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CK6130型数控车床主轴部件结构

时间:2017-08-30 00:32:57来源:本站 作者:admin 点击:
数控车床
CK6130型数控车床主轴传动系统主要由主轴部件、主轴箱和主轴电动机三部分组成,它的主要功能是将主轴电动机的原动力通过该传动系统变成可供切削加工的切削力和切削速度。其中,主轴部件是机床的关键部件,是影响机床加工精度的主要部件,它的回转精度影响工件的加工精度它的功率大小与回转速度影响加工效率,它的自动变速、准停和换刀等影响机床的自动化程度。因此,要求主轴部件具有与本机床工作性能相适应的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨性和低的温升。在结构上,必须很好地解决刀具和工具的装夹、轴承的配置、轴承间隙的调整和润滑密封等问题。为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持,还必须有刀具的自动夹紧装置、切屑清除装置和主轴准停装置等结构。
1、主轴端部的结构形式
主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具,在设计要求上,应能保持定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便,并能传递足够的转矩。主轴端部的结构形状都已标准化,为数控机床通用的结构形式。
数控车床采用的主轴端部结构,卡盘靠前端的短圆锥面和凸缘端面定位,用拔销传递转矩,卡盘上装有固定螺栓。卡盘装于主轴端部时,螺栓从主轴凸缘上的孔中穿过,转动快卸卡板即可将数个螺栓同时紧固,再拧紧螺母将卡盘固牢在主轴端部。主轴为空心,前端有莫氏锥度孔,用以安装顶尖或心轴。
一般数控铁床、加工中心的主轴端部结构形式,铣刀或刀杆在前端7:24的锥孔内定位,并用拉杆从主轴后端拉紧,由前端的端面键传递转矩。

2、主轴部件的支撑
主轴根据数控机床的规格、精度采用不同的主轴轴承。一般中小规格数控机床的主轴部件多采用成组高精度滚动轴承,重型数控机床则采用液体静压轴承,高速主轴常采用氮化硅材料的陶瓷滚动轴承。本数控车床采用的是高精度滚动轴承。
主轴上的切削力是通过支撑装置而传递给机床基础件的,主轴部件支撑装置的作用是在刀具或工件作回转运动时承受切削力,同时保证主轴运动精度,所以为了保证加工精度,必须保证其旋转精度和相应的承载能力,即有足够的轴向和径向刚度。本数控车床多采用锥孔双列圆柱滚子轴承。
在实际应用中,常见的数控机床主轴轴承配置有下列3种形式。

前后支撑采用不同轴承的配置形式,即前支撑采用双列短圆柱滚子轴承和60°角接触双列向心推力球轴承组合,后支撑采用成对向心推力球轴承。这种配置形式能使主轴获得较大的径向和轴向刚度,可以满足机床强力切削的要求,普遍应用于各类数控机床的主轴,如数控车床、数控铣床、加工中心等。

采用高精度双列向心推力球轴承的配置形式,向心推力球轴承高速时性能良好,主轴最高转速可达4000r/min,但是它的承载能力小。这种配置形式提高了主轴的转速,适合要求主轴在较高转速下工作的数控机床,目前这种配置形式在立式、卧式加工中心机床上得到了广泛应用。

采用双列和单列圆锥滚子轴承的配置形式,这种轴承径向和轴向刚度高,能承受载荷,尤其能承受较强的动载荷。这种配置形式能使主轴承受较重载荷,尤其是承受较强的动载荷,径向和轴向刚度高,安装和调整性能好。但这种配置相对限制了主轴的最高转速和精度,适用于中等精度、低速与重载的数控机床主轴。

3、主轴内刀具的自动夹紧和切屑的清除装置
在自动换刀机床的刀具自动夹紧装置中,刀杆常采用7:24的大锥度锥柄,既利于定心,也方便松刀。用蝶形弹簧通过拉杆及夹头拉住刀柄的尾部,使刀具锥柄和主轴锥孔紧密配合,夹紧力达10000N以上。松刀时,通过液压缸活塞推动拉杆来压缩蝶形弹簧,使夹头胀开,夹头与刀柄上的拉钉脱离,刀具即可拔出进行新旧刀具的交换;新刀装入后,液压缸活塞后移,新刀具又被蝶形弹簧拉紧。在活塞推动拉杆松开刀柄的过程中,压缩空气由喷气头经过活塞中心孔和拉杆中的孔吹出,将锥孔清理干净,防止主轴锥孔中掉入切屑和灰尘,保证刀具的正确位置。

4、主轴部件机械结构
主轴部件机械结构主要包括主轴的支撑、安装在主轴上的传动零件等,主轴部件安装在车床主轴箱内,主轴箱安装于车床床身之上。


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