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1、第九章机床主轴部件设计 9-1对主轴部件的性能要求 一、 旋转精度,b,b,a,(a+b)+(a-b)/2=a,轴,轴承内圈,内圈滚道,e,二、静刚度,K=P/(N/m) Km=Mn/(/L) ( Nm2/rad) 一般机床要求达到1525kgf/m 精密机床要求达到50 kgf/m,抗振性 1.受迫振动 2.自激振动 影响抗振性因素:主轴静刚度、质量分布和阻尼 四、温升和热变形 五、精度持久性 9-2主轴 一、主轴结构 1.主轴的主要尺寸参数 主轴直径 内孔直径,2.主轴前端结构 通用机床的主轴前端形状,二、主轴材料和热处理 主轴材料的选择主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因
2、素确定。,三、主轴的技术要求 1.前后承轴承颈的同轴度约5 m左右; 2.承轴承颈需按轴承内孔“实际尺寸”配磨,须保证配合过盈1 m-5 m; 3.主轴锥孔与承轴承颈的同轴度为3 m-5 m,接触面积不少于85,且大端接触较好; 4.NN3000K(旧编号3182100)短圆柱滚子轴承内孔1:12,与轴颈接触面积不少于85。,主要技术要求如,9-3主轴轴承 主轴部件所用的轴承有两大类:(1)滚动轴承,(2)滑动轴承 一、滚动轴承 主轴部件所用的滚动轴承根据结构分为球轴承、圆柱轴承、圆锥轴承三大类。常用的有: 1)双列圆柱滚子轴承 特点:径向刚度和承载 能力较大,旋转精度高, 径向结构紧凑和寿命
3、 长。,NN3000K (3182100),NNU4900K (4482900),2)双列圆锥滚子轴承 特点:可同时承受轴向和 径向力,结构 简单,由于圆 锥滚子数量 多,承载能力 和刚度高, 但极限转 速低。,2)双列向心推力球轴承 特点:钢球直径小, 数量多,承载能力 和精度较高,是推 力轴承的1.5倍, 温升低,运转平 稳,工作可靠,极 限转速高。,二、主轴轴承的配置形式及其选用 1)推力轴承的布置,2)轴承的配置形式及其选用 根据机床工作性能要求,如:主轴的负荷能力.运动度, 工度,温升,运动精度和使用寿命不同合理选配。 滚动轴承的性能,a.满足承载能力和工度要求 径向轴承: 滚锥、双
4、列圆柱、滚球低 轴向轴承: 双向推力、推力、圆锥、向心推力球轴承 b. 满足转速要求: 同尺寸的径向轴承: 滚球、滚柱、滚锥 轴向轴承: 向心推力球轴承、推力球轴承、滚锥轴承 c. 满足精度要求: 同精度: 滚球、滚柱、滚锥价格上升,三、轴承的精度 轴承的精度,分为2 、4、5、6、0五级(旧标准为: B、C、D、E、G)其中2级最高,0级为普通精度级。 机床主轴部件一般要求具有较高的精度,主要采用P4,P5,P6三级。如普通机床前支承可选P5(要求高 的可选P4),后支承可选P6(或P5) 。,L,L,a,a,1,2,1=(L+a)/L 2=a/L 12,四、滚动轴承的主轴部件 1)CA6140型普通车床的主轴部件,2)XK5040主轴部件,3)内圆磨头主轴部件,4)加工中心主轴部件,5)高速主轴部件,6)电主轴 主轴部件,HF170.4A20K电主轴,7)磁浮轴承的电主轴部件 磁浮轴承的电主轴优点: 1)具有较高的转速和较大的功率; 2)转动时能够自动平衡,没有振动; 3)磁浮轴承不用润滑,无需维修,寿命无限; 4)刚度高,特别是主轴高速运行时; 5)具有过程监控和力测量传感器。,HF170.4HA40K磁浮轴承电主轴,
