卧式加工中心传动装置

A. 机床的机械传动副都有哪些结构组成

从传动副讲起——普通机床的机械传动副，一般有以下几种：
1、带传动：靠摩擦力传动除同步齿形带外、结构简单、制造容易、成本低，在过载中会打滑，能起到过载保护作用。带传动缺点是有滑动，不能用在速比要求准确的场合。应用举例：主电机驱动车床主轴。
2、齿轮传动：结构简单、紧凑，能传递较大的扭矩，能适应变转速、变载荷工作，应用最广。它的缺点是线速度不能过高。齿轮传动是目前机床中应用最多的一种传动方式。应用举例：大扭矩主轴传动机构。
3、蜗轮蜗杆传动：蜗杆为主动件，将其转动传给蜗轮。这种传动方式只能是蜗杆带动蜗轮转，反之则不可能。应用举例：卧式铣床工作台旋转机构。
4、齿轮齿条传动：齿轮作旋转运动，齿条则作相应的直线移动。应用举例：重型龙门进给轴驱动。
5、螺纹传动：螺旋传动，利用螺杆和螺母的啮合来传递动力和运动的机械传动。主要用于将旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力。应用举例：丝杠传动，普车用来车螺纹。
常用的数控机床传动副包含以上五种经过长期沉淀的传动副，随着科技的进步，数控机床开始追求高速，高精度，高刚性，随之诞生了一批先进的传动副。
1、电主轴：电主轴的出现使高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。
2、直线电机：是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。包括现在有部分卧式加工中心的旋转工作台也采用了电机直驱的方式。
3、弹性联轴器：这个比较传统，弹性联轴器运用平行或螺旋切槽系统来适应各种偏差和精确传递扭矩。弹性联轴器通常具备良好的性能而且有价格上的优势，在很多步进、伺服系统实际应用中，弹性联轴器是首选的产品。一体成型的设计使弹性联轴器实现了零间隙地传递扭矩。
4、滚子凸轮机构：凸轮分割器是实现间歇运动的机构，具有分度精度高、运转平稳、传递扭矩大、定位时自锁、结构紧凑、体积小、噪音低、高速性能好、寿命长等显著特点。应用与工作台交换或者换刀机构。

B. 立式加工中心和卧式加工中心的区别有哪些功能

一、结山举李构不同

1、立式加工中心

❶卧式加工中心的主轴为水平状态加工，通常都带有自动分度的回转工作台，它一般具有3～5个运动坐标。

❷常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标，工件在一次装卡后，完成除答键安装面和顶面以外的其余四个表面的加工，它最适合加上箱体类零件。

二、工作台不同

1、卧式加工中心的工作台，只设计成X或Y向运动，工作台形式一般是点阵螺孔台面的旋转式工作台，相对较容易选装交换式双工作台。

2、立式加工中心工作台是十字滑台结构的T型槽工作台，有两套运动机构负责相互垂直方向的移动，X向进给的工作台覆盖在负责Y向进给的导轨之上

三、卧式加工中心加工效率比立式加工高，加工时排屑比立式容易，对加工有利，但结构复杂．价格较高

C. 各种立式、卧式、五轴加工中心各部分结构的形式种类及特点

CNC车床分为卧式和立式车床，还有就是简易数控车床。

卧式数控车床，定义方式为主轴是水平放置，主要进给轴有两个轴（X、Z），主轴前端以锥度端面定位联结卡盘或车削夹具，卡盘及夹具需做严格的动平衡，否则机床主轴会产生振颤。卡盘有液压、手动之分，有三爪、四爪、多爪和花盘等各个分类。

主轴与主轴电机的联结方式基本上分为两种，一、同步带传动；二、齿轮箱传动。同步带传动一般用于较小型的车床，为满足机床切削的功率要求，电机功率会选择大一些的；转速一般会超过4000RPM，多用于要求转速较高的有色金属及较小的轴类零件加工。齿轮箱传动多用于大型机台，用户的加工需要用到较大的切削扭力，或者客户的加工要求是以车代磨的方式。转速一般不会超过4000RPM，多用于重型切削或大型轴类零件的加工。

床身设计一般有：鞍型、方箱底座、30°斜背、45°斜背设计。

刀塔部分，常见的形式有液压、电动刀塔两种，刀位一般分10刀位和12刀位（特大型机床除外），刀具接口有标准的刀方、圆柱接口也有Coromant的Capto接口。含有标准的切削液接口。

应用，此类机床用途广泛，涵盖的行业很多。例如：汽车、摩托车工业的曲轴、凸轮轴、传动轴等零件；汽轮机转子；航空、航天用轴类零件；机床行业的轴类零件等等。

立式数控车床，定义位主轴为垂直放置。主要进给轴有两个轴，主轴安装介面以花盘为主。

主轴箱同样分两种方式，因加工对象不同，主轴功率一般较大。

床身设计为立式结构，大型数控立车会做门型设计，方便加工。

立车刀库类似加工中心刀库，车削头接口有BT或其它形式，可自动换刀。

应用，此类机床主要用于车削盘类零件，例如：火车机车的车轮、方向架等；发电机组端盖等；汽车、摩托车轮毂、刹车盘等…

加工中心的种类较多，有立式、卧式、龙门、落地镗铣、多轴加工中心。

卧式加工中心，目前国内多见国外品牌，主轴水平放置，主轴转速不同使用不同刀具接口，ISO40主轴转速10000RPM以下一般选择BT、ISO、DIN69871等，8000～15000RPM可以选择BBT、HSK；15000RPM以上应选择HSK，CAPTO。ISO50主轴划分方式为转速6000RPM以下；6000～10000RPM；10000RPM以上。ISO4015000转、ISO5010000RPM以上一般使用电主轴，即主轴就是电机转子，功率较大，润滑采用油气润滑。对于低转速机床，电机采用同步带联结或齿轮箱联结，也有直联式结构。

机床结构一般情况下分为两种：正T型和倒T型，正T型结构是X轴动柱，倒T型结构是Z轴动柱。需要注意的是Y轴在工作台面上有一段范围是加工的盲区。

工作台形式一般标准为点阵螺孔台面，也有使用T型槽的工作台。双工作台，台面小于800x800mm的采用旋转式交换方式，台面大于800X800mm采用直进式交换方式。更大的台面就只有一个工作台。

刀库形式有刀盘式和链式交换臂方式，刀库容量有60、80、120、160、180…可根据客户需求选择。

应用，此类机床多用于加工汽车、摩托车发动机缸体、缸盖、变速器壳体；制动钳、制动泵；箱体类零部件；压缩机的壳体；大型模具的模架、型腔较深的中大型模具…

立式加工中心，主轴垂直放置，目前国内有大量的台湾产品及进口欧美设备，也有相当多的国产品牌在同一个市场竞争，近两年来有民营企业也参与进来，使此类机床销售市场成为国内最竞争的市场。每年国内需求量约为4500～5000台。机床主轴接口的划分方式与卧式加工中心基本相同。

机床结构从侧面看为C型结构，此种结构只适合Y轴小于1200mm，如大于此数值，因主轴头部悬伸过长，会造成主轴头部刚性不足，在加工时会产生振颤现象，所以一般情况下可以看到X轴行程较大的立式加工中心，Y向行程较大的很少看到。从轴向运动方式来区分的话，大至分为定柱式、动柱式和全动柱式。定柱式为传统机床结构，立柱固定于底座之上，X轴Y轴相互垂直重叠安装与立柱前面。此种方式对机床的三轴驱动电机功率要求不高，轴向运动对机床的控制系统有较迅速的相应，比较容易解决机床爬行问题。动柱式为工作台只做X或Y向运动，相应的立柱会做Y或X向运动。这种设计方式对立柱的驱动电机有较大的功率要求。全动柱式设计为工作台固定，立柱固定于X、Y轴上，此种结构对X、Y轴的驱动电机功率要求较大，所以机床相对较小，一般多会安装双工作台，可以附加旋转交换工作台。

机床刀库多见斗笠式和双向换刀臂方式，也有头部圆盘式换刀方式。斗笠式换刀一般用于对换刀频率、换刀时间要求不高的加工，双向换刀臂的刀库换刀速度快，刀具重量可以用到较大。头部圆盘式换刀方式对机床要求较高，多用于进口高级立式加工中心，如设计合理，换刀效率极高。

工作台有点阵式螺孔和T型槽两种类型，针对大批量的零部件生产，小型机床也可以选配交换工作台。交换方式有旋转式和直进式，直进式中分齿轮齿条和油压驱动摆臂两种方式。

应用，此类机床为泛用型机床的代表，它广泛应用于涉及到金属切削领域的各行各业，随着工业产品的生产方式向多品种小批量的生产方式转变，此类机床需求量会不断攀升，众多机床厂商甚至为了适应市场需求对标准设备进行转机化改造，接受非标定制。

龙门型加工中心，此类机床的定义为机床主轴立式放置。主轴划分方式与卧式加工中心相同。

机床结构，机床立柱为双立柱，Y轴为横梁，与立柱成门型结构，Z轴与主轴箱一起沿门型横梁移动，此类设备因是门型结构，所以机床的Y轴行程可以做到很大，解决了立式加工中心Y轴行程局限。此类机床从X轴行程600mm到几十米，行程跨度极大，如在主轴头部安装角度头，机床就称为龙门五面体加工机，可以做到一次装夹加工五面。对大型设备的基础结构件的加工精度有很好的保障。

相对小型的机器，工作台可移动，使用T型槽。大型机床为定工作台，立柱移动，也是使用T型槽。

刀库，机床刀库在机床侧面，一般是链式刀库，换刀臂换刀。特殊的是角度头也可以自动更换。

应用，龙门机床多用在需要大型零件加工的场所，如：造船工业结构件的加工，机床业基础件的加工，汽车业覆盖件模具的加工，大型水压机模具的加工，纺织机械行业大型机架的加工等等，因门型结构的稳定性，在小型高精度模具加工中也会选择此类结构，如加工电脑接插件模具，树脂镜片注塑模具等等。

落地镗铣床，此类机床为卧式主轴，主轴功率一般很大，采用齿轮箱传动，机床主轴转速不会太高。主轴接口多用ISO的接口形式。

机床结构，机床同样根据X轴行程大小不同制造成定柱式和动柱式，机床Y轴滑轨装于立柱侧面；Z轴侧挂于立柱侧面，因其形状颇似枕头，故称之为滑枕，在滑枕内有一可伸出、缩进的主轴头，称之为W轴，轴径较细，行程比Z轴行程略小。这种结构主要解决了在机械加工中，很多零件是较为深孔或干涉较多的难加工问题。

小型机床的工作台是T型槽结构，因工作台较小，所以有的机床工作台可以分度。大型机床工作台为定工作台，立柱移动。

落地镗铣床一般不装刀库，也有用户装刀库，但刀库装刀数量不多。

应用，此类机床多用于难加工的大型机架类零件，要求主轴悬伸较长。例如：一些机器的主轴箱的加工，大型船用发动机的加工等等。

多轴加工中心，此类机床驱动轴多为五轴或以上轴数，国内目前所见多为欧洲产品。机床一般较小，功率大小一般。主轴接口一般采用HSK、CAPTO形式。主轴转速较高，一般在10000RPM以上。

机床结构，以五轴机床为例，此种机床主结构类似于立式加工中心的结构，一般机床较小，除正常的X、Y、Z三轴外还有旋转轴，A、B、C轴，常见的有工作台可沿X、Y平面（B轴），Y、Z平面（A轴）同时旋转做千分之一分度，立柱为全动柱形式；或者，工作台可沿X、Y平面，主轴沿X、Z平面（C轴）在一定角度内连续摆动。 这样可以根据不同的加工需要，选择不同联动轴的机床。

工作台一般为圆形，成十字花盘结构，便于装夹被加工零件。

刀库，多见双向换刀臂结构。

应用，此类机床多用于高精密机床零部件的加工，特别是针对有复杂曲面的零件加工，可以有很好的效果。例如：航空、航天工业中飞机、火箭的零部件，兵器工业的常规武器零部件；飞机发动机的叶轮，各类发电机组的动力叶轮的加工等等。

多功能机床，常见的有车铣复合加工机床、车削中心和特殊用途机床。

车铣复合加工中心，主轴部分有卧式的车床轴，结构与车床主轴类似，可做普通车削主轴应用，功率较大，车床轴上安装有分度装置，可进行千分之一度连续分度，类似于CNC转台的共用。另外机床还安装有一铣主轴，一般刀具接口为BT、HSK、CAPTO等，可做普通铣削主轴使用，功率等级一般略小于立式加工中心。刀具通过主柄转接可安装车削刀具、旋转刀具，铣削轴可沿几个方向移动（X、Y、Z）。

一般车铣复合机床，安装车铣轴，也有机床同时加装车削通用刀塔，即机床同时会安装车刀塔和双向换刀臂刀库。可根据不同的加工需求选择不同的刀塔或铣削轴加工。

应用，该类机床因价格较为昂贵且技术含量较高，目前国内所见大部分为国外产品，主要用于复杂轴类零件的加工上，减少了复杂轴类零件加工的装夹次数，有效保证了零部件的加工精度。例如：枪支中的枪栓部件、纺织机械中的纺丝轴、飞机的起落架轴等等。

车削中心，主轴和车铣复合机床具有同样的结构功能，作为主切削轴，轴电机功率较大。机床没有铣削轴。

刀塔，此类机床刀塔称为动力刀塔，即刀塔内含有动力传动机构，除使用普通车削刀具外，还可以通过安装动力刀头安装铣削刀具，但因结构设计的限制，动力刀塔的功率都偏小，只能做小量的铣削工作，并且机床有的没有Y轴，即使安装有Y轴，轴向精度也较差。

应用，此类机床介于CNC车床和车铣复合加工机床之间，在车铣复合机床成熟应用之前一直用来加工复杂轴类零件，但因其应用上的局限性，目前已逐渐被车铣复合机床所代替，一般被用来加工复杂但精度要求不高的小型零部件。例如：汽车转向节球头保持架等等。

特殊用途机床，简单讲一下，目前还有多立柱机床，多主轴机床和利用模糊控制理论来控制机床运动的新型机床。

多立柱机床顾名思义即机床有多个立柱，可同时对零件进行加工，例如：上海磁悬浮的轨道梁，因其单个轨道梁就有60m长，但因磁浮列车高速运行时在转弯的时候对轨道的运动曲面要求很高。所以就有了专门设计的轨道加工机。

多主轴机床，目前有双主轴加工中心，双主轴双刀塔车床等金属切削机床，多用于大批量生产时使用。

模糊控制运动的机床，目前运用较少，从直观上看机床的主轴即运动轴象一个六脚的蜘蛛，可自由旋转加工。可以参见COROMANT图像资料。

机床分类可见投影。

数控系统，数控系统的好坏直接影响模具的加工精度，对刀具的使用也至关重要。目前大多数机床厂商都使用SIEMENS、FANUC的数控系统，即使有的厂家没有打出这两家的商标，实际上他们也是使用数控系统厂家的基础模块，在增加了与机床相匹配的二次开发的数控功能之后，取了自己的名字推向市场。

数控系统的计算功能直接影响机床的运动控制精度。如，机床在加工模具的过程中，轴向运动的控制精度和运动的顺畅性至关重要，这需要控制系统有很高的计算能力。如果机床在加工模具的时候，加减速和转角加减速对正确描述加工路径非常重要，解决好这两个难题，加工出的模具曲面才会最接近理论值。而我们刀具在平滑、稳定、均匀的切削使用环境中才可以减少磨损、保持精度。

D. 加工中心结构是什么

数控铣床形式多样，不同类型的数控铣床在组成上虽有所差别，但却有许多相似之处。下面以XK5040A型数控立式升降台铣床为例介绍其组成情况。

Ⅺ锯040A型数控立式升降台铣床配有Ⅳ四3MA数控系统，采用全数字交流伺服驱动，该机床由6个主要部分组成。即床身部分，铣头部分，工作台部分，横进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。

床身内部布局合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床进行水平调整，切削液储液褴设在机床座内部。

加工特点

对于加工部位是框形平面或不等高的各级台阶，那么选用点位---直线系统的数控铣床即可。如果加工部位是曲面轮廓，应根据曲面的几何形状决定选择两坐标联动和三坐标联动的系统。

也可根据零件加工要求，在一般的数控铣床的基础上，增加数控分度头或数控回转工作台，这时机床的系统为四坐标的数控系统，可以加工螺旋槽、叶片零件等。

E. 数控机床主传动系统和进给传动系统有什么特点

常用的数控机床传动副包含以上五种经过长期沉淀的传动副，随着科技的进版步，数控机权床开始追求高速，高精度，高刚性，随之诞生了一批先进的传动副.
1、电主轴：电主轴的出现使高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。

2、直线电机：是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。包括现在有部分卧式加工中心的旋转工作台也采用了电机直驱的方式。
3、弹性联轴器：这个比较传统，弹性联轴器运用平行或螺旋切槽系统来适应各种偏差和精确传递扭矩。弹性联轴器通常具备良好的性能而且有价格上的优势，在很多步进、伺服系统实际应用中，弹性联轴器是首选的产品。一体成型的设计使弹性联轴器实现了零间隙地传递扭矩。
4、滚子凸轮机构：凸轮分割器是实现间歇运动的机构，具有分度精度高、运转平稳、传递扭矩大、定位时自锁、结构紧凑、体积小、噪音低、高速性能好、寿命长等显著特点。

F. 卧式加工中心机械主轴怎么维修合适

机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。主轴是机器中最常见的一种零件，主要由内外圆柱面螺纹花键和横向孔组成，主轴的作用是机床的执行件，它主要起支撑传动件和传动转矩的作用，在工作时由它带动工件直接参加表面成形运动，同时主轴还保证工件对机床其他部件有正确的相对位置。
机械主轴的特点就是三高一低（即：高速度、高精度、高效率、低噪音）。
1、高速度：机械主轴CNC雕铣机选用精密及高速的配对轴承，弹性/刚性预紧结构，可以达到较高的转速，可以让刀具达到最佳的切削效果。
2、高速度：7：24锥孔针对安装甚而的径向跳动可以确保小于0.005mm。因为高精度的加上高精度的零件制造就可以确保了。
3、高效率：可以利用连续微高来改变速度，使得在加工过程中可以随时控制切削速度，这样就可以达到高加工效率。
4、低噪音：平衡测试表明：凡是达到了G1/G0.4(ISO1940-1等级的，主轴在高速运转时，具有噪音小的特点。
机械主轴常见故障的维修处理措施：
1、主轴发热、旋转精度下降问题
故障发生的现象：加工出来的工件孔精度偏低，圆柱度很差，主轴发热很快，加工噪声很大。
故障原因分析：经过对机床主轴长期观察可以确定，机床主轴的定心锥孔在多次换刀过程中受到损伤，主要损伤原因是使用过程中换刀的拔、插到失误，损伤了主轴定心孔的锥面，仔细分析后发现主轴部件的故障原因有四点：
（1）主轴轴承的润滑脂不合要求，混有粉尘杂质和水分，这些杂质主要来源于该加工中心用的没有经过精馏和干燥的压缩空气，在气动清屑时，粉尘和水气进入到主轴轴承的润滑脂内，导致主轴轴承润滑不好，产生大量热河噪声；
（2）主轴内用于定位刀具的锥形孔定位面上有损伤，导致主轴的锥面和刀柄的锥面不能完美配合，加工的孔出现微量偏心；
（3）主轴的前轴承预紧力下降，导致轴承的游隙变大；
（4）主轴内部的自动夹紧装置的弹簧疲劳失效，刀具不能完整拉紧，偏离了原本位置。
针对以上原因，故障处理措施：
（1）更换主轴的前端轴承，使用合格的润滑脂，并调整轴承游隙；
（2）将主轴内锥形孔定位面研磨合格，用涂色法检测保证与刀柄的接触面不低于90%；
（3）更换夹紧装置的弹簧，调整轴承的预紧力。
除此之外，在操作过程中要经常检查主轴的轴孔、刀柄的清洁和配合状况，要增加空气精滤和干燥装置，要合理安排加工工艺，不可使机器超负荷工作。
2、加工中心的主轴部件的拉杆钢球损坏问题
故障发生的现象：主轴内刀具自动夹紧机构的拉杆钢球经常损坏，刀具的刀柄尾部锥面也经常损坏。
故障原因分析：经研究发现，主轴松刀动作与机械手拔刀动作不协调，具体原因是限位开关安装在增压气缸的尾部，在气缸的活塞动作到位时，增压缸的活塞不能及时到位，导致在夹紧结构的机械手还未完全松开时就进行了暴力拔刀，严重损坏了拉杆钢球和拉紧螺钉。
故障处理措施：对油缸和气缸进行清洗，更换密封环，调整压强，使两者动作协调一致，同时定期对气液增压缸进行检查，及时消除安全隐患。
3、主轴部件的定位键损坏问题
故障发生的现象：换刀声音较大，主轴前端拨动刀柄旋转的定位键发生局部变形。
故障原因分析：经过研究发现，换刀过程中的巨大声响发生在机械手插刀阶段，原因是主轴准停位置有误差问题以及主轴换刀的参考点发生漂移问题。加工中心通常采用霍尔元件进行定向检测，霍尔元件的固定螺钉在长时间使用后出现了松动，导致机械手插刀时刀柄的键槽没有对准主轴上的定位键，故而会撞坏定位键；而主轴换刀的参考点发生漂移可能是CNC系统的电路板发生接触不良、电气参数变化、接近开关固定松动等，参考点漂移导致刀柄插入到主轴锥孔时，锥面直接撞击定心锥孔，产生异响。
故障处理措施：调整霍尔元件的安装位置，并加防松胶紧固，同时调整换刀参考点，更换主轴前端的定位键。除此之外，在加工中心使用过程中要定期检查主轴准停位置和主轴换刀参考点的位置变化，发生异常现象要及时检查。
机械主轴的保养：
降低轴承的工作温度，经常采用的办法是润滑油。润滑方式有，油气润滑方式、油液循环润滑两种。在使用这两种方式时要注意以下几点：
1、在采用油液循环润滑时，要保证主轴恒温油箱的油量足够充分。
2、油气润滑方式刚好和油液循环润滑相反，它只要填充轴承空间容量的百分之十时即可。
循环式润滑的优点是，在满足润滑的情况下，能够减少摩擦发热，而且能够把主轴组件的一部分热量给以吸收。
对于主轴的润滑同样有两种放式：油雾润滑方式和喷注润滑方式。
主轴部件的冷却主要是以减少轴承发热，有效控制热源为主。
主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件，还要防止润滑油的泄漏。主轴部件的密封有接触式和非接触式密封。对于采用油毡圈和耐油橡胶密封圈的接触式密封，要注意检查其老化和破损；对于非接触式密封，为了防止泄漏，重要的是保证回油能够尽快排掉，要保证回油孔的通畅。
良好的润滑效果，可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命；为此，在操作使用中要注意到：低速时，采用油脂、油液循环润滑；高速时采用油雾、油气润滑方式。但是，在采用油脂润滑时，主轴轴承的封入量通常为轴承空间容积的10％，切忌随意填满，因为油脂过多，会加剧主轴发热。对于油液循环润滑，在操作使用中要做到每天检查主轴润滑恒温油箱，看油量是否充足，如果油量不够，则应及时添加润滑油；同时要注意检查润滑油温度范围是否合适。