轴承预紧对机床主轴刚度的影响.pdfVIP

2011年 9月 机床与液压 Sep．2011 第39卷 第 17期 MACHINE T00L ＆ HYDRAULICS Vo1．39No．17 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．17．003 轴承预紧对机床主轴刚度的影响 罗平，穆杨，刘恒，景敏卿 (西安交通大学机械 电子及信息系统研究所，陕西西安710049) 摘要：阐明了用有限元法分析计算机床主轴组件刚度的步骤和方法 ，并对主轴刚度进行计算，讨论不同预紧条件下， 轴承刚度对主轴性能的影响；并探讨轴承预紧后，增大预紧量对主轴刚度的影响。结果表明：支承轴承预紧的增大使主轴 弯曲刚度增幅最大为22％，而对固有频率的影响不明显。 关键词 ：机床主轴；主轴刚度；预紧 中图分类号：TG502．14；TH133．2；TH133．3 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2011)17—009—3 EffectofBearingPreloadonM achineToolSpindleRigidity LUO Ping，MU Yang，LIU Heng，JING Minqing (InstituteofMechatronicsandInformationSystems，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China) Abstract：Finiteelementanalysisprocedureandcalculationmethodofrigidityonspindleunitofthemachinetoolwereexpoun— ded，andcalculationofthespindlerigiditywasmade．Theeffectsofbearingstiffnesstospindleperformanceundertheconditionsofdif- ferentpreloadwerediscussed．Theeffectofincreasingpreloadonspindlerigiditywasdiscussed．Theresultsshowthatthespindleben— dingrigidityisincreasedby22％ atmaximum ，whiletheeffecttothenatural~equeneyisnotobvious，duringtheincreasingofthe bearingpreload． Keywords：Machinetoolspindle；Spindlerigidity；Preload 主轴系统是机床重要组成部分。主轴系统的工作 性能，对工件的加工质量和机床生产率均有重要影 响。机床的主轴刚度是主轴重要性能之一，它反映了 机床抵抗外载荷的能力。对于高精密机床而言，主轴 刚度对机床的性能影响则更为重要。为了提高主轴刚 图1 电主轴结构图 度，以达到提高主轴旋转精度的 目的，一般都在机床 该机床前端的支撑为 主轴装配过程中，对轴承进行预紧，而机床主轴轴承 四列角接触球轴承的组配 的预紧方法详见文献 [3]，预紧力 的大小一般根据 轴承 QBC形式，其预紧 l 使用经验和通过试验决定 。 为在其两端施加预载荷 l —+ ll 对于预紧后 ，主轴的刚度无法满足要求时，增加 后，预紧后总的轴 向 预紧量是提高主轴刚度的途径之一。在高速机床中角