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第五章 数控机床典型结构与维修 ;目 录;一、主传动系统与主轴部件动系统;一、主传动系统与主轴部件动系统;一、主传动系统与主轴部件动系统;（2）数控机床主轴的变速方式; 2）通过带传动的主轴传动 　　 主要用在转速较高、变速范围不大的小型数控机床上。可以避免由齿轮传动所引起的振动和噪声。适用于高速低转矩特性的主轴，常用有多楔带和同步齿形带。;　　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方式，带型有梯形齿和圆弧齿。 ;　　3）用两个电机分别驱动主轴传动 　　高速时，由一个电机通过带传动；低速时，由另一个电机通过齿轮传动，齿轮起到降速和扩大变速范围的作用，使恒功率区增大，扩大了变速范围，避免了低速时转矩不够且电机功率不能充分利用的问题。 ;　　4）调速电机直接驱动主轴传动 大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出的扭矩小，电机发热对主轴的精度影响较大。 ;（3）主轴换挡 主轴换挡是指通过改变主轴电动机至主轴的传动比来获得更宽的主轴转速范围以及更高的转矩输出的过程。 主轴换挡的方式一般有以下几种： 1）手动换挡 2）液压拨叉换挡 3）电磁离合器自动换挡; 数控机床的主轴部件是影响机床加工精度的主要部件，其结构必须能很好解决刀具和工具的装夹、轴承的配置、轴承间隙调整和润滑密封等问题。 数控机床的主轴部件主要有以下几个部分：主轴主体及密封装置、支承主轴的轴承、配置在主轴内部的刀具卡进及吹屑装置、主轴的准停装置等。;主轴轴承常见的支撑形式 (a)形式一；(b)形式二；(c)形式三 ;　 2）前支撑采用高精度双列向心推力球轴承。向心推力轴承有良好的高速性，主轴最高转速可达4000r／min，但承载能力小，适于高速、轻载、高精密的数控机床主轴。 　 3）前后支撑分别采用双列和单列圆锥滚子轴承。径向和轴向刚度高，能承受重载荷，其安装、调整性能好，但限制了主轴转速和精度，因此可用于中等精度、低速、重载的数控机床的主轴。 ;（2）刀具自动装卸切屑清除装置; ;　　机床采用的是7∶24号锥柄刀具，锥柄的尾端安装有拉钉，拉杆通过4个钢球拉住拉钉的凹槽，使刀具在主轴锥孔内定位及夹紧。;(3)主轴的准停;主轴准停阶梯孔或精镗孔示意图 ;　　1）机械准停控制 采用机械凸轮机构或光电盘方式进行粗定位，然后有一个液动或气动的定位销插入主轴上的销孔或销槽实现精确定位，完成换刀后定位销退出，主轴才开始旋转。 结构复杂，在早期数控机床上使用较多。;2）电气准停控制;编码器主轴准停控制原理图 ;(4)主轴的润滑与密封;非接触式密封 (a)形式一；(b)形式二；(c)形式三 ;接触式密封 (a)油毡圈密封；(b)耐油橡胶密封圈密封 ; 1）摩擦阻力要小 广泛采用滚珠丝杠和滚动导轨以及塑料导轨和静压导轨。 2）传动刚度要高 3）转动惯量要小　　 4）谐振频率要高 5）传动间隙要小;二、数控系统的进给传动系统;（1）工作原理与特点;滚珠丝杠螺母副优点： 1)传动效率高，摩擦损失小。 2)运动平稳无爬行。 3)传动精度高，反向时无空程。 4)磨损小，精度保持性好，使用寿命长。 5)具有运动的可逆性。;（2）滚珠丝杠螺母副的结构类型;　　2）内循环。靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道，使滚珠成单圈循环。反向器2的数目与滚珠圈数相等。 结构紧凑，刚度好，滚珠流通性好，摩擦损失小，制造较困难，适用于高灵敏、高精度的进给系统。 　;（1）对导轨的要求 ;（2）导轨的分类;（3)直线滚动导轨;直线滚动导轨的外形和结构 ;滚柱式滚动导轨块 (a)单元滚动块;(b)在加工中心上的应用 ;（4）滑动导轨; 现代数控机床采用铸铁-塑料滑动导轨和镶钢-塑料滑动导轨。导轨上的塑料常用聚四氟乙烯导轨软带和环氧型耐磨导轨涂层两类。;　? 聚四氟乙烯导轨软带 以聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼和石墨等填充剂混合烧结，并做成软带状。特点： 摩擦特性好 ; 首先，将导轨粘贴面加工至表面粗糙度为 3.2~1.6 的表面，为了对软带起定位作用，导轨粘贴面应加工成 0.5~ 1.0mm 深的凹槽，用汽油或金属清洁剂或丙酮清洗粘接面后，用胶粘剂粘合，加压初固化 1~2 小时后再合拢到配对的固定导轨或专用夹具上，施以一定压力，并在室温下固化 24 小时，取下清除余胶，即可开油槽和进行精加工。 ;镶粘塑料—金属导轨结构 ;　（5）静压导轨 　　在两个相对运动的导轨面间通以压力油，将运动件浮起，使导轨面间处于纯液体摩擦状态。导轨不会磨损，精度保持性好，寿命长，而且导轨摩擦系数极小 ( 约为 0