机械装备制造 主轴组件课程 共八个章节学习内容.pdfVIP

主轴组件

Spindleassembly

概述

第一节主轴组件的基本要求

第二节主轴组件的典型结构

第三节主轴滚动轴承及其配置型式

第四节主轴滑动轴承

第五节轴承的润滑与密封

第六节主轴

第七节主轴组件的设计计算

第八节提高主轴组件性能的一些措施

大多数机床都具有主轴组件

除刨床、拉床

有的机床只有一个主轴组件

有的有多个，如磨床(砂轮主轴组件和工

件头架主轴组件)、组合机床

组——主轴、轴承、传动件、紧固件、

密封件等。

•主轴组件——机床的执行件

•功用：支承并带动工件或刀具，完成表

面成型运动

传递运动和转矩

承受切削力和驱动力等载荷

•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。

•静态、动态和热态特性直接影响加工质

量

•转速影响机床的切削生产率

•机床的一个重要部件

•主轴和传动轴的共同点——

两者都传递运动、转矩并承受传动力，

都要保证传动件和支承的正常工作条件。

•不同点——

主轴直接承受切削力，还要带动工件

或刀具，实现表面成形运动。

•主轴组件有较高的要求

主轴组件共同点

•在结构上：

解决工件或刀具在主轴上的定位和装夹

主轴与轴承以及轴承与支承座孔的定位和装

夹；

主轴轴承的润滑与密封以及轴承间隙的调整

等问题。

•工艺上：便于制造、装配、调整和维修。

•在使用上：有与机床相匹配的旋转精度、

刚度、动态和热态特性、耐磨性等要求

第一节主轴组件的

基本要求

总要求

各类机床的主轴组件都要保证主轴在一

定的载荷与转速下

能带动工件或刀具精确而可靠地绕其旋

转中心线旋转

并能在其额定寿命期内稳定地保持这

种性能。

旋转精度

•指机床在装配后，在无载荷、手动或低速转动的条

件下，主轴前端安装刀具或工件的基准面上所测得

的径向跳动、端面跳动和轴向窜动值。

纯径向移动

纯轴向窜动

纯角度摆动

纯径向移动＋纯角度

摆动＝径向误差

纯角度摆动＋纯角度

摆动＝端面误差

•我国已有通用机床统一的精度检验标准

•主轴组件工作质量的最基本的指标

•是机床的一项主要精度指标

旋转精度

•影响被加工零件的几何精度和表面粗糙度

•取决于部件中各主要件如主轴、轴承等的

制造精度和装配、调整精度。

•运动精度：当主轴以工作速度旋转时，主

轴回转轴线的漂移

•运动精度还取决于主轴的转速、轴承的设

计和性能以及主轴组件的动态特性。

二、静刚度

•主轴组件静刚度——主轴刚度。

•指主轴抵抗外力引起变形的能力。

•在主轴工作前端施加一个作用力下时，F

与主轴在F作用方向上所产生的变形Y之

比，即（单位为N/μm）

K=F／Y

扭转刚度

•在主轴工作端的静扭矩T的作用下，主轴

工作端产生扭转角θ

•L为扭矩T的作用距离，扭转刚度

2

Kt=TL/θN·m／rad

•一般保证了主轴刚度的主轴，则扭转刚度

基本上也能保证。

•对承受扭矩为主的主轴（如立钻），则对

扭转刚度应给予足够的重视。

•刚度不足，影响机床的加工精度、传动质量及工

作的平稳性。

•如外圆磨床主轴刚度不足时，在磨削力作用下主

轴变形到位置2，砂轮母线偏移，使被加工表面

上出现螺旋形花纹，降低了加工表面的质量。

•主轴的弯曲变形会使齿轮等传动件和轴

承因受力不均而恶化工作条件，磨损加

剧，寿命缩短。

•刚度不足易引起振动，影响表面粗糙度

和生产率

影响刚度的主要因素

主轴的结构尺寸

轴承的类型、配置及预紧