1、保持冷却剂的温度。内置脉冲编码器为了实现自动换刀及刚性攻丝，电主轴内置脉冲编码器，以实现准确的相位控制以及与进给的配合。自动换刀装置为了适用于加工中心，电主轴配备了能进行自动换刀的装置，包括碟形簧拉刀油缸。高速刀具的装卡方式常用的刀具，已不适合于高速加工。这种情况下出现了等高速刀柄。高速变频装置要实现电主轴每分钟几万甚至十几万转的转速，必须用高频变频装置来驱动电主轴的内置高速电机，变频器的输出频率甚至需要达到几千赫兹。由于取消了主轴齿轮箱的传动与电动机的连接，因而主轴组件结构更紧凑质量小惯量小，可提高启动停止的响应特性，并利于控制振动和噪声。缺点同样是热变形问题，即电动机运转产生的热量易使主轴产生热变形。因此，温度控制和冷却是使用内装电动机主轴的关键问题。例如日本研制的立式加工中心主轴组件，其内装电动机主轴最高转速可达。目前高速主轴已商品化，如瑞士主轴制造厂生产的主轴单元。

2、中心主传动系统。通过本次毕业设计，是对大学四年所学知识次综合运用的机会。在设计立式加工中心主传动系统的过程中，通过到图书馆查阅大量机床和立式加工中心设计资料，上互联网和电子数据库查阅立式加工中心的发展情况，学习了大量加工中心设计的知识。听取老师对加工中心工作过程的讲解，增加了对立式加工中心工作原理外型尺寸及主传动系统机械结构的了解，为设计的进行打下了良好的基础。通过对个具体工程课题的设计，我深深的体会到作为个工程技术人员必须具有严谨的科学态度，掌握扎实的基础知识才能在以后的工作和学习中取得较好的成绩。因为,初选大带轮有效直径计算带速所以合适。初定中心距根据即所以初选带的有效长度由表，选择计算中心距中心距可调，则实际中心距为小带轮包角所以带每楔所传递的额定功率及其增量由带型，按表插值法计算得由于，所以带的楔数由公式其中为包角修正系数为带长修正系数由表，得，所以由表，选取有效。

3、轴承受到的轴向力，如此大的轴向力会对主轴轴承的旋转精度性能使用寿命带来很大的影响。为了解决上述问题，我们把加工中心的主轴结构设计成如图所示。当气缸得到主轴松刀信号时，气缸左腔通入压缩空气，活塞推杆向右运动，与拉杆左端面接触后，拉杆高速电机技术电主轴是电机与主轴融合在起的产物，电机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作台高速电机，其关键技术是高速度下的动平衡。润滑电主轴的润滑般采用定时定量油气润滑也可以采用脂润滑，但相应的速度要受到影响。所谓定时，就是每隔定的时间间隔注次油，所谓定量，就是通过个叫做定量阀的器件，精确地控制每次润滑油的注油量。而油气润滑，指的是润滑油在压缩空气的携带下，被吹入陶瓷轴承。油量控制很重要，太少，起不到润滑作用太多，在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热。冷却装置为了尽快给高速运行的电主轴散热，通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂，冷却装置的作用。

4、箱的润滑条件，如进行箱外循环润滑，用低黏度的润滑油油雾润滑等。特别注意前轴承的润滑情况。采用冷却散热装置，例如用热管冷却等。减少机床各部位的温差，进行热补偿。如可以在结构设计采用些自动补偿装置。设法使热变形朝不影响加工精度的方向发展。还可以在工艺上减少热变形的影响，如先空运转段时间再加工，粗精加工分开等。结论本论文详细的说明了课题要求的立式加工中心主传动系统的设计过程。在文中完成了立式加工中心主传动系统传动方案的选择设计，主轴组件及各个零件的设计和重要零件的校核。其中立式加工中心主传动采用多楔带带传动，该种传动方式有比较明显的优点，其避免了齿轮传动的振动和噪声。同时也避免了其根部的应力集中，延长了多楔带带的使用寿命，简化了主轴箱的结构。在结构上采用了卸荷装置，有效的提高主轴的精度，并且进行了多楔带带传动的设计计算，以及关键零件的校核计算，最终设计出了符合课题要求的立式加工。

5、径向载荷的，所以部分的载荷通过轴承传递到外隔套上，外隔套是和支架起连接在箱体上的，也就是说径向载荷大部分传递到了主轴箱体上面去了，达到卸掉主轴径向载荷的作用，又因为主轴和卸荷传动轴做成了两段，没完全卸载掉的载荷也不会对主轴的精度产生影响，保证了主轴的旋转精度。轴向力的卸荷般的加工中心在松刀过程中，主轴轴承要承受很大的轴向力，大约，当气缸得到主轴松刀信号时，气缸左腔通入压缩空气，活塞推杆向右运动，与拉杆左端面接触后，拉杆受压向右运动，拉杆通过拉杆套和垫片，压缩碟形弹簧，碟形弹簧将受到的作用力通过垫片传递到主轴上，主轴受到此向右的轴向力后有向右运动的趋势，主轴前端背对背安装的个组的角接触球轴承必须限制这种趋势，因此主轴轴承要承受主轴传来的向右的轴向力，当汽缸活塞运动到最右端时，此时夹刀的弹簧卡爪应经松开拉钉，刀具已松开，碟形弹簧变形量最大，反作用力也最大，将达到大约，这就是主。

6、其转速可达到，直径范围，功率范围，转矩范围.•。美国公司研制的主轴，最高主轴转速达到。本次设计的立式加工中心主轴的转速范围为，主轴电动机采用标准型交流调速主轴电动机，传动采用多楔带实现。这种传动方式多用于数控车床和中小型加工中心，可避免齿轮传动时引起的振动和噪声。多楔带传动功率大，空间相同时多楔带比普通带的传动功率约高带体薄，富有柔软性，比较能适应带轮直径小的传动适应高速传动，带速可达，使用伸长小，发热小，振动小，运转比较平稳。因此在加工中心中得到了优先选用。其传动装置简图如图所示。.主传动系统设计条件切削性能参考值工件材料面铣时，刀具直径，刀齿数，切削深度，切削宽度，主轴转速，进给速度钻孔时，刀具直径高速钢，主轴转速，进给速率采用多楔带传动主轴锥度。它是加工中心的主要组成部分。和常规机床主轴系统相比，加工中心主轴系统具有更高的转速更高的回转精度以及更高的结构刚性和抗振性。

7、周力计算作用于轴上的力带与带轮楔合系数，见表取得，带轮的结构和尺寸综上所选的多楔带为由表查得，槽距.，槽角，有效线差.主轴的卸荷装置随着科技的发展，加工中心主轴的转速越来越高，这种趋势必然会去主轴的精度和刚度提出了更高的要求。主轴在告诉旋转的过程中，由于动力输入源存在径向力如带拉力作用在主轴后端动力源与主轴安装不同心使主轴产生的内应力变形，使主轴回转综合精度收到影响。同样主轴再松刀过程中会受到很大的轴向力的影响，这种影响会导致主轴运动精度及主轴使用寿命。在通常情况下，采用卸荷装置来减小上述因素对主轴的影响，能收到很好的效果。本设计就是采用卸荷装置，是主轴所受到的径向载荷和轴向载荷转移到床身上以达到加工精度的要求。图卸荷装置图多楔带轮卸荷传动轴拉杆螺钉碟形弹簧角接触球轴承内隔套支架外隔套垫片径向力的卸荷随着加工零件精度的不断提高，对高速回转主轴的综合回转精度提出了越来越高的。

8、保持合适的配合间隙并进行循环润滑等。具有刀具的自动夹紧功能加工中心突出的特点是自动换刀功能。为保证加工过程的连续实施，加工中心主轴系统与其他主轴系统相比，必须具有刀具自动夹紧功能。功率要求要求主轴具有足够的驱动功率或输出转矩，能在整个速度范围内提供切削所需功率和转矩，以满足机床强力切削时的要求。主轴定位功能要求主轴准停功能又称主轴定位功能虽然加工中心的外型结构不尽相同，但从总体上看，加工中心基本上由以下几部分组成基础部件主轴系统控制系统伺服系统自动换刀装置辅助系统自动托盘更换系统等。基础部件由床身立柱和工作台等大件组成，是加工中心的基础构件，它们可以是铸铁件，也可以是焊接钢结构件，均要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削载荷。故必须是刚度很高的部件，亦是加工中心质量和体积最大的部件。主轴组件它是主轴箱主轴电机主轴和主轴轴承等零件组成。其启动停止和转动等动作均由数控系统控。

9、求，如些高速大功率高精度的加工中心的回转主轴转速已经达到,甚至更高，综合回转的精度要求小于,甚至.,要达到如此高的主轴转速和主轴回转精度，除了提高主轴自身的回转精度外，同时也采用卸荷装置来减少主轴后端的径向作用力。本设计由于动力源即多楔带带传动过程中会产生张力，张力会作用在主轴的后端上，但主轴加工精度的要求是不允许主轴后端承受径向作用力的，所以我们采用卸荷装置消除这影响。如图所示电动机动力通过多楔带传递给卸荷传动轴，多楔带在传递动力的过程中会产生定的张力，这就使得传动轴的后端产生径向载荷，为了消除径向载荷的影响我们做了个卸荷传动轴，就是把主轴做成两段，后端我们叫他卸荷传动轴，如图所示。带的张力传递到卸荷传动轴上，卸荷传动轴通过螺钉固定在拉杆套上，所以径向载荷传递到拉杆套上，拉杆套与传动轴固定在轴承座上，因为我们选用的是角接触球轴承，四个组，背对背安装，角接触球轴承是可以承。

10、工作时主轴中心位置的不断变化，即主轴轴心漂移。运动状态下的旋转精度取决于主轴的工作速度轴承性能和主轴部件的平衡。静态刚度反映了主轴部件或零件抵抗静态外载的能力。加工中心多采用抗弯刚度作为衡量主轴部件刚度的指标。影响主轴部件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸形状，主轴轴承的类型数量配置形式预紧情况支承跨距主轴前端的悬伸量等。动态响应性能要求升降速时间短，调速时运转平稳。对有的机床需同时能实现正反转切削，则要求换向时均可进行自动加减速控制。抗振性和热稳定性要求加工中心在加工时，由于断续切削加工余量大且不均匀运动部件速度高且不平衡，以及切削过程中的自振等原因引起的冲击力和交变力的干扰，会使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至破坏刀具和主轴系统中的零件。主轴系统的发热使其中所有零部件产生热变形，破坏相对位置精度和运动精度，造成加工误差。为此，主轴组件要有较高的固有频率。

11、，并通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。主轴是加工中心的关键部件，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响。控制系统单台加工中心的数控部分是由装置可编程序控制器伺服驱动装置以及电机等部分组成。它们是加工中心执行顺序控制动作和完成加工过程中的控制中心。伺服系统伺服系统的作用是把来自数控装置的信号转换为机床移动部件的运动，其性能是决定机床的加工精度表面质量和生产效率的主要因素之。加工中心普遍采用半闭环闭环和混合环三种控制方式。自动换刀装置它由刀库机械手和驱动机构等部件组成。辅助系统包括润滑冷却排屑防护液压和随机检测系统等部分。辅助系统虽不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率加工精度和可靠性起到保障作用，因此，也是加工中心不可缺少的部分。自动托盘更换系统有的加工中心为进步缩短非切削时间，配有两个自动交换工件托盘，个安装在工作台上进行加工，另个则位于工作。

12、.对加工中心主传动系统的要求由于加工中心具有更高的加工效率，更宽的使用范围，更高的加工精度，因此，它的主轴系统必须满足如下要求。调速功能为了适应不同工序各种工件材料及刀具等各切削工艺要求，主轴必须具有定的调速范围并实现无级变速，以保证加工时选用合理的切削用量，从而获得最佳切削效率加工精度和表面质量。调速范围的指标主要由各种加工工艺对主轴最低速度和最高速度的要求来确定。目前加工中心主轴基本实现无级变速。精度和刚度要求具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低。加工中心加工精度与主轴系统精度密切相关。主轴部件的精度包括旋转精度和运动精度。旋转精度指装配好后，在无载荷和低速转动条件下，主轴前端工作部位的径向和轴向跳动值。主轴部件的旋转精度取决于部件中各个零件的几何精度装配精度和调整精度。运动精度指主轴在工作状态下的旋转精度，这个精度通常和静止或低速状态的旋转精度有较大的差别，它表现。

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