车床主轴范文篇1

关键词：数控车床发展高速化高精度复合化

中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0117-01

车削类机床是应用最广泛的机床之一，伴随机床相关上游行业的发展，现代数控车削机床明显的呈现出高速度、高精度、复合化的特点。下面通过对马扎克、大隈等世界著名车床生产厂家产品分析，对高速度、高精度和复合化进行着重介绍。

1马扎克产品在国内市场具有良好的口碑和极大的市场销量

下面介绍马扎克车削类产品线型谱规划。

马扎克1000mm以下加工直径卧式车床主要分布有QTN（S）系列和ST（N）系列两个大系列，此外还有紧凑型，多主轴多刀塔等一些低端或高端配置。

（1）QTN系列加工直径范围280～580，属于高效、高精的新一代标准机型，可以选配动力刀塔、副主轴、Y轴等结构。QTS只有动力刀塔选配，属于机械参数与QTS相同，但控制系统配置略低。QTN系列的主要特点有以下几点。

①平床身斜床鞍结构，工艺性好。

②采用电主轴单元和动力刀塔，具备C轴，具有高效率的车削和铣削能力。

③各轴均采用直线导轨和滚珠丝杠驱动，加工装配简单，进给速度可达30m/min。

④整体外防护，简洁而不失厚重。

（2）ST系列加工直径范围620～910，属于高刚性、高效率的强力重切削机床，主要针对长型、大口径零部件加工。STN系列采用马扎克MAZATROLmatrixNEXUS数控系统，有动力刀塔配置形式。ST（N）系列的主要特点有以下几点。

①整机采用45°斜床身、15°床鞍的滑动导轨结构，刚性好，适合中大型零件的重切削加工。

②主轴配置形式多，可以配置最大530的主轴通孔。

③主轴输出扭矩大，最高达到6000nm左右。

④除上述产品外马扎克还扩展了如下低端和高端产品型号。

大隈车削机床市场仍可度高，其机床以刚性好著称。LBⅡ系列硬轨车床采用斜床身机构形式，主轴转速高，加工过表面质量达到0.8um，主轴有标准和高刚性两种配置形式，广泛使用于轴类盘类零件的加工。

2高速化

随着内置电机和直线电机技术、高速精密滚珠丝杠等的发展，现代机床高速化主要体现在主轴转速越来越高，移动速度越来越快两方面。上述厂家产品除了在低端配置和大型车床中使用交流伺服电机外，主流车床基本都采用电主轴结构形式。内置电机主轴没有中间传动结构，使得主轴转速比传统主轴转速高25%左右，同时输出恒功率转速比一般都达到4、甚至可达8，从而使一种主轴适用的工具直径范围更大，减少了机床的规格，使得传统的机床规格划分显得过细。另一方面机床的移动速度在采用滚动导轨时30m/min成为了行业标准配置，采用滑动导轨的移动速度也都在20～25m/min，森精机部分产品达到30m/min，而DMG公司采用直线电机后速度更达到60m/min。

3高精度

现代数控系统核心频率的提高使得纳米级以上控制成为主流，加工表面质量得到极大提高。上述厂家主流产品进给轴的定位精度、重复定位精度均稳定的保持在u级，工件真圆度达到u级以下，机床主轴动态性能非常出色。控制机床的热变形对加工精度的影响成为了各个厂家技术核心。目前控制热变形方式可归纳为如下：（1）机床热变形系统补偿技术。（2）液压站、油冷机、变压器等热阻隔（流通）。（3）丝杠、导轨、床身、主轴箱等的主动冷却等。（4）床身均衡变形控制等手段。

4复合化

现代车床为适用高效率生产要求，一次装夹完成尽量多的工序，配置动力刀塔，具备铣削能力已经成为主流，动力刀塔加C轴结构能够满足一般轴类件的铣削要求。复合化正在改变人们对传统继承划分认识。目前高端车床比较常见的复合化结构主要有配置双主轴、双刀塔、Y轴、增加B轴等。配置Y轴和B轴的车床有接近加工中心的铣削能力，同时能够应对复杂零件加工。马扎克的QTN系列，大隈的SPACETURNLB系列，森精机的NL系列，DMG的CTX系列等均实现同平台产品配置横向多样化发展，中村留在车床的复合化方面结构形式多样，规格齐全。

此外现代数控车床也更加注重自动化，绿色环保，智能化等。

5结论

为避免同质化竞争，保证适当利润，产品应以中端车削中心为核心主打产品，向下适当兼顾数控车削机床。在基本完成产品型谱开发后，具备主轴等关键零件加工能力后，进行机械主轴的自行开发和设计。

数控车削中心开发的技术核心是动力刀塔，动力刀塔的发展是车削中心必须突破的关键技术，同时动力刀塔也是车削中心的高利润点。可以在适当技术储备后进行开发。

车削电主轴的装配技术是车削中心的另一项关键技术。在突破动力刀塔和电主轴两项关键技术后再向多主轴多刀塔高复合化的车削机床发展。

参考文献

[1]K2011机床综合样本.

[2]ORISEIKINLseries车床样本.

车床主轴范文

【关键词】数控化改造；主传动系统；主轴电气系统

一、机械部件改造

（一）主传动系统

改造主传动系统的时候，应尽量保存原主轴箱齿轮换档机制，只有主轴的正转、反向和制动从原来的机械控制更改为电气数控系统控制。为了扩大速度范围，多速电机以取代原始的单速电动机，这样可以更好的机器性能。但由于多速电机的转速的变化带动功率变化，导致电机功率很大且改装相当麻烦。所以一般不打采用这种方法进行普通机床数控化改造。普通车床数控化改造可以降低转换成本，维持原机的精度，主传动系统本质上是相同的，并保留了原有的机床主轴手动变速功能。改造后，主轴与进给运动分离，数控系统控制主轴启动、停止、反向和冷却液的开、关。C616车床保留原有的主传动系统和变速操纵机构。一方面保留车床原有功能；另一方面减化了改造量。

（二）主轴编码器的安装

光电脉冲编码器是常用于数控车床走刀和螺纹加工系统。它与主轴相连，主轴每转发出的固定脉冲，零位标志输出用于记录的旋转，对输出脉冲数的主轴转速，用于确定的零标记，进刀在固定位置的方向的相位，可以得到主轴每转所需的走刀量使该通量是等于被加工螺距，也就是螺纹加工。

本次改造机床的主轴直接联接驱动，以确保同步旋转的编码器和主轴，主轴的角位移转换的光电编码器的脉冲信号被发送到数控系统，数控系统控制交流伺服电机的进给速率，以确保速度的主轴进给量具有恒定值。主轴转动纵向进给运动一个螺纹导程。利用主轴手动脉冲发生器来准确对刀和手动调节精度。而主轴脉冲发生器的安装，通常采用良种方式：一是同轴安装；二是异轴安装。我们根据机床结构，在改造中采用同轴按的形式，传动连接为刚性连接方式。这样既能满足车床主轴和主轴光电脉冲编码器的传动比为1：l，也未破坏车床原来主轴结构。安装主轴光电脉冲编码器时要特别注意：小心轻放，不可以有较大的碰撞和振动，以免损坏玻璃光栅盘导致报废；车床主轴的转速必须小于主轴光电脉冲编码器最大允许速度，以免损坏编码器。

二、电气系统改造

（一）主回路设计

（1）强电主回路的控制。强电主回路的控制以QF1为电源总开关。QF2为主轴强电的空气开关，它的作用是接通电源及短路、过流时起保护作用；KM3为主轴电机交流接触器，由它们的主触点控制相应电机。（2）电源回路图的控制。电源回路图的控制主要是变压器控制。控制变压器原线圈为AC380V，副线圈为AC110V、AC220V、AC24V，其中AC110V给交流接触器线圈、强电柜风扇提供电源；AC24V给电柜门指示灯、工作灯提供电源；AC220V通过低通滤波器滤波给伺服模块、电源模块、

24V直流电源提供电源；VC1为24V直流电源，将AC220V转换为AD24V电源，给世纪星数控系统、PLC输入/输出、24V继电器线圈、伺服模块、电源模块等提供电源。

（二）控制电路设计

控制电路设计包括交流控制回路图和直流控制回路图。先将QF1、QF2空开合上，KM3主轴交流接触器线圈通电，接触器主触点吸合，主轴变频器加上AC380V电压，若有主轴正转或主轴反转及主轴转速指令时（手动或自动），PLC输出主轴正转Y10或主轴反转Y11有效，主轴按指令值的转速正转或反转；当主轴速度到达指令值时，主轴变频器输出主轴速度到达信号给PLC输入X31，主轴转动指令完成。

三、主轴相关的参数设置

与主轴控制相关的输入/输出开关量与数控装置其他部分的输入/输出开关量的参数统一设置，不需要单独设置参数。主轴控制接口（XS9）中包含两个部件：主轴速度控制输出（模拟电压）和主轴编码器输入。需要在硬件配置参数、PMC系统参数和通道参数中设定。

四、总结

通过数控化改造后的机床具有主轴功能有：控制主轴正反转和实现其不同切削速度的主轴无级变速；利用主轴光电编码器加工螺纹，保证主轴转一转，工作台移动一个被加工螺纹的螺距或导程。为C616型普通车床数控化改造完成加工中小型轴类、盘类以及螺纹零件打下基础。

参考文献

[1]刘战术，窦凯．数控机床及其维护[M]．北京：人民邮电出版社，2005

车床主轴范文

【关键词】机械故障；加工精度；使用寿命

一、车床机械结构概述

CA6140型普通车床的主要组成部件有“三箱、三杠、三个一”，三箱：主轴箱、进给箱、溜板箱；三杠：光杠、丝杠、操纵杠；三个一：一个床身、一个刀架、一个尾座。

主轴箱：主要将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。

进给箱：通过调整其变速机构，使其得到所需的进给量或螺距，并经过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。

溜板箱：联系进给箱和刀架，并作纵、横向或斜向运行。

丝杠、光杠与操纵杆：光杆是用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱的部件，并使溜板箱获得纵、横向直线运动。

刀架：装夹刀具。

尾架（座）：可以用后顶尖支撑较长零件，同时可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔的加工。

床身：支撑各部件和整个车床。

二、车床常见机械故障产生的原因

普通车床常见的故障，就其性质可分为车床本身运转不正常和加工工件产生缺陷两大类。故障表现的形式是多种多样的，产生的原因也常由很多因素综合形成。一般地说，造成故障的原因有以下几种：

1、车床零部件存在质量问题

车床本身的机械部件等因质量原因工作失灵，或者有些零件磨损严重，精度超差甚至损坏。

2、车床安装和装配精度差

车床的安装精度主要包括以下三个方面的内容：一是床身的安装，二是溜板刮配与床身装配，三是溜板箱、进给箱及主轴箱的安装。

3、日常维护和保养不当

车床的维护是保持车床处于良好状态，延长使用寿命，减少维修费用，降低产品成本，保证产品质量，提高生产效率所必须进行的日常工作。日常维护是车床维护的基础，必须达到“整齐、清洁、、安全”。

4、使用不合理和操作不规范

不同的车床有着不同的技术参数，从而反映其本身具有的加工范围和加工能力。因此，在使用过程中，要严格按车床的加工范围和本工种操作规程来操作，从而保证车床的合理使用。

三、常见的机械故障及处理方法

车床在日常运行中，常见的机械故障在主轴箱、溜板箱、主轴等部位出现，其现象较为明显的就是车床损坏，不能正常运转；但大多数的故障是通过被加工工件达不到精度、存在某种缺陷而表现出来的。现分别找出故障的原因和处理方法。

1、主轴箱常见故障

（1）主轴箱温度过高

容易引起车床热变形，严重时会使主轴与尾架不等高。

原因：转速较高、缺少油、轴承过紧、位置不当等。

处理方法：调整转速、添加油、调整主轴和轴承间隙。

（2）主轴箱冒烟

原因：缺少油、摩擦片过紧、轴承过紧、位置不当等。

处理方法：添加油、调松摩擦片和主轴与轴承间隙。

（3）主轴箱漏油、噪音过大

原因：箱盖不平整、回油孔堵塞、齿轮啮合精度差等。

处理方法：更换轴承、疏通回油孔。

2、零件加工时主轴故障

（1）背吃刀量大时会自行停车

原因：摩擦片过松、齿轮未上档、传动皮带过松等。

处理方法：调整摩擦片和皮带，重新挂上齿轮。

（2）主轴停车太慢

原因：制动带磨损严重、调节过松。

处理方法：调整制动带或更换齿轮。

（3）打到中间空档上无制动

原因：档位没有挂到位、制动片损坏或间隙过大。

处理方法：重调档位、调整或更换制动片。

（4）反转无转速（或主轴不旋转）

原因：档位没有挂到位、离合器手柄位置不正确、离合器片打滑。

处理方法：重调档位、离合器、或检查离合器片是否打滑等

3、加工零件时工件精度或其它缺陷所表现出来的故障

（1）工件精车端面后出现端面振摆超差和有波纹

原因：主轴轴向窜动过大、中滑板丝杠弯曲与螺母间隙过大、中滑板横向进给不均匀。

处理方法：调整主轴后端的推力轴承、调整中滑板丝杠与螺母的间隙或重配螺母，并校直丝杠、检查车床传动齿轮的啮合间隙，并调整中滑板的镶条间隙。

（2）工件尺寸误差较大（刻度盘不精确）

原因：出现读数差值说明床鞍的上导轨面（燕尾面）不直、与床鞍上导轨相配合的镶条有窜动。

处理方法：检查修理中滑板下机床配件与床鞍相配合的镶条。必要时应进行刮研修直。

（3）工件加工表面粗糙、产生椭圆、经常崩刀

原因：主轴径向跳动过大、床鞍部件配合间隙过大、进给量过大、轴承损坏或松动。

处理方法：调整轴承、床鞍部件的间隙，调整进给量、调整或更换轴承。

4、其它机械故障

（1）溜板箱卡死

原因：大溜板箱内有硬物卡住齿轮（或蜗杆蜗轮）、自动走刀手柄未调到空档位置、传动齿轮（或蜗杆蜗轮）损坏或脱落、丝杆损坏或脱落等。

处理方法：自动走刀（包括加工螺纹时）手柄调到空档位置，检修溜板箱，查看齿轮（或蜗杆蜗轮）、其它零部件是否损坏或脱落等。

（2）尾座手柄转动不灵敏、固定不紧

原因：蜗杆有硬物卡死、坚固部件松脱。

处理方法：检修尾座，清理和补齐配件。

（3）车床振动、噪音过大

原因：车床开动之后，由于各运动副之间作旋转或往复直线运动，周期地接触和分开，它们之间由于相互运动而产生振动，发生共振。因此，任何机床不管其结构如何合理、装配如何精确、操作如何得当，一经开动即会产生噪音。

处理方法：正确分析噪音产生的原因，声音主要发生在传动部分，主轴箱、变速箱、进给箱等机构中的轴与轴承、互相啮合的齿轮、蜗轮与蜗杆、丝杠与螺母等主要部位。迅速找出声源并排除故障。