GTM500200車(chē)銑加工中心主軸及其相關(guān)零部件的設(shè)計(jì)
主軸是機(jī)床的主要零部件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，都必須靠軸來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和 動(dòng)力。因此軸的主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。精工平面鉆床液壓進(jìn)給鉆 削動(dòng)力頭的主軸作為鉆削加工的工作主體，它的結(jié)構(gòu)尺寸、形狀和材料，對(duì)鉆削動(dòng)力頭 的工作性能都有很大的影響。主軸的設(shè)計(jì)也和其他零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工 作能力計(jì)算量方面的內(nèi)容。鉆削動(dòng)力頭主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝，定位以 及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理， 會(huì)影響主軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加主軸的制造成本和軸上零件 裝配的困難等。主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主軸通過(guò)集成的內(nèi)裝西門(mén)子寬調(diào)速交流主伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，主伺服電機(jī)主要由心軸、 轉(zhuǎn)子、定子、水套組成，心軸和轉(zhuǎn)子通過(guò)過(guò)盈配合連接，并通過(guò)端蓋及支撐軸承與定子 和水套連成一體，形成交流主伺服電機(jī)單元，交流主伺電機(jī)單元再通過(guò)水套外徑與滑枕 殼體上方的圓孔配合及端蓋上的安裝螺絲與滑枕殼體連接在一起。電機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)采用 安裝在電機(jī)上的微型齒型編碼器檢測(cè)，編碼器的齒輪套通過(guò)鎖緊螺母壓緊固定在電機(jī)器 的芯軸上，測(cè)頭通過(guò)螺釘固定在電機(jī)的端蓋上，電機(jī)水套中通過(guò)恒溫冷卻水對(duì)電機(jī)進(jìn)行 冷卻，電機(jī)的輸出軸通過(guò)外齒輪與變速箱內(nèi)齒輪連接，傳遞電機(jī)的動(dòng)力。電機(jī)扭矩是通過(guò)長(zhǎng)的空心軸傳到齒輪變速箱。變速箱為雙級(jí)行星齒輪變速箱。變速 箱的安裝是通過(guò)變速箱的外徑與滑枕殼體的內(nèi)孔配合，并通過(guò)主伺服電機(jī)單元壓緊及徑 向定位銷(xiāo)定位實(shí)現(xiàn)。變速箱分兩檔轉(zhuǎn)速控制，速比為3和18,輸出轉(zhuǎn)速最髙為3150r/min， 扭矩最大2400Nm，變速箱的潤(rùn)滑和冷卻采用恒溫冷卻油循環(huán)潤(rùn)滑和冷卻。變速箱的輸 出通過(guò)漸開(kāi)線(xiàn)花鍵傳到動(dòng)力輸出軸，在動(dòng)力輸出軸上裝有軸位置分度控制的齒型編碼 器。動(dòng)力輸出軸端內(nèi)齒輪通過(guò)連接體與作業(yè)部件附件頭外齒輪離合，將滑枕的動(dòng)力傳到 附件頭中。附件頭連接結(jié)構(gòu)見(jiàn)：的外輪廓是末端的局部截面，連接體為筒狀，其末端開(kāi)口為大徑凹緣，凹緣端面有孔，定心短錐套固定在端面孔內(nèi)滑枕中連接結(jié)構(gòu)采用短錐套 定心，兩個(gè)楔形鍵傳遞銑削扭矩，動(dòng)力輸出軸與附件頭連接結(jié)構(gòu)為同心結(jié)構(gòu)，殼體、連 接體、輸出軸和內(nèi)冷卻水管由外向內(nèi)依次同軸設(shè)置，連接體上端有軸承支撐著動(dòng)力輸出 軸，動(dòng)力輸出軸內(nèi)孔軸承支撐著位于軸心的內(nèi)冷卻水管。連接時(shí)附件頭尾部伸入滑枕裝 置內(nèi)部，動(dòng)力輸出軸通過(guò)內(nèi)外齒離合，將滑枕的動(dòng)力傳到附件頭，由動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)附 件頭上的刀具旋轉(zhuǎn)。釆用動(dòng)平衡設(shè)計(jì)，主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上摒棄了不平衡的設(shè)計(jì)因素，例如：軸上零件釆用 無(wú)鍵（包括螺紋結(jié)構(gòu)）聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)，主軸為前后兩端式冷裝聯(lián)結(jié)，對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；裝配前 主軸動(dòng)平衡。