1、与振动。它适用于高速低转矩特性要求的主轴。常用的是带和同步齿形带。本次设计的立式加工中心的主传动系统即采用同步齿形带，具体选择原理及方案将在后文详述。由主轴电动机直接驱动该种传动方式的电动机轴与主轴用联轴器同轴连接。这种方式大大简化了主轴结构，有效地提高主轴刚度。但主轴输出转矩小，电动机的发热对主轴精度影响大。内装电动机主轴高速主轴要求在极短时间内实现升降速，在指定位置快速准停，这就要求主轴具有很高的角加减速度。通过齿轮或传动带这些中间环节，常常会引起较大振动和较大噪声，而且增加了转动惯量。为此将主轴电动机与主轴合而为，制成电主轴，即主轴与电动机转子合为体。电动机的轴就是主轴本身，而电动机的定子被拼入在主轴内。实现无中间环节的直接传动，是主轴高速单元的理想结构。电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为体的新技术，它与直线电机技术高速刀具技术起，将把高速加工推向。

2、.主轴组件的设计要求和步骤加工中心主轴组件应有更高的动静刚度和抵抗热变形的能力。它的性能，对整机性能有很大的影响。主轴直接承受切削力，转速范围又很大，所以对主轴组件的主要性能提出如下要求。主轴组件主要包括主轴主轴支承轴承安装在主轴上的传动件密封件刀具自动卡紧机构等组成。主轴组件的设计要求主轴组件应达到以下几点设计基本要求。回转精度指机床在空载低速旋转时机动或手动，主轴前端安装工件或刀具部位的径向和轴向跳动值满足要求其值可参见有关机床精度标准。目的是保证加工中心零件的几何精度和表面粗糙度。当主轴做回转运动时，线速度为零的点的连线称为主轴的回转中心线。回转中心线的空间位置，在理想的情况下应是固定不变的。实际上，由于主轴组件中各种因素的影响，回转中心线的空间位置每瞬间都是变化的，这些瞬时回转中心线的平均空间位置称为理想回转中心线。瞬时回转中心线相对于理想回转中心线在空间的位置距离，就是。

3、削转矩通常是通过刀杆的端面键来传递的，这就要求主轴具有准确定位于圆周上特定角度的功能。此外，在通过前臂小孔镗内壁的同轴大孔，或进行反倒角等加工时，要求主轴实现准停，使刀尖停在个固定的方位上或在轴方向上，或在轴方向上，以便主轴偏移定尺寸后大刀刃能通过前臂小孔进入箱体内对大孔进行镗削。.主传动的类型及方案选择加工中心主传动系统主要有以下四种形式。二级齿轮变速传动低速主轴通过采用齿轮变速机构或同步带传动降速，增大输出转矩，以满足主轴输出转矩特性的要求。该种主轴电动机经过二级齿轮变速，使主轴获得低速和高速两种转速系列，这是大中型加工中心机床采用较多的种配置方式。这种分段无级变速，确保低速时的大转矩，满足机床内转矩特性的要求。滑移齿轮常用液压拨叉或电磁离合器来改变其位置。定比传动该种传动方式经定比传动传递给主轴，定比传动采用齿轮传动或带传动。带传动主要用于小型机床上，可以避免齿轮传动的噪声。

4、定在卸荷传动轴上，卸荷传动轴把受到的载荷通过角接触球轴承把受到的轴向载荷通过外隔套轴承座转移到了箱体上。最终传递到主轴轴承的上的轴向载荷很小，主轴轴承完全可以卸载掉，不会影响主轴轴承的寿命和旋转精度。第四章主轴组件设计主轴组件是机床的重要部件之，它是机床的执行件。它的功用是支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，完成表面成形运动。主轴组件由主轴及其支承和安装在主轴上的传动件密封件等组成。由于数控机床的转速高，功率大，并且在加工过程中不进行人工调整，因此要求良好的回转精度结构刚度抗振性热稳定性及精度的保持性。对于自动换刀的数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸和夹持，还必须有刀具的自动夹紧装置主轴准停装置和切屑清除装置等机构。主轴组件的工作性能对整机性能和加工质量以及机床生产率有着直接影响，是决定机床性能和技术经济指标的重要因素。因此，对主轴组件有较高的要求。。

5、种方法相互比较来确定。这里按较高的传动效率取值，取η.，则主传动功率取主运动的调速范围由带有卸荷装置的加工中心主传动系统设计说明书可知，所设计立式加工中心主轴的变速范围在。.确定电动机型号根据现代实用机床设计手册下册，选择主轴电动机。这里选择系列标准型交流主轴电动机。型号为型，连续负载.，短时负载，.，额定转速，最大转速，输出力矩.•，惯性矩.。.多楔带传动的计算参照机械传动装置设计手册.，多楔带设计举例以及机械设计手册上关于带传动的设计计算介绍，并由前述能知以下已知条件电动机功率.，转速，从动轮，传动比，二班制工作，中心距可调。确定设计功率由铣床二班制工作等条件查机械设计手册表，取工况系数.，则设计功率选定带型和节距根据.由机械传动装置设计手册图选取型多楔带。小带轮有效直径由表得。即当主轴停止时，控制主轴停在固定的位置，这是自动换刀所必需的功能。在自动换刀的数控镗铣加工中心上，。

6、个新时代。电主轴是套组件，它包括电主轴本身及其附件电主轴高频变频装置油雾润滑器冷却装置内置编码器换刀装置等。电主轴所融合的技术有以下几个方面。高速轴承技术电主轴通常采用复合陶瓷轴承，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍有时也采用电磁悬浮轴承，或静压轴承，内外圈不接触，理论上寿命无限长。例如些高速加工中心主轴采用了陶瓷流动体轴承，润滑方式采用了油气润滑以及主轴系统进行严格的动平衡等。提高进给速度般的加工中心，进给速度可达,快速移动速度已达，逐步靠近。为了实现高速，数控装置可进行快速处理。例如采用数控高速转换器，将数据快速传递采用位的计算机数控装置等。在机械结构方面也相应地采取了措施，例如采用大导程滚珠丝杠和滚动导轨等。驱动元件采用交流伺服电机也有利于提高伺服进给的速度。缩短辅助时间缩短辅助时间包括缩短换刀时间刀具移近或离开工件的时间及工件装卸时间等。现在许多小型加工中心的换刀时间达到,有。

7、主轴的回转误差，而回转误差的范围，就是主轴的回转精度。纯径向跳动，而轴向误差和角度误差同时存在时，构成径向跳动，而轴向误差和角度误差同时存在构成端面跳动。由于主轴的回转误差般都是个空间旋转矢量，它并不是在所有的情况下都表示为被加工工件所得到的加工形状。主轴回转精度的测量，般分为三种静态测量动态测量和间接测量。目前我国在生产中沿用传统的静态测量法，用个精密的检测棒插入主轴锥孔中，使千分第三章主传动变速系统主要参数计算.计算切削功率由金属切削手册例，对面铣这种典型加工情况。平均切削厚度.金属切削率由图查得，单位切削功率在。考虑到工件材料强度不高，取，则切削功率又由金属切削手册例，对钻孔这种典型加工情况。每分进给量平均切削厚度金属切削率由图查得，单位切削功率在范围内，综合工件材料分析，取，则切削功率综上，可取切削功率。.计算主传动功率机床主传动系统的参数有动力参数和运动参数。动力参数是。

8、床相比，数控机床具有如下些优点易于加工异型复杂零件提高生产率可以实现机多用，多机看管可以大大减少专用工装卡具，并有利于提高刀具使用寿命提高零件的加工精度，易于保证加工质量，致性好工件加工周期短，效率高可以大大减少在制品的数量可以大大减轻工人劳动强度，减少所需工人数量等。般来说，数控机床可分为数控车床数控铣床加工中心车削中心几类。此次毕业设计主要是针对立式加工中心主传动系统设计，故以下介绍些加工中心的应用和发展情况。.加工中心的基本概念和分类加工中心的基本概念在数控铣床的基础上，如果再配以刀具库和自动换刀系统，就构成加工中心。加工中心的特点是它的刀具库能存放几十把甚至更多的刀具，由程序控制换刀机构自动调用与更换，这样就可以在没有人工干预的情况下，次完成很多工艺内容。加工中心是种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行许多工序加工的数控机床。在加工中心上，工件经次装夹后，数控系统能控制机床。

9、主运动驱动电机的功率，运动参数是指主运动的变速范围。主传动功率机床主传动的功率可根据切削功率与主运动传动链的总效率η来确定加工中心的加工范围般比较大，切削功率可根据有代表性的加工情况，由其主切削抗力按下式来确定式中主切削力的切向分力，切削速度，切削转矩，•主轴转速，。加工中心主传动的总效率般可取为η,加工中心的主传动多用调速电机和有限的机械变速传动来实现，传动链较短，因此，效率可取较大值。主传动中各传动件的尺寸都是根据其传动功率确定的，如果传动功率定得过大，将使传动件的尺寸粗大而造成浪费，电动机常在低负载下工作，功率因数很小而浪费资源。如果功率定得过小，将限制机床的切削加工性能而降低生产率。因此，要较准确合适地选用传动功率。由于加工情况多变，切削用量变化范围较大，加之对传动系统因摩擦等因素消耗的功率也难于掌握，因此，单纯用计算的方法来确定功率尚有困难，通常要用类比测试理论计算等几。

10、时的产品质量。可靠性的提高由于现代机床加工中心系统的模块化通用化和标准化，便于组织批量生产，故可保证产品质量。现代系统大量采用大规模或超大规模集成电路，采用专用芯片或混合式集成电路，提高了集成度，减少了元器件数量，降低了功耗，提高了可靠性。采用自动程序编制技术现代机床系统利用其自身很强的存储及运算能力，把很多自动编程功能植入系统。在些新型的系统中，还装入了小型工艺数据库，使得系统不仅具有在线零件程序编制功能，而且可以在零件程序编制过程中，根据机床性能工件材料及零件加工要求，自动选择最佳刀具及切削用量。有的系统还具有自适应控制功能。第二章加工中心主传动系统方案的确定.加工中心主传动系统简介加工中心主传动系统是由主轴电动机主轴传动系统以及主轴组件组成。经济发展，提高人类生存质量和创造新的就业机会等方面，起着非常重要的作用。数控机床是种高效能自动加工机床，是种典型的机电体化产品。与普通。

11、按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速进给量刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助功能，依次完成工件个或几个面上多工序的加工。加工中心能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹测量和机床的调整时间，减少工件周转搬运和存放时间，使机床的切削利用率切削时间和开放时间之比可达以上，高于普通机床倍。尤其是在加工形状比较复杂，精度要求较高品种更换频繁的零件时，加工中心更体现出良好的加工效果。所以说，加工中心不仅提高了工件的加工精度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。加工中心最先是在镗铣类机床上发展起来的，可称为镗铣加工中心，习惯上简称为加工中心。加工中心的分类按照加工中心的形态不同进行分类，可分为立式卧式和五坐标加工中心。立式加工中心立式加工中心的主轴轴心线为垂直状态配置，结构形式多为固定立柱式，工作台为长方形，适合加工小型板类盘类壳体类零件。立式加工中心结构简单，占地。

12、已缩短到.。快移速度又有所提高，以缩短刀具移近或离开工件的时间。高精度在工厂的般情况下，加工中心的加工精度可达级，经过努力可以达到级。镗孔加工时，如提高主轴主件的刚度和精度，其加工孔径公差可达级。提高加工中心加工精度的主要措施是提高编程时的圆弧插补精度机床定位精度和精度补偿技术。世界许多国家都在进行机床运动和负载变形误差以及机床热误差的软件补偿技术的研究，有的可消除此类误差的。高精度加工中心，目前已达到坐标镗床的精度水平。所采用的数控系统，其最小设定单位分辨率可达.。这类高精度加工中心，必须在恒温恒湿的环境中工作。高度自动化为了进步提高自动化程度，加工中心的硬件和软件采取了许多改进措施。例如采用对话系统，可使操作方便操作时间短检验及时以及差错率低。在现代数控机床上，装有各种类型监控检测装置，实现了工件的自动检测和刀具的监控，从而提高了数控机床的自动化程度，保证了数控机床长时间工作。

参考资料：

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