龙门铣床主轴传动系统改造

张雪菲

摘要：本文主要介绍了通过对龙门铣床主轴传动系统的改造，将主轴的最高转速提升至6000r/min，同时又可以在低转速下获得较大切削扭矩，从而提升龙门铣床的加工效率。

关键词：龙门铣床  主轴传动系统

一、背景及意义

龙门铣床是具有门式框架和卧式长床身的铣床，可以用多把铣刀同时加工零件表面，其加工精度和生产效率比较高，因此被广泛应用于机械制造领域。

近年来，随着自动化技术的高速发展，机床的切削速度正在不断提高，提高龙门铣床的切削速度会大大提高其生产效率，为制造行业提供更优质的服务。公司现有龙门铣床的主轴传动系统存在着传递弊端，主轴很难实现高速运行。

二、研究目标

通过改造主轴传动系统结构，将主轴转速提升到6000r/min，满足使用要求。

三、现有龙门铣床主轴传动系统

如图1所示，主轴传动系统所采用的是固定龙门滑枕式铣床，动力从电机输出，经过齿轮变速箱，再通过长传动轴向主轴传送，从而驱动刀具进行切削运动。由于长传动轴的装配精度要求比较高，再加上长传动轴本身具有一定的挠度，很难确保传动平衡，因此无法实现主轴的高速运行。目前此机床的主轴转速只能达到2000r/min。

四、主轴传动系统改造方案

1.去除原有的减速箱和长传动轴及主轴，保留原有西门子伺服电机及滑枕。

2.对减速机重新计算选型，选用的是ZF减速机，型号为：2LG4322-4JC11（2K300）。此减速机是双速齿轮减速机，具有高低两个挡位。当减速机处于低档位时，速比为i=5.5：1，可输出扭矩为1375N·m，输出转速为1500r/min;当减速机处于高档位时，速比为i=1：1，可输出扭矩为300N·m，输出转速为6300r/min。

3.重新设计制作了机床主轴系统，主轴如图2所示，此主轴最高转速为6000r/min，主轴拉刀瓣采用BT50，拉刀力18000N±500N，松刀力20000N±500N。主轴锥孔径跳0.003，距主轴端面300mm处验棒径跳不大于0.008，主轴轴向窜动不大于0.002。

改造后的主轴传动系统如图3所示，动力从电机输出，经过ZF减速机，通过同步带轮、齿形帶将动力传送给主轴。

五、结束语

通过对主轴传动结构的改造，实现了主轴高速运转，提高了龙门铣床的加工效率，并且主轴传动系统的温升不大于50℃和噪声不大于78dB，传动稳定可靠。

参考文献

[1]陈文松.数控龙门铣床主传动系统设计分析[J].现代制造技术与装备，2018（1）：38，42.

[2]王增新，李初晔.数控龙门铣床主传动系统及滑枕设计[J].制造技术与机床，2014（6）：48-52.

[3]卜雪君.龙门铣床主传动系统设计分析[J].中国金属通报，2019[5]：192，194.