前言

CNC加工中心（Machining Center，簡稱 MC ）是能夠?qū)崿F(xiàn)多工序編程并能根據(jù)需求具備切換刀具功能的數(shù)控機(jī)床。它將銑床、鏜床、 鉆床多種數(shù)控功能聚集在一臺設(shè)備上，配備刀庫和自動換刀裝置，能夠同時(shí)完成多道工序。由于其減少了工件裝夾、 產(chǎn)品和設(shè)備調(diào)整，節(jié)約了工件的轉(zhuǎn)移時(shí)間，因此其效率比通用機(jī)床高出80%以上。

2.CNC加工中心主傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)

加工中心主傳動系統(tǒng)的組成主要分為主軸電動機(jī)、 主軸傳動系統(tǒng)和主軸組件。加工中心的主傳動優(yōu)點(diǎn)為高轉(zhuǎn)速、 高回轉(zhuǎn)精度、 高機(jī)構(gòu)剛性以及抗震性。CNC加工中心的主軸系統(tǒng)具備以下特點(diǎn)：

（1）主軸必須具有一定的調(diào)速范圍并實(shí)現(xiàn)無級變速。

（2）具有較高的精度與剛度，傳動平穩(wěn)，噪聲低。

（3）升降速時(shí)間短，調(diào)速時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

（4）主軸組件要有較高的固有頻率，保持合適的配合間隙并進(jìn)行循環(huán)潤滑等。

（5）有自動換刀和刀具自動夾緊功能。

（6）主軸具有足夠的驅(qū)動功率或輸出轉(zhuǎn)矩。

（7）主軸具有準(zhǔn)停功能又稱主軸定位功能（Spindle Specified Position Stop） 。

3.加工中心主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如要求主軸轉(zhuǎn)速40 r/min 4000r/min，電機(jī)功率4kw

（1） 選用直流電動機(jī)無級變速機(jī)構(gòu)。

淺談CNC加工中心機(jī)械主軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)及其進(jìn)步

則分級變速箱的轉(zhuǎn)速圖如圖1所示。變速箱有 4種傳動比（1/1）x（1/1） = （1/1）；（1/2）s（1/1） = （1/2）；（1/1）s（1/4） = （1/4）；（1/2）s（1/4） = （1/8） 。傳動比為1/1 時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為4000r/min-1330r/min；為 1/2 時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為 2000r/min- 667r/min；為 1/4時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為 1000r/min -335 r/min；為 1/8 時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為500 r/min -168r/min。這四段用的全是電動機(jī)的恒功率區(qū)。168r/min- 40r/min 為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)。分級變速箱的結(jié)構(gòu)如圖 1。

淺談CNC加工中心機(jī)械主軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)及其進(jìn)步

d.分級變速箱各軸齒數(shù)的選擇

查 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》 ， 根據(jù)各齒輪間的轉(zhuǎn)速比確定各個(gè)齒輪的齒數(shù)。則分級變速箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)及各個(gè)齒輪的齒數(shù)、 模數(shù)如圖2所示。