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數控機床主傳動系統的設計要求

2019年8月20日 897

數控機床的主傳動系統除應滿足普通機床主傳動要求外,還提出如下要求:

(1)具有更大的調速范圍,并實現無級調速。數控機床為了保證加工時能選用合理的切削用量,充分發揮刀具的切削性能,從而獲得更高的生產率、加工精度和表面質量,必須具有更高的轉速和更大的調速范圍。對于自動換刀的數控機床,工序集中,工件一次裝夾,可完成許多工序,所以,為了適應各種工序和各種加工材質的要求,主傳動的調速范圍還應進一步擴大。

(2)具有較高的精度和剛度,傳動平穩,噪聲低。數控機床加工精度的提高,與主傳動系統的剛度密切相關。為此應提高傳動件的制造精度與剛度,齒輪齒面進行高頻感應加熱淬火增加耐磨性,最后一級采用斜齒輪傳動,使傳動平穩,采用高精度軸承及合理的支撐跨距等,以提高主軸組件的剛性。

(3)好的抗振性和熱穩定性機床上一般既要進行粗加工,又要精加工,加工時可能由于斷續切削、加工余量不均勻、運動部件不平衡以及切削過程中的自激振動等原因引起的沖擊力或交變力的干擾,使主軸產生振動,,影響加工精度和表面粗糙度,嚴重時甚至破壞刀具或零件,使加工無法進行。因此在主傳動系統中的各主要零部件不但要具有一定的靜剛度,而且要求具有足夠的抑制各種干擾力引起振動的能力—抗振性。抗振性用動剛度或動柔度來衡量。例如主軸組件的動剛度取決于主軸的當量靜剛度、阻尼比及固有頻率等參數。為了提高主軸組件的抗振性,須使動剛度值較大,為此應盡量使阻尼比、當量靜剛度或固有頻率的值較高。在設計數控機床的主傳動系統時,要注意選擇上述幾個參數的合理關系。

機床在切削加工中主傳動系統的發熱使其中所有零部件產生熱變形,破壞了零部件之間的相對位置精度和運動精度造成的加工誤差,且熱變形限制了切削用量的提高,降低傳動效率,影響到生產率。為此,要求主軸部件具有較高的熱穩定性,通過保持合適的配合間隙,并進行循環潤滑保持熱平衡等措施來實現。

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