Stama的双主轴加工中心

Stama的双主轴加工中心

作者：Bernhard Kuttkat

在批量生产中，采用多轴加工工艺无疑是一种可以大幅提高生产率和降低生产成本的有效方法。这种方法既适用于车削加工，也适用于铣削加工。如果能够把车铣两种工艺集合到一台机床上，只用一道工序即可把工件加工完毕，其优点则将更为明显。在这种情况下，由于工件换装的工序可以省去，所以加工精度得到提高；同时，由于可以省去更换设备所需的时间，因此加工时间得以大幅缩短。

图1 MC 526/MT双主轴加工中心有两个驱动轴，可以进行双轴车削加工

立式加工中心的专业厂商Stama公司已经成功提供了双主轴加工中心和MT型车铣中心。这家属于Schlierbach加工中心制造家族里的最年轻的成员公司向市面提供了一种MC 526/MT双主轴加工中心，通过双主轴可以对螺纹进行车、铣和切削等加工。

预成形工件综合加工

所设计的立式双轴车铣加工中心可以同时在5个面上对预成形工件进行综合加

工。对此，加工中心上的3个线性轴同时处于工件上，加工中心还设有一个可旋转90°的回转台，回转台上以266mm的间距分别设有2个传动轴。传动轴的最大转速可以达到5000r/min，扭矩为80Nm，夹紧力为800Nm。所加工的工件的最大直径为150mm。位于工件一侧的主轴在车削加工时进行旋转，而在铣削和钻孔加工时，则与回旋轴一起负责定位。两个铣轴带有HSK-A63型支座，主轴通过法兰盘与AC电机直接连接，由此，力矩最大可以达到140Nm，转速可以达到10500、12000或15000r/min。当转速达到20000r/min以上时，主轴也可以被用作驱动轴。

对回转台的驱动和加工中心的定位及推进动作，均由螺杆/棘轮组合装置和滚珠丝杠传动装置来发出。当X、Y、Z的行程分别达到400mm、400mm和360mm时，所有3个线性轴的高速档均可以达到60m/min的速度。由于按照受力的原理，位于刀具一侧的铣轴同时也负责刀具的更换，它必须向上朝着刀库的方向定位，所以，Z轴会以大约1.2g的速率进行加速或减速。X轴的加速度为0.5g，Y轴的加速度为0.8g。各轴配合的结果是从一个切削工序到另一个切削工序的时间为短短的2.4s。

据厂家介绍，加工中心投资费用只增加大约30%，但是由于采用双轴和五面加工，所以生产效率几乎提高了一倍，单件加工费用降低了大约30%。由于车、铣、钻、切等步骤都可以在一道工序里全部完成，所以工件加工的精度提高了，加工时间也得到了缩短。

柔性夹具缩短换装时间

当然，现代化的加工中心只有在使用相应高效的夹紧装置的条件下，才能以其较高的切削和进给速度,使较高的加速度和较高的主轴转速真正达到较高的生产效率。夹具可以在很大程度上影响着刀具换装时间和上料时间。而在这段时间里机器是处于停机状态的。因夹具所限而发生的时间，有时候还有很多潜力有待挖掘。

把工件夹紧到机床上，根据机床类型和工件规格的不同，这是一件比较费时费力的工作。针对样机、小批量和单件的整体加工，夹具应该尽量采用合理的标准构件结构，使各个部件可以任意组合。通过这种柔性的夹具系统，可以对各种不同形状和不同规格的工件进行固定。使用既适用于小批量加工、又适应于大批量生产的传统的夹具系统，可以提高刀具的工作效率。夹具的生产厂家根据市场提供那些强力的、安全性好的夹具系列，从简单柔性夹具装置，一直到多功能夹具系统。(end)

浅析数控铣床的主轴结构设计

浅析数控铣床的主轴结构设计 摘要自从我国改革开放之后，我国的工业领域发展就十分迅速，工业化水平不断提高，促进了国民经济的迅速发展，尤其是近几年自动化技术在工业领域中的普遍应用，极大提高了工业生产的质量和效率，其中各种工业生产设备的应用，极大的便利了工业生产活动，数控铣床作为工业生产中的常见设备，在工业生产中的高速度，高精度以及高效率等优势，使其在工业领域中发挥的作用越来越大。在数控铣床结构中，主轴结构无疑是十分关键的，直接影响着数控铣床的应用，所以本文就针对数控铣床的主轴结构设计进行分析，促进数控铣床在工业领域中的应用。 关键词数控铣床；主轴；结构设计 在我国的工业生产领域中，数控铣床作为高速切削技术的主要应用设备，在我国应用十分广泛，有效提高了切削工作的效率和质量，提高了工业生产中的产品加工精度，在高速切削的过程中主轴是极为核心的部件，主轴的结构和质量会直接影响工业生产的质量和效率，所以在现代数控铣床的应用过程中，需要加强对主轴结构的设计，提高主轴的质量，从而促进数控铣床的广泛应用。 1 數控铣床主轴结构特点 主轴是数控铣床结构中最为关键和核心的部件，其主要作用是带动刀具高速旋转，从而实现高速切削，完成加工任务，而在切削工作中，主轴的作用也就具体表现为切削力的承受和为机床提供驱动力。由于主轴在数控铣床的工作中发挥着重要的作用，承受了巨大的压力，所以数控铣床的工作过程中，主轴想要实现高速旋转，保证加工的质量和效率就必须对自身的结构进行优化，保证自身的可靠性，也就是说，需要有良好的静动态特性。 数控铣床的主轴具有一定的结构特点，主要包括： （1）主轴的中心为空心，在其中会装弹簧等装置来固定和使用铣刀，方便铣刀的使用； （2）在主轴的前端会设置一个7：24比例的锥形空洞，在断面上会设置用于将主轴转矩数据传输给铣刀的主轴转矩检测装置； （3）在主轴的后部会设置用于铣刀放松的液压缸，在日常为铣刀进行保护； （4）主轴的运转主要依靠齿轮进行，用齿轮进行变速传动； 2 数控铣床主轴结构的设计优化 2.1 进行设计控制

立式加工中心主轴部件设计说明

引言 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业（如：信息技术及其产业，生物技术及其产业，航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术则是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。 数控机床技术的发展自1953年美国研制出第一台三坐标方式升降台数控铣床 算起，至今已有很多年历史了。20世纪90年开始，计算机技术及相关的微电子基础工业的高速发展，给数控机床的发展提供了一个良好的平台，使数控机床产业得到了高速的发展。我国数控技术研究从1958年起步，国产的第一台数控机床是第一机床厂生产的三坐标数控铣床。虽然从时间上看只比国外晚了几年，但由于种种原因，数控机床技术在我国的发展却一直落后于国际水平，到1980年我国的数控机床产量还不到700台。到90年代，我国的数控机床技术发展才得到了一个较大的提速。目前，与国外先进水平相比仍存在着较大的差距。 总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

1 绪论 1.1 加工中心的发展状况 1.1.1 加工中心的国外发展 对于高速加工中心，国外机床在进给驱动上，滚珠丝杠驱动的加工中心快速进给大多在40m/min以上，最高已达到90m/min。采用直线电机驱动的加工中心已实用化，进给速度可提高到80～100m/min，其应用围不断扩大。国外高速加工中心主轴转速一般都在12000～25000r/min，由于某些机床采用磁浮轴承和空气静压轴承，预计转速上限可提高到100000r/min。国外先进的加工中心的刀具交换时间，目前普遍已在1s左右，高的已达0.5s，甚至更快。在结构上，国外的加工中心都采用了适应于高速加工要求的独特箱中箱结构或龙门式结构。在加工精度上，国外卧式加工中心都装有机床精度温度补偿系统，加工精度比较稳定。国外加工中心定位精度基本上按德国标准验收，行程1000mm以下，定位精度可控制在0.006～0.01mm之。此外，为适应未来加工精度提高的要求，国外不少公司还都开发了坐标镗精度级的加工中心。 相对而言，国生产的高速加工中心快速进给大多在30m/min左右，个别达到 60m/min。而直线电机驱动的加工中心仅试制出样品，还未进入产量化，应用围不广。国高速加工中心主轴转速一般在6000～18000r/min，定位精度控制在0.008～0.015mm之，重复定位精度控制在0.005～0.01mm之。在换刀速度方面，国机床多在4～5s，无法与国际水平相比。 虽然国产数控机床在近几年中取得了可喜的进步，但与国外同类产品相比，仍存在着不少差距，造成国产数控机床的市场占有率逐年下降。 国产数控机床与国外产品相比，差距主要在机床的高速、高效和精密上。除此之外，在机床可靠性上也存在着明显差距，国外机床的平均无故障时间（MTBF）都在5000小时以上，而国产机床大大低于这个数字，国产机床故障率较高是用户反映最强烈的问题之一。 1.1.2 立式加工中心的研究进展

加工中心主轴组件结构设计开题报告

加工中心主轴组件结构设计 1 综述 1.1 本课题研究的意义 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。因此，专家们预言: 机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术；是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；是国防现代化的重要战略物质；是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。 根据国民经济发展和国家重点建设工程的具体需求，设计制造“高、精、尖”重大数控装备，打破国外封锁，掌握数控装备关键技术，创出中国数控机床品牌，提

高市场占有率是全面提升我国基础制造装备的核心竞争力的关键所在。 1.2本课题要解决的问题 主轴组件是机床的一个重要组成部分，它包括主轴，轴承以及安装在主轴上的传动件。主轴要求传递扭矩，直接承受切削力且还要满足通用机床，专用机床，数控机床各自不同的要求。主轴组件设计应满足的要求： 1）旋转精度 是指轴类工件在装配后，在无负载、低速旋转的条件下，工件前端的径向跳动和轴向窜动量的大小。 2）刚度 指主轴组件在外力的作用下，仍能保持一定工作精度的能力。刚度不足时，不仅影响加工精度和表面质量，还容易引起振动。恶化传动件和轴承的工作条件。 设计时应在其他条件允许的条件下，尽量提高刚度值。 3)抗震性 指主轴组件在切削过程中抵抗强迫振动和自激振动保持平稳运转的能力。抗震性直接影响加工表面质量和生产率，应尽量提高。 4)温升和热变形 温升会引起机床部件热变形，使主轴旋转中心的相对位置发生变化，影响加工精度。并且温度过高会改变轴承等原件的间隙、破坏润滑条件，加速磨损。5)耐磨性 指长期保持其原始精度的能力。主要影响因素是材料热处理、轴承类型和润滑剂方式。 设计时应综合考虑以上几点要求，注意吸收新技术，以获得满意的设计方案。

龙门机床加工中心主轴系统改型设计

龙门机床加工中心主轴系统改型设计

龙门镗铣床加工中心主轴部分的改型设计 学院机械学院 专业机械设计制造及其自动化 班级 学号 姓名 指导教师

辽宁科技大学2015，04

目录 龙门镗铣床加工中心主轴部分的改型设计 (2) 摘要 (7) 第一章绪论 (9) 1.1 我国机床行业发展趋势 (9) 1.1.1 我国机床发展史 (9) 1.1.2 我国机床行业今年的发展 状况 (10) 1.1.3 我国机床行业未来发展的 趋势 (10) 1.2 本课题的提出 (12) 1.2.1 龙门镗铣床及镗铣加工中 心简介 (12) 1.2.2本课题提出的意义 (13) 1.3 本课题研究的主要任务 (14) 1.4可行性分析 (15) 第二章主轴系统的设计 (17) 2.1 设计参数 (17) 2.2 主轴箱体方案设计 (17) 2.2.1 加工中心主轴型号的选择 (17)

2.2.2 电机型号的选择 (18) 2.2.3 电机主轴轴颈的确定.. 19 2.2.4 电机转速的确定 (19) 2.2.5 加工中心变速箱总体结构 设计 (20) 2.3 主要结构的设计与计算 (21) 2.3.1 带传动的设计 (21) 2.4齿轮传动设计 (24) 2.4.1 轴Ⅰ上的第一组啮合齿轮 (24) 2.4.2 轴Ⅰ上的第二组啮合齿轮 (28) 2.4.3 轴Ⅱ上的第一组啮合齿轮 (33) 2.2.4 轴Ⅱ上的第二组啮合齿轮 (37) 2.4.5 第Ⅲ轴啮合齿轮 (42) 2.5轴的尺寸设计及强度校核 (46) 2.5.1 轴Ⅰ的尺寸设计 (46) 2.5.2 轴Ⅱ的尺寸设计错误!未定 义书签。

加工中心的主轴部件

加工中心的主轴部件 1 主轴部件精度 加工中心主轴部件由主轴动力、传动及主轴组件组成，它是加工中心成型运动的重要执行部件之一，因此要求加工中心的主轴部件具有高的运转精度、长久的精度保持性以及长时fdl 运行的精度稳定性。 加工中心通常作为精密机床使用，主轴部件的运转精度决定了机床加工精度的高低．考核机床的运转精度一般有动态检验和静态检验两种方法。静态检验是指在低速或手动转动主轴情况下，检验主轴部件各个定位面及工作表面的跳动量．动态检验则需使用一定的仪器在机床主轴额定转速下．采用非接触的检测方法检验主轴的回转精度。由于加工中心通常具有自动换刀功能，刀具通过专用刀柄由安装在加工中心主轴内部的拉紧机构紧固．因此主轴的回转精度要考虑由于刀柄定位面的加工误差所引起的误差。 加工中心主轴轴承通常使用C级轴承，在二支承主轴部件中多采用4-1、2-2组合使用，即前支承和后支承分别用四个向心推力轴承和一个向心球轴承，或前、后支承都使用两个向心推力轴承组成主轴部件的支承体系．对于轻型高精度加工中心，也有前、后支承各使用一个向心推力轴承组成主轴部件的支承体系，该种结构适宜高精度、高速主轴部件的场合．简单的主轴轴承组合，可以大大降低主轴部件的装配误差和热传导引起的主轴隙丧失，但主轴的承载能力会有较大幅度的下降． 2 主轴部件结构 主轴部件主要由主轴、轴承、传动件、密封件和刀具自动卡紧机构等组成 ⑴主轴 主轴前端有7：24的锥孔．用于装夹BT40刀柄或刀杆．主轴端面有一瑞面键．既可通过它传递刀具的扭矩，又可用于刀具的周向定位．主轴的主要尺寸参数包括：主轴的直径、内孔直径、悬伸长度和支承跨距。评价和考虑主轴主要尺寸参数的依据是主轴的刚度、结构上艺性和主轴组件的工艺适用范围．主轴材料的选择主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因素确定。主轴材料常采用的有45 钢、Gcr15 等，需经渗氮和感应加热悴火．

加工中心主轴组件监控系统的设计

优秀设计 目录 前言 (1) 第一章加工中心介绍 (5) 1.1加工中心 (5) 1.1.1加工中心简介 (5) 1.1.2 加工中心的特点和用途 (6) 1.1.3．加工中心的工作原理 (7) 1.1.4加工中心的主轴部件 (7) 1.1.4.1主轴部件精度 (7) 1.1.4.2 主轴部件结构 (8) 第二章传感器介绍与选择 (12) 2.1．传感器简介 (12) 2.2传感器的选取 (14) 2.2.1.1磁电式转速传感器的工作原理 (14) 2.2.1.2磁电式转速传感器的型号和技术参数： (15) 2.2.1.7 KMI15-1磁电阻式转速传感器技术参数 (20) 2.2.2加工中心主轴运行轨迹的监测： (20) 2.2.2.1.电涡流位移（振动）传感器的工作原理及特点 (20) 2.2.2.2 M307997电涡流位移传感器参数 (21) 2.2.3对加工中心主轴齿轮轴向移动的监测 (21) 2.2.3.1 KMZ10B传感器介绍 (21) 2.2.3.2 KMZ10B 传感器参数 (21) 第三章信息采集与处理 (22) 3.1 A/D转换器的分类与性能指标 (22) 3.1.1 A/D转换器分类 (22) 3.2 A/D转换器和单片机 (23) 3.2.1 ADC0804转换器： (23) 3.2.2 AT89C51单片机 (25) 3.2.3 AD转换器与AT89C51单片机接口电路图: (26) 3.3 与PC机通信接口 (26)

3.3.1 MAX487芯片介绍 (27) 第四章加工中心主轴组件的监测的实验分析 (28) 4.1 DRVI可重构虚拟仪器实验平台介绍： (28) 4.2加工中心-轴心轨迹测量： (28) 4.3加工中心主轴-磁电传感器转速测量： (30) 总结 (34) 致谢 (35) 参考文献 (36)

一种加工中心主轴的调速系统

２００４年７月第１１卷增刊 控制工程 ＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＣｈｉｎａ Ｊｕｌ．２０Ｏ４ Ｖ０１．１１，Ｓ１ 文章编号：１６７１—７８４８（２００４）ｓｌ—０１９３．０３ 一种加工中心主轴的调速系统 于双岁 （佳木斯大学继续教育学院，黑龙江佳木斯１５４００７） 摘要：介绍了一种用于加工中心机床主轴的具有三级机械自动变速、由变流电动 机拖动的ＰｗＭ变频调速系统。分析了交流电动机变频调速时的机械特性，指出了低频段 电动机启动转矩小，过载能力差的不足。并结合机电联合调速的实例，提出了在设计自动 电力拖动系统时应尽量用机电联合调速来扩大调速范围的观点。对自动电力拖动系统的 设计有一定的参考价值和实用意义。 关键词：加工中心；主轴；机电调速 中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ １引言 ２０世纪８０年代中期，我国从日本东芝机械公司引进了一批ＢＭＣ和ＢｖＣ系列加工中心机床。这些机床现在正在我国的一些工厂企业中使用着。该系列加工中心机床为由多ＣＰＵ组成ＰＣ和ＮＣ结合技术先进的电子计算机控制的ＣＮＣ数控系统。其主轴电气传动系统采用东芝机械公司研制的ＴＯＳｖＥＲＴ一１５０系列ＰｗＭ脉冲调宽技术的交流变频装置，该装置是由大功率晶体管为逆变元件的电流型变调调速系统。就电气装置本身而言，其调速范围可达１：２００，低速静差率为０．４％，频响特性为％≥３０ｒａｄ／ｓ。尽管电气装置具有如此良好的技术指标，东芝机械公司的设计师们亦采用了三级机械变速，给电气调速创造了宽松的条件，使系统工作稳定可靠。 ２机械特性分析 文献［１］从三相异步电动机等值电路推导出在ｕ】／ｃｃ，１＝常数的情况下，变频调速电动机的机械特性方程为 Ｔ一＝刊甜× （鲁＋（（鲁）ｚ＋（ＬＰ，＋ＬＰ２）２））Ⅳ２）。１ ＼叫ｌ、叫ｌ７１７２／／ （１）式中，Ｔ。。为最大转矩；Ｕ１为定子相电压；∞１为定子供电电压角频率，山ｌ＝２Ⅳ１；＾为定子供电电源频率；Ｐ为定子极对数；Ｒ１为定子相电阻；Ｌ。．为定子相漏抗；Ｌ，．为折算到定子侧的转子相漏抗。 式（１）给出了变频调速电动机最大转矩和定子供电频率的关系。可见，频率越低转矩会越小。异步电动机变频调速的一组机械特性曲线如图１所示，可见频率越低其最大转矩越小。 图１异步电动机变顾调速机械特性 对于变频调速电动机，在低速时其过载能力受到限制，使其工作不稳定，特别是在低速重切削时。系统就更不稳定，使电气调速范围变小。尽管可采用低速电压补偿来增加输出转矩，其效果亦不甚理想。当从基频向上调时，只能用弱磁法，即减少激磁电流，使转数升高，为恒功率调速，当然转距随转数升高而减少，转矩亦受到限制。况且由于频率的增高能使电机铁损增加，因而频率的 收稿日期：２００３．１２．２２ 作者简介：于双岁（１９７０一），男，黑龙江林口人，讲师，大学本科，主要从事机电一体化等方面的教学与科研工作。　万方数据

立式加工中心主轴组件的结构设计定稿版

立式加工中心主轴组件 的结构设计 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

摘要 加工中心由于备有刀库并能自动更换刀具，使得工件在一次装夹中可以完成多工序的加工。加工中心一般不需要人为干预，当机床开始执行程序后，它将一直运行到程序结束。加工中心还赋予了专业化车间一些诸多优点，如：降低机床的故障率，提高生产效率，提高加工精度，削减废料量，缩短检验时间，降低刀具成本，改善库存量等。由于加工中心的众多优势，所以它深受全球制造企业的青睐。 加工中心主要由主轴组件、回转工作台、移动工作台、刀库及自动换刀装置以及其它机械功能部件组成。其中的主轴组件是机床重要的组成部分，其运动性能直接影响机床加工精度与表面粗糙度。本文在查阅大量国内外文献的基础上，通过研究分析不同加工中心主轴组件的性能，综合地比较了其特点，并拟定了一个较为合理的主轴组件结构方案。同时，还就主轴、轴承以及丝杠等重要零件的机械性能进行了探讨，并对这些零件的刚度和强度进行了校核。此外，本设计中所采用的陶瓷轴承能有效地增加主轴的刚度，从而提高了加工中心的可靠性和稳定性。 关键词：主轴组件，加工中心，数控机床

Spindle unit design of Vertical machining center ABSTRACT Machining center evolved from the need to be able to perform a variety of operations and machining sequences on a workpiece on a single machine in one setup. Machining center requires little operator intervention, and once the machine has been set up, it will machine without stopping until the end of the program is reached. Some of the other advantages that machining centers give a manufacturing shop are greater machine uptime, increased productivity, maximum part accuracy, reduced scrap, less inspection time, lower tooling costs, less inventory and so on. Because of their many advantages, machining centers become widely accepted by manufacturing enterprises in the world. Machining centers are equipped with spindle units, rotary workbench, moving workbench, tool magazines and automatic tool changers, and other mechanical function components. Spindle unit is the important motion part of the metal cutting machine tool. Its movement behavior affects the machining accuracy and surface roughness of part to be machined. Through referring to a variety of technical literatures, the characteristics of some kinds of spindle units are compared with each other based on analysis and research work on different machining centers. A reasonable scheme can be studied out. Meanwhile,

加工中心主轴轴承的装配

加工中心主轴轴承的装配 主轴作为加工中心的关键部件，性能会直接影响到加工中心的精度、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，必须配用高性能的轴承。 主轴轴承的装配质量直接影响其工作状态和使用寿命，有不少数控加工中心的故障就是由于轴承的装配不当造成的，所以应该对轴承的装配技术应当给予足够的重视。洛阳众悦精密轴承现将主轴轴承的装配要点简述如下： 一、主轴轴承的取出与清洗 1.保持手部清洁干燥：精密轴承从包装中取出时，操作者的手应保持清洁干燥，因为手上的汗水会导致生锈，必要时可以戴手套。 2.保证良好的润滑效果：取出的精密轴承应立即进行装脂和涂油处理，加脂精密轴承取出后立即作无污染安装，不作装脂和涂油处理。 3.包装要封好：精密轴承只能在装配之前从原包装中取出清洗。从易挥发缓蚀剂封存的多件精密轴承包装中取出其中的几套后，应立即将包装封好，因为VIC纸的保护气只能在封存的包装中得以保持。 4.正确清洗：加脂精密轴承在装配前不可清洗，而未加脂精密轴承在装配前必须清洗，清洗之后应晾干并立即上防锈油或装脂，以免锈蚀。 二、主轴轴承的安装与安装工具 主轴、丝杠用精密轴承作为机床的基础配套件，其性能直接影响到机床的转速、回转精度、刚性、抗颤振动切削性能、噪声、温升及热变形等，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。 1.轴承安装注意事项：轴承装配现场应尽可能保持清洁；避免精密轴承污染或异物的进入，污染物对轴承的运转和使用寿命有很大不良影响；检查轴承座孔和轴上配合面的几何精度、尺寸精度及清洁度；安装时在套圈的配合面涂上少许油或少许脂，轴承更容易安装到设计部位；设计轴承座孔和轴时应有一个100～150的安装引导倒角；不要过分冷却轴承，因为冷凝可导致轴承及轴承的配合面锈蚀；轴承内圈与主轴装配需采用定向装配法或角度选配法，也就是人为地控制各装配件的径向跳动误差的方向，使误差相互抵消而不是累积；轴承压入轴承后应转动灵活无阻滞感；安装完成后，检查精密轴承系统是否运转正常。 2.合理使用安装工具： (1)当过盈量较大时，可采用加热箱、油浴加热或感应器加热轴承来安装，加热温度范围为80℃～100℃，最高不能超过120℃。同时，应用螺母或其它适当方法紧固轴承，以防止轴承冷却后宽度方向收缩而使套圈与轴肩之间产生间隙。 (2)轴承安装时，必须在套圈端面的圆周上施加均等的压力，将套圈压入，不得用鎯头等工具直接敲击轴承端面，以免损伤。 在过盈量较小的情况下，可在常温下用套筒压住轴承套圈端面，用鎯头轻击装配套筒的中心部位，通过套筒将套圈均衡地压入。装配力绝不能通过滚动体来传递，避免直接锤击轴承套圈。压入时，应保证外圈端面与外壳台肩端面，内圈端面与轴台肩端面压紧，不允许有间隙。 (3)采用机械压力机或液压机必须使用装配套筒压装，并保证处于水平状态，如有倾斜会导致轴承沟道因受力损坏，而使轴承产生异响。装配套筒要完全接触轴承内套圈或外套圈端面的整个圆周。

数控加工中心主轴的结构设计和改进

2014年第1期（总第447期 ）上C H IN E SE &FO R E IG N E N T R E PR E N E U R S 1.前言 加工中心（M achining Center ，简称M C ）是能够实现多工序编程并能根据需求具备切换刀具功能的数控机床。它将铣床、镗床、钻床多种数控功能聚集在一台设备上，配备刀库和自动换刀装置，能够同时完成多道工序。由于其减少了工件装夹、产品和设备调整，节约了工件的转移时间，因此其效率比通用机床高出80%以上。 2.加工中心主传动系统的特点 加工中心主传动系统的组成主要分为主轴电动机、主轴传动系统和主轴组件。加工中心的主传动优点为高转速、高回转精度、高机构刚性以及抗震性。加工中心的主轴系统具备以下特点：（1）主轴必须具有一定的调速范围并实现无级变速。（2）具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低。（3）升降速时间短，调速时运转平稳。（4）主轴组件要有较高的固有频率，保持合适的配合间隙并进行循环润滑等。（5）有自动换刀和刀具自动夹紧功能。（6）主轴具有足够的驱动功率或输出转矩。（7）主轴具有准停功能又称主轴定位功能（Spindle Specified Position Stop ）。 3.加工中心主传动系统设计 3.1变速系统设计 如要求主轴转速40r/min ～4000r/min ，电机功率4kw （1）选用直流电动机无级变速机构。 （2）主轴的计算转速。 （3）转速图的设计。 a.主轴要求的恒功率变速范围 b.电动机可达到的恒功率变速范围 电机功率4kw ，电机转速4000r/min ～320r/min ，额定转速为1330r/min 。 c.公比和传动级数的确定 一般变速箱有2级、3级、4级。选用，即分级变速箱为4级变速。公比 。 则分级变速箱的转速图如图1所示。变速箱有4种传动比（1/1）×（1/1）=（1/1）；（1/2）×（1/1）=（1/2）；（1/1）×（1/4）=（1/4）；（1/2）×（1/4）=（1/8）。传动比为1/1时，主轴转速为4000r/min ～1330r/min ；为1/2时，主轴转速为2000r/min ～667r/min ；为1/4时，主轴转速为1000r/min ～335r/min ；为1/8时，主轴转速为500r/min ～168r/min 。这四段用的全是电动机的恒功率区。168r/min ～40r/min 为恒转矩区。分级变速箱的结构如图1。 收稿日期：2014-01-02 作者简介：葛亚玺，（1987-），男，江苏江阴人，本科，研究方向：机械结构。 数控加工中心主轴的结构设计和改进 葛亚玺 （上海新跃联汇电子科技有限公司，上海200233） 摘要：加工中心是一种快速、高效的多功能数控机床，它的成熟和发展代表了国家工业设计和工业制造水平。本文通过加工中心主传动变速系统的设计、加工中心主轴组件结构的设计等两方面，就加工中心的主轴组件的结构设计和改进进行详细的阐述。 关键词：主轴组件；轴承；准停中图分类号：TH13 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2014）01-0208-03 图1分级变速箱结构图 【科技与管理】Technology And Management 208

加工中心主轴箱控制系统设计

X X X X X X学院 课程设计报告 课程名称：机电一体化系统设计课程设计 设计题目：加工中心主轴箱控制系统设计 系别：XXXXXXX学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：XXXXXXXXXX 学生姓名: XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 学号: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 起止日期:XXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师:XXXXXXXX 教研室主任：XXXXXXXXX

目录 摘要 (Ⅰ) 1 课程设计的目标与任务 (1) 1.1设计的目标 (1) 1.1.1设计要求 (1) 1.1.2设计步骤 (2) 2 总体设计 (3) 2.1电动机与调速装置的选择 (3) 2.1.1电动机类型的选择 (3) 2.1.2调速装置的选择 (3) 2.2传动比的分配 (3) 2.3传动装置的运动和动力参数计算 (3) 2.3.1各轴转速计算 (3) 2.3.2各轴输入功率计算 (3) 2.3.3各轴输入转矩计算 (4) 2.4液动及气动装置动力源选择 (4) 2.5电气部分电源选择 (4) 2.6主轴箱整体示意简图 (4) 3主轴箱液压系统 (6) 3.1液压原理说明 (6) 3.2齿轮滑移和换刀液压原理设计 (6) 3.2.1动作逻辑液压原理设计 (7) 3.2.2齿轮滑移原理设计 (8) 3.2.3机械手上下移动原理设计 (9) 3.2.4机械手旋转的设计 (9) 3.2.5主轴夹紧和松刀原理设计 (10) 3.2.6液压站主油路 (10)

4液压元件的选择 (12) 4.1液压缸的选择 (12) 4.1.1齿轮滑移缸 (12) 4.1.2机械手上下移动液压缸 (14) 4.1.3主轴刀具夹紧液压缸 (16) 4.1.4机械手旋转液压马达 (17) 4.2液压阀的选择 (18) 4.2.1减压阀 (18) 4.2.2溢流阀 (18) 4.2.3单向阀 (18) 4.2.4换向阀 (18) 4.2.5流量阀 (19) 4.2.6压力继电器 (19) 4.3液压泵 (19) 4.4液压蓄能器 (19) 4.5液压站的设计 (19) 4.5.1油箱的设计要点 (20) 4.5.2油箱的设计 (20) 5液压元件的测试和维护要求 (22) 5.1液压元件的主要测试项目及要求 (22) 5.1.1泵站的调试 (22) 5.1.2阀的调试 (22) 5.2液压系统使用和维护注意事项 (22) 6机床主轴箱调速控制 (24) 6.1RS-485通信介绍 (24) 6.2电路平台介绍 (24) 6.3UART转RS-485电路部分介绍 (25) 6.4台达变频器通讯协议介绍 (26)

主轴内部刀具自动夹紧机构

22 主轴内部刀具自动夹紧机构是数控机床特别是加工中心的特有机构。图8-6为ZHS-K63加工中心主轴结构部件图，其刀具可以在主轴上自动装卸并进行自动夹紧，其工作原理如下：当刀具2装到主轴孔后，其刀柄后部的拉钉3便被送到主轴拉杆7的前端，在碟形弹簧9的作用下，通过弹性卡爪5将刀具拉紧。当需要换刀时，电气控制指令给液压系统发出信号， 图8-6 ZHS-K63加工中心主轴内部刀具夹紧机构 1—冷却液喷嘴2—刀具3—拉钉4—主轴5—弹性卡爪6—喷气嘴 7—拉杆8—定位凸轮9—碟形弹簧10—轴套11—固定螺母12—旋转接头 13—推杆14—液压缸15—交流伺服电机16—换档齿轮 使液压缸14的活塞左移，带动推杆13向左移动，推动固定在拉杆7上的轴套10，使整个拉杆7向左移动，当弹性卡爪5向前伸出一段距离后，在弹性力作用下，卡爪5自动松开拉钉3，此时拉杆7继续向左移动，喷气嘴6的端部把刀具顶松，机械手便可把刀具取出进行换刀。装刀之前，压缩空气从喷气嘴6中喷出，吹掉锥孔内脏物，当机械手把刀具装入之后，压力油通人液压缸14的左腔，使推杆退回原处，在碟形弹簧的作用下，通过拉杆7又把刀具拉紧。冷却液喷嘴1用来在切削时对刀具进行大流量冷却。 内容摘要:4 加工中心的主轴部件2。1 主轴部件精度加工中心主轴部件由主轴动力、传动及主轴组件组成，它是加工中心成型运动的重要执行部件之一，因此要求加工中心的主轴部件具有高的运转精度、长久的精度保持性以及长时 fdl 运 2.4 加工中心的主轴部件 2.4.1 主轴部件精度

加工中心主轴部件由主轴动力、传动及主轴组件组成，它是加工中心成型运动的重要执行部件之一，因此要求加工中心的主轴部件具有高的运转精度、长久的精度保持性以及长时 fdl 运行的精度稳定性。 加工中心通常作为精密机床使用，主轴部件的运转精度决定了机床加工精度的高低．考核机床的运转精度一般有动态检验和静态检验两种方法。静态检验是指在低速或手动转动主轴情况下，检验主轴部件各个定位面及工作表面的跳动量．动态检验则需使用一定的仪器在机床主轴额定转速下．采用非接触的检测方法检验主轴的回转精度。由于加工中心通常具有自动换刀功能，刀具通过专用刀柄由安装在加工中心主轴内部的拉紧机构紧固．因此主轴的回转精度要考虑由于刀柄定位面的加工误差所引起的误差。 加工中心主轴轴承通常使用C级轴承，在二支承主轴部件中多采用4-1、2-2组合使用，即前支承和后支承分别用四个向心推力轴承和一个向心球轴承，或前、后支承都使用两个向心推力轴承组成主轴部件的支承体系．对于轻型高精度加工中心，也有前、后支承各使用一个向心推力轴承组成主轴部件的支承体系，该种结构适宜高精度、高速主轴部件的场合．简单的主轴轴承组合，可以大大降低主轴部件的装配误差和热传导引起的主轴隙丧失，但主轴的承载能力会有较大幅度的下降． 2.4.2 主轴部件结构 主轴部件主要由主轴、轴承、传动件、密封件和刀具自动卡紧机构等组成 ⑴ 主轴 主轴前端有7：24的锥孔．用于装夹BT40刀柄或刀杆．主轴端面有一瑞面键．既可通过它传递刀具的扭矩，又可用于刀具的周向定位．主轴的主要尺寸参数包括：主轴的直径、内孔直径、悬伸长度和支承跨距。评价和考虑主轴主要尺寸参数的依据是主轴的刚度、结构

立式加工中心主轴组件结构设计

摘要 加工中心由于备有刀库并能自动更换刀具，使得工件在一次装夹中可以完成多工序的加工。加工中心一般不需要人为干预，当机床开始执行程序后，它将一直运行到程序结束。加工中心还赋予了专业化车间一些诸多优点，如：降低机床的故障率，提高生产效率，提高加工精度，削减废料量，缩短检验时间，降低刀具成本，改善库存量等。由于加工中心的众多优势，所以它深受全球制造企业的青睐。 加工中心主要由主轴组件、回转工作台、移动工作台、刀库及自动换刀装置以及其它机械功能部件组成。其中的主轴组件是机床重要的组成部分，其运动性能直接影响机床加工精度与表面粗糙度。本文在查阅大量国内外文献的基础上，通过研究分析不同加工中心主轴组件的性能，综合地比较了其特点，并拟定了一个较为合理的主轴组件结构方案。同时，还就主轴、轴承以及丝杠等重要零件的机械性能进行了探讨，并对这些零件的刚度和强度进行了校核。此外，本设计中所采用的陶瓷轴承能有效地增加主轴的刚度，从而提高了加工中心的可靠性和稳定性。 关键词：主轴组件，加工中心，数控机床

Spindle unit design of Vertical machining center ABSTRACT Machining center evolved from the need to be able to perform a variety of operations and machining sequences on a workpiece on a single machine in one setup. Machining center requires little operator intervention, and once the machine has been set up, it will machine without stopping until the end of the program is reached. Some of the other advantages that machining centers give a manufacturing shop are greater machine uptime, increased productivity, maximum part accuracy, reduced scrap, less inspection time, lower tooling costs, less inventory and so on. Because of their many advantages, machining centers become widely accepted by manufacturing enterprises in the world. Machining centers are equipped with spindle units, rotary workbench, moving workbench, tool magazines and automatic tool changers, and other mechanical function components. Spindle unit is the important motion part of the metal cutting machine tool. Its movementbehavior affects the machining accuracy and surface roughness of part to be machined.Through referring to a variety of technical literatures, the characteristics of some kinds of spindle units are compared with each other based on analysis and research work on different machining centers. A reasonable scheme can be studied

立式加工中心主轴组件

安徽广播电视大学 毕业设计 2013 年 11 月 1 日 设计题 立式加工中心主轴组件设计 学生姓名 学 号 1134001250723 专业班级 机械设计及其自动化 指导教师

目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 引言 (4) 1 概述 (5) 1.1 加工中心的发展状况 (5) 1.1.1 加工中心的国内外发展 (5) 1.1.2 主轴部件的研究进展 (6) 1.2 课题的目的及内容 (7) 1.3 课题拟解决的关键问题 (8) 1.4 解决上述问题的策略 (9) 2 方案拟定 (10) 2.1 加工中心主轴组件的组成 (10) 2.2 机械系统方案的确定 (10) 2.2.1 主轴传动机构 (10) 2.2.2 主轴进给机构 (12) 2.2.3 主轴准停机构 (13) 2.2.4 刀具自动夹紧机构 (15) 2.2.5 切屑清除机构 (17) 2.3 伺服驱动系统方案的确定 (18)

2.4 加工中心主轴组件总体设计方案的确定 (19) 3 主轴组件的主运动部件 (22) 3.1 主轴电动机的选用 (22) 3.1.1 主电机功率估算 (22) 3.1.2 主电机选型 (23) 3.2 主轴 (23) 3.2.1 主轴的结构设计 (23) 3.2.2 主轴受力分析 (27) 3.2.3 主轴的强度校核 (32) 3.2.4 主轴的刚度校核 (33) 3.3 主轴组件的支承 (34) 3.3.1 主轴轴承的类型 (34) 3.3.2 主轴轴承的配置 (37) 3.3.3 主轴轴承的预紧 (38) 3.3.4 主轴支承方案的确定 (41) 3.3.5 轴承的配合 (41) 3.3.6 主轴轴承设计计算 (42) 3.4 同步带的设计计算 (44) 3.5 主轴组件的润滑与密封 (48) 3.5.1 主轴组件的润滑 (48) 3.5.2 主轴组件的密封 (49) 3.5.3 本课题的润滑与密封方案的确定 (51)

【CN210280703U】一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920609258.X (22)申请日 2019.04.29 (73)专利权人 宁波海天精工股份有限公司 地址 315800 浙江省宁波市北仑区黄山西 路235号 (72)发明人 董田江　汪旭光　吴锋　周鑫　 (74)专利代理机构 宁波奥圣专利代理事务所 (普通合伙) 33226 代理人 谢潇 (51)Int.Cl. B23B 19/02(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种立式加工中心直连式主轴中心出水结 构 (57)摘要 本实用新型公开了一种立式加工中心直连 式主轴中心出水结构，包括中空的底座、旋转接 头安装座和旋转接头，旋转接头设置在旋转接头 安装座上，旋转接头由密封体、浮动体和法兰体 组成，密封体设置在旋转接头安装座的内侧，浮 动体设置在密封体的上侧并浮动安装于法兰体 的内侧，法兰体设置在旋转接头安装座的上端， 法兰体的上端与梭动阀连接，底座的上端扣设有 旋转过渡接头，旋转过渡接头与底座的上端之间 形成迷宫环，旋转过渡接头的上部和下部分别与 密封体的下部和电机旋转轴的顶端螺纹连接，旋 转接头安装座的侧壁上安装有若干第一排水接 头。该结构可有效改善旋转接头在梭动阀水气切 换时的溢水问题，起到更好的电机防水效果，更 好地保护电机。权利要求书2页 说明书4页 附图5页CN 210280703 U 2020.04.10 C N 210280703 U

权　利　要　求　书1/2页CN 210280703 U 1.一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构，其特征在于，包括中空的底座、旋转接头安装座和旋转接头，所述的底座固定在电机体的上端，所述的旋转接头安装座设置在所述的底座的上侧，所述的旋转接头设置在所述的旋转接头安装座上，所述的旋转接头由密封体、浮动体和法兰体组成，所述的密封体设置在所述的旋转接头安装座的内侧，所述的浮动体设置在所述的密封体的上侧并通过弹簧浮动安装于所述的法兰体的内侧，所述的法兰体设置在所述的旋转接头安装座的上端，所述的法兰体的上端经管接头和管道与梭动阀连接，所述的底座的上端扣设有旋转过渡接头，所述的旋转过渡接头与所述的底座的上端之间形成迷宫环，所述的旋转过渡接头的上部与所述的密封体的下部螺纹连接，所述的旋转过渡接头的下部与电机旋转轴的顶端螺纹连接，所述的旋转接头安装座的侧壁上安装有若干第一排水接头，所述的若干第一排水接头分别与所述的旋转接头安装座的内腔相通。 2.根据权利要求1所述的一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构，其特征在于，所述的底座的上端一体设置有上凸的凸环，所述的旋转过渡接头的侧壁设置有环槽，所述的凸环伸入所述的环槽内，所述的凸环的上端面与所述的环槽的顶面之间形成第一间隙，所述的第一间隙的高度与所述的浮动体的行程相适配，所述的凸环的外侧面与所述的环槽的外侧面之间形成第二间隙，所述的第二间隙的宽度为0.3～0.8mm。 3.根据权利要求1所述的一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构，其特征在于，所述的旋转过渡接头与所述的密封体之间安装有第一密封圈，所述的旋转过渡接头与所述的电机旋转轴之间安装有第二密封圈，所述的旋转接头安装座与所述的底座之间安装有第三密封圈，所述的底座止口定心并通过螺钉固定在所述的电机体的上端，所述的底座与所述的电机体之间安装有第四密封圈。 4.根据权利要求1所述的一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构，其特征在于，所述的旋转接头安装座通过所述的底座的止口外圆定心定位安装在所述的底座的上侧，所述的旋转接头安装座的外径接近所述的电机体的上端的外径，所述的旋转接头安装座的内腔为加大的内腔，所述的旋转过渡接头的上部位于所述的旋转接头安装座的内腔内。 5.根据权利要求4所述的一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构，其特征在于，所述的旋转接头安装座的侧壁上开设有若干第一排水孔，每个所述的第一排水孔与一个所述的第一排水接头相通。 6.根据权利要求1所述的一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构，其特征在于，所述的底座的侧壁的底部安装有若干第二排水接头，所述的若干第二排水接头分别与所述的底座的内腔相通。 7.根据权利要求6所述的一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构，其特征在于，所述的底座的侧壁的底部开设有若干第二排水孔，每个所述的第二排水孔与一个所述的第二排水接头相通。 8.根据权利要求1所述的一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构，其特征在于，所述的旋转过渡接头的配合面处的同轴度、圆度、圆柱度、垂直度、平行度以及对称度控制在0.008mm以内，影响动平衡的内外圆的同轴度、圆度和圆柱度控制在0.03mm以内。 9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种立式加工中心直连式主轴中心出水结构，其特征在于，所述的底座的配合面处的圆柱度、垂直度和平行度控制在0.008mm以内，平面度控制在0.005mm以内。 2