数控机床主传动系统的精度决定了零件的加工精度。为了适应各种不同的加工要求,数控机床的主传动系统应具有较大的调速范围及相应的输出转矩、较高的精度与刚度、振动小,并尽可能降低噪声与热变形,从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。
1.变速范围宽,且能实现无级变速。数控机床为了保证加工时选用合理的切削用量,充分发挥刀具的切削性能,从而获得最高的生产率、加工精度的表面质量,必须有更高的转速和更大的调速范围。对于自动换刀的数控机床.工序集中,工件一次装夹可以完成许多工序,所以,为了适应各种工序和各种加工材质的要求,主运动的调速范围还应进一步扩大。
2.较高的精度,较大的刚度,传动平稳,低噪声。数控机床加工精度的提高,与主传动系统的刚度密切相关。主轴部件的精度包括旋转精度和运动精度。曝旋转精度是指装配后。在无载和低速传动条件下,主轴前段工作部位的径向和轴向跳动值。主轴部件的旋转精度取决于部件中各个零件的几何精度、装配精度和调整精度。运动精度指主轴在工作状态下的旋转精度,这个精度通常和静止或低速状态的旋转精度有较大的差别,它表现于工作时主轴中心位置的不断变化.即主轴轴心漂移。运动状态下的旋转精度主要取决于主轴的工作速度、轴承性能和主轴部件的平衡。为了提高旋转精度,可以对主传动系统的齿轮齿面进行高频感应加热淬火以增加耐磨性;最后一级采用斜齿轮传动,使传动平稳;采用高精度轴承及合理的支承跨距等,以提高主轴组件的刚性。静态刚度反映了主轴部件或零件抵抗静态外载的能力。数控机床多采用抗弯刚度作为衡量主轴部件刚度的指标。影响主轴部件弯曲刚度的因素很多,如主轴的尺寸形状,主轴轴承的类型、数量、配置形式、预紧情况、支承跨距和主轴前端的悬伸量等。
3.良好的抗振性和热稳定性。数控机床上一般既要进行粗加工又要进行精加工,加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰,使主轴产生振动,影响加工精度和表面粗糙度,严重时甚至破坏刀具或零件,使加工无法继续进行。因此,在主轴传动系统中的各个主要部件不但要具有一定的静刚度,而且要求具有足够的抑制各种干扰引起振动的能力——抗振性。抗振性可用动刚度或动柔度来衡量。例如、主轴组件的动刚度取决于主轴的当量静刚度、阻尼比及固有频率等参数。机床在切削加工中主传动系统的发热使其中所有零部件产生热变形,破坏了零部件之间的相对位置精度和运动精度而造成加工误差,且热变形限制了切削用量的提高,降低传动效率,影响到生产率。为此,要求主轴部件具有较高的热稳定性,通过保持合适的配合间隙并进行循环润滑保持热平衡等措施来实现。