主轴部件设计介绍.ppt

§3.6 主轴部件设计; 功用：支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，完成表面成形运动。 组成：支承轴承、传动件、密封件、定位元件、主轴。 ; 一、主轴部件应满足的基本要求; 径向跳动影响因素：主轴轴颈的园度、轴承滚道及滚子园度、主轴及回转件的动平衡。 轴向跳动影响因素：轴承支承端面，轴肩的垂直度，止推轴承的滚道及滚子误差。 轴、径向跳动影响因素：主轴主要定心面的轴、径向跳动（锥孔误差，mol精度。） ; 2、刚度 a. 概念：主轴部件的刚度指其在外载荷作用下抵抗变形的能力。（以主轴前端产生单位位移的弹性变形时，在位移方向上施加的作用力来定义）。 ; 静刚度 作用力是静力引起的 弹性变形 图3－54 b. 动刚度 作用力是交变力引起的 弹性变形 ; c. 影响因素：主轴的尺寸和形状，滚动轴承的类型和数量、预紧和配置形式、传动件的布置方式、主轴部件的制造和装配质量。 ; 3、抗振性 a.概念：抗振性指抵抗受迫振动和自激振动的能力 冲击力和交变力是由材料硬度不均匀，加工余量的变化，主轴部件不平衡，轴承或齿轮存在缺陷以及切削过程中的颤振引起。 ? b.影响因素：主轴部件的静刚度，质量分布及阻尼 ;高精度机床 8~10℃ 精密机床 15~20℃ 连续运转允 许温升 普通机床 30~40℃ ; 5、精度保持性 a.概念 精度保持性指长期地保持其原始制造精度的能力 b.影响因素 磨损，主轴轴承、轴颈表面、装夹工件刀具的定位表面的磨损 （磨损的速度与磨擦的种类有关，与结构特点、粗糙度、热处理方式、润滑、防护、使用条件有关。） ; 二、主轴部件的传动方式; 1、齿轮传动 结构简单、紧凑，能传递较大的扭矩，能适应变转速、变载荷工作，线速度不能过高，常小于12~15m/s，不如带传动平稳。 2、带传动 类型：平带、三角带、多楔带， 同步齿形带（P122图3－52） ; 特点：靠摩擦力传动（除??步齿形带外），结构简单，制造容易，成本低，适用于大中心距传动，皮带吸振，传动平稳，噪声小，适宜变速传动，打滑起过载保护。 缺点：有滑动，不能用于速比要求准确的场合。 同步齿形带：带上的齿形与带轮上的轮齿相啮合传递运动和力，无滑动，传动比准确，传动精度高，强度高。 ; 3、电机直接驱动 电机转子轴与主轴制成一体（图3－53）。 结构简化，提高了刚度，降低了噪声和振动，有宽的调速范围，大的输出功率和扭矩。 用于精密机床，高速加工中心，数控车床。 ; 三、主轴部件结构设计; 2、三支承 见图3-24 前后支承为主，中间支承为辅。 前、中支承为主，后支承为辅。（多采用） 三支承方式对三支承孔的同心度要求较高，制造装配复杂，乃需消除间隙和预紧，但不能三个轴承都预紧，以免干涉。 ; （二）推力轴承位置配置形式 推力轴承的配置形式影响主轴轴向刚度和热变形的方向和大小。 ; 1、前端配置 两个方向的推力轴承都布置在前支承处，前支承处轴承发热大，温度高；但主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度，精度高，用于高精度机床，数控机床。 ; 2、后端配置 两个方向的推力轴承都布置在后支承处。较少用，发热小、温度低，主轴受热后向前伸长，影响轴向精度，用于普通精度机床，立铣，多刀车床。 ; 3、两端配置 两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支承处，这类配置方案当主轴受热伸长后，影响轴承的轴向间隙，为避免松动，可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀，用于短主轴，如组合机床。 ; 4、中间配置 两个方向的推力轴