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  • 1 # gogeh44679

    不同型別的主軸系統的特點和使用範圍:(1)伺服主軸驅動系統:伺服主軸驅動系統具有響應快、速度高、過載能力強的特點,還可以實現定向和進給功能,當然價格也是最高的,通常是同功率變頻器主軸驅動系統的2--3倍以上。伺服主軸驅動系統主要應用於加工中心上,用以滿足系統自動換刀、剛性攻絲、主軸C軸進給功能等對主軸位置控制性能要求很高的加工。(2)電主軸:電主軸是主軸電動機的一種結構形式,驅動器可以是變頻器或主軸伺服,也可以不要驅動器。電主軸由於電機和主軸合二為一,沒有傳動機構,因此,大大簡化了主軸的結構,並且提高了主軸的精度,但是抗衝擊能力較弱,而且功率還不能做得太大,一般在10KW以下。由於結構上的優勢,電主軸主要向高速方向發展,一般在10000r/min以上。安裝電主軸的機床主要用於精加工和高速加工,例如高速精密加工中心。另外,在雕刻機和有色金屬以及非金屬材料加工機床上應用較多,這些機床由於只對主軸高轉速有要求,因此,往往不用主軸驅動器。 主軸驅動系統是在系統中完成主運動的動力裝置部分。主軸驅動系統透過該傳動機構轉變成主軸上安裝的刀具或工件的切削力矩和切削速度,配合進給運動,加工出理想的零件。它是零件加工的成型運動之一,它的精度對零件的加工精度有較大的影響。數控機床對主軸驅動系統的要求機床的主軸驅動和進給驅動有較大的差別。機床主軸的工作運動通常是旋轉運動,不像進給驅動需要絲槓或其它直線運動裝置作往復運動。數控機床通常透過主軸的迴轉與進給軸的進給實現刀具與工件的快速的相對切削運動。現代數控機床對主軸傳動提出了更高的要求:(1)調速範圍寬並實現無級調速為保證加工時選用合適的切削用量,以獲得最佳的生產率、加工精度和表面質量。特別對於具有自動換刀功能的數控加工中心,為適應各種刀具、工序和各種材料的加工要求,對主軸的調速範圍要求更高,要求主軸能在較寬的轉速範圍內根據數控系統的指令自動實現無級調速,並減少中間傳動環節,簡化主軸箱。目前主軸驅動裝置的恆轉矩調速範圍已可達1∶100,恆功率調速範圍也可達1∶30,一般過載1.5倍時可持續工作達到30min。主軸變速分為有級變速、無級變速和分段無級變速三種形式,其中有級變速僅用於經濟型數控機床,大多數數控機床均採用無級變速或分段無級變速。在無級變速中,變頻調速主軸一般用於普及型數控機床,交流伺服主軸則用於中、高檔數控機床。(2)恆功率範圍要寬。主軸在全速範圍內均能提供切削所需功率,並儘可能在全速範圍內提供主軸電動機的最大功率。由於主軸電動機與驅動裝置的限制,主軸在低速段均為恆轉矩輸出。為滿足數控機床低速、強力切削的需要,常採用分級無級變速的方法(即在低速段採用機械減速裝置),以擴大輸出轉矩。(3)具有四象限驅動能力:要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加、減速控制,並且加、減速時間要短。目前一般伺服主軸可以在1秒內從靜止加速到6000r/min。(4)具有位置控制能力:即進給功能(C軸功能)和定向功能(準停功能),以滿足加工中心自動換刀、剛性攻絲、螺紋切削以及車削中心的某些加工工藝的需要。(5)具有較高的精度與剛度,傳動平穩,噪音低。數控機床加工精度的提高與主軸系統的精度密切相關。為了提高傳動件的製造精度與剛度,採用齒輪傳動時齒輪齒面應採用高頻感應加熱淬火工藝以增加耐磨性。最後一級一般用斜齒輪傳動,使傳動平穩。採用帶傳動時應採用齒型帶。應採用精度高的軸承及合理的支撐跨距,以提高主軸的元件的剛性。在結構允許的條件下,應適當增加齒輪寬度,提高齒輪的重疊係數。變速滑移齒輪一般都用花鍵傳動,採用內徑定心。側面定心的花鍵對降低噪聲更為有利,因為這種定心方式傳動間隙小,接觸面大,但加工需要專門的刀具和花鍵磨床。(6)良好的抗振性和熱穩定性。數控機床加工時,可能由於持續切削、加工餘量不均勻、運動部件不平衡以及切削過程中的自振等原因引起衝擊力和交變力,使主軸產生振動,影響加工精度和表面粗糙度,嚴重時甚至可能損壞刀具和主軸系統中的零件,使其無法工作。主軸系統的發熱使其中的零部件產生熱變形,降低傳動效率,影響零部件之間的相對位置精度和運動精度,從而造成加工誤差。因此,主軸元件要有較高的固有頻率,較好的動平衡,且要保持合適的配合間隙,並要進行迴圈潤滑。

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