数控铣床及加工中心的主运动及进给运动系统

1．主运动系统
数控铣床的主运动系统应比普通铣床有更宽的调速范围，以保证加工时能选用合理的切削速度，能充分发挥机床性能。对于加工中心，为适应各种不同类型刀具和各种材料的切削要求，对主轴的调速范围要求更高，一般在每分钟十几转到几千转，甚至到几万转。
为保证数控机床能在最有利的切削速度下进行加工，数控机床的主轴转速在其调速范围内通常都是无级可调的。在数控机床中，由于机床主轴的变速功能主要是通过主轴电机的无级调速来实现的，故其主运动系统的结构相对比较简单。
数控机床和加工中心的主传动系统有以下三种不同形式：
（1）电动机直接带动主轴旋转
（2）电动机经三角带或同步齿形带传动主轴
（3）电动机经1—4对变速齿轮传动主轴
在带有变速齿轮主传动的主轴箱中，齿轮变速大多采用液压拨叉或直接由液压缸带动齿轮来实现。液压拨叉是一种用一个或几个液压缸带动齿轮移动的变速机构。
2．刀具自动夹紧装置和主轴周向定向装置
加工中心为了实现刀具在主轴上的自动装卸，要求配置刀具自动夹紧装置，其作用是自动地将刀具夹紧或松开，以便机械手能在主轴上安放或取走刀具。
由于在刀具切削时，切削转矩不能完全靠主轴与刀杆锥面配合产生的摩擦力来传递，通常在主轴前端设置两个端面键来传递转矩，换刀时，刀柄上的键槽必须对准端面键，主轴在停止转动时，要求主轴必须准确地停在某一指定的周向位置上，主轴定向装置就是为保证换刀时主轴能准确停止在换刀位置而设置的。
3．进给运动系统
由于现代数控机床的进给伺服电机及其控制系统的调速范围很宽（从每分钟不到一转至几千转），转矩可达数10 ，甚至100 以上，可将伺服电动机直接与进给丝杠相联，使进给系统的机械传动机构变得十分简单。
为了提高进给系统的灵敏度、定位精度和低速运动的稳定性，必须设法减小有关传动副的摩擦系数，并减小静、动摩擦系数的差值。数控机床进给系统普遍采用滚珠丝杠副传递运动，其优点是摩擦系数小，传动精度高，传动效率高达85%~98%，是普通滑动丝杠副的2—4倍。