高速切削数控机床主轴不转的工作性能主要取决于它的高速主轴单元是√还是错（试题）

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-09-01 11:34 标签： 数控机床主轴不转

 高速机床的关键技术

    的工作性能主要取决于它的高速主轴单元、高速进给驱动系统

技术、高速刀具系统、高速控制系统以及高速加工测试技术等。

    由于高速加工时，机床主轴转速达到每分钟几万转甚至十几万转和几十干瓦的输出功

率，并且其结构尺寸限制很严。因此高速电主轴成为高速主轴的理想结构，电主铀传动取消

了从主电机到主轴之间一切中间的机械传动环节，具有结构紧凑、重量轻t惯性小、响应速

度快、可避免振动与噪声等特点。高速主轴单元制造技术所涉及的关键技术有：高速主轴材

料、结构、轴承的研究‘高速主轴系统动态特性及热态特性研究；柔性主轴及其轴承的弹性

支承技术的研究，高速主轴系统的润滑与冷却技术研究等。

    高速加工进给系统是同速加工机床的重要组成部分，不仅要求进给系统能达到很高的速

度，而且由于在瞬时达到高速、瞬时难停等，还要求具有大的加减速度以及高的定位精度。

高速进给单元技术包括进给伺服驱动技术、滚动元件技术、监测单元技术以及防尘、

降噪声、冷却润滑等。所涉及的关键技术有高速位置环芯片的研制、高速精密交流伺服系统

及电机的研究、直线伺服电机的设计与应用的研究、加减速控制技术的研究、高速进给系统

的优化设计技术、高速精密滚珠丝杠及大导程滚珠丝杠的研制、高精度导轨、新型导轨

    要适应粗精加工、轻重切削和快速移动．同时要保证较高精度，因而对机床的本体结构在强度、刚度、抗振性、热稳定性等方面提出了严格的要求。

    高速支承制造技术是指高速加工机床的支承构件如床身、立柱、箱体、工作

台、底座、拖板、刀架等制造技术，它所涉及的关键技术主要有新型材料及结构的支承构件

设计制造技术、快速刀具自动交换和快速工件装夹自动交换技术，主轴和刀架总成后的动平

衡技术。它们对评定高速加工技术的高速高效、高精度、高自动化、高安全性等具有重大的

影响和作用，其有关内容在第6章中进行了介绍。

    高速切削加工时，对不同的工件材料选用与其合理匹配的刀具材料、刀具参数和刀体结

构，才能获得最佳的切削效果。高速加工刀具所涉及的关键技术有高速加工用刀具材料及制

备技术、高速加工用刀具结构及刀具几何参数的研究。在影响金届切削发展的各种因素中，

刀具材料及刀具制造技术起着决定性的作用，并推动高速加工实用化。

    高速切削cNc控制系统必须具有很高的运算速度和精度，以及快速响应的伺服控制，

以满足高速度及高精度的加丁要求。高速控制系统所涉及的关键技术包括高速主轴矢量控制

系统、实时控制伺服系统、精简指令集系统、刀具和工件的故障检测及安全控制、整体加工

    高速加工测试技术主要指在高速加工过程中通过传感、分析、信号处理，对及

系统的状态进行实时在线的监测和控制。测试技术的成功应用可大大延长刀具寿命，保证产

品质量、提高效率、保证设备及人员安全。高速监测技术所涉及的关键技术主要有基于监控

参数的在线监测技术、多传感信息融合检测技术、机床功能部件的检测技术，高速加工中工

件状态的测试技术和自适应控制及智能控制技术等。

　　车床电主轴是近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。车床电主轴品牌厂家认准机械，专业品质保障；机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”。


车床电主轴的基本构成，电主轴是一个高精度的执行元件，而影响电主轴回转精度的主要因素有：

　　主轴误差主要包括主轴支承轴颈的圆度误差、同轴度误差（使主轴轴心线发生偏斜）和主轴轴颈轴向承载面与轴线的垂直度误差（影响主轴轴向窜动量）。

　　轴承误差包括滑动轴承内孔或滚动轴承滚道的圆度误差，滑动轴承内孔或滚动轴承滚道的波度，滚动轴承滚子的形状与尺寸误差，轴承定位端面与轴心线垂直度误差，轴承端面之间的平行度误差，轴承间隙以及切削中的受力变形等。


3、主轴系统的径向不等刚度及热变形

　　从以上可以看出影响电主轴回转精度的主要原因就是轴承磨损，轴及接触面磨损。为了保证我们的电主轴能在保证精度的情况下正常工作，我们就要尽可能的降低轴承相关部位的磨损率，而降低磨损的主要方式就是润滑，对轴承进行润滑处理，保证良好的润滑及冷却效果。因此选择合理正确的润滑方式是保证电主轴正常工作的重要条件。

　　数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是发展的大趋势。当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。

　　数控车床采用电主轴，取消了皮带、带轮和齿轮等环节，大大减少了主传动的转动惯量，提高了主轴动态响应速度和工作精度，彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。

　　直线电机驱动速度高，加减速特性好，有优越的响应特性和跟随精度。用直线电机作伺服驱动，省去了滚珠丝杠这一中间传动环节，消除了传动间隙（包括反向间隙），运动惯量小，系统刚性好，在高速下能精密定位，从而极大地提高了伺服精度。

　　直线滚动导轨副，由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦，磨损小，发热可忽略不计，有非常好的热稳定性，提高了全程的定位精度和重复定位精度。通过直线电机和直线滚动导轨副的应用，可使机床的快速移动速度由10～20m/mim提高到60～80m/min，高达120m/min。


　　机床主轴维修案例及部件典型结构

　　(1)主轴传动系统特点

　　①转速高，功率大，能进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。

　　②主轴的变速迅速可靠，能实现自动无级变速，使切削工作始终在最佳状态下进行。

　　③车削中心的主轴上设有的自动装卸、主轴定向停止(或称为准停装置)和主轴孔内的切屑清除装置。

　　(2)主传动伺服装置主要是指主轴转速控制装置，以实现主轴的旋转运动，提供切削过程的转矩和功率，并保证任意转速的调节，完成转速范围内的无级变速。

　　当具有螺纹加工、准停和恒线速度加工功能时，主轴电动机需要配置脉冲编码器等位置检测装置进行主轴位置反馈。

　　当具有C轴功能时，即主轴旋转像进给轴一样，则需要配置与进给轴类似的位置控制装置，以实现刚性攻螺纹等控制功能。

　　主轴部件的常见故障及其机床主轴维修诊断(表1-11)

　　(1)故障现象某配置广数GSK数控系统()的数控卧式车床主轴变速箱噪声过大，变速动作过程中有噪声。

　　(2)机床主轴维修故障原因分析

　　②主轴与电动机传动带张力过大。

　　③传动、变速齿轮啮合间隙不均匀;齿轮损坏。

　　④传动轴变形弯曲。

　　(3)机床主轴维修诊断和排除

　　①拆卸传动带轮进行动平衡检测，按有关技术参数进行判定，本例大、小传动带轮均处于合格动平衡状态。

　　②按有关技术参数检查传动带的张紧力，本例传动带的张紧力在许可的范围内。

　　③检查传动齿轮和变速齿轮的啮合间隙及啮合宽度等，发现一个传动齿轮齿面磨损严重，有局部破损;有一组齿轮啮合间隙较小。

　　④检查传动轴几何精度，发现传动轴变形弯曲。

　　⑤根据机床主轴维修诊断，本例的主轴变速箱噪声由齿轮传啮合状态不良引起，同时伴有传动轴变形故障。由此采用以下维修作业：

　　a.检测间隙较小的齿轮副，采用齿距误差和公法线长度变动量等方法检测齿轮的等分精度和尺寸精度，并用常规的齿轮啮合间隙检测方法

　　检测啮合状态的实际间隙。本例应用齿轮替换的方法进行试车，发现噪声明显降低。

　　b.更换齿面磨损和局部破损的传动齿轮，试车发现噪声进一步降低，主轴运转正常。

　　c.矫正微量变形的传动轴，对变形较大的传动轴予以更换。

　　d.检查主轴变速箱的润滑系统，避免润滑不良引发不正常磨损。

　　e.检查张紧装置的稳定性，调整传动带的张紧力，避免张紧力过大，引起噪声。

　　(4)维修经验积累经济型数控车床的变速机构通常是齿轮有级变速和伺服电机无级变速相结合的变速形式，尤其是改进型的数控车床，由于长期加工某些批量零件，固定使用某几种的主轴转速，齿轮变速机构的拨叉、某些变速传动齿轮局部磨损是常见故障。

　　由于齿轮的磨损，会进一步导致传动轴变形，因此检修中应注意进行关联零部件的检查维修。

我要回帖

更多关于 数控机床主轴不转 的文章

 

随机推荐