主軸是機床的主要零部件之一。一切作回轉運動的零件,都必須靠軸來傳遞運動和 動力。因此軸的主要功用是支撐回轉零件及傳遞運動和動力。數控平面鉆床液壓進給鉆 削動力頭的主軸作為鉆削加工的工作主體,它的結構尺寸、形狀和材料,對鉆削動力頭 的工作性能都有很大的影響。主軸的設計也和其他零件的設計相似,包括結構設計和工 作能力計算量方面的內容。鉆削動力頭主軸的結構設計是根據軸上零件的安裝,定位以 及軸的制造工藝等方面的要求,合理地確定軸的結構形式和尺寸。軸的結構設計不合理, 會影響主軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性,還會增加主軸的制造成本和軸上零件 裝配的困難等。
主驅動系統的設計
主軸通過集成的內裝西門子寬調速交流主伺服電機驅動,主伺服電機主要由心軸、 轉子、定子、水套組成,心軸和轉子通過過盈配合連接,并通過端蓋及支撐軸承與定子 和水套連成一體,形成交流主伺服電機單元,交流主伺電機單元再通過水套外徑與滑枕 殼體上方的圓孔配合及端蓋上的安裝螺絲與滑枕殼體連接在一起。電機轉速的檢測采用 安裝在電機上的微型齒型編碼器檢測,編碼器的齒輪套通過鎖緊螺母壓緊固定在電機器 的芯軸上,測頭通過螺釘固定在電機的端蓋上,電機水套中通過恒溫冷卻水對電機進行 冷卻,電機的輸出軸通過外齒輪與變速箱內齒輪連接,傳遞電機的動力。
電機扭矩是通過長的空心軸傳到齒輪變速箱。變速箱為雙級行星齒輪變速箱。變速 箱的安裝是通過變速箱的外徑與滑枕殼體的內孔配合,并通過主伺服電機單元壓緊及徑 向定位銷定位實現。變速箱分兩檔轉速控制,速比為3和18,輸出轉速最髙為3150r/min, 扭矩最大2400Nm,變速箱的潤滑和冷卻采用恒溫冷卻油循環潤滑和冷卻。變速箱的輸 出通過漸開線花鍵傳到動力輸出軸,在動力輸出軸上裝有軸位置分度控制的齒型編碼 器。
動力輸出軸端內齒輪通過連接體與作業部件附件頭外齒輪離合,將滑枕的動力傳到 附件頭中。附件頭連接結構見:的外輪廓是末端的局部截面,連接體為筒狀,其末端開口為大徑凹緣,凹緣端面有孔,定心短錐套固定在端面孔內滑枕中連接結構采用短錐套 定心,兩個楔形鍵傳遞銑削扭矩,動力輸出軸與附件頭連接結構為同心結構,殼體、連 接體、輸出軸和內冷卻水管由外向內依次同軸設置,連接體上端有軸承支撐著動力輸出 軸,動力輸出軸內孔軸承支撐著位于軸心的內冷卻水管。連接時附件頭尾部伸入滑枕裝 置內部,動力輸出軸通過內外齒離合,將滑枕的動力傳到附件頭,由動力輸出軸驅動附 件頭上的刀具旋轉。
釆用動平衡設計,主軸結構設計上摒棄了不平衡的設計因素,例如:軸上零件釆用 無鍵(包括螺紋結構)聯結設計,主軸為前后兩端式冷裝聯結,對稱結構設計;裝配前 主軸動平衡。
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2020-10
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