数控机床机械系统装调与维修一体化教程

1、数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程书名：数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ISBN： 978-7-111-44603-3作者：韩鸿鸾出版社：机械工业出版社本书配有电子课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程主编：韩鸿鸾主编：韩鸿鸾数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程模块二模块二 数控机床的主传动系统装调与维修数控

2、机床的主传动系统装调与维修任务一任务一 认识数控机床的主传动系统认识数控机床的主传动系统数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程 数控机床的主传动系统主要包括主轴箱、主轴头、主轴本体、轴承等，是机床的关键部件，其作用如表2-1所示。1.调整范围大，低速大转矩功能，有较高的速度，能超高速切削；2.低温升、小的热变形；3.有高的旋转精度和运动精度；4.高刚度和抗振性；5.主轴组件必须有足够的耐磨性。传动系统应满足下述几个方面的要求传动系统应满足下述几个方面的要求: : 数控机床的主传动系统数控机床的主传动系统组成：组

3、成：数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程请认识数控机床的主传动系统主传动系统床身 主传动系统是数控机床的重要组成部分，主轴部件是机床的重要执行元件之一，它的结构尺寸、形状、精度及材料等，对机床的使用性能、加工精度都有很大的影响。数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程任务目标任务目标 掌握主轴变速的方式掌握主

4、轴变速的方式1 掌握主轴的支承掌握主轴的支承2 掌握主轴的密封掌握主轴的密封3 掌握主轴支承的调整与装配方法掌握主轴支承的调整与装配方法4 掌握主轴的维护方法掌握主轴的维护方法5掌握主轴支承故障的诊断与维修方法掌握主轴支承故障的诊断与维修方法6数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程：对数控机床主传动系统的结构进行感性认识对数控机床主传动系统的结构进行感性认识主传动系统的组成数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程l.无级变速数控机

5、床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。无级变速一、主轴变速方式一、主轴变速方式数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程2.2.分段无级变速分段无级变速 有的数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速等变速机构，使之成为分段无级变速。(1)带有变速齿轮的主传动(图24a)变速齿轮的主传动三位液压拨叉工作原理图1、5液压缸2活塞杆3拨叉4套筒数控机床机械系统装调与维修一体化教程 ppt 课件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程三位液压拨叉工作原理图1、5液

6、压缸2活塞杆3拨叉4套筒该机构除液压缸和活塞杆外，还增加了套筒4。当液压缸1通入压力油，而液压缸5卸压时，活塞杆2便带动拨叉3向左移动到极限位置，此时拨叉带动三联齿轮块移动到左端。 当液压缸5通压力油，而液压缸1卸压时，活塞2和套筒4一起向右移动，在套筒4碰到油缸5的端部后，活塞杆2继续右移到极限位置，此时，三联齿轮块被拨叉3移动到右端。当压力油同时进入液压缸1和5时，由于活塞杆2的两端直径不同，使活塞杆处在中间位置。应使套筒4的圆环面上的向右推力大于活塞杆2的向左的推力。 数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程(2)通过带传动的主传动主要用在转速较高、变速范

7、围不大的机床。适用于高速、低转矩特性的主轴。常用的是同步齿形带。带传动的主传动数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程 带传动是传统的传动方式，常见的有V形带，平带，多联V形带，多楔带和齿形带。1)多联V形带多联V形带又称复合V形带，有双联和三联两种，每种都有3种不同的截面，横断面呈楔形，楔角为40。 多联V形带多联V形带数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程2)多楔带 多楔带综合了V形带和平皮带的优点。运转时振动小，发热少，运转平稳，重量轻。在40ms的线速度下来使用。也不会产生打滑，传动功率比V形带大20%30%。 多楔带的

8、结构多楔带型号选择图多楔带有H型、J型、K型、L型、M型等型号，常用的多楔带有J形齿距为2.4mm，L形齿距为4.8mm，M形齿距为9.5mm三种规格 数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程3)齿形带 齿形带又称为同步齿形带，根据齿形不同又分为梯形同步齿带和圆弧齿同步带。 同步齿形带梯形齿圆弧齿实物图结构图同步齿形带型号选择图数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程 1.带轮由密度小的材料制成。带轮所允许的最小直径，根据有效齿数及平带包角，由齿形带厂确定。 2.在驱动轴上的带轮应直接安装在电动机轴上。 3.同步齿形带必须预加载。

9、预加载的方法可以是电动机的径向位移或是安装张力轮。 4.地较长的自由齿形带(大于带宽9倍)，为衰减带振动常用张力轮。 张力轮可以是安装在齿形带内部的牙轮，但是更好的方式是在齿形带外部采用圆筒形滚轮，应用齿形带的注意事项应用齿形带的注意事项数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程 (3)用两个电动机分别驱动主轴 高速时由一个电动机通过带传动，低速时，由另一个电动机通过齿轮传动。两个电动机不能同时工作，也是一种浪费。两个电动机分别驱动数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程 (4)内装电动机主轴 电动机转子固定在机床主轴上，结构紧凑。

10、电主轴是电动机转子装在主轴上主轴就是电动机轴，多用在小型加工中心机床上。这也是近来高速加工中心主轴发展的一种趋势。内装电动机主轴传动结构数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床的高速电轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架等几个部分。高速主轴数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程电主轴结构轴壳是高速电主轴的主要部件，轴壳的尺寸精度和位置精度直接影响主轴的综合精度。转轴的制造精度直接影响电主轴的最终精度转子由转子铁心、鼠笼、转轴三部分组成由具有高磁导率的优质硅钢片叠压而成数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调

11、与维修一体化教程二、主轴支承二、主轴支承1.滚动轴承支承 (1)数控机床常用滚动轴承双列推力角接触球轴承 双列圆锥滚子轴承 圆柱滚子轴承常用滚动轴承实物图数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程(2)主轴滚动轴承的配置能使主轴获得较大的径向和轴向刚度，满足机床强力切削的要求，应用于各类数控机床的主轴。提高了主轴的转速，适合主轴要求在较高转速下工作的数控机床适用于中等精度、低速与重载的数控机床主轴。数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程2.滑动轴承支承静压轴承1进油孔 2油腔 3轴向封油面4周向封油面5回油槽数控机床机械系统装调与

12、维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程 磁悬浮轴承l基准信号2调节器3功率放大器4位移传感器5定子6转子磁悬浮轴承磁悬浮轴承数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程磁悬浮轴承的高速主轴部件l-刀具系统2、9-捕捉轴承3、8-传感器4、7-径向轴承5-轴向推力轴承 6-高频电动机10-冷却水管路11-气、液压力放大器磁悬浮轴承的高速主轴部件磁悬浮轴承的高速主轴部件数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程：根据实际情况，让学生在教师的指导下进行技能训练：根据实际情况，让学生在教师的指导下进行技能训练 轴承预紧，就是使轴承滚

13、道预先承受一定的载荷，不仅能消除间隙而且还使滚动体与滚道之间发生一定的变形，从而使接触面积增大，轴承受力时变形减少，抵抗变形的能力增大。 一、主轴滚动轴承的预紧一、主轴滚动轴承的预紧数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程：根据实际情况，让学生在教师的指导下进行技能训练：根据实际情况，让学生在教师的指导下进行技能训练 1.轴承内圈移动轴承内圈移动数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程2.2.修磨座圈或隔套修磨座圈或隔套 隔套修磨座圈 数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程3.3.自动预紧自动预紧

14、自动预紧 用沿圆周均布的弹簧来对轴承预加一个基本不变的载荷，轴承磨损后能自动补偿，且不受热膨胀的影响。缺点是只能单向受力。数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程：您对所在学校的数控机床主轴支承预紧时遇到：您对所在学校的数控机床主轴支承预紧时遇到了什么情况？您是怎样解决的？了什么情况？您是怎样解决的？二、主轴的密封二、主轴的密封：在教师的带领下，到工厂中看一下主轴的密封。：在教师的带领下，到工厂中看一下主轴的密封。数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程非接触式密封1端盖2螺母利用轴承盖与轴的间隙密封用在工作环境比较清洁的油脂润滑

15、处靠主轴转动的离心力把油甩到空腔内，油液流回箱内迷宫式密封结构，可获得可靠的密封效果，用油脂或油液润滑的密封。1.1.非接触式密封非接触式密封数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程主要有油毡圈和耐油橡胶密封圈密封。接触式密封l甩油环 2油毡圈 3耐油橡胶密封圈2.2.接触式密封接触式密封数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程对数控机床的非接触式密封进行拆装与调整对数控机床的非接触式密封进行拆装与调整主轴前支承的密封结构1进油口 2轴承 3套筒 4、5法兰盘 6主轴 7泄漏孔 8回油斜孔 9泄油孔数控机床机械系统装调与维修一体化

16、教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程：主轴拆卸下来以后应怎样放置与保存：主轴拆卸下来以后应怎样放置与保存三、主轴的维护三、主轴的维护主轴维护数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程四、主轴支承故障诊断与维修四、主轴支承故障诊断与维修1.1.开机后主轴不转动的故障排除开机后主轴不转动的故障排除故障现象故障现象: :开机后主轴不转动故障分析：故障分析：（1 1）检查电动机情况良好，传动键没有损坏；（2 2）调整V带松紧程度，主轴仍无法转动；（3 3）检查测量电磁制动器的接线和线圈均正常，拆下制动器发现弹簧和摩擦盘也完好；（4 4）拆下传动轴发现轴承因缺乏润滑而烧

17、毁，将其拆下，手盘转动主轴正常。故障处理：故障处理：换上轴承重新装上主轴转动正常，主轴制动迅速，故障排除。数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程 故障现象：故障现象：零件孔加工时表面粗糙度值太大，无法使用。 故障分析：故障分析：此故障的主要原因是主轴轴承的精度降低或间隙增大。 故障处理：故障处理：调整轴承的预紧量。经几次调试，主轴恢复了精度，加工孔的表面粗糙度也达到了要求。2.2.孔加工时表面粗糙度值太大的故障维修孔加工时表面粗糙度值太大的故障维修 常见支承的故障常见支承的故障（让学生上网查询、图书馆查资料，并（让学生上网查询、图书馆查资料，并在教师的参与下讨

18、论总结数控机床支承常见的故障）在教师的参与下讨论总结数控机床支承常见的故障）主轴支承部件常见故障诊断及排除修方法主轴支承部件常见故障诊断及排除修方法数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程任务拓展任务拓展电主轴的选用电主轴的选用电主轴选用的一般原则一般原则：1.要熟悉和了解电主轴的结构特点、基本性能、主要参数、润滑和冷却的要求等基本内容；2.结合目前具备的条件，如机床的类型及特点、电源条件、润滑气源条件、冷却条件、加工产品特点等诸多因素来考虑如何正确选择适宜的电主轴。3.选用电主轴最重要的是选定其最高转速、额定功率、转矩和转矩与转速的关系。数控机床机械系统装调与

19、维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程注意事项：注意事项：1.从实际需要出发，切忌“贪高(高转速)求大(大功率)”，以免造成性能冗余、资金浪费、维护费事，以致后患无穷。2.根据实际可行的切削规范，对多个典型工件的多个典型工序多做计算。3.不要单纯依靠样本来选用，而应多与供应商的销售服务专家深入交谈，多听他们的有益建议。4.注意正确选择轴承类型与润滑方式。在满足需求的条件下，应选用陶瓷球混合轴承与永久性油润滑的组合，可省去润滑部件并方便维护。电主轴的选用电主轴的选用任务拓展任务拓展数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程任务巩固任务巩固 一、填空题一、

20、填空题1滚动轴承间隙的调整或预紧，通常是使轴承内、外圈相对轴向移动来实现的。常用的方法有轴承内圈移动、修磨座圈或隔套和自动预紧三种。2主轴部件包括主轴箱、主轴头、主轴本体、轴承等，是机床的关键部件。3液体静压轴承装置主要由供油系统、节流器和轴承三部份组成。4主轴的接触式密封主要有油毡圈和耐油橡胶密封圈密封。5滑动轴承在数控机床上最常使用的是静压滑动轴承。数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程6高速切削技术的发展，采用了“电主轴单元”和“直线电机单元”等。7分段无级变速的方式有带有变速齿轮的主传动、通过带传动的主传动、用两个电动机分别驱动主轴、内装电动机主轴等形

21、式8多联V形带又称复合V形带，有双联和三联两种，横断面呈楔形，楔角为40。9数控机床上常用的多楔带有J形齿距为2.4mm，L形齿距为4.8mm，M形齿距为9.5mm三种规格。10齿形带又称为同步齿形带，根据齿形不同又分为梯形同步齿带和圆弧齿同步带。数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程11加工中心上常用节距为5mm或8mm的圆弧齿形带，型号为5M或8M。12数控机床的高速主轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架等几个部分。13主轴部件是机床的一个关键部件，它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。15圆弧齿同步带克服了梯形齿同步带的缺点，均化了应力，改善了啮合。

22、因此，在加工中心上，无论是主传动还是伺服进给传动，当需要用带传动时，总是优先考虑采用。数控机床机械系统装调与维修一体化教程数控机床机械系统装调与维修一体化教程二、选择题二、选择题1在带有齿轮传动的主传动系统中，齿轮的换挡主要都靠（ B ）拨叉来完成A气压 B液压 C电动2为了实现带传动的准确定位，常用多楔带和（ A ）。A齿形带 B V形带 C平带 D多联V形带3电主轴是精密部件，在高速运转情况下，任何（ A ）进入主轴轴承，都可能引起振动，甚至使主轴轴承咬死。A微尘 B油气 C杂质4多楔带运转时振动小，发热少，运转平稳，重量轻，因此在（ A ）的线速度下来使用。A40ms B50m/s C60m/s5多楔带与带轮的接触好，负载分配均匀，即使瞬时超载，也不会产生打滑，而传动功率比V形带大（ B ）。A15%25% B2