基于力学分析的主轴轴系结构优化设计.pdfVIP

设计与研究DesignandReseaCh『 基于力学分析的主轴轴系结构优化设计 王海涛 李初晔 (北京航空制造工程研究所，北京 100024) 摘 要：结合工件加工精度要求，以力学理论为指导，在现有机床的基础上，对主轴轴系的受力和变形状态进 行力学分析和计算，并进行了优化设计，使轴系结构更趋合理化。从而进一步降低影响主轴回转精度 的不利因素。使机床的Jjn-r精度得到显著提高，为改进和完善机械结构提供了一种思路，满足了生产 的实际需求。 关键词：主轴轴系 力学分析 优化设计 加工精度 中图分类号：TH161+．5 文献标识码 ：A Theoptimaldesignofspindleshaftingbasedonthemechanicalanalysis WANGHaitao，LIChuye (BeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute，Beijing100024，CHN) Abstract：Accordingtotherequirementofthemachiningaccuracyofthepans，usingthemechanicalthem7asa guide，basingontheexistingmachine，makingsomemechanicalanalysesandcalculationsonthepres— sureandtransmutationstatesofspindleshafting，andconductingoptimaldesigntoo，thenmakingthe structureofspindleshaftingmoreandmorerationalization，andreducingthedisadvantagefactorsonaf- fectingtherotatoraccuracyofthespindleconsequently，SOthemachiningaccuracyofthemachinetool isimprovedgreatly，andprovidingakindofmethodforimprovingandperfectingthemechanicalsturc— ture，atthesametime，fillingtheneedsofproducing． Keywords：SpindleShafting；MechanicalAnalysis；OptimalDesign；MachiningAccuracy 主轴是数控机床的核心和关键部件，因而主轴轴 重等的影响，都会导致主轴偏离刚转中心和 自身变形 系结构的优劣，在很大程度上决定了数控机床整体的 的产生。由于所加工孔的圆柱度不大于 0．0015Inm， 加工精度、运行稳定性和生产效率。对于精密机床，主 表面粗糙度为R0．4Ixm，而且主轴回转精度的设计要 轴轴系结构的合理性显得更为突出，当今一些重要的 求为0．002mm，机床整体的技术参数和精度指标较 生产加工领域，精密加工已成为发展趋势和重要 内容 高，所以，上述变形、自重等不可控因素的轻微波动，都 之一。力学是机械设计的基础，以力学分析作为切入 会影响机床主轴的回转精度和加 精度。 点，对主轴轴系进行优化和完善，不失为一种有效的处 ZJT一310型精密镗床 已成功应用于生产近 6年， 理方式和手段。 中问也进行了多次小的改进，主要围绕着改善主轴驱 动结构和降低温升进行，动力传动从最初的V带传动 1 问题的来源 改为多楔带传动，最后改成 “准电主轴”型