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數(shù)控沖床主運(yùn)動(dòng)調(diào)速范圍很寬,其主軸傳動(dòng)形式有以下幾種主要形式。
1.具有變速齒輪的傳動(dòng)方式 這是大、中型數(shù)控沖床采用較多的一種變速方式。通過(guò)幾對(duì)齒輪降速,增大輸出扭矩,以滿足主軸輸出扭距特性的要求。一小部分小型數(shù)控沖床也采用此種傳動(dòng)方式以獲得強(qiáng)力切削時(shí)所需的扭矩。
在帶有齒輪變速的主傳動(dòng)系統(tǒng)中,液壓撥叉和電磁離臺(tái)器是兩種常用的變速操縱方法。
(1)液壓撥叉變速 在前幾章數(shù)控沖床主傳動(dòng)系統(tǒng)中已經(jīng)介紹過(guò)。液壓撥叉變速必須在主軸停車(chē)之后才能進(jìn)行,但停車(chē)時(shí)撥動(dòng)滑移齒輪嚙合又可能出現(xiàn)“頂齒”現(xiàn)象。在一些數(shù)控沖床中需按點(diǎn)動(dòng)按鈕使主電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)沖動(dòng)接通,在其它自動(dòng)變速的數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中,通常增設(shè)一臺(tái)微電動(dòng)機(jī),它在撥叉移動(dòng)滑移齒輪的同時(shí)帶動(dòng)各傳動(dòng)齒輪作低速回轉(zhuǎn),這樣.滑移齒輪能夠順利嚙合。液壓撥叉變速是一種有效的辦法,但它增加了數(shù)控沖床液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性.而且必須將數(shù)控裝置送來(lái)的電信號(hào)先轉(zhuǎn)換成電磁閥的機(jī)械動(dòng)作,然后再將壓力分配到相應(yīng)的液壓缸,因而增加了變速的中間環(huán)節(jié),帶來(lái)了更多的不可靠因素。
(2)電磁離合器變速 電磁離合器是利用電磁效應(yīng)接通或切斷運(yùn)動(dòng)的元件,由于它便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操縱,并有現(xiàn)存的系列產(chǎn)品可供選用,因而它已成為自動(dòng)裝置中常用的操縱元件,在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的電磁離合器常用的有無(wú)滑環(huán)摩擦片式電磁離舍器和嚙合式電磁離合器(亦稱為牙嵌式電磁離合器)。電磁離合器的缺點(diǎn)是體積大,磁通亦使機(jī)械件磁化。更主要的是我國(guó)的電磁商合器,目前尚未完全過(guò)關(guān),所以一般不宜用在機(jī)床主軸傳動(dòng)這種重要部位。
2.通過(guò)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)方式這種傳動(dòng)方式多見(jiàn)于數(shù)控沖床和中、小型加工中心。它可避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)與噪聲。在數(shù)控沖床上一般采用多楔帶和同步齒形帶。
多楔帶又稱多聯(lián)V帶,多楔帶接齒距分為三種規(guī)格:J型齒距為2.4 mm,L型齒距為4.8 mm,一M型齒距為9.5 mm,根據(jù)圖7.1可大致選出所需的型號(hào)。多楔帶的應(yīng)用,可參閱JCS-018機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)等有關(guān)章節(jié):
齒形帶根據(jù)齒形不同可分為梯形齒同步帶和圓弧齒同步帶,圖7-2是這兩種齒形帶的縱向斷面,其結(jié)構(gòu)與材質(zhì)和楔形帶相似,但在齒面上覆蓋了一層尼龍帆布,用以減小傳動(dòng)齒與帶輪的嚙合摩擦。
梯形齒同步帶在傳遞功率時(shí)由于應(yīng)力集中在齒根部,使功率傳遞能力下降。同時(shí)由于與帶輪是圓弧形接觸,當(dāng)小帶輪直徑較小時(shí),將使齒形變形,影響與帶輪齒的嚙合,不僅受力情況不好,而且在速度很高時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲與振動(dòng),這對(duì)于主傳動(dòng)來(lái)說(shuō)是很不利的。因此在加工中心的主傳動(dòng)中很少采用,一般在轉(zhuǎn)速不高的運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)或小功率的動(dòng)力傳動(dòng)中使用。而圓弧齒同步帶克服了梯形齒同步帶的缺點(diǎn),均化了應(yīng)力,改善了嚙合。因此在數(shù)控機(jī)床上,無(wú)論是主傳動(dòng)還是伺服進(jìn)給傳動(dòng),當(dāng)需要用帶傳動(dòng)時(shí),總是優(yōu)先考慮采用圓弧齒形同步帶。同步齒形帶具有帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),與一般的帶傳動(dòng)相比,它不會(huì)打滑,且不需要很大的張緊力,減少和消除了軸的靜態(tài)徑向力、傳動(dòng)效率高達(dá)98%~99 5%;可用于60~80r/nun的高速傳動(dòng)。但是在高速使用時(shí),由于帶輪必須設(shè)置輪緣,因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮帶輪槽的排氣以免產(chǎn)生嘯聲。同步齒形帶的規(guī)格是以相鄰兩齒的節(jié)距來(lái)表示的(與齒輪的模數(shù)相似),主軸功率為3~10kW的加工中心多用節(jié)距為5mm和8mm的圓弧齒形同步帶,型號(hào)為5M或8M,大致的型號(hào)選擇可參考圖7-3,同步齒形帶的應(yīng)用可參閱數(shù)控車(chē)床的有關(guān)章節(jié)。
3由詞速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主軸傳動(dòng)這種主軸傳動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn),如圖7-4所示。因而大大簡(jiǎn)化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu),有效地提高了主軸部件的剛度,但主軸輸出的扭矩小,電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸的精度影響較大。
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