主轴
主轴
定义
机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮,传递运动及扭矩,如机床主轴;有的用来装夹工件,如心轴。
2.1主轴的要求 2.1.1旋转精度
主轴的旋转精度是指装配后,在无载荷,低转速的条件下,主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。
主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件,如主轴、轴承、箱体孔的的制造,装配和调整精度。还决定于主轴转速,支撑的设计和性能,润滑剂及主轴组件的平衡。 通用(包括数控)机床的旋转精度已有标准规定可循。 2.1.2 静刚度
主轴组件的静刚度(简称刚度)反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多,如主轴的尺寸和形状,滚动轴承的型号,数量,配置形式和预紧,前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量,传动件的布置方式,主轴组件的制造和装配质量等。 各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性
主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度,缩短主轴轴承寿命,还会产生噪声影响环境。
振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。
影响抗振性的因素主要有主轴组件的静刚度,质量分布和阻尼(特别是主轴前支撑的阻尼),主轴的固有频率应远大于自激振动的频率,以使它不易发生共振。
目前,尚未制定出抗振性的指标,只有一些实验数据可供设计时参考。 2.1.4温升和热变形 主轴组件工作时因各相对运动处的摩擦和搅油等而发热,产生温升,从而使主轴组件的形状和位置发生变化(热变形)。
主轴组件受热伸长,使轴承间隙发生变化。温度使润滑油粘度降低,降低了轴承的承载能力。主轴箱因温升而变形,使主轴偏离正确位置。前后轴承的温度不同,还会导致主轴轴线倾斜。 由于受热膨胀是材料固有的性质,因此高精度机床要进一步提高加工精度,往往受热变形的限制。研究如何减少主轴组件的发热,如何控制温度,是高精度机床主轴组件的研究的主要课题之一。 2.1.5耐磨性
主轴组件的耐磨性是指长期保持原始精度的能力,即精度保持性。对精度有影响的首先是轴承,其次是安置刀,夹具和工件的部位,如锥孔,定心轴径等。
为了提高耐磨性,一般机床主轴上的上述部分应淬硬至HRC60左右,深约1mm.
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