主軸部件是機(jī)床的重要部件之一，其精度、抗振性和熱變形對加工質(zhì)量有直接影響。特別是數(shù)控機(jī)床在加工過程中不進(jìn)行人工調(diào)整，這些影響就更為嚴(yán)重。數(shù)控機(jī)床主軸部件在結(jié)構(gòu)上要解決好主軸的支承、主軸內(nèi)刀具自動裝夾、主軸的定向停止等問題。

1．主軸的支承

    數(shù)控機(jī)床主軸的支承主要采用圖8-5所示的三種主要形式。圖8-5a所示結(jié)構(gòu)的前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和雙向推力角接觸球軸承組合，后支承采用成對向心推力球軸承。這種結(jié)構(gòu)的綜合剛度高，可以滿足強(qiáng)力切削要求，是目前各類數(shù)控機(jī)床普遍采用的形式。圖8-5b所示結(jié)構(gòu)的前支承采用多個高精度向心推力球軸承，后支承采用單個向心推力球軸承。這種配置的高速性能好，但承載能力較小，適用于高速、輕載和精密數(shù)控機(jī)床。圖8-5c所示結(jié)構(gòu)為前支承采用雙列圓錐滾子軸承，后支承為單列圓錐滾子軸承。這種配置的徑向和軸向剛度很高，可承受重載荷，但這種結(jié)構(gòu)限制了主軸最高轉(zhuǎn)速和精度，因而僅適用于中等精度、低速與重載的數(shù)控機(jī)床主軸。

圖8-5 主軸支承配置

(a)   高剛度型  (b)高速輕載型  (c)低速重載型

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主軸內(nèi)部刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)是數(shù)控機(jī)床特別是加工中心的特有機(jī)構(gòu)。圖8-6為ZHS-K63加工中心主軸結(jié)構(gòu)部件圖，其刀具可以在主軸上自動裝卸并進(jìn)行自動夾緊，其工作原理如下：當(dāng)?shù)毒?裝到主軸孔后，其刀柄后部的拉釘3便被送到主軸拉桿7的前端，在碟形彈簧9的作用下，通過彈性卡爪5將刀具拉緊。當(dāng)需要換刀時，電氣控制指令給液壓系統(tǒng)發(fā)出信號，

圖8-6 ZHS-K63加工中心主軸內(nèi)部刀具夾緊機(jī)構(gòu)

1—冷卻液噴嘴   2—刀具   3—拉釘   4—主軸   5—彈性卡爪   6—噴氣嘴

7—拉桿   8—定位凸輪   9—碟形彈簧   10—軸套   11—固定螺母   12—旋轉(zhuǎn)接頭

13—推桿   14—液壓缸   15—交流伺服電機(jī)   16—換檔齒輪

     使液壓缸14的活塞左移，帶動推桿13向左移動，推動固定在拉桿7上的軸套10，使整個拉桿7向左移動，當(dāng)彈性卡爪5向前伸出一段距離后，在彈性力作用下，卡爪5自動松開拉釘3，此時拉桿7繼續(xù)向左移動，噴氣嘴6的端部把刀具頂松，機(jī)械手便可把刀具取出進(jìn)行換刀。裝刀之前，壓縮空氣從噴氣嘴6中噴出，吹掉錐孔內(nèi)臟物，當(dāng)機(jī)械手把刀具裝入之后，壓力油通人液壓缸14的左腔，使推桿退回原處，在碟形彈簧的作用下，通過拉桿7又把刀具拉緊。冷卻液噴嘴1用來在切削時對刀具進(jìn)行大流量冷卻。