数控车床主轴系统的拆卸

数控机床主轴故障维修数控机床的主轴驱动系统也就是主传动系统，它的性能直接决定了加工工件的表面质量，它结构复杂，机、电、气联动，故障率较高，它的可靠性将直接影响数控机床的安全和生产率。

因此，在数控机床的维修和维护中，主轴驱动系统显得很重要。

维修人员根据维修单，到现场进行故障询问调查，确定维修方案、拟定维修工作计划、计划工时和费用；通过查阅数控机床PLC的相关显示界面和电路原理图、数控系统和就变频器说明书等维修资料，分析故障原因；使用通用工具及万用表，检测判断故障部位，在机床现场快速排除故障，填写维修记录并交接验收。

主轴相关知识数控机床主轴驱动系统是数控机床的大功率执行机构，其功能是接受数控系统(CNC)的S码速度指令及M码辅助功能指令，驱动主轴进行切削加工。

它包括主轴驱动装置、主轴电动机、主轴位置检测装置、传动机构及主轴。

通常主轴驱动被加工工件旋转的是车削加工，所对应的机床是车床类；主轴驱动切削刀具旋转的是铣削加工，所对应的机床是铣床类。

主轴系统分类及特点全功能数控机床的主传动系统大多采用无级变速。

目前，无级变速系统根据控制方式的不同主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机，通过带传动带动主轴旋转，或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。

另外根据主轴速度控制信号的不同可分为模拟量控制的主轴驱动装置和串行数字控制的主轴驱动装置两类。

模拟量控制的的主轴驱动装置采用变频器实现主轴电动机控制，有通用变频器控制通用电机和专用变频器控制专用电机两种形式。

目前大部分的经济型机床均采用数控系统模拟量输出+变频器+感应（异步）电机的形式，性价比很高，这时也可以将模拟主轴称为变频主轴。

串行主轴驱动装置一般由各数控公司自行研制并生产，如西门子公司的611系列，日本发那克公司的α系列等。

1、普通笼型异步电动机配齿轮变速箱这是最经济的一种方法主轴配置方式，但只能实现有级调速，由于电动机始终工作在额定转速下，经齿轮减速后，在主轴低速下输出力矩大，重切削能力强，非常适合粗加工和半精加工的要求。

车床CA6140主轴系统的数控化改造及仿真毕业设计1.摘要本论文针对车床CA6140主轴系统进行数控化改造及仿真设计，旨在提高车床的加工精度和生产效率。

首先，对车床的主轴系统进行了详细分析，并确定了改造的目标和需求。

然后，基于数控系统的工作原理和数控编程的方法，设计了适用于CA6140主轴系统的数控控制系统。

最后，通过仿真模拟对改造方案进行了验证，并使用实际加工试验进行了实验验证。

实验结果表明，通过数控化改造，主轴系统的加工精度和生产效率得到了显著提高。

2.引言车床是传统机械加工设备中常用的一种，但是由于其控制方式落后，存在加工精度低、生产效率不高等问题。

因此，对车床进行数控化改造是提高其加工精度和生产效率的重要手段。

主轴系统作为车床的核心部件之一，其控制精度对整个车床的加工效果起着重要作用。

本论文针对车床CA6140主轴系统进行了数控化改造及仿真设计，旨在提高其加工精度和生产效率。

3.车床CA6140主轴系统的分析与改造目标首先，对车床CA6140主轴系统的结构和工作原理进行了详细分析，发现其存在传动链路复杂、加工精度不稳定等问题。

基于此，确定了改造目标为提高主轴系统的加工精度和稳定性，并提高其生产效率。

4.数控控制系统的设计根据数控系统的工作原理和数控编程的方法，设计了适用于CA6140主轴系统的数控控制系统。

首先，选取了适合主轴系统控制的数控设备，并设计了相应的控制算法和程序。

然后，对数控编程进行了详细设计，并使用仿真软件进行了仿真验证。

5.改造方案的仿真与验证为了验证改造方案的有效性，使用仿真软件对其进行了仿真模拟。

首先，建立了CA6140主轴系统数学模型，并将其运行参数与改造后的数控控制系统进行了耦合。

然后，通过调整控制系统的参数，对加工过程进行了仿真模拟，并对加工结果进行了分析和评估。

最后，使用实际加工试验进行了实验验证，并与仿真结果进行了对比分析。

6.结论通过车床CA6140主轴系统的数控化改造及仿真设计，本论文有效提高了主轴系统的加工精度和生产效率。

绪论随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。

数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。

它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。

现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。

实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。

本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。

通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。

通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。

通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。

一、设计题目及参数1.1 题目本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。

它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。

我主要设计的是主轴部分。

主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。

主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。

1.2参数床身回转空间400mm尾架顶尖与主轴端面距离1000mm主轴卡盘外径Φ200mm最大加工直径Φ600mm棒料作业能力50～63mm主轴前轴承内和110～130mm最大扭矩480N·m二、主轴的要求及结构2.1主轴的要求2.1.1旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。

主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。

数控车床主轴组件监控系统的设计【摘要】机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一，机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的的作用。

因此，近些年来，数控机床被广泛的应用于我国的制造业，在国内工业发达的地区已经得到普及，由此对社会生产力的提高起着巨大的推动作用。

数控车床是数控机床中基本设备之一，随着制造业高效率、高精度、高柔性发展的需要，人们对数控车床提出了越来越高的要求，而主轴是数控车床的重要组成部分，主轴的运转状态的好坏关系到加工质量，随着检测技术和计算机技术的发展，通过用传感器对数控车床主轴的主要参数的测量，从而了解数控机床的运转状态，现用加速度传感器和磁电式转速传感器对数控车床主轴的振动与转速进行测量，将信号通过放大，滤波，采集等中间电路传输给Ａ／Ｄ转换器，通过转换器将模拟信号转换为数字信号，再将其通过单片机传输给计算机，观察计算机上的界面来了解数控车床主轴的运转状态。

【关键词】数控机床，数控车床，主轴，传感器，Ａ／Ｄ转换器，单片机CNC lathe spindle component monitoring system designLiu Le(Grade02,Class5,Major : Mechanical design and manufacturing and automation, Mechanical engineering department, Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi）Abstract: Mechanical industry production level is a national modernization level, the main mark of mechanical industry shouldering each department for national economy to provide technical equipment and promote technological transformation is an important task in the process of modernization, plays a decisive role in leading and. Therefore, in recent years, the CNC machine is widely applied in our manufacturing, industrial developed area in China, which has gained popularity of social productivity improvement plays a great role in promoting. CNC lathe is one of basic CNC equipment manufacturing, with high efficiency, high precision, high flexibility to the needs of the development of CNC lathe, people put forward higher request, and CNC lathe spindle is an important part of the operation state, good quality, with the relationship to processing and computer technology development, through the use of CNC lathe spindle sensor measurements of the main parameters, and understand the operation state, CNC using magnetoelectric sensor and the acceleration of CNC lathe spindle speed sensor measurements of vibration and rotational speed, the signal, filtering, acquisition by amplifying circuit transmission among such to the A/D converter, through the simulation signal converter will convert digital signal, the single-chip computer, transmission through observation on the computer interface to understand CNC lathe spindle operation condition.Key words：CNC machine, CNC lathe, spindle, sensor, A/D converter, SCM目录1.前言 (1)1.1数控机床的发展情况 (1)1.2问题的提出及解决方案 (2)2.数控车床 (3)2.1数控机床的工作原理、组成 (3)2.2数控车床的组成 (4)2.3数控车床的工作过程 (5)2.4数控车床的特点 (6)2.5数控车床的主轴部件的参数 (8)2.6测量量的选择 (9)3.传感器选择及信号处理 (11)3.1传感器的选择原则 (11)3.2传感器的选择 (13)3.2.1用加速度传感器测振动 (13)3.2.2用磁电式传感器测转速 (14)3.2.3用扭矩传感器测量扭矩 (15)3.2.4用电涡流位移传感器测量位移 (16)3.3信号的处理 (18)3.3.1信号的过滤 (18)3.3.2信号的放大 (18)3.4电路的设计 (19)3.4.1用加速度传感器测振动的电路 (19)3.4.2磁电式转速传感器测转速电路 (21)3.4.3用应变式扭矩传感器测扭矩电路 (21)4.接口电路的设计 (23)4.1A/D转换器 (23)4.1.1A/D转换器的工作原理 (23)4.1.2 A/D转换器的主要技术参数 (24)4.2 A/D转换器的选择 (25)4.2.1 ADC0809的内部结构 (26)4.2.2信号引脚 (27)4.3单片机的选择 (28)4.4 MCS-51单片机与ADC0809的接口的连接 (28)4.5通讯接口的选择 (29)5.实验测量 (30)5.1软件简介 (30)5.2测量实验 (30)5.2.1用加速度传感器测振动 (32)5.2.2用磁电式传感器测转速 (35)总结 ................................................................ .38 致谢. (39)参考文献 (40)1.前言1.1数控机床的发展情况工业技术的发展水平是衡量一个国家技术水平的重要标志之一，在一定程度上反映了该国的技术经济实力。

科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON 2008NO .28SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 工业技术数控机床的应用,不仅大大提高了生产效率和加工精度,还减轻了工人的劳动强度,缩短了生产准备周期。

但是,在数控车床使用过程中,数控车床难免会出现各种故障,所以故障的维修就成了数控车床使用者最关键的问题。

在日常故障中,我们经常遇见的是N C 系统故障、伺服系统的故障,而机械部分故障,尤其是主轴一旦发生损坏,损失就很大。

机床主轴系统作为机床的核心功能部件之一,用于对金属铸件等产品进行一系列切削操作,获得符合技术要求的最终形状。

随着技术的发展,作为机床的核心功能部件,相对复杂和相当精密,现代数控机床主轴转速每分钟都在几千转,有的达到上万转,在使用过程中,应当特别注意它的维护与保养,严格按照机床厂商的说明使用主轴,注意主轴的清洁,润滑,有计划地检测主轴的运转精度、振动、温度等参数。

如发现问题,应该及时维修。

在维修过程中,轴承的配置、装配的流程、轴承轴颈状态、操作温度、锁紧压力、预压等级、润滑效果以及粉尘和污染等都会影响主轴的性能。

在这里,我结合一次典型的实例,对数控车床的主轴故障进行系统分析,希望能给大家提供一些有益的借鉴。

我所目前有几十台数控设备,其中数控车床数量最多,使用最频繁,处于关键的工作岗位。

由于数控车床的主轴系日本进口部件,相当精密,生产厂家反复警示组件不能自拆,只能邮回日本修复后返回,周期达数月,且价格昂贵。

自2005年到现在数控车出故障主轴组件已达五支,,我所曾多次与厂家联系请派工程技术人员分析原因,厂家也曾派人来座谈过,当时厂家认为主轴损坏是切削液浸入稀释轴承润滑脂所致,提出开工前机床空转20～30分钟,气枪不能沿主轴线正面吹屑等。

但这些防范措施没能有效阻止主轴损坏,造成了较大的经济损失。

机床主轴轴承的选用主轴作为机床的关键部件，其性能会直接影响到机床的旋转精度、转速、刚性、温升及噪声等参数，进而影响工件的加工质量。

为了保持优秀的机床加工能力，必须配用高性能的进口轴承。

机床主轴轴承拆卸方法当机床主轴受损需要更换时，应当先拆下原有主轴，再将新主轴组装好后，打完动平衡，再重新安装到机床上，才可以使用机床。

这里应当注意，新主轴的零部件可以使用原主轴上尚好的零部件，比如完好的轴承等，但是组装完后，应该做动平衡试验，然后才可以用，如果动平衡不好的话，那么噪声相当大，而且轴承等零部件易损坏。

首先是拆卸损坏主轴。

先拿去顶部气缸，再拧下叠簧压块，注意叠簧压块里面有紧固用的顶丝，应先松掉顶丝再松螺纹，在拿下九对叠形簧片和挡圈，要想拆下主轴芯部，就得先拿下带轮而带轮又用背紧螺母压着，先拧下背紧螺母上的压紧螺钉，而后拆下背紧螺母，这样皮带轮就可以卸下来了。

*要拿下主轴芯部——包括柱体及内、外套的整个部件，这事至少需要两个人，一个人拆掉轴承端盖螺钉，一个人注意保护，用手托住主轴柱体底部，当轴承端盖被卸下来后，主轴芯就可以掉下来，这时两个人同时在下面扶着主轴芯部，如果芯部拿不下来，可以用钢棒轻轻的在上面往下敲，*拿下主轴芯部。

机床主轴轴承安装方法然后就是主轴的安装了。

在安装主轴前，要做到以下几点：1、将拉杆和推杆相互拧紧——它俩靠螺纹连接。

2、用汽油清洗壳体内壁和主轴外套，以免安装时有杂质进入，影响配合质量，这时主轴外套尺寸为φ110mm±0.0065mm，它和壳体的内壁为过渡配合。

3、九对叠簧由于机床长期使用而布满油性灰尘，应用汽油或煤油清洗干净，然后加上黄油——锂基脂或钙基脂，这样可以延长叠簧的使用寿命。

4、给三副轴承加上润滑油，由于要耐高温，所以*为锂基脂或钠基脂，同时要检查向心推力轴承方向，为背靠背式安装。

做好基本准备工作，主轴做好动平衡后，就可以安装主轴了。

先将拉杆、推杆、柱体、轴承、内套、外套按图装配好（内套和外套之间有间隙，以变轴承转动），两个人托着从壳体的下方往上装，另一个人上紧轴承端盖，主轴轴芯就不会掉下来了，然后再依次安装带轮、背紧螺母、挡圈、九对叠形弹片，叠簧压块，*装好压缩气缸，整个主轴就算装好了。

车床卡盘拆卸安装方法车床卡盘的拆卸和安装是车床维修保养的重要环节。

正确的拆卸和安装方法可以保证车床卡盘的正常使用和安全运行。

以下是关于车床卡盘拆卸和安装的详细步骤：一、拆卸车床卡盘的准备工作1.找到合适的工具和设备，如手动或电动千斤顶、起重设备等。

2.确保车床停止运转，并切断电源。

3.确保车床卡盘的安全扣具处于放松状态。

4.确定车床卡盘的重量和规格，以便选择合适的起重设备。

二、拆卸车床卡盘的步骤1.根据车床卡盘的型号和规格，找到卡盘的拆卸接口，通常是螺纹或销轴连接。

2.使用合适的工具，如卡盘扳手或搪齿扳手，反时针方向松开卡盘的螺纹连接或销轴连接。

3.将卡盘从主轴上取下，并使用合适的保护措施，如泡沫垫或胶垫，将其放置在干燥和平整的地面上。

4.检查卡盘的连接部分和主轴的接口部分，确保没有损坏或腐蚀。

三、安装车床卡盘的准备工作1.根据车床卡盘的规格和重量，选择适当的起重设备，并确保设备安装牢固。

2.清洁和润滑车床主轴的连接部分，以确保顺利安装卡盘。

四、安装车床卡盘的步骤1.将卡盘的拆卸接口对准车床主轴的连接部分，保持平行，并将其轻轻推入。

2.使用合适的工具，如卡盘扳手或搪齿扳手，顺时针方向拧紧卡盘的螺纹连接或销轴连接。

注意，不要使用过大的扭矩，以免损坏卡盘或主轴。

3.检查卡盘的安装情况，确保连接紧固牢固，没有松动现象。

4.接通车床电源，测试车床卡盘的运转情况。

检查卡盘的转动是否平稳，是否有异常噪音等现象。

五、车床卡盘的保养与维修1.定期检查车床卡盘的连接部分，确保螺纹或销轴的连接紧固。

2.清洁卡盘的表面和内部，保持其干燥、清洁，避免进入灰尘和异物。

3.定期润滑卡盘的轴承和齿轮，使用适当的润滑剂，如润滑脂或润滑油。

总结：正确的车床卡盘拆卸和安装方法对车床的正常运行和安全运行至关重要。

在拆卸和安装过程中，需要根据车床卡盘的型号和规格，选择合适的工具和设备，并严格按照步骤进行操作。

同时，在卡盘的保养和维修过程中，要定期检查并清洁卡盘，保持其干燥、清洁和润滑。

本系列产品广泛适用于汽车，石油军工等多种行业的机械加工，是国内第一用户评选出来的名牌产品。

CAK系列数控车床是一种经济、实用的万能型加工机床，产品结构成熟，性能质量稳定可靠，广泛地应用于汽车，石油军工等多种行业的机械加工，是国内第一个用户评选出来的名牌产品。

该系列机床品种规格齐全，可以实现轴类、盘类的内外表面，锥面、圆弧、螺纹、镗孔、铰孔加工，也可以实现非圆曲线加工。

根据用户的需求，可选配不同的数控系统和附件。

数控机床的辅助装置分为：数控回转工作台、分度工作台、排屑装置。

一、数控回转工作台从表面来讲，数控回转工作台与通用机床的分度工作台类似，但是其在结构上也有自己的特点。

它主要是由传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置组成。

主要作用：进行圆周进给运动；进行分度运动。

二、分度工作台分度工作台与数控回转工作台不同，它的作用是实现分度运动，而与回转工作台不同之处在于，分度工作台不能实现圆周进给。

而分度工作台的运动只限于规定的角度，如：90度、60度、45度。

分度工作台对于本身的高精度要求很保证，所以它必然需要和定位机械一起配合使用，这样才可以保证机床工作的安全性。

数控机床的分度工作台分为：1.定位销式分度工作台（45度）它的定位销和定位孔衬套的制造精度和装配精度都要求很高，且均具有很高的硬度，以提高耐磨性，保证足够的使用寿命。

2.齿盘式分度工作台（数控机床与一些加工设备应用比较广泛的分度装置设备）。

三、数控机床排屑装置典型的排屑装置很多，主要有：平板链式排屑装置、刮板式排屑装轩、螺旋式排屑装置。

数控机床的排屑装置的作用：数控机床本身的出现，对机床的加工效率得到了很大的提高。

而工件上的多余金属在变成后所占的空间也成倍加大了。

而要改善这一方面的问题，就必须采用排屑装置。

它成为了数控机床必备的附属装置。

它的主要作用是将切屑从加工区域排出，以及将排屑装置从混合着切削液的中分离出切屑，并将其送入到收集箱中。

排屑装置是一个相对独立的部件。