数控机床之其主传动系统

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1、目 录v 第 三 章 数 控 机 床 主 传 动 系 统 v 第 四 章 数 控 机 床 的 进 给 运 动 系 统 v 第 五 章 数 控 机 床 导 轨 与 工 作 台 v 第 六 章 数 控 机 床 的 自 动 换 刀 装 置 v 第 七 章 刀 具 交 换 装 置 v 第 八 章 典 型 数 控 机 床 的 结 构 与 控 制 v 第 九 章 数 控 机 床 的 液 压 与 气 压 系 统 shukongcn 第 三 章 数 控 机 床 主 传 动 系 统v第 一 节 机 械 基 础 知 识v第 二 节 数 控 机 床 主 传 动 系 统 的 特 点v第 三 节 数 控 机 床 主 轴

2、 传 动 类 型v第 四 节 主 轴 部 件v第 五 节 主 轴 组 件 的 润 滑 与 密 封 第 一 节 机 械 基 础 知 识 v 一 、 齿 轮 传 动 和 带 传 动 v 齿 轮 传 动 是 机 械 传 动 中 最 主 要 的 一 类 传 动 ， 形 式 很 多 ， 应 用 广 泛 ， 最 常用 的 是 渐 开 线 齿 轮 传 动 。 与 其 它 传 动 相 比 ， 齿 轮 传 动 有 下 列 特 点 ：v 1 两 轮 瞬 时 传 动 比 (角 速 度 之 比 )恒 定 。v 2 适 用 的 圆 周 速 度 和 传 动 功 率 范 围 较 大 。v 3 传 动 效 率 较 高 、 寿

3、 命 较 长 。v 4 能 实 现 平 行 、 相 交 、 交 错 轴 间 传 动 。v 与 其 他 传 动 相 比 ， 有 下 列 缺 点 ：v 1 制 造 和 安 装 精 度 要 求 较 高 ， 成 本 较 高 。 v 2 不 适 用 于 距 离 较 远 的 传 动 。v 3 为 了 保 证 润 滑 良 好 ， 齿 轮 的 啮 合 齿 之 间 在 设 计 上 要 保 证 有 一 定 的 侧 隙 ，这 对 传 动 精 度 有 一 定 的 影 响 ， 尤 其 是 应 用 于 类 似 数 控 机 床 等 高 精 度 设 备上 ， 要 采 取 必 要 的 消 除 侧 隙 的 手 段 。 返回到总目

4、录 返回本章目录 前进 后退 第 一 节 机 械 基 础 知 识 图 3-1传 动 带 类 型a) 平 带 b) V带 c) 多 楔 带 d) 圆 带a) b)c) d) 第 一 节 机 械 基 础 知 识 图 3-2 啮 合 型 带 传 动 第 一 节 机 械 基 础 知 识v 二 、 轴 的 类 型 、 材 料 及 应 用v 轴 是 组 成 机 器 的 重 要 零 件 之 一 。 根 据 轴 在 工 作 时 所 受 载 荷 的不 同 ， 轴 可 分 为 ：v 1 心 轴 只 承 受 弯 矩 作 用 而 不 承 受 转 矩 作 用 的 轴 。 按 其 是否 与 轴 上 零 件 一 起 转 动

5、 可 分 为 转 动 心 轴 (图 3-3 a)和 固 定 心轴 (图 3-3 b)两 种 。 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 第 一 节 机 械 基 础 知 识 图 3-3 心 轴a)转 动 心 轴 b)固 定 心 轴a) b) 第 一 节 机 械 基 础 知 识v 2 转 轴 既 承 受 弯 矩 作 用 又 承 受 转 矩 作 用 的 轴 ， 如 齿 轮 减速 器 中 的 轴 (图 3-4)。v 3 传 动 轴 主 要 承 受 转 矩 作 用 而 不 受 弯 矩 作 用 或 只 承 受 很小 弯 矩 的 轴 （ 图 3-5） 。 轴 按 其 轴 线 形 状 的 不 同 又 可 分

6、为 直轴 (图 3-6)、 曲 轴 (图 3-7)和 挠 性 钢 丝 轴 (图 3-8)。 直 轴 应 用 较广 ， 按 其 外 形 不 同 又 可 分 为 光 轴 (图 3-6a)和 阶 梯 轴 (图 3-6b)。为 了 提 高 轴 的 刚 度 或 减 轻 重 量 ， 有 时 将 轴 制 成 空 心 轴 (图 3-6c)。 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 第 一 节 机 械 基 础 知 识 图 3-4 转 轴 第 一 节 机 械 基 础 知 识 图 3-5 传 动 轴 图 3-6 直 轴 图 3-7 曲 轴 图 3-8 挠 性 钢 丝 轴 第 一 节 机 械 基 础 知 识v 三 、

7、 联 轴 器 、 离 合 器 及 制 动 器 的 主 要 类 型 、 特 点 及 应 用v 联 轴 器 和 离 合 器 是 机 械 传 动 中 常 用 的 部 件 。 它 们 主 要 用 来 联接 轴 与 轴 (有 时 也 联 接 轴 与 其 它 回 转 零 件 )， 以 传 递 运 动 与 扭矩 ； 有 时 也 可 用 作 安 全 装 置 。 联 轴 器 和 离 合 器 的 区 别 是 ： 联轴 器 的 拆 卸 要 在 机 器 停 止 运 转 后 进 行 ； 离 合 器 则 可 以 在 机 器的 运 转 过 程 中 进 行 分 离 或 结 合 。 制 动 器 是 用 来 迫 使 机 器 迅

8、速停 止 运 转 或 降 低 机 器 运 转 速 度 的 机 械 装 置 。 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 第 一 节 机 械 基 础 知 识v 联 轴 器 的 类 型 很 多 ， 根 据 内 部 是 否 含 有 弹 性 元 件 ， 可 以 划 分为 刚 性 联 轴 器 和 弹 性 联 轴 器 两 大 类 。 弹 性 联 轴 器 含 有 弹 性 元件 ， 可 以 缓 冲 减 振 ， 也 可 以 在 不 同 程 度 上 补 偿 两 轴 间 的 偏 移 ；刚 性 联 轴 器 根 据 其 结 构 特 点 可 分 为 固 定 式 和 可 移 动 式 两 类 。可 移 动 式 刚 性 联 轴

9、器 对 两 轴 间 的 偏 移 量 具 有 一 定 的 补 偿 能 力 。如 图 3-9所 示 为 凸 缘 联 轴 器 ， 属 于 固 定 式 刚 性 联 轴 器 ； 如 图3-10所 示 为 滑 块 联 轴 器 ， 属 于 可 移 式 刚 性 联 轴 器 ； 如 图 3-11所 示 为 弹 性 柱 销 联 轴 器 ， 属 于 弹 性 联 轴 器 。 第 一 节 机 械 基 础 知 识 图 3-9 凸 缘 联 轴 器 图 3-10 滑 块 联 轴 器 图 3-11 弹 性 柱 销 联 轴 器 第 一 节 机 械 基 础 知 识v 离 合 器 根 据 其 工 作 原 理 的 不 同 可 分 为

10、牙 嵌 式 和 摩 擦 式 两 类 ；按 控 制 离 合 的 方 法 不 同 又 可 分 为 操 纵 式 和 自 动 式 两 类 。 牙 嵌离 合 器 结 构 简 单 ， 尺 寸 小 ， 工 作 时 无 滑 动 ， 并 能 传 递 较 大 的转 矩 ， 故 应 用 较 多 ； 其 缺 点 是 运 转 中 接 合 时 有 冲 击 和 噪 声 ，必 须 在 两 轴 转 速 差 很 小 或 停 车 时 进 行 接 合 或 分 离 ， 如 图 3-12所 示 。 摩 擦 离 合 器 可 分 为 单 盘 式 、 多 盘 式 和 圆 锥 式 三 类 。 单盘 式 离 合 器 结 构 简 单 ， 但 传 递

11、 的 转 矩 较 小 。 多 盘 式 离 合 器 的优 点 是 径 向 尺 寸 小 而 承 载 能 力 大 ， 联 接 平 稳 ， 因 此 适 用 的 载荷 范 围 大 ， 应 用 较 广 。 其 缺 点 是 盘 数 多 ， 结 构 复 杂 ， 离 合 动作 缓 慢 ， 发 热 、 磨 损 较 严 重 ， 如 图 3-13 。 第 一 节 机 械 基 础 知 识 图 3-13 多 盘 式 摩 擦 离 合 器1 主 动 轴 2 主 动 轴 套 筒 3 从 动 轴 4 从 动 轴 套 筒 5 外 摩 擦 片6 内 摩 擦 片 7 操 纵 环 8 杠 杆 9 弹 簧 篇 10 调 节 螺 母 图 3

12、 12 牙 嵌 离 合 器1、 2 半 离 合 器 3 操 纵 环 第 一 节 机 械 基 础 知 识v 四 、 平 键 、 花 键 、 新 型 联 接 结 构 的 特 点 和 应 用v 平 键 联 接 对 中 性 好 、 结 构 简 单 、 拆 装 方 便 ， 应 用 最 广 。 按 用途 可 分 为 普 通 平 键 、 导 向 平 键 和 滑 键 。v 花 键 联 接 是 由 周 向 均 布 多 个 键 齿 的 花 键 轴 和 多 个 键 槽 的 花 键毂 构 成 的 联 接 。 工 作 时 靠 键 齿 的 侧 面 互 相 挤 压 传 递 转 矩 。 花键 联 接 的 优 点 是 ： 键

13、齿 多 ， 承 载 能 力 强 ； 轴 上 零 件 和 轴 的 对中 性 好 ； 导 向 性 好 ； 键 槽 较 浅 ， 齿 根 应 力 集 中 小 ， 对 轴 和 毂的 强 度 削 弱 也 小 。 缺 点 是 成 本 高 、 加 工 精 度 要 求 高 。 故 适 用于 定 心 精 度 要 求 较 高 和 载 荷 较 大 的 场 合 。 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 第 二 节 数 控 机 床 主 传 动 系 统 的 特 点v 数 控 机 床 与 普 通 机 床 比 较 ， 其 主 传 动 系 统 具 有 如 下 特 点 ：v 1 主 轴 转 速 高 ， 变 速 范 围 广 ， 并

14、 可 无 级 变 速v 为 了 获 得 高 的 生 产 率 和 好 的 表 面 质 量 ， 数 控 机 床 必 须 具 有 更 高的 转 速 和 更 宽 的 变 速 范 围 ， 使 加 工 时 能 合 理 选 用 切 削 用 量 。 由于 数 控 机 床 的 变 速 是 按 照 控 制 指 令 自 动 进 行 的 ， 因 此 主 轴 要 求无 级 变 速 ， 并 能 迅 速 可 靠 地 自 动 实 现 ， 使 切 削 过 程 始 终 处 于 最佳 状 态 。v 2 主 轴 传 动 平 稳 ， 噪 声 低 ， 精 度 高v 数 控 机 床 的 加 工 精 度 与 主 传 动 系 统 的 刚 度

15、密 切 相 关 。 为 此 ， 应提 高 传 动 件 的 制 造 精 度 与 刚 度 ， 齿 轮 齿 面 应 进 行 高 频 淬 火 增 加耐 磨 性 ； 最 后 一 级 采 用 斜 齿 轮 传 动 ， 使 传 动 平 稳 ； 采 用 高 精 度轴 承 及 合 理 的 支 承 跨 距 等 ， 以 提 高 主 轴 组 件 的 刚 度 。 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 第 二 节 数 控 机 床 主 传 动 系 统 的 特 点v 3 具 有 良 好 的 抗 振 性 和 热 稳 定 性v 数 控 机 床 一 般 要 同 时 承 担 粗 加 工 和 精 加 工 任 务 ， 加 工 时 可 能

16、 由 于 断 续 切削 、 加 工 余 量 不 均 匀 、 运 动 部 件 不 平 衡 以 及 切 削 过 程 中 的 自 激 振 动 等 原因 ， 造 成 主 轴 振 动 ， 影 响 加 工 精 度 和 表 面 质 量 。 因 此 在 主 传 动 系 统 中 的主 要 零 部 件 不 但 要 具 有 一 定 的 静 刚 度 ， 而 且 要 求 具 有 良 好 的 抗 振 性 。 此外 ， 在 切 削 加 工 过 程 中 ， 主 传 动 系 统 的 发 热 往 往 使 零 部 件 产 生 热 变 形 ，破 坏 零 部 件 之 间 的 相 对 位 置 精 度 和 运 动 精 度 ， 造 成 加

17、工 误 差 。 为 此 ， 要求 主 轴 部 件 具 有 较 高 的 热 稳 定 性 ， 通 常 要 求 保 持 合 适 的 配 合 间 隙 ， 并 采用 循 环 润 滑 等 措 施 来 实 现 。v 4 能 实 现 刀 具 的 快 速 和 自 动 装 卸v 在 自 动 换 刀 的 数 控 机 床 中 ， 主 轴 应 能 准 确 地 停 在 某 一 固 定 位 置 上 ， 以 便在 该 处 进 行 换 刀 等 动 作 ， 这 就 要 求 主 轴 实 现 定 向 控 制 。 此 外 ， 为 实 现 主轴 快 速 自 动 换 刀 功 能 ， 必 须 设 计 有 刀 具 的 自 动 夹 紧 机 构

18、。 第 三 节 数 控 机 床 主 轴 传 动 类 型1 带 有 变 速 齿 轮 的 主 传 动v 这 种 类 型 如 图 3-14a所 示 ， 主 要 适 用 于 大 、 中 型 数 控 机 床 。它 是 通 过 二 级 以 上 齿 轮 副 实 现 分 段 无 级 变 速 ， 其 优 点 是 能 够确 保 低 速 时 的 转 矩 ， 满 足 主 轴 输 出 转 矩 特 性 的 要 求 ， 而 且 变速 范 围 广 。 但 结 构 复 杂 ， 需 增 加 润 滑 和 温 度 冷 却 系 统 ， 成 本较 高 。v 齿 轮 变 速 方 式 有 ： 电 液 控 制 拨 叉 方 式 和 电 磁 离

19、合 器 方 式 ，在 一 些 简 易 或 教 学 型 数 控 机 床 中 采 用 手 动 换 挡 方 式 。 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 第 三 节 数 控 机 床 主 轴 传 动 类 型v 2 通 过 带 传 动 的 主 传 动v 这 种 类 型 如 图 3-14b所 示 ， 主 要 应 用 在 小 型 数 控 机 床 上 。 它 通过 一 级 带 传 动 实 现 变 速 ， 其 优 点 是 结 构 简 单 ， 安 装 调 试 方 便 。但 变 速 范 围 受 电 动 机 调 速 范 围 的 限 制 ， 只 能 适 用 于 低 转 矩 特 性要 求 的 主 轴 。 带 传 动 变

20、 速 中 ， 常 用 的 带 类 型 有 V带 、 平 带 、 多楔 带 和 齿 形 带 。 同 步 齿 形 带 传 动 是 一 种 综 合 了 带 传 动 和 链 传 动优 点 的 新 型 传 动 ， 可 使 主 、 从 动 带 轮 作 无 相 对 滑 动 的 同 步 传 动 。v 3 由 调 速 电 动 机 直 接 驱 动 的 主 传 动v 这 种 主 传 动 系 统 如 图 3-14c所 示 ， 采 用 无 级 调 速 的 电 动 机 直 接驱 动 主 轴 旋 转 ， 因 而 大 大 简 化 了 主 轴 箱 体 和 主 轴 的 结 构 ， 有 效地 提 高 了 主 轴 部 件 的 刚 度

21、 。 但 主 轴 输 出 转 矩 小 ， 电 动 机 发 热 对主 轴 的 精 度 影 响 较 大 。 v 近 年 来 出 现 的 一 种 新 式 内 装 电 动 机 主 轴 ， 将 主 轴 与 电 动 机 转 子合 为 一 体 。 其 优 点 是 主 轴 组 件 结 构 紧 凑 、 质 量 轻 、 惯 性 小 ， 可提 高 起 动 、 停 止 的 响 应 特 性 ， 有 利 于 控 制 振 动 和 噪 声 。 但 电 动机 发 热 易 使 主 轴 产 生 热 变 形 ， 因 此 控 制 温 升 是 使 用 内 装 电 动 机主 轴 要 解 决 的 关 键 问 题 。 返回到总目录 返回本章目

22、录 前进 后退 第 三 节 数 控 机 床 主 轴 传 动 类 型 图 3-14 主 传 动 系 统 的 类 型a） 齿 轮 传 动 b)带 传 动 c） 直 接 驱 动 第 四 节 主 轴 部 件v 主 轴 部 件 是 机 床 的 一 个 关 键 部 件 ， 它 包 括 主 轴 的 支 承 、 安 装在 主 轴 上 的 传 动 零 件 等 。 主 轴 部 件 质 量 的 好 坏 直 接 影 响 加 工质 量 。 机 床 的 主 轴 部 件 应 在 主 轴 的 回 转 精 度 、 部 件 的 结 构 刚度 和 抗 振 性 、 运 转 温 度 和 热 稳 定 性 、 部 件 的 耐 磨 性 和

23、精 度 保持 能 力 等 方 面 均 达 到 规 定 要 求 。 对 于 数 控 机 床 尤 其 是 自 动 换刀 数 控 机 床 ， 为 了 实 现 刀 具 在 主 轴 上 的 自 动 装 卸 与 夹 持 ， 还必 须 有 主 轴 准 停 装 置 、 刀 具 自 动 夹 紧 装 置 、 主 轴 孔 的 清 洁 装置 等 。 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 第 四 节 主 轴 部 件v 一 、 主 轴 端 部 结 构 形 状v 主 轴 端 部 用 于 安 装 刀 具 或 夹 持 工 件 的 夹 具 。 在 设 计 要 求 上 ， 应 能 保 证 定位 准 确 、 安 装 可 靠 、 联

24、 接 牢 固 、 装 卸 方 便 ， 并 能 传 递 足 够 的 转 矩 。 主 轴端 部 的 结 构 形 状 都 已 标 准 化 ， 图 3-15所 示 为 车 、 铣 、 磨 三 种 主 要 数 控 机床 的 主 轴 端 部 结 构 形 式 。 图 3-15 车 、 铣 、 磨 三 种 主 要 数 控 机 床 主 轴 端 部 的 结 构 形 式a) 车 床 的 主 轴 端 部 b) 铣 、 镗 类 机 床 的 主 轴 端 部 c) 磨 床 砂 轮 主 轴 的 端 部b)a) c) 第 四 节 主 轴 部 件v 二 、 主 轴 部 件 的 支 撑v 主 轴 支 撑 轴 承 大 多 采 用 滚

25、 动 轴 承 ， 包 括 向 心 球 轴 承 、 角 接 触 球 轴 承 、 圆锥 滚 子 轴 承 、 推 力 轴 承 和 圆 柱 滚 子 轴 承 等 。 选 用 时 主 要 考 虑 ： 轴 承 的 极限 转 速 、 刚 度 、 阻 尼 特 性 和 轴 承 温 升 等 因 素 。 一 般 都 采 用 2 3个 角 接 触球 轴 承 组 合 或 用 角 接 触 球 轴 承 与 圆 柱 滚 子 轴 承 组 合 构 成 支 承 系 统 ， 这 些轴 承 经 过 预 紧 后 ， 可 以 得 到 很 好 的 刚 度 。 图 3-16所 示 为 某 卧 式 加 工 中 心机 床 的 主 轴 支 撑 结 构

26、 ； 图 3-17所 示 为 某 立 式 加 工 中 心 机 床 主 轴 支 撑 结 构 。在 轴 承 间 增 加 隔 套 是 为 了 增 加 主 轴 的 刚 度 和 精 度 。 第 四 节 主 轴 部 件 图 3-16 卧 式 加 工 中 心 机 床 的 主 轴 支 撑 结 构 图 3-17 立 式 加 工 中 心 机 床 主 轴 支 撑 结 构 第 四 节 主 轴 部 件v 三 、 主 轴 准 停 装 置v 主 轴 准 停 功 能 又 称 为 主 轴 定 位 功 能 ， 即 当 主 轴 停 止 时 ， 能 够 准 确 地 停 于某 一 固 定 的 位 置 。 在 自 动 换 刀 的 数 控

27、 机 床 上 ， 每 次 自 动 装 卸 刀 具 时 ， 都必 须 使 刀 柄 上 的 键 槽 对 准 主 轴 的 端 面 键 ， 这 就 要 求 主 轴 具 有 准 停 功 能 。此 外 ， 在 通 过 前 壁 小 孔 镗 同 轴 大 孔 时 ， 要 求 主 轴 实 现 准 停 ， 使 刀 尖 停 在一 个 固 定 的 方 位 上 (X轴 或 Y轴 方 向 )， 以 便 主 轴 沿 该 方 向 偏 移 一 定 尺 寸 后 ，刀 尖 才 能 通 过 前 壁 小 孔 进 入 箱 体 对 大 孔 进 行 镗 削 。 主 轴 准 停 装 置 分 机 械控 制 和 电 气 控 制 两 种 形 式 。

28、传 统 方 法 是 依 靠 机 械 档 块 来 定 向 ， 而 目 前 现代 数 控 机 床 则 采 用 电 气 控 制 方 式 来 定 向 。 当 数 控 系 统 发 出 指 令 后 ， 主 轴就 能 准 确 定 向 。 电 气 控 制 是 利 用 主 轴 上 装 有 位 置 编 码 器 或 磁 性 传 感 器 作为 位 置 反 馈 元 部 件 ， 它 可 输 出 信 号 ， 使 主 轴 准 确 停 在 预 先 设 定 的 位 置 上 。v 电 气 方 式 主 轴 定 向 控 制 特 点 是 ： v 1 高 精 确 性 和 刚 性 ， 完 全 可 以 满 足 加 工 中 心 上 要 求 的

29、换 刀 动 作 。v 2 主 轴 定 向 的 可 靠 性 很 高 。v 3 无 需 机 械 零 、 部 件 。 没 有 磨 损 等 情 况 ， 只 需 简 单 地 连 接 位 置 编 码 器 或磁 性 传 感 器 。 第 四 节 主 轴 部 件v 4 减 少 停 机 定 向 时 间 ， 只 需 简 单 的 强 电 程 序 顺 序 控 制 即 可 (定 向 信 号 、定 向 完 成 信 号 和 高 低 速 信 号 )。v 5 工 件 定 位 方 便 而 准 确 (车 床 上 可 按 主 轴 正 、 反 转 向 两 个 方 向 定 位 )。v 6 镗 孔 结 束 时 。 可 按 主 轴 旋 转 方

30、 向 进 行 主 轴 定 向 ， 因 此 工 件 不 会 被 刀 具打 坏 。 同 时 可 按 相 对 工 件 某 一 固 定 方 向 装 卸 刀 具 ， 因 此 易 于 编 程 。v 主 轴 准 停 控 制 实 质 上 是 在 主 轴 速 度 控 制 基 础 上 增 加 一 个 位 置 控 制 环 。 因此 ， 必 须 增 加 主 轴 位 置 检 测 装 置 才 能 取 得 反 馈 信 号 。 通 常 由 位 置 编 码 器或 磁 性 传 感 器 等 完 成 。 应 注 意 的 是 若 采 用 磁 性 传 感 器 时 。 则 磁 性 元 件 可直 接 装 在 主 轴 上 ， 而 传 感 头

31、装 在 固 定 的 箱 体 上 ， 并 且 它 与 放 大 器 之 间 连线 越 短 越 好 ， 还 要 做 好 屏 蔽 ， 以 减 少 干 扰 。 采 用 位 置 编 码 器 时 ， 可 能 因安 装 不 方 便 要 通 过 1： 1的 齿 轮 进 行 联 结 。 总 之 ， 应 根 据 机 床 的 具 体 位 置和 实 际 情 况 确 定 控 制 方 案 和 安 装 方 案 。 第 四 节 主 轴 部 件 图 3-18 主 轴 准 停 示 意 图 图 3-19 磁 性 传 感 器 主 轴 准 停 原 理 示 意 图 第 四 节 主 轴 部 件v 五 、 刀 具 自 动 夹 紧 和 主 轴

32、孔 清 洁 装 置v 在 自 动 换 刀 的 数 控 机 床 中 ， 为 了 实 现 刀 具 的 自 动 装 卸 ， 其 主 轴 必 须 设 计 有 刀 具 的自 动 夹 紧 机 构 ， 如 图 3-20所 示 。 刀 柄 采 用 7： 24的 大 锥 度 锥 柄 与 主 轴 锥 孔 配 合 ，既 有 利 于 定 心 ， 也 为 松 夹 带 来 了 方 便 。 标 准 拉 钉 5用 螺 纹 联 接 在 刀 柄 上 。 放 松 刀具 时 ， 液 压 油 进 入 液 压 缸 活 塞 1的 右 端 ， 油 压 使 活 塞 左 移 ， 推 动 拉 杆 2左 移 ， 同时 碟 形 弹 簧 3被 压 缩

33、， 钢 球 4随 拉 杆 一 起 左 移 ， 当 钢 球 移 至 主 轴 孔 径 较 大 处 时 ，便 松 开 拉 钉 ， 机 械 手 即 可 把 刀 柄 连 同 拉 钉 5从 主 轴 锥 孔 中 取 出 。 夹 紧 刀 具 时 ， 活塞 右 端 无 油 压 ， 螺 旋 弹 簧 使 活 塞 退 到 最 右 端 ， 拉 杆 2在 碟 形 弹 簧 3的 弹 簧 力 作 用下 向 右 移 动 ， 钢 球 4被 迫 收 拢 ， 卡 紧 在 拉 杆 2的 环 槽 中 。 这 样 ， 拉 杆 通 过 钢 球 把拉 钉 向 右 拉 紧 ， 使 刀 柄 外 锥 面 与 主 轴 锥 孔 内 锥 面 相 互 压

34、紧 ， 刀 具 随 刀 柄 一 起 被 夹紧 在 主 轴 上 。v 行 程 开 关 8和 7用 于 发 出 夹 紧 和 放 松 刀 柄 的 信 号 。 刀 具 夹 紧 机 构 使 用 弹 簧 夹 紧 、液 压 放 松 ， 可 保 证 在 工 作 中 ， 如 果 突 然 停 电 ， 刀 柄 不 会 自 行 脱 落 。 v 自 动 清 除 主 轴 孔 中 的 切 屑 和 灰 尘 是 换 刀 操 作 中 不 容 忽 视 的 问 题 。 为 了 保 持 主 轴 锥孔 清 洁 ， 常 采 用 压 缩 空 气 吹 屑 。 图 3-20所 示 活 塞 1的 心 部 钻 有 压 缩 空 气 通 道 ， 当活

35、塞 向 左 移 动 时 ， 压 缩 空 气 经 过 活 塞 由 主 轴 孔 内 的 空 气 嘴 喷 出 ， 将 锥 孔 里 的 杂 物清 理 干 净 。 为 了 提 高 清 理 杂 物 的 效 率 ， 喷 气 小 孔 要 有 合 理 的 喷 射 角 度 ， 并 均 匀 分布 。 第 四 节 主 轴 部 件 图 3 20 立 式 加 工 中 心 主 轴 部 件1 活 塞 2 拉 杆 3 蝶 形 弹 簧 4 钢 球 5 标 准 拉 钉 6 主 轴 7、 8 行 程 开 关 9 弹 力 卡 爪 10 卡 套 第 五 节 主 轴 组 件 的 润 滑 与 密 封v 一 、 主 轴 润 滑v 为 了 保

36、证 主 轴 有 良 好 的 润 滑 ， 减 少 摩 擦 发 热 ， 同 时又 能 把 主 轴 组 件 的 热 量 带 走 ， 通 常 采 用 循 环 式 润 滑系 统 。 用 液 压 泵 供 油 强 力 润 滑 ， 在 油 箱 中 使 用 油 温控 制 器 控 制 油 液 温 度 。 近 年 来 有 些 数 控 机 床 的 主 轴轴 承 采 用 高 级 油 脂 封 放 方 式 润 滑 ， 每 加 一 次 油 脂 可以 使 用 7 10年 ， 简 化 了 结 构 ， 降 低 了 成 本 且 维 护 保养 简 单 ， 但 需 防 止 润 滑 油 和 油 脂 混 合 ， 通 常 采 用 迷宫 式 密

37、 封 方 式 。 为 了 适 应 主 轴 转 速 向 更 高 速 化 发 展的 需 要 ， 新 的 润 滑 冷 却 方 式 相 继 开 发 出 来 。 这 些 新型 润 滑 冷 却 方 式 不 单 要 减 少 轴 承 温 升 ， 还 要 减 少 轴承 内 外 圈 的 温 差 ， 以 保 证 主 轴 热 变 形 小 。 返回到总目录 返回本章目录 前进 后退 第 五 节 主 轴 组 件 的 润 滑 与 密 封v 1 油 气 润 滑 方 式 这 种 润 滑 方 式 近 似 于 油 雾 润 滑 方 式 ， 所 不同 的 是 ， 油 气 润 滑 是 定 时 定 量 地 把 油 雾 送 进 轴 承 空

38、隙 中 ， 这样 既 实 现 了 油 雾 润 滑 ， 又 不 致 于 油 雾 太 多 而 污 染 周 围 空 气 ；后 者 则 是 连 续 供 给 油 雾 。v 2 喷 注 润 滑 方 式 它 用 较 大 流 量 的 恒 温 油 (每 个 轴 承 3 4Lrain)喷 注 到 主 轴 轴 承 ， 以 达 到 润 滑 、 冷 却 的 目 的 。 这 里 要特 别 指 出 的 是 ， 较 大 流 量 喷 注 的 油 ， 不 是 自 然 回 流 ， 而 是 用排 油 泵 强 制 排 除 ， 同 时 ， 采 用 专 用 高 精 度 大 容 量 恒 温 油 箱 ，油 温 变 动 控 制 在 0 5 以

39、内 。 第 五 节 主 轴 组 件 的 润 滑 与 密 封v 二 、 主 轴 密 封v 主 轴 密 封 的 主 要 目 的 是 防 止 润 滑 油 液 泄 漏 和 外 部 的 切 削 液 等 进 入 主 轴 的轴 承 内 。 在 密 封 件 中 ， 被 密 封 的 介 质 往 往 是 以 穿 漏 、 渗 透 或 扩 散 的 形 式越 界 泄 漏 到 密 封 连 接 处 的 另 一 侧 。 造 成 泄 漏 的 基 本 原 因 是 流 体 从 密 封 面上 的 间 隙 中 溢 出 ， 或 是 由 于 密 封 部 件 内 外 两 侧 密 封 介 质 的 压 力 差 或 浓 度差 ， 致 使 流 体

40、向 压 力 或 浓 度 低 的 一 侧 流 动 。 图 3-21是 一 种 卧 式 加 工 中 心主 轴 前 支 承 的 密 封 结 构 。v 这 种 加 工 中 心 主 轴 前 支 承 处 采 用 的 双 层 小 间 隙 密 封 装 置 。 主 轴 前 端 车 出两 组 锯 齿 形 护 油 槽 ， 在 法 兰 盘 4和 5上 开 沟 槽 及 泄 漏 孔 ， 当 喷 进 轴 承 2内 的油 液 流 出 后 被 法 兰 盘 4内 壁 挡 住 ， 并 经 其 下 部 的 泄 油 孔 9和 套 筒 3上 的 回 油斜 孔 8流 回 油 箱 ， 少 量 油 液 沿 主 轴 6流 出 时 ， 主 轴 护 油 槽 在 离 心 力 的 作 用下 被 甩 至 法 兰 盘 4的 沟 槽 内 ， 经 回 油 斜 孔 8重 新 流 回 油 箱 ， 达 到 了 防 止 润滑 介 质 泄 漏 的 目 的 。 第 五 节 主 轴 组 件 的 润 滑 与 密 封 图 3 21主 轴 的 密 封 结 构1 进 油 孔 2 轴 承 3 套 筒 4 法 兰 盘 5 法 兰 盘6 主 轴 7 泄 漏 孔 8 回 油 孔 9 泄 油 孔