前言

CNC加工中心（Machining Center，简称 MC ）是能够实现多工序编程并能根据需求具备切换刀具功能的数控机床。它将铣床、镗床、 钻床多种数控功能聚集在一台设备上，配备刀库和自动换刀装置，能够同时完成多道工序。由于其减少了工件装夹、 产品和设备调整，节约了工件的转移时间，因此其效率比通用机床高出80%以上。

2.CNC加工中心主传动系统的特点

加工中心主传动系统的组成主要分为主轴电动机、 主轴传动系统和主轴组件。加工中心的主传动优点为高转速、 高回转精度、 高机构刚性以及抗震性。CNC加工中心的主轴系统具备以下特点：

（1）主轴必须具有一定的调速范围并实现无级变速。

（2）具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低。

（3）升降速时间短，调速时运转平稳。

（4）主轴组件要有较高的固有频率，保持合适的配合间隙并进行循环润滑等。

（5）有自动换刀和刀具自动夹紧功能。

（6）主轴具有足够的驱动功率或输出转矩。

（7）主轴具有准停功能又称主轴定位功能（Spindle Specified Position Stop） 。

3.加工中心主传动系统设计

3.1变速系统设计

如要求主轴转速40 r/min 4000r/min，电机功率4kw

（1） 选用直流电动机无级变速机构。

浅谈CNC加工中心机械主轴的构造设计及其进步

则分级变速箱的转速图如图1所示。变速箱有 4种传动比（1/1）x（1/1） = （1/1）；（1/2）s（1/1） = （1/2）；（1/1）s（1/4） = （1/4）；（1/2）s（1/4） = （1/8） 。传动比为1/1 时，主轴转速为4000r/min-1330r/min；为 1/2 时，主轴转速为 2000r/min- 667r/min；为 1/4时，主轴转速为 1000r/min -335 r/min；为 1/8 时，主轴转速为500 r/min -168r/min。这四段用的全是电动机的恒功率区。168r/min- 40r/min 为恒转矩区。分级变速箱的结构如图 1。

浅谈CNC加工中心机械主轴的构造设计及其进步

d.分级变速箱各轴齿数的选择

查 《机床设计手册》 ， 根据各齿轮间的转速比确定各个齿轮的齿数。则分级变速箱内的结构及各个齿轮的齿数、 模数如图2所示。