前言

CNC加工中心（Machining Center，簡稱 MC ）是能夠實現多工序編程并能根據需求具備切換刀具功能的數控機床。它將銑床、鏜床、 鉆床多種數控功能聚集在一臺設備上，配備刀庫和自動換刀裝置，能夠同時完成多道工序。由于其減少了工件裝夾、 產品和設備調整，節約了工件的轉移時間，因此其效率比通用機床高出80%以上。

2.CNC加工中心主傳動系統的特點

加工中心主傳動系統的組成主要分為主軸電動機、 主軸傳動系統和主軸組件。加工中心的主傳動優點為高轉速、 高回轉精度、 高機構剛性以及抗震性。CNC加工中心的主軸系統具備以下特點：

（1）主軸必須具有一定的調速范圍并實現無級變速。

（2）具有較高的精度與剛度，傳動平穩，噪聲低。

（3）升降速時間短，調速時運轉平穩。

（4）主軸組件要有較高的固有頻率，保持合適的配合間隙并進行循環潤滑等。

（5）有自動換刀和刀具自動夾緊功能。

（6）主軸具有足夠的驅動功率或輸出轉矩。

（7）主軸具有準停功能又稱主軸定位功能（Spindle Specified Position Stop） 。

3.加工中心主傳動系統設計

3.1變速系統設計

如要求主軸轉速40 r/min 4000r/min，電機功率4kw

（1） 選用直流電動機無級變速機構。

淺談CNC加工中心機械主軸的構造設計及其進步

則分級變速箱的轉速圖如圖1所示。變速箱有 4種傳動比（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） 。傳動比為1/1 時，主軸轉速為4000r/min-1330r/min；為 1/2 時，主軸轉速為 2000r/min- 667r/min；為 1/4時，主軸轉速為 1000r/min -335 r/min；為 1/8 時，主軸轉速為500 r/min -168r/min。這四段用的全是電動機的恒功率區。168r/min- 40r/min 為恒轉矩區。分級變速箱的結構如圖 1。

淺談CNC加工中心機械主軸的構造設計及其進步

d.分級變速箱各軸齒數的選擇

查 《機床設計手冊》 ， 根據各齒輪間的轉速比確定各個齒輪的齒數。則分級變速箱內的結構及各個齒輪的齒數、 模數如圖2所示。