一、主傳動(dòng)系統(tǒng)概述
1、概念
主傳動(dòng):用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工中心的主運(yùn)動(dòng)，它將主電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力變成可供主軸上刀具切削加工的切削力矩和切削速度。例如：數(shù)控車床上主軸帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；立式加工中心上主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。
主傳動(dòng)系統(tǒng):由主軸龜機(jī)經(jīng)過(guò)一系列傳致力元件和主軸構(gòu)成的具有運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)聯(lián)系的整體。主要包括:主軸電機(jī)、傳動(dòng)裝置、主軸部件和運(yùn)動(dòng)控制裝置。
數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求數(shù)控加工中心與普通機(jī)床比較，由于其高自動(dòng)化和高精度的需要，主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：
》轉(zhuǎn)速高、功率大;
數(shù)控加工中心對(duì)工件能完成大切削用量的粗加工及高速旋轉(zhuǎn)下的精加工。粗加工時(shí)，扭矩要大;精加工時(shí)轉(zhuǎn)速要高。
》變速范圍寬，并可無(wú)極變速
滿足不同的加工要求，就要有不同的加工速度。由于數(shù)控加工中心的加工通常在自動(dòng)的情況下進(jìn)行，盡量減少人的參與，因而要求能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)變速。
》實(shí)現(xiàn)恒切削速度加工;
在加工端面時(shí)，為了保證端面穩(wěn)定的加工質(zhì)量，要求工件端面的各部位能保持恒定的線切削速度.
》主傳動(dòng)鏈盡可能短;
傳動(dòng)鏈越短，則累積誤差越小，機(jī)床精度相應(yīng)就高.
》實(shí)現(xiàn)刀具的快速自動(dòng)卸載；
由于數(shù)控加工中心多進(jìn)行多工序加工，工序變換時(shí)刀具也要*換，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀可提高加工效率。
》具有良好的杭振性和熱穩(wěn)定性.
數(shù)控加工中心一般要同時(shí)承擔(dān)粗加工和精加工任務(wù)，加工時(shí)可能由于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過(guò)程中的自激振動(dòng)等原因，造成主軸振動(dòng)，影響加工精度和表面質(zhì)量.因此在主傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要零部件不但要具有一定的靜剛度，而且要求具有良好的抗振性。此外，在切削加工過(guò)程中，主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)熱往往使零部件產(chǎn)生熱變形，破壞零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)精度，造成加工誤差。
二、主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式
主傳動(dòng)系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)形式主要決定于主軸轉(zhuǎn)速高低、傳遞轉(zhuǎn)矩大小和對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求。
1、直聯(lián)傳動(dòng)
主軸與主電機(jī)由聯(lián)軸節(jié)直接連接，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，但主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動(dòng)機(jī)的輸出特性一致，同時(shí)主軸部件結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，因而使用上受到一定限制。
2、齒輪傳動(dòng)
通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速，使之成為分段無(wú)極變速，確保低速大轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。這種配置方式較多用與大、中型數(shù)控加工中心。
線速度V≤12-15m/s、轉(zhuǎn)速n《2000- 2500r/min
3、帶傳動(dòng)
主軸與主電機(jī)經(jīng)一對(duì)同步帶傳遞動(dòng)力。
同步帶綜合了帶、鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)精度高，而且齒形帶的強(qiáng)度高、厚度小、重量輕，故可用于高速傳動(dòng)，速度可達(dá)50m/s,。齒形帶無(wú)需特別張緊，故作用在軸和軸承上的載荷小，傳動(dòng)效率可達(dá)98%以上，傳遞功率根據(jù)帶型和帶寬可加以選擇。適用于中、小型機(jī)床。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝調(diào)試、維修方便。
4、電主軸
電主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，慣量小，可提高起動(dòng)、停止的響應(yīng)特性，有利于控制振動(dòng)和噪聲;缺點(diǎn)是制造和維護(hù)困難且成本較高。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量直接影響主軸，主軸的熱變形嚴(yán)重。
電主軸通常用于小功率高速數(shù)控加工中心上.
