面呈楔形，楔角为40。 多联V形带多联V形带 数控机床机械系
7、统装调与维修一体化教程 2)多楔带 多楔带综 合了V形带和平皮带的优点。运转时 振动小，发热 少 ，运转平稳，重量轻。在40ms的线速度下来使用。也不会产生 打滑，传动 功率比V形带大20%30%。 多楔带的结构 多楔带型号选择图 多楔带有H型、 J型、K型、L型 、M型等型号 ，常用的多楔 带有J形齿距为 2.4mm，L形齿 距为4.8mm， M形齿距为 9.5mm三种规 格 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 3)齿形带 齿形带又称为同步齿形带，根据齿形不同又分为梯形同步齿 带和圆弧齿同步带。 同步齿形带 梯形齿圆弧齿 实物图结构图 同步齿形带型号选择图 数控机床机械系统装调与维修一体化
8、教程 1.带轮 由密度小的材料制成。带轮 所允许的最小直径，根据有效 齿数及平带包角，由齿形带厂确定。 2.在驱动轴 上的带轮应 直接安装在电动 机轴上。 3.同步齿形带必须预 加载。预加载的方法可以是电动 机的径向位 移或是安装张力轮。 4.地较长 的自由齿形带(大于带宽 9倍)，为衰减带振动常用张力轮 。 张力轮可以是安装在齿形带内部的牙轮，但是更好的方式是在齿 形带外部采用圆筒形滚轮 ， 应应用齿齿形带带的注意事项项 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 (3)用两个电动 机分别驱动 主轴 高速时由一个电动 机通过带传动 ，低速时，由另一个电动 机通 过齿轮传动 。两个电动 机不能同时工
9、作，也是一种浪费。 两个电动机分别驱动 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 (4)内装电动 机主轴 电动 机转子固定在机床主轴上，结构紧凑。电主轴是电动 机转子 装在主轴上主轴就是电动 机轴，多用在小型加工中心机床上。这也是 近来高速加工中心主轴发 展的一种趋势 。 内装电动机主轴传动结构 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 数控机床的高速电轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架等几个部分。 高速主轴 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 电主轴结构 轴壳是高速电主轴的主 要部件，轴壳的尺寸精 度和位置精度直接影响 主轴的综合精度。 转轴的制造 精度直接影 响电主轴的 最终精度 转子由转子铁心
10、、鼠 笼、转轴三部分组成 由具有高磁导 率的优质硅钢 片叠压而成 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 二、主轴轴支承 1.滚动轴 承支承 (1)数控机床常用滚动轴 承 双列推力角接触球轴承 双列圆锥滚 子轴承 圆柱滚子轴承 常用滚动轴 承实物图 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 (2)主轴滚动轴 承的配置 能使主轴获得较 大的径向和轴向 刚度，满足机床 强力切削的要求 ，应用于各类数 控机床的主轴。 提高了主轴 的转速，适 合主轴要求 在较高转速 下工作的数 控机床 适用于中等精度 、低速与重载的 数控机床主轴。 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 2.滑动轴 承支承 静压轴承 1进油
11、孔 2油腔 3轴向封油面4周向封油面5回油槽 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 磁悬浮轴承 l基准信号2调节器3功率放大器4位移传感器5定子6转子 磁悬浮轴承 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 磁悬浮轴承的高速主轴部件 l-刀具系统2、9-捕捉轴承3、8-传感器4、7-径向轴承5-轴向推力轴承 6-高频电动 机10-冷却水管路11-气、液压力放大器 磁悬悬浮轴轴承的高速主轴轴部件 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ：根据实际实际 情况，让让学生在教师师的指导导下进进行技能训练训练 轴承预紧，就是使轴承滚道预先承受一定的载荷， 不仅能消除间隙而且还使滚动体与滚道之间发生一定的 变形，
12、从而使接触面积增大，轴承受力时变形减少，抵 抗变形的能力增大。 一、主轴滚动轴承的预紧 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ：根据实际实际 情况，让让学生在教师师的指导导下进进行技能训练训练 1.轴承内圈移动 轴承内圈移动 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 2.修磨座圈或隔套 隔套 修磨座圈 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 3.自动预紧动预紧 自动预紧 用沿圆周均布的弹簧来对轴承预加一个基本不变的载荷，轴承磨 损后能自动补偿，且不受热膨胀的影响。缺点是只能单向受力。 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ：您对对所在学校的数控机床主轴轴支承预紧时预紧时 遇 到了什么情况？您是怎样样
13、解决的？ 二、主轴轴的密封 ：在教师师的带领带领 下，到工厂中看一下主轴轴的密封。 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 非接触式密封 1端盖2螺母 利用轴承盖与轴 的间隙密封用在 工作环境比较清 洁的油脂润滑处 靠主轴转动 的离 心力把油甩到空腔 内，油液流回箱内 迷宫式密封结构 ，可获得可靠的密 封效果，用油脂或 油液润滑的密封。 1.非接触式密封 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 主要有油毡圈和耐油橡胶密封圈密封。 接触式密封 l甩油环 2油毡圈 3耐油橡胶密封圈 2.接触式密封 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 对对数控机床的非接触式密封进进行拆装与调调整 主轴前支承的密封结构
14、 1进油口 2 轴承 3套筒 4、5法兰盘 6主轴 7泄漏孔 8 回油斜孔 9泄油孔 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ：主轴轴拆卸下来以后应应怎样样放置与保存 三、主轴轴的维护维护 主轴维护 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 四、主轴轴支承故障诊诊断与维维修 1.开机后主轴轴不转动转动 的故障排除 故障现现象:开机后主轴不转动 故障分析： （1）检查电动 机情况良好，传动键 没有损坏； （2）调整V带松紧程度，主轴仍无法转动 ； （3）检查测 量电磁制动器的接线和线圈均正常，拆下制动器发 现弹 簧和摩擦盘也完好； （4）拆下传动轴发现轴 承因缺乏润滑而烧毁，将其拆下，手盘 转动 主轴
15、正常。 故障处处理：换上轴承重新装上主轴转动 正常，主轴制动迅速， 故障排除。 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 故障现现象：零件孔加工时表面粗糙度值太大，无法使用。 故障分析：此故障的主要原因是主轴轴 承的精度降低或间 隙增大。 故障处处理：调整轴承的预紧 量。经几次调试 ，主轴恢复 了精度，加工孔的表面粗糙度也达到了要求。 2.孔加工时时表面粗糙度值值太大的故障维维修 常见见支承的故障（让让学生上网查询查询 、图书馆查资图书馆查资 料，并 在教师师的参与下讨论总结讨论总结 数控机床支承常见见的故障） 主轴支承部件常见故障诊断及排除修方法 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 任务拓展电
16、电主轴轴的选选用 电主轴选 用的一般原则则： 1.要熟悉和了解电主轴的结构特点、基本性能、主要参数 、润滑和冷却的要求等基本内容； 2.结合目前具备的条件，如机床的类型及特点、电源条件 、润滑气源条件、冷却条件、加工产品特点等诸多因素来考虑 如何正确选择 适宜的电主轴。 3.选用电主轴最重要的是选定其最高转速、额定功率、转 矩和转矩与转速的关系。 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 注意事项项： 1.从实际 需要出发，切忌“贪高(高转速)求大(大功率)”，以免造成 性能冗余、资金浪费、维护费 事，以致后患无穷。 2.根据实际 可行的切削规范，对多个典型工件的多个典型工序多做 计算。 3.不要单纯 依靠样本来选用，而应多与供应商的销售服务专 家深 入交谈，多听他们的有益建议。 4.注意正确选择轴 承类型与润滑方式。在满足需求的条件下，应 选用陶瓷球混合轴承与永久性油润滑的组合，可省去润滑部件并方便 维护 。 电电主轴轴的选选用任务拓展 数控机床机械系统装调与维修一体化教程 任务巩固 一、填空
