主軸箱:又稱床頭箱,它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速,同時(shí)主軸箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。主軸箱中的主軸是車床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量,一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低,則機(jī)床的使用價(jià)值就會(huì)降低。
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。
高速、高精密化
高速、精密是機(jī)床發(fā)展永恒的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快,對(duì)零件加工的精度和表面質(zhì)量的要求也愈來(lái)愈高。為滿足這個(gè)復(fù)雜多變市場(chǎng)的需求,當(dāng)前機(jī)床正向高速切削、干切削和準(zhǔn)干切削方向發(fā)展,加工精度也在不斷地提高。另一方面,電主軸和直線電機(jī)的成功應(yīng)用,陶瓷滾珠軸承、高精度大導(dǎo)程空心內(nèi)冷和滾珠螺母強(qiáng)冷的低溫高速滾珠絲杠副及帶滾珠保持器的直線導(dǎo)軌副等機(jī)床功能部件的面市,也為機(jī)床向高速、精密發(fā)展創(chuàng)造了條件。數(shù)控車床采用電主軸,取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié),大大減少了主傳動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,提高了主軸動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和工作精度,徹底解決了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)皮帶和帶輪等傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到10000r/min以上。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)速度高,加減速特性好,有優(yōu)越的響應(yīng)特性和跟隨精度。用直線電機(jī)作伺服驅(qū)動(dòng),省去了滾珠絲杠這一中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),消除了傳動(dòng)間隙(包括反向間隙),運(yùn)動(dòng)慣量小,系統(tǒng)剛性好,在高速下能精密定位,從而極大地提高了伺服精度。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副,由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動(dòng)摩擦,磨損小,發(fā)熱可忽略不計(jì),有非常好的熱穩(wěn)定性,提高了全程的定位精度和重復(fù)定位精度。通過(guò)直線電機(jī)和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的應(yīng)用,可使機(jī)床的快速移動(dòng)速度由原來(lái)的10~20m/min提高到60~80m/min,甚至高達(dá)120m/min。
刨床
在發(fā)明過(guò)程中,許多事情往往是相輔相承、環(huán)環(huán)相扣的:為了制造蒸汽機(jī),需要鏜床相助;蒸汽機(jī)發(fā)明發(fā)后,從工藝要求上又開(kāi)始呼喚龍門刨床了。可以說(shuō),正是蒸汽機(jī)的發(fā)明,導(dǎo)致了“工作母機(jī)”從鏜床、車床向龍門刨床的設(shè)計(jì)發(fā)展。其實(shí),刨床就是一種刨金屬的“刨子”。
加工大平面的龍門刨床(1839年)。由于蒸汽機(jī)閥座的平面加工需要,從19世紀(jì)初開(kāi)始,很多技術(shù)人員開(kāi)始了這方面的研究,其中有理查德·羅伯特、理查德·普拉特、詹姆斯·??怂挂约凹s瑟夫·克萊門特等。他們從1814年開(kāi)始,在25年的時(shí)間內(nèi)各自獨(dú)立地制造出了龍門刨床。這種龍門刨床是把加工物件固定在往返平臺(tái)上,刨刀切削加工物的一面。但是,這種刨床還沒(méi)有送刀裝置,正處在從“工具”向“機(jī)械”的轉(zhuǎn)化過(guò)程之中。到了1839年,英國(guó)一個(gè)名叫博默德的人終于設(shè)計(jì)出了具有送刀裝置的龍門刨床。
加工小平面的牛頭刨床。另一位英國(guó)人內(nèi)史密斯從1831年起的40年內(nèi)發(fā)明制造了加工小平面的牛頭刨床,它可以把加工物體固定在床身上,而刀具作往返運(yùn)動(dòng)。
此后,由于工具的改進(jìn)、電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn),龍門刨床一方面朝高速切割、高精度方向發(fā)展,另一方面朝大型化方向發(fā)展。