1-2章4章-机械制造装备解读.ppt

4.4.1.6主轴组件的刚度计算 设计和计算的主要步骤如下： ①根据统计资料，初选主轴直径； ②选择主轴的跨距； ③进行主轴组件的结构设计，根据结构要求修正上述数据； ④进行验算； ⑤根据验算结果对设计进行必要的修改。 * 一、初选主轴直径 表4.5主轴前轴颈直径 主电机功率（kw） 5.5 7.5 11 15 卧式车床 60-90 75-110 90-120 100-160 升降台铣床 60-90 75-100 90-110 100-120 外圆磨床 55-75 70-80 75-90 75-100 * 二、主轴悬伸量的确定 主轴悬伸量a是指主轴前支承径向支反力的作用点到主轴前端面之间的距离。它对主轴组件刚度影响较大。根据分析和试验，缩短悬伸量可以显著提高主轴组件的刚度和抗振性。因此，设计时在满足结构要求的前提下，尽量缩短悬伸量a。 三、主轴最佳跨距的选择 主轴的跨距(前、后支承之间的距离)对主轴组件的性能有很大影响，合理选择跨距是主轴组件设计中一个相当重要的问题。 * * 4.4.1.7主轴组件的润滑与密封 一、主轴滚动轴承的润滑 二、密封 * 4.4.2支承件设计 4.4.2.1概 述 一、支承件的功用 支承件是机床的基本构件，主要是指床身底座、立柱、横梁、工作台、箱体和升降台等大件。这些大件的作用是支承其它零部件，保证它们之间正确的相互位置关系和相对运动轨迹。机床切削时，支承件承受着一定的重力、切削力、摩擦力、夹紧力等。 * 二、支承件的基本要求 1．刚度 所谓刚度是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力。前者称为静刚度，后者称为动刚度。一般所说的刚度往往指静刚度。支承件要有足够大的刚度，即在额定载荷作用下，变形不得超过允许值。 2．抗振性 抗振性是指支承件抵抗受迫振动和自激振动的能力。抵抗受迫振动的能力是指受迫振动的振幅不超过许用值，即要求有足够的静刚度。抵抗自激振动的能力是指在给定的切削条件下，能保证切削的稳定性。 3．热变形 机床工作时，电动机、传动系统的机械摩擦及切削过程等都会发热，机床周围环境温度的变化也会引起支承件温度变化，产生热变形，从而影响机床的工作精度和几何精度，这一点对精密机床尤为重要。因此应对支承件的热变形及热应力加以控制。 * 4．内应力 支承件在铸造、焊接及粗加工的过程中，材料内部会产生内应力，导致变形。在使用中，由于内应力的重新分布和逐渐消失会使变形增大，超出许用的误差范围。支承件的设计应从结构上和材料上保证其内应力要小，并应在焊、铸等工序后进行失效处理。 5．其它 支承件还应使排屑通畅，操作方便，吊运安全，加工及装配工艺性好等。 * 4.4.2.2支承件的静刚度与结构设计 一、支承件的静刚度 支承件的变形一般包括三部分：自身变形、局部变形和接触变形。 1．提高支承件自身刚度 支承件抵抗自身变形的能力称为支承件的自身刚度，它主要决定于支承件的材料、形状、尺寸和筋板的布置等。在进行支承件设计时，应从以下几方面考虑提高支承件的自身刚度。 * 1)正确选择支承件的截面和尺寸 * 2)合理布置隔板 * 3)合理开窗和加盖 * 2.提高支承件连接刚度和局部刚度 支承件在连接处抵抗变形的能力，称为支承件的连接刚度。连接刚度与连接处的材料、几何形状与尺寸、接触面硬度及表面粗糙度、几何精度和加工方法有关。 * * * 二、支承件的结构设计 1．支承件形状和尺寸的确定 确定支承件的结构形状和尺寸，首先要满足工作性能的要求。由于各类机床的性能、用 途、规格的不同，支承件的形状和大小也不同。 1)卧式床身 * * * 2)立柱 立柱可看作立式床身，其截面有圆形、方形和矩形。 3)横梁和底座 * 横梁及底座截面形状 * 2．支承件材料的选择及时效处理 1)铸铁 2)钢 3)时效处理 * 4.4.3 机床导轨的设计 4.4.3.1概 述 一、导轨的功用和分类1．运动轨迹 (1)直线运动导轨 导轨副的相对运动轨迹为一直线，如普通车床的溜板和床身导轨。 (2)圆周运动导轨 导轨副的相对运动轨迹为一圆，如立式车床的花盘和底座导轨。 2．摩擦性质 (1)滑动导轨其中有静压导轨、动压导轨和普通滑动导轨，它们的共同特点是导轨副工作面之间的摩擦性质为滑动摩擦。 (2)滚动摩擦导轨副工作面之间装有滚动体，使两导轨面之间为滚动摩擦。 3．工作性质 (1)主运动导轨动导轨作主运动，导轨副间的相对运动速度高。 (2)进给运动导轨 动导轨作进给运动，导轨副之问的相对运动速度低。 (3)移置导轨实现部件之