(I)有较宽的调速范围
可增加数控机床加工适应性,便于选择合理切削速度,使切削过程始终处于最佳状态。
(2)有足够的功率和扭矩
使数控加工方便实现低速时大扭矩,高速时恒功率,以保证加工高教率。
.(3)有足够的传动精度
各零部件应具有足够精度、刚度、抗震性,使主轴运动高精度,从而保证数控加工高精度。
(4)噪声低,运动平稳
使数控机床工作环境良好、宜人。
6 2 2数控机床的主传动系统
由主轴电机、传动元件和主轴构成的具有运动传动联系的系统称为主传动系统。数控机床的主运动是指切削加工的主要运动,例如,数控车床上主轴带动工件的旋转运动,立式加工中心上主轴带动铣刀、镗刀和砂轮等的旋转运动。数控机床的主运动是通过主传动电机拖动的。
1主运动的传动形式和变速
目前,数控机床的主传动电机已经基本不再使用普通交流异步电机和传统的直流调速电机,它们已逐步被新兴的交流变频调速伺服电机和直流伺服调速电机代替。数控机床的主运动要求有较大的调速范围,以保证加工时能选用合理的切屑用量,从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。为了适应各种工件和各种工件材料的要求,多功能自动换刀的数控机床和加工中心主运动的调速范围应进一步扩大。而且,数控机床的变速是按照控制指令自动进行的,因此,变速机构必须适应自动操作的要求。
由于直流和交流变速主轴电机的调速系统日趋完善,不仅方便实现宽范围的无级变速,而且减少了中间传递环节,提高了变建控制的可靠性。因此,在数控机床的主传动系统中更能显示出它的优越性。为了确保低速时的扭矩,有的数控机床在交流和直流电机无级变速的基础上配以齿轮变速。由于主运动采用了无级变速,在大型数控车床上车斜端面时就可实现恒速切屑控制,以便进一步提高生产效率和表面质量。数控机床主传动主要有三种配置方式。
(1)带有变速齿轮的主传动
主传动是大中型数控机床采用较多的一种方式。通过少数几对齿轮减速,扩大了输出扭矩,以满足主轴对输出扭矩特性的要求。一部分小型数控机床也采用此种传动方式,以获得强力切削时所需要的扭矩。滑移齿轮的移位大都采用液压拨叉或直接由液压油缸带动齿轮来实现。
(2)带有定比传动的主f车动
主轴电机经定比传动传递给主轴,定比传动采用齿轮传动或带传动。带传动主要应用在小型数控机床上,可以避免齿轮传动时引起的震动与噪声。
(3)由主轴电机直接驱动的主传动
电机轴与主轴用联轴器同轴联接。这种方式大大简化了主轴结构,有效地提高主轴刚度。但主轴输出扭矩小,电机的发热对主轴精度影响大。近年来出现了另外一种内装电机主轴,即主轴与电机转子合‘为一。其优点是主轴部件结构更紧凑,重量轻,惯量小,可提高启动、停止的响应特性;缺点是热变形问题。
主传动的自动变速
(l)无级调速
它一般由电机调速与齿轮变速实现联合调速。
(2)自动变速
齿轮变速组的自动变速一般由液压拨叉或电磁离合器自动操纵。
电磁离合器分为摩擦片式和牙嵌式两种。无滑环摩擦片式电磁离合器,可在运转中变速、具有过载保护功能,但尺寸大、摩擦发热大。牙嵌式电磁离合器传递扭矩大、尺寸小,传动比准确,可用于内联系传动链中。