数控车床主轴装配

__届毕业（设计）论文题目CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计专业班级学号学生姓名随笔客指导教师指导教师职称学院名称机电工程学院完成日期： 2014 年 5 月 25日CK6140数控车床主传动系统及进给伺服系统设计CK6140 CNC lathe main drive system and feed servo system design学生姓名指导教师摘要本文介绍了CK6140数控车床的组成及工作原理，对数控机床的主要组成部分：机床主轴箱，进给伺服系统及主轴PLC控制进行了总体的设计及其详细设计。

数控机床是现代机电一体化的典型产品，对提高零件的加工质量和加工效率具有较好的作用。

在本次设计中，主要完成了以下工作：根据给出的要求，首先确定设计要求给出的已知条件确定电机的型号和功率，传动系统的布局，变速方式，开停方式，换向方式，制动方式及齿轮的排列与布置。

然后根据转速范围及级数确定它的转速图、各齿轮的齿数和传动系统简图。

在根据已确定传动比来确定带传动。

通过轴的初步设计，进行齿轮的设计和校核。

选取相应的轴承和键，进行轴的具体设计和校核，键和轴承的设计和校核。

最后进行装配图和各个零件图的绘制，完成主轴箱的设计。

然后完成伺服系统的设计。

在对进给伺服系统进行设计时，要确定进给传动系统的传动方式及控制系统的形式。

设计中，选择进给伺服系统为开环控制系统。

通过给定的参数选择好步进电机的步距角可确定传动齿轮的传动比及滚珠丝杆的导程。

设计的进给伺服系统能够满足设计任务的要求。

关键词：数控机床主轴箱进给伺服系统AbstractThis thesis introduced the constitution and working principle of CK6140 machine tool，the primarily parts of NC machine tool designed：including proceeds the total design and detailed design. NC machine tool is a modern machine to give or get an electric shock the integral whole the typical model of technique the processing of product, right exaltation spare parts the quantity with process the efficiency to have the good function. In this design,primarily completed following work.According to the timetable to design. First identified design requirements given the known conditions determine the type and electrical power, drivetrain system layout, speed change, stop the way for the way braking and gear configuration and the way layout. Based on rotational speed and scope of the class to determine its rotational speed maps, the various gear and drivetrain system Chishu sketch. In accordance with established transmission belt transmission than to determine. Through axle of the preliminary design, gear design and verification. The bearings and get used to a specific axle design and verification, design and verification keys and bearings. Final assembly of the various parts and mapping. Completed the design of headstock.Then completing the design of the servomechanism system. In designing of servo system, we can determine driving mode of driving system and controlling mode of controllingsystem,choosing the servo system for opening wreath control the system.Passing the parameter to settle the choice the good step the step for the electrical engineering the distance cape can make sure to spread to move the spreading of wheel gear to move the radio the roll the bead silk the think stick's lead. Design of into give the servo system can satisfy to designthe request of the mission.Keywords：NC Machine Tool；Axis Housing；Servomechanism目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章卧式数控车床简介 (1)1.1数控车床简介 (1)1.2 CK6140介绍及设计说明 (2)1.3设计任务 (3)第二章 CK6140总体设计计算 (6)2.1总体设计要求 (6)2.2机床的总体布局的确定 (7)2.3换向方向的选择 (7)2.4开停方式选择 (8)2.5 制动方式选择 (8)2.6 齿轮布置与排布 (8)2.7 变速方式选择 (9)2.8进给系统的组成及选用 (10)第三章主变速箱总体设计 (12)3.1电机的选用 (12)3.2传动方案的拟定 (15)3.3确定各级的转速.................................... 错误!未定义书签。

摘要本设计是以CK6140数控车床主轴部件为主要内容。

讲述了数控机床的结构设计要求：提高机床的结构刚度，提高机床结构的抗振性，以及减少机床的热变形。

主要设计主轴的前端轴径的大小和形状、主轴跨距的计算及前后支撑的类型和轴承的选用。

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，在设计的过程中为主要考虑对象。

关键词：主轴回转精度；轴承精度；最优跨距；前端悬伸量目录绪论 (1)一、主轴的用途及设计要求 (2)二、有关零件的分析 (5)（一）零件的结构特点 (5)（二）加工工艺性 (6)三、基准的选择 (7)（一）有关基准的选择说明 (7)（二）确定零件的定位基准 (8)四、轴类零件的材料、毛坯及热处理 (9)（一）轴类零件的材料 (9)（二）轴类毛坯 (9)（三）轴类零件的热处理 (9)五、制定加工工艺路线 (10)（一）主轴加工工艺过程分析 (10)（二）工艺路线的拟定 (11)（三）车床主轴机械加工工艺过程卡 (14)（四）加工余量的确定 (15)六、轴类零件的检验 (17)（一）加工中的检验 (17)（二）加工后的检验 (17)结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)绪论机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。

主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的最大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数和动力参数。

通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具有用高速钢刀具。

因此必须对所设计的机床工艺范围和使用情况全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外类机床的对比，使拟定的参数最大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。

电主轴
数控回转 工作台
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第六章 数控机床的结构 6.2 数控机床的主传动系统
一、主传动装置
1．数控机床主传动系统的特点 1转速高、功率大 2调速范围宽 3主轴能自动实现无级变速;转速变换迅速可靠 4数控机床的主轴组件具有较大的刚度、较高的精度 和耐磨性能 5在加工中心上;还具有安装刀具和刀具交换所需的自 动夹紧装置;以及主轴定向准停装置;以保证刀具和主 轴、刀库、机械手的准确动作& 6为了扩大机床功能;一些数控机床的主轴能实现C轴 功能主轴回转角度的控制
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第六章 数控机床的结构
6.1 数控机床结构概述
一、数控机床机械结构的主要组成
数控机床的机械结构主要由下列几部分组成：
6.1 概述
1机床的基础部件;包括床身、底座、立柱、横梁、
6.2 数控机床的 主传动系统
滑座和工作台等& 2主传动系统包括主轴部件&
6.3 数控机床的 进给传动系统
刚度&床身导轨倾斜角度有45°、60°和75°;但倾斜角度
太大会影响导轨的导向性及受力情况&
大型数控车床常采用立式床身布局&立式床身的排 屑性能最好；但受自重的影响最大;有时需要加平衡机 构来消除&
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第六章 数控机床的结构
2．数控铣床、加工中心的布局特点
• 1卧式数控镗铣床加工中心的常用布局型式
（b）倾斜床身
（c）立式床身
数控车床常见的布局型式
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第六章 数控机床的结构
水平床身数控车床常用于经济型、普及型数控车床

要使润滑油突破这层旋转气流很不容易，采用突入滚 道式润滑方式则可以可靠地将油送人轴承滚道处。
第三章 数控机床的主传动系统
(3)突入滚道式润滑方式 如图3—10所示为适应该要求而设计的特殊轴承。 润滑油的进油口在内滚道附近，利用高速轴承的泵 效应，把润滑油吸人滚道。
若进油口较高，则泵效应差，当进油接近外滚道 时则成为排放口了，油液将不能进入轴承内部。
第三章 数控机床的主传动系统
3．冷却润滑技术的研究 过去，加工中心机床主轴轴承大都采用油脂润滑方 式，为了适应主轴转速向更高速化发展的需要，新 的冷却润滑方式相继开发出来，见表3—2。
第三章 数控机床的主传动系统
第一章 数控机床概述
(1)油气润滑方式 这种润滑方式不同于油雾方式， 油气润滑是用压缩空气把小油滴送进轴承空隙中， 油量大小可达最佳值，压缩空气有散热作用，润滑 油可回收，不污染周围空气。图3—8是油气润滑 原理图。
1．主轴部件常用滚动轴承的类型 图3—13a为锥孔双列圆柱滚子轴承，内圈 为1：12的锥孔，当内圈沿锥形轴颈轴向移 动时，内圈胀大以调整滚道的间隙。滚子数 目多，两列滚子交错排列，因而承载能力大， 刚性好，允许转速高。它的内、外圈均较薄， 因此，要求主轴颈与箱体孔均有较高的制造 精度，以免轴颈与箱体孔的形状误差使轴承 滚道发生畸变而影响主轴的旋转精度。该轴 承只能承受径向载荷。
第一章 数控机床概述
(2)热变形 电动机、主轴及传动件都是热源。低温升、小
的热变形是对主传动系统要求的重要指标。 (3)主轴的旋转精度和运动精度
主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转 动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径 向圆跳动和端面圆跳动值。主轴在工作速度旋转时 测量上述的两项精度称为运动精度。数控机床要求 有高的旋转精度和运动精度。

数控车床主轴箱结构
• 主轴传动带
传动主轴的带形式主要有同步齿形带、多楔 带(即多联v带)
齿形带兼有带传动、齿轮传动及链传动的 优点，
无相对滑动，无需特别张紧，传动效率高； 平均传动比准确，传动精度较高；
有良好的减振性能，无噪声，无需润滑， 传动平稳；
带的强度高、厚度小、质量小，故可用于 高速传动。
可达40m／min。多楔带有双联和三联两种， 每种都有三种不同的截面
卡盘结构
螺母 丝杠
伺服进给系统
电机 支承
1-滚珠丝杠 2-脉冲编码器 3-带轮 4-螺钉 5-伺服电动机
床鞍结构
1-滚珠丝杠 2-脉冲编码器 3-带轮 4-螺钉 5-伺服电动机 6-挡块 7、8、9-镶条 10-拧紧螺钉 11-法兰 12、13-内外锥环
•
16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人，迟早有一天它会找到你。
•
17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求，他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣，比将来实际享受的乐趣要大得多。
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18、无论是对事还是对人，我们只需要做好自己的本分，不与过多人建立亲密的关系，也不要因为关系亲密便掏心掏肺，切莫交浅言深，应适可而止。
•
19、大家常说一句话，认真你就输了，可是不认真的话，这辈子你就废了，自己的人生都不认真面对的话，那谁要认真对待你。
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20、没有收拾残局的能力，就别放纵善变的情绪。
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1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。
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2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。
•
1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。

采用合理的轴承选配法，可在制造精度并非很高的情况下，也能使主轴组 件获得较高的旋转精度。
2）后轴承选配
对主轴组件前轴承选配之后再对后轴承选配，还可进一步提高主轴组件的 旋转精度。
把后轴承如同前轴承那样选配，可得到较小的轴端的偏心量。
综上所述，为了提高主轴组件的旋转精度，采用轴承选配法的几点结论是： （1）首先对前轴承进行选配（高点导向），使其偏心量δ A为最小。
常用中碳结构钢：优质结构钢，45。 合金结构钢，40Cr, 50Mn, 65Mn. 球墨铸铁也开始应用。 （2）热处理方法：滑动轴承支承，前端定位表面，淬硬HRC50~55； 低碳钢，渗碳淬火；合金可以化学处理。
三、主轴的技术条件 主轴的精度是根据机床的精度来提出技术要求，主轴的精度是：尺寸精 度，形状精度，以及支承轴颈与壳心表面之间的位置精度和光洁度。 支承轴颈为主轴基准，是工艺基准和测量基准，技术条件可以根据机床 手册和同等精度机床主轴图纸上的条件确定。
可用于要求不高的中速、普通精度机床的主轴（卧式车床、多刀车床、立式铣 床等）。
3）两端定位
两端定位结构其特点：
（1）支承结构简单，间隙调整方便； （2）主轴受热伸长会改变轴承间隙，
影响轴承的旋转精度及寿命；
（3）刚度和抗振性较差。 适用范围：（1）轴向间隙变化不影响正常工作的机床主轴，如钻床。
（2）支距短的机床主轴，如组合机床。
2 .60°接触角双向推力向心球轴承
这种轴承的优点是制造精度高，
允许转速高，温升较低，抗振性高 于推力球轴承8000型，装配调整简
单，精度稳定可靠。与双列圆柱滚
子轴承相配套，用于承受轴向载荷。 3.单列圆锥滚子轴承 普通单列圆锥滚子轴承（7000型），能同时承受径向和轴向载荷，承载 能力和刚度较高，价格便宜，支承简单，间隙调整方便。可用于中速、中载、 一般精度的主轴组件。

4．进给传动中，一方面采用无间隙的传动装置和元件，如既消除间隙又减 少摩擦的滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆蜗条副以及预加载荷的双齿轮齿条副。另 一方面采取消除措施，如偏心套式、锥度齿轮式及斜齿轮垫片错齿式等消除结 构。
5．采用多主轴、多刀架结构以及刀具与工件的自动夹紧装置、自动换刀装 置和自动排屑装置、自动润滑冷却装置等，减少了停机时间，提高了单位时间 内的切削效率。
2．气动系统的维护
（1）清除压缩空气的杂质和水分。 （2）检查系统中油雾器的供油量。 （3）保持系统的密封性。 （4）注意调节工作压力。 （5）清洗或更换气动元件、滤芯。
1．滚动导轨
滚动导轨的特点是：灵敏度高，摩擦阻力小，且其动静摩擦因数相差甚微， 因而运动均匀，尤其是低速运动时，不易产生爬行现象；定位精度高，运动平稳， 微量移动准确；磨损小，精度保持性好，寿命长；但抗振性较差，对防护要求高， 结构复杂，制造较困难，成本较高。
（1）滚动导轨块
滚动导轨块的结构 1-防护板 2-返向器 3-滚柱 4-导向片 5-保持器 6-导轨块体
3．基础支承件
它包括床身、立柱、导轨、滑座、工作台等，它支承机床的各主要部件， 并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。
4．辅助装置
辅助装置视数控机床的不同而异，如自动换刀系统、液压气动系统、润滑 冷却装置等。
XH7150立式加工中心
加工中心是在数控铣床的基础上发展而来的一种高度自动化的加工设备。它是 一种带有刀库和自动换刀装置的数控机床，又称为自动换刀数控机床或多工序数控 机床。工件经一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择和更换刀具， 自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助功能，连续 地对工件各表面自动进行铣（车）、钻、扩、铰、镗、攻螺纹等多种工序的加工， 适用于加工凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂型面的零件。

摘要自从1946年世界上首次电子计算机制造以来,这说明人们制造了工具,能增加和替换脑力。

它和工具,人类在农业和工业社会,有了质的飞跃,为人类进入奠定了基础信息社会。

在1952年,计算机技术应用于机器,第一个数控机床的诞生在美国。

从那时起,近年来传统的机床,数控机床公司逐年增加,并被应用在大中型企业中,有了质量的变化。

近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的发展。

在中小企业甚至个人企业也普遍开始使用。

在这些数控机床,除了少量的机床在FMS模式集成,主要是在独立的运行状态,和相当部分的使用效率不高,落后的管理模式。

近年来,中国的出口增长的大型数控机床是数控车床、数控磨床、数控加工专用机床,数控剪板机,数控折弯,折弯机,数控压铸机、通用机床。

在车床主传动系统的毕业设计中，使学生建立不错的的规划和了解车床主传动系统设计的一般方法。

巩固和加深所学理论知识，加深知识储备，运用所学知识剖析和处理设计工作中的实际问题。

从机械制造装备毕业设计中，使我们在制定车床主传动机构、车床的结构设计、一般的提案的设计、零件等的计算、编绘技术文稿和设计理论的表现等方面，得到整体性的锻炼。

轻车熟路相关准则、图册和参照素材的使用，以懂得具有粗浅的结构剖析和构造的设计演算的能力。

关键词：主传动系统、传动设计、动力设计Abstract1946 birth of the world's first electronic computer, which suggests that human created can be enhanced and part instead of the mental work tools. It with humans in agriculture, industrial society to create those is only a means of enhancing physical labor, compared to a qualitative leap, which laid a foundation for human into the information society. Six years later, in 1952, the computer technology application in machine tools, was born in the United States the first CNC machine tool. Since then, traditional machine tools produced in recent years, our country enterprise of nc machine tools share rise year by year, in large and medium-sized enterprises have more use, a qualitative change. Nearly half a century, the CNC system has experienced two stages and the development of six generations. Also common in small and medium-sized enterprises and individual enterprises begin to use. In the nc machine tools, in addition to a small amount of machine tools used in FMS model integration, mostly in single machine running state, and some in the efficiency is not high, management way backward state. In recent years, China's exports was bigger nc machine tool with CNC lathe, CNC grinding machine, numerical control special machine tools, CNC bending machine, CNC shearing machine, CNC forming die casting machine, such as the common machine tools have a drilling machine, sawing machine, slotting machine, broaching machine, combinationmachine tools, hydraulic press.Through the lathe main drive system of curriculum design, causes the student to set up the correct design ideas and master the basic method of lathe main transmission system design.Consolidate and deepen the theory knowledge, the expanded aspect of knowledge, and apply what they have learned the theory analysis and solve specific problems in the design work;By machinery and equipment course design, causes the student to the structure of the main transmission mechanism in forming lathe, lathe parts design, all kinds of scheme design, calculation, write technical documents and the expression of design ideas and so on, to get basic training comprehensive;Be familiar with the relevant standards and manuals and the use of the resources, to foster a preliminary structural analysis and the ability to structure design and calculation.Keywords: main drive system, transmission design, dynamic design目录摘要 1第一章概述 (1)1.1国内数控机床现状 (1)1.2 设计参数 (1)第二章参数的拟定 (2)2.1确定极限转速 (2)2.2电机的选择 (2)第三章传动设计 (3)3.1主传动方案拟定 (3)3.2传动结构式、结构网的选择 (3)3.3转速图的拟定 (3)第四章主传动部分的改造和设计 (6)4.1主传动部分方案拟定 (6)4.2主传动部分设计改造设计计算 (9)4.3数控机床分级变速箱的设计 (11)4.4电磁离合器的设计计算 (15)4.5齿轮的结构设计 (16)4.6带轮结构设计 (17)4.7传动轴间的中心距 (17)4.8轴承的选择 (17)第五章动力设计 (18)5.1传动轴的验算 (18)5.2齿轮效验 (22)5.3轴承的效验 (23)第六章结构设计及说明 (24)6.1结构设计的内容 (24)6.2 I轴的设计 (24)6.3齿轮块的设计 (25)6.4传动轴的设计 (25)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)第一章概述1.1国内数控机床现状最近几年我国企业的数控机床占的比重也在增长，在大的公司中就有很多的使用，在小公司和个体的企业中也在开始使用中。

• （２） 两个轴承中间装入大小隔圈并装到丝杆轴上， 用螺母锁紧丝 杆。
• （３） 装入丝杆活灵座与丝杆。 • （４） 另一头轴承座也装入轴承， 与丝杆另一头用卡簧卡入。 • （５） 把两端轴承座用螺钉撬到底座上， 丝杆与机床导轨平行。用
月牙形扳手扳紧丝杆上的圆螺母， 对轴承进行预紧。
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项目９ 数控车床装调
• （１） 首先根据零件加工图样进行工艺分析， 确定加工方案、工艺 参数和位移数据。
• （２） 用规定的程序代码和格式规则编写零件加工程序单； 或用自 动编程软件进行ＣＡＤ／ＣＡＭ 工作， 直接生成零件的加工程序文 件。
• （３） 将加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质（如穿孔 带或磁带） 上。
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项目９ 数控车床装调
• 普通数控车床一般都配置有各种形式的单刀架， 如四工位卧式自动 转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。
• （２） 双刀架数控车床。这类车床其双刀架的配置（即移动导轨分 布） 可以是平行分布，也可以是相互垂直分布， 以及同轨结构。
• 二、数控车床的组成及工作原理 • １． 数控车床的组成 • 虽然数控车床种类较多， 但一般均由车床主体、数控装置和伺服系
分表检查主轴径向跳动。 • （２） 用外径千分尺检查主轴前后轴颈尺寸公差是否符合图纸要求
。 • （３） 检查主轴表面外观， 各间隔处去毛刺、倒角。
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项目９ 数控车床装调
• ３． 轴承配对（见图９ －１５） • （１） 把主轴轴承放到精密平板上， 用支承块支承轴承外圈， 内圈
• （３） 用高强度螺钉把活灵座拧紧。 • （４） 用摇把转动丝杆， 拖动十字拖板前后移动， 检查丝杆的松紧

卧式数控车床的装配与调试卧式数控车床的装配与调试摘要：本⽂主要阐述了卧式数控车床在机械装配与调试过程的注意事项；考虑到在加⼯过程中可能影响零件加⼯精度的因素，在机械装配时，会采取⼀定的⼿段来避免这些因素引起的不良结果，从⽽保证零件的加⼯精度。

关键词：刮研冷检热检⼏何精度安装精度卧式数控车床装配调试质量的优劣直接影响数控车床平均⽆故障⼯作时间，较佳的装配调试质量可减少数控车床使⽤过程当中的故障停机时间和维修成本。

本⽂主要总结了卧式数控车床在机械装配过程中，不但要考虑保证数控车机械床安装的⼏何精度，⽽且也要保证机床的加⼯精度；综合这些因素，要求在数控车床机械装配与调试过程的注意事项。

⼀、卧式数控车床床头箱的安装床头箱与床⾝合研，应按床头箱底⾯配刮床⾝。

⼯艺要求：1.床头箱与床⾝结合⾯涂⾊法检验，每平⽅英⼨不得少于6个研点。

2.床头箱与床⾝结合⾯⾃然状态下0.06塞尺不得塞⼊，3.以底平⾯和凸块侧⾯与床⾝接触保证安装位置。

4.修刮主轴箱底⾯达到主轴轴线与床⾝导轨在垂直⽅向的平⾏度。

⼀般情况下，⽤检验棒测量；夏季装配时，在精度范围之内主轴箱的右端可以⽐左端稍⾼些；冬季装配时，在精度范围之内右端可⽐左端稍底些，但不能低太多，否则热检时就不能保证在精度要求之内；原因是机械装配不但要冷检还要热检，热检的情况下，主轴轴承受热要膨胀，⽽靠近主轴前端的主轴往往要⽐后端的轴承膨胀的多，这种情况在冬季的时候⽐较明显，⽽在夏天则不明显。

5.修刮凸块来达到主轴轴线与床⾝导轨在⽔平⽅向的平⾏度。

考虑到在加⼯过程中不可避免的会出现的让⼑现象；在主轴装配时，在X0Z平⾯会使检验棒的右端在精度范围之内稍向+X⽅向侧倾斜⼀点。

这样就会保证在加⼯⼯件时外圆的车削精度。

原因是在车⼑车削端⾯时，由+Z⽅向向―Z⽅向运动时，切削⼒的影响，车⼑会产⽣不可避免⼀定的让⼑现象。

⼆、卧式数控车床床鞍的安装1.在此之前，先保证燕尾导轨对横向进给丝杠中⼼在垂直和⽔平两个⽅向的平⾏度，其⽅法如下:①刮研横滑板下平⾯，纵滑板上燕尾导轨平⾯，并注意与横向丝杠定位孔在垂直⽅向的平⾏度，直⾄达到刮点要求。

Ｋｅ ｒ ｓ ＮＣ ｌ ｔ ｅ Ｓ ｉ ｄ ｅａ ｓ ｍ ｂ ｙ； ｏ ｅ ｓｎ ｃ ｎ ｑ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｈ ； ｐ ｎ ｌ ｓｅ ｌ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｔ ｈ ｉ ｕ ｅ
中图分类 号 ：Ｈ１，Ｇ １． 文 献标 识码 ： Ｔ ６Ｔ ５９１ Ａ
１ 述 概
量相关 ， 如果装配不当， 即使所有的零件精度都合格 ， 也不一定
ａ ｓ ｍｂ ｙ ａ ｄ ｃ ｅ ｋ ｎ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｌ ｈ ｏ ｇ ｅ ａ ｅ ｒ ｃ ｉ ｅ ｔ ｓ ｒ ｓ ｍｂｙ ｑ ａ ｉ ｓ ｅ ｌ ｎ ｈ ｃ ｉ ｇ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔ ｔ ｒ ｕ ｈ ｒｐｅ ｄ ｐ ａ ｔ ｏ ａ ｕ ｅ ａ ｅ ｌ ｕ ｔ ｙ ｔ ｃ ｓ ｓ ｌ ｙ
★ 来稿 日期 ： １— ７ １ － ２ ０ ０— ４ ｋ ０ 基金项 目： 广东省高等教育本科教学改期项 目 Ｂ Ｊ Ｙ ２ ０ １３ （ ＫＧ Ｂ ０８０ ）
参考文献
［ ］ ｙ ｇ ｈ ＳＳｕ ｙ ｎ ｏｓ ｕｔ ｎ ｆ ｄｒｏ ｏｆｒ ｏｗ ｅｌｅ ｉ ｅ Ｊ． １ Ｍｉ ｉ ｉ．ｔｄ ｏ ｃｎｔ ｃｉ ｏａｉｅｒｂｔｏｔ － ｈ ｅｖｈｃ ［ Ｊ ａｓ ｒ ｏ ｒ ｗ ｌ Ｊ Ｓ ｅｉｗ，０ ３ ２ ）３ １３ ６ Ａ ＥＲ ｖｅ ２ ０ （４ ：２ — ２ ．
【 要】 摘 针对数控车床主轴部件的装配的质量 ， 出了主轴装配工艺应满足的精度要求， 提 并对产
生误 差 的原 因进行 了分析 。针对 主轴滚动 轴承 的预 紧对装 配质量 的影响 ， 绍 了数控 车床 主轴轴 承的 介
预紧方法。 同时为 了 保证主轴部件的装配质量， 减小误差， 高工效， 提 通过实践反复推敲， 行设计制造 自 了一套装 配检测 工装 器具 ， 且经过 实践论 证制 定 了主 轴装 配任务指 导 文件 ， 出 了主轴装 配 工艺 的 并 提 制 定并详 细介 绍 了操 作要领 。 关键词 ： 数控车床； 主轴装配； 工艺 【 ｂｔ ｃ】 ｏｃｒ ｎ ｅ ｐｎｌ ａｓ ｂ ｕｌｙｏ Ｃｌｈ，ｈ ｒ ｉｏ ｒｐｎ ｌ ｏ ｅ ｂ Ａ ｓ ａｔ Ｃｎｅ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓｅ ｌ ｑ ａｔ ｆＮ ｔｅｔｅ ｅ ｓ ｎ ｏ ｓｉ ｅ ３ ｍ ｌ ｒ ｎ ｇｈ ｓ ｄ ｍ ｙ ｉ ａ ｐ ｃｉ ｆ ｄ ｓ ｙ ｒｑｉ ｄｂ ｅｐｏｅｓｎ ｌ ｕ ｒａｄｉ ｉｐｐ ｒａｄａ ｎ ｙｉｆｒ Ｔ ｔｃｕｅ ａｅ６ ｅｕｒ ｙｔ ｒｃｓｉ ｐａ ｉｐ ｔｏｗ ｒ ｔ ｓ ａｅ， ｎａａ ｓ ｏ ｒ ａｓｄｉ ｍ ｄ Ｓ ｅ ｈ ｇ ｎｓ ｆ ｎ ｈ ｎ ｌ ｓ ｅｏ ｓ １ ｗ ｌＴｅ ｅｐｅ ｔｈｅｉｇｍ ｔｏ ｆｒｐｎ ｌ ｂａｉｇｏ ｔｅＮ ｔｅｉ ｉｔ ｄｃｄａｍ ｄａ ｔｅｅｅｔ ｅ１ｈ ｎｔ ｒ—ｉ ｔ ｎ ｅｈｄ ｏ ｉｄｅ ｅ ｎ ｈ Ｃｌｈ ｓ ｎｒ ｕｅ ｅ ｆｃ ． ｈ ｇ ｎ ｓ ｒ ｆ ａ ｏ ｉ ｔ ｈ ｆ ｏ ｓ ｂ ａｔ ｃｕｅ ｙ ｒ ｔ ｈ ｎ ｇｒ ｌｇｂａ ｎ ｅ ｐｎｌＭ ａｗ ｉ ， ｓｔ ｏ ｎ ｆｒ ｎ ｓｅ ｌ ｑ ｌｙ ａｓｄｂ ｅ ｉ ｔ ｉ ｌ ｅ ｉ ｏ ｔ ｉ ｅ ｅ ｈ ｅａ ｅ ｏ ｔ ｌ ｇ ａ ｍ ｙ ｕ ｉ ｐ － ｇ ｅ ｎ ｏｉ ｎ ｒ ｇ ｆｈ ｓ ｄ ． ｎ ｌ ｏ ｉ ｏ ｆ

图3-1 VMC-15型加工中心的外形图 1—对刀仪 2—工作台(X，Y轴进给) 3—第四轴旋转头 4—刀库 5—防护装置 6—主轴箱(Z轴进给) 7—操作面板
数控机床主传动系统
• 课程导引 • （1）主传动系统
如图3-2所示为VMC-15加工中心的主传动结构，其主 传动路线为：交流主电动机(150～7500r／min无级调 速)→1∶1多楔带传动→主轴。
a)各种钻床
b)铣、镗床
c)外圆磨床、平面磨统
• 3.2 主轴及其部件结构
• 2.主轴的主要尺寸参数 • （1）主轴直径
主轴直径越大，其刚度越高，但增加直径使得轴承和 轴上其他零件的尺寸相应增大。轴承直径越大，同精度等 级的轴承公差值也越大，同时轴承极限转速下降，要保证 主轴的旋转精度就越困难。
• 3.1 数控机床的主轴系统
数控机床主传动系统
• 3.1.2 主传动变速的方式
•
数控机床主运动调速范围很宽，其主轴的传动变速方
式主要有以下几种：
图3-4 数控机床主传动的四种配置方式 a)齿轮变速 b)带传动 c)两个电动机分别驱动 d)电主轴
• 1.带有变速齿轮的主轴传动（分段无级变速）
数控机床主传动系统
数控机床结构与故障检修
Structure and maintenance of NC
第3章 数控机床主传动系统
The main drive system of NC
CONTENTS 目 录
一 数控机床的主轴系统 二 主轴及其部件结构 三 典型机床主轴结构
• 课程导引
数控机床主传动系统
如图所示VMC-15加工中 心，工作台行程X/Y/Z向 20in/16in/20in（ 1inc=25.4mm），快进速 度400in/min，主轴转速 150—7500r/min，定位精 度±0.0002in，主电机功 率11.2KW。

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。

１ ２ 主轴 系统 组件 动平衡 校核 ．
６ －主轴检验处的径向跳动量 ；６ 一前轴承 内圈的径向跳动量
１２ １ 主轴 与长 隔套 装配 的动平 衡校 核 ．． 主 轴与长 隔套装 配 的动平衡 校核 的 目的是 为 了确
６一后轴承内圈的径向跳动量；６一主轴。 ２ 。
图２ 定 向装配法 的主 要几何参量
主题 ：糟窑．超蒋 密及徽纳加Ｚ技术
。Ｔ ｐｃ ：ｒｃｓｏ Ｕｔ － ｒｃｓ ｎａｄＭｉｒ－ ａｏ Ｔｃｎ ｌ ｙ ｏ ｉ Ｐｅ ｉ ｎ ｌａ ｐｅｉｉ ｎ ｃｏ ｎｎ ｅｈｏｏ ｓ ｉ ｒ ｏ ｇ
。
１１２ 长隔套 动平衡 校核 ．．
度值不 大 于 Ｒ０ ８ ｍ， 。． 弯曲跳 动小 于 ００５ｍｌ ．１ ｉ。 ｌ 完成 以上各 项动 平 衡 校核 后 ， 将 各 零 件 做好 相 需 对 主轴装 配 的位 置标 示 。从 而确 保个 体与 整体 的相互 关联 ， 使主 轴组件 装 配达 到最佳 的状 态 。
摘
要： 为了达 到数控 机床 的高精 度技 术要 求 ， 主轴 组 件的 关键 部 件进 行 了严 格 的动 平衡 校 核 工艺 规 划 。 对 结 合主轴 组件 特性 ， 制定 了主轴 定 向装 配法方 案 。主轴 轴 承装 配 采 用隔 套 双定 位 方法 ， 避 免装 配 为 过 程 中隔套 的过定位 现 象 ， 隔套进 行 了结构 分析优 化 ， 对 并设计 了隔套 以研 代磨 的加 工工 艺 ， 确保 轴
ＧＵＡＮ ｏ ｉ Ｇｕ ｑ
（ ｈ ｎ ｏ ｇＰ Ｅ Ｉ Ｎ Ｇ ｏｐ Ｃ ． ｔ． ｅｈｕ２ ３ ０ ， ＨＮ） Ｓ ａｄ ｎ Ｒ Ｃ Ｏ ｒｕ ｏ ，Ｌｄ ，Ｄ ｚｏ ５ ０ ０ Ｃ
Ａ ｓ ａｔ ｈ ｙ ａ ｃｂｌｎｅｐｏｅｓ ｆ ａｏ ａｔ ｏ ｓｉｄ ａ ｌ ｎ ｄｔ ａｈｅｅｔｅｔ ｈ ｉｕ ｆｈ ｉ ｂ ｔ ｃ：Ｔ ｅｄｎ ｍｉ ａ ｃ ｒｃｓ ｏ ｊｒ ｒ ｆ ｐｎ ｌ ｗ ｓｐａ ｅ ｃ ｉ ｅ ｎｑ ｅｏ ｅｈｇ ｒ ａ ｍ ｐ ｓ ｅ ｎ ｏ ｖ ｈ ｃ ｔ ｈ

④、电主轴
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
1、主轴零件 要求：尺寸参数、端部结构、
材料、轴颈精度
机电设备安装与调试 数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
电主轴
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
电数控主车轴床液压卡盘
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——主轴准
机电设备安装与调试 数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
电加主工轴中心准停
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
②、电动机经同步齿形带传动主轴
主轴电动机
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
二、主传动系统的配置
③、电动机经齿轮变速传动主轴
主轴电动 机
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
① 主轴电动机直接驱动（一体化主轴，电主轴）
情景三 数控机床主轴部件结构
阅读分析数控机床主轴箱装配图
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
阅读分析数控机床主轴箱装配图
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
一、对数控机床主传动系统的要求
①具有更大的调速范围并实现无级调速。 ②具有较高的精度与刚度，传递平稳，噪声低。 ③良好的抗振性和热稳定性 ④在车削中心上，要求主轴具有C轴控制功能。 ⑤在加工中心上，要求主轴具有高精度的准停功能。 ⑥具有恒线速度切削控制功能。

机电设备故障诊断与检测维修
（2）防泄漏
图中(a) 图中(a)是利用轴承盖与轴的间隙密 (a) 封，轴承盖的孔内开槽是为了提高 密封效果，这种密封用在工作环境 比较清洁的油脂润滑处； 图中(b) (b)是在螺母2的外圆上开锯齿 图中(b) 形环槽，当油向外流时，靠主轴转 动的离心力把油沿斜面甩到端盖1的 空腔内，油液流回箱内； 图中(c) (c)是迷宫式密封结构，在切屑 图中(c) 多，灰尘大的工作环境下可获得可 靠的密封效果，这种结构适用油脂 或油液润滑的密封。非接触式的油 液密封时，为了防漏，重要的是保 证回油能尽快排掉，要保证回油孔 的畅通。
机电设备故障诊断与检测维修
2、滚珠丝杠螺母副机构 、
2.1 滚珠丝杠螺母副的结构原理： 滚珠丝杠螺母副的结构原理：
在丝杠和螺母上都装有半圆弧形的螺旋槽， 在丝杠和螺母上都装有半圆弧形的螺旋槽 ， 当它们套装在一起时便形成 了滚珠的螺旋滚道。螺母上有滚珠回路管道， 了滚珠的螺旋滚道 。 螺母上有滚珠回路管道 ， 将几圈螺旋滚道的两端连接起 构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠。当丝杠相对于螺母旋转时， 来 ， 构成封闭的循环滚道 ， 并在滚道内装满滚珠 。 当丝杠相对于螺母旋转时 ， 两者发生轴向位移， 两者发生轴向位移，而滚珠则可沿着滚道流动 。
滚珠丝杠的支撑方式 滚珠丝杠的支撑方式 (a)仅一端装推力轴承 仅一端装推力轴承;(b)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承； 一端装推力轴承， 仅一端装推力轴承 一端装推力轴承 另一端装深沟球轴承； (c)两端装推力轴承 两端装推力轴承;(d)两端装推力轴承和深沟球轴承 两端装推力轴承和深沟球轴承 两端装推力轴承
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2、滚珠丝杠螺母机构 、 2.5 滚珠丝杠副的制动装置

刚性转子动平衡的方式有两种：在动平衡 机上平衡和在动平衡台上平衡。
序号 1 2 3 4
5
刚性转子动平衡工艺过程
名称
操作过程
安装调整
转子装上动平衡机，与动平衡机调整中心 调整水平，然后与联轴器联接
测原始 不平衡量
试加重量
起动动平衡机，升速至平衡转速，在仪表 上显示并记录转子的不平衡量
按测得原始不平衡量进行标定、计算，并 得出在校正平面上试加的重量
将转子或装上工艺轴的圆盘状转子放在静平衡台上， 使其沿水平方向来回自由滚动。滚动停止后，在通 过中心的铅垂线上半部某一选定半径处，试加重量， 直至转子在任何角度均能静止；取下试加的重量， 用等效法去重或加重后，再校平衡，即达到静平衡。
经过静平衡的转子，可确定其剩余不平衡量。即在 校正平面上将圆周八等分，在各等分线处于水平位 置时试加重量，逐个测出8个开始转动的重量，取 最大试重与最小试重之差的1/2，即为静平衡后的 剩余不平衡量。
谢谢
数控机床机械部件装调
数控车床主轴的组件结构 及平衡校正
一、数控车床主轴结构
斜床身的 数控车床
二、主轴的平衡校正
平衡校正:
机械设备中作回转运动的部件，如盘状体、曲轴等， 一般统称为转子。由于转子材质不均、结构不对称、 加工和装配误差及运行后的变形等多种因素的影响， 会导致转子重心偏离其旋转中心（即存在不平衡 量），使机器运行时产生振动和噪声。从实用价值 和经济效果两方面考虑，不同的机器只能允许转子 有一定的不平衡量存在。平衡校正的目的就是通过 一定的方法和手段，降低转子的不平衡量，保证机 器运转时，产生的振动和噪声在允许范围内，以改 善工作环境和机器使用寿命。
为防止动平衡机支承系统受到超载或超速的损害， 动平衡机制造厂对外形对称的转子，规定一个 “质量-速度”限值mn²(m为转子质量，n为选定 的动平衡机转速)。对外形不对称的转子则要换 算成等效质量。