主轴部件机械制造装备与设计西北工业大学.ppt

* * 第九章机床主轴部件设计 §9-1对主轴部件的性能要求 一、 旋转精度 ? b b a [(a+b)+(a-b)]/2=a 轴 轴承内圈 内圈滚道 e 二、静刚度 K=P/δ(N/μm) Km=Mn/(θ/L) ( N?m2/rad) 一般机床要求达到15—25kgf/μm 精密机床要求达到50 kgf/μm 抗振性 1.受迫振动 2.自激振动 影响抗振性因素:主轴静刚度、质量分布和阻尼 四、温升和热变形 五、精度持久性 §9-2主轴 一、主轴结构 1.主轴的主要尺寸参数 ①主轴直径 ②内孔直径 2.主轴前端结构 通用机床的主轴前端形状 二、主轴材料和热处理 主轴材料的选择主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因 素确定。 三、主轴的技术要求 1.前后承轴承颈的同轴度约5 μm左右; 2.承轴承颈需按轴承内孔“实际尺寸”配磨,须保证配合过盈1 μm---5 μm; 3.主轴锥孔与承轴承颈的同轴度为3 μm---5 μm,接触面积不少于85％,且大端接触较好; 4.NN3000K(旧编号3182100)短圆柱滚子轴承内孔1:12,与轴颈接触面积不少于85％。 主要技术要求如 §9-3主轴轴承 主轴部件所用的轴承有两大类:((1)滚动轴承,(2)滑动轴承 一、滚动轴承 主轴部件所用的滚动轴承根据结构分为球轴承、圆柱轴承、圆锥轴承三大类。常用的有: 1)双列圆柱滚子轴承 特点:径向刚度和承载 能力较大,旋转精度高, 径向结构紧凑和寿命 长。 NN3000K (3182100) NNU4900K (4482900) 2)双列圆锥滚子轴承 特点:可同时承受轴向和 径向力,结构 简单,由于圆 锥滚子数量 多,承载能力 和刚度高, 但极限转 速低。 2)双列向心推力球轴承 特点:钢球直径小, 数量多,承载能力 和精度较高,是推 力轴承的1.5倍, 温升低,运转平 稳,工作可靠,极 限转速高。 二、主轴轴承的配置形式及其选用 1)推力轴承的布置 2)轴承的配置形式及其选用 根据机床工作性能要求,如:主轴的负荷能力.运动度, 工度,温升,运动精度和使用寿命不同合理选配。 滚动轴承的性能 a.满足承载能力和工度要求 径向轴承: 滚锥、双列圆柱、滚球↘低 轴向轴承: 双向推力、推力、圆锥、向心推力球轴承↘ b.? 满足转速要求: 同尺寸的径向轴承: 滚球、滚柱、滚锥↘ 轴向轴承: 向心推力球轴承、推力球轴承、滚锥轴承↘ c.? 满足精度要求: 同精度: 滚球、滚柱、滚锥↗价格上升 三、轴承的精度 轴承的精度,分为2 、4、5、6、0五级(旧标准为: B、C、D、E、G)其中2级最高,0级为普通精度级。 机床主轴部件一般要求具有较高的精度,主要采用P4,P5,P6三级。如普通机床前支承可选P5(要求高 的可选P4),后支承可选P6(或P5) 。 L L a a δ δ δ1 δ2 δ1=δ×(L+a)/L δ2=δ×a/L δ1﹥δ2 四、滚动轴承的主轴部件 1)CA6140型普通车床的主轴部件 2)XK5040主轴部件 3)内圆磨头主轴部件 4)加工中心主轴部件 5)高速主轴部件 6)电主轴 主轴部件 HF170.4A20K电主轴 7)磁浮轴承的电主轴部件 磁浮轴承的电主轴优点: 1)具有较高的转速和较大的功率; 2)转动时能够自动平衡,没有振动; 3)磁浮轴承不用润滑,无需维修,寿命无限; 4)刚度高,特别是主轴高速运行时; 5)具有过程监控和力测量传感器。 HF170.4HA40K磁浮轴承电主轴 * * *