10-主轴组件.pptVIP

第5章 主轴组件 机床主轴 机床主轴是机床在加工时直接带动刀具或工件进行切削和表面成形运动的旋转轴。 主轴组件的组成 主轴、轴承、传动件(如齿轮、带轮)和固定件 (如螺母)等 主轴组件的功用 夹持着工件或刀具，完成表面成形运动； 传递运动和转矩； 承受切削力和驱动力等载荷。 注意： 主轴组件夹持着工件（车床）或刀具（钻床、镗床、铣床、磨床）直接参加表面成形运动，因此它的回转轴心线位置必须准确、稳定，以保证一定的加工精度和表面粗糙度。它的工作性能对加工质量和机床生产率有重要的影响。 5.1 对主轴组件的基本要求 1、旋转精度 旋转精度： 指装配后，在无载荷、低速转动的条件下，主轴安装工件或刀具部位的径向和轴向跳动。 工作转速下旋转的精度 （1）通常讲的旋转精度是在无载荷、低速转动的条件下。 （2）当主轴以工作转速旋转时，由于润滑油膜的产生和不平 衡力的扰动，旋转精度将有所变化。这个差异，对于精 密和高精度机床，是不可忽略的。 （3）工作转速下旋转的精度，影响因素还有：主轴的转速、 轴承的设计和性能，润滑剂和主轴组件的平衡。 2、静刚度 （1）主轴组件静刚度（主轴组件刚度） 主轴组件抵抗静态外载荷的能力。 （2）主轴组件的弯曲刚度K(N/um) 使主轴前端产生单位位移，在位移方向测量处所需施加的力： K=F／δ （3）主轴组件刚度不足造成的影响 影响加工精度 ； 传动质量 ； 工作平稳性 ，引起振动 。 3、抗振性 指主轴受到交变切削载荷时，能够平稳地运转而不发生振动的能力。 影响因素 主轴组件的静刚度； 质量分布（重心偏移）； 阻尼(特别是主轴前轴承的阻尼)。 主轴的固有频率应远大于激振力的频率，使它不易发生共振。 二、结构上的要求 1、定位可靠（承受径向、轴向载荷轴承） 2、长期运转（精度、寿命） 3、标准设计（头部） 4、工艺性好（加工、装配） 4 滚动轴承的缺点是： (1) 滚动体的数量有限，所以滚动轴承在旋转中的径向刚度是变化的。这是引起振动的原因之一。 (2) 滚动轴承的阻尼较低。 (3) 滚动轴承的径向尺寸比滑动轴承大 。 6 主轴滚动轴承的主要设计内容 类型的选择与配置； 精度及其选配； 间隙调整； 支承座的结构； 轴承的配合及配合零件的精度； 轴承的润滑与密封等。 二、机床主轴常用滚动轴承种类 （1）角接触球轴承 特点： 为了提高刚度和承载能力，可以多个组合。 其中以背靠背组合为佳（轴向组合将使过盈量减少）。 角接触球轴承的预紧 在轴向力Fa0的作用下，使内、外圈产生轴向错 位可实现预紧。称为轴向预紧。 轴承厂在内圈（背 靠背组配）或外圈 （面对面组配）的端 面根据预紧力磨去δ。 装配时挤紧，就可得 到预定的预紧力。 （2）双列圆柱滚子轴承 只能承受径向载荷。 内孔为1：12的锥孔，与主轴的锥形轴颈相配合。 多用于载荷较大、刚度较高，中等转速的地方。 双列圆柱滚子轴承的预紧 这种轴承是靠内孔的锥面，轴向移动内圈,使内圈径向胀大实现顶紧的，称为径向预紧。 衡量预紧的，是滚子包络圆直径D2，与外圈滚道直径D1之差△=(D2-D1)。△称为径向预紧量或简称“预紧量”，单位为um。 预紧量略大于 所受载荷下的 变形量。 （3）双向推力角接触球轴承 承受轴向载荷。 接触角α越小，允许的转速越高，但轴向刚度越低。 修磨隔套6的厚度就能消除间隙和预紧。 （4）深沟球轴承 承受径向载荷； 不能调整间隙； 常用于精度和刚度要求不太高的地方，如钻床主轴。轴向载荷则由配套的推力轴承承受 。 （5）圆锥滚子轴承 能承受径向和轴向载荷，承载能力和刚度 都比较高。 允许的转速较低。 三、主轴滚动轴承的配置 大多数机床主轴采用两个支承,也有用三支承。 配置时应注意： 每个支承点都要承受径向力; 两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受； 径向力和两个方向的轴向力都应传递到箱体上，即负荷都由机床支承件承受。 轴承配置时，除选择轴承的类型不同外， 推力轴承的配置是主要差别，布局方式主要有： 前端定位：承受轴向力的轴承装在前支承。 主轴受热后