數(shù)控車床主軸設(shè)計-文庫吧
2025-06-15 01:54 本頁面
【正文】 殼）作為電機的定子。但是這種電機形式的主軸結(jié)構(gòu)，連帶主軸組件都是成套，要求很高，精度也高。另外制造成本也很高。且容易發(fā)熱，同樣會影響主軸精度。（參圖d）以下為傳動方式的結(jié)構(gòu)圖: 圖（a）帶有變速齒輪的主傳動 圖（b）一級帶傳動變速方式 圖(c) 調(diào)速電機直接驅(qū)動方式 圖(d) 電主軸直接驅(qū)動方式綜上所述，進(jìn)行各種傳動方式優(yōu)缺點進(jìn)行分析和比較來選取本設(shè)計所采用的主軸傳動方式。首先是該設(shè)計為數(shù)控車床，主軸選用帶傳動（同步齒形帶），主軸主要是車削加工，必須保證其加工精度，而帶傳動能緩和沖擊、吸收振動，故傳動平穩(wěn)。由此選用一級帶傳動變速方式。四、機床夾具的確定本次設(shè)計的數(shù)控車床所加工工件長度約為300mm長（附圖2），夾具相對設(shè)計較單一，選用卡盤夾緊工具即可滿足加工要求?？ūP夾緊工件與主軸聯(lián)接，并與主軸同步旋轉(zhuǎn)。對于數(shù)控車床夾具主要就是卡盤夾具?？ūP從它的工作原理上分為以下幾種類型：①手動松緊卡盤②液壓松緊卡盤③氣動松緊卡盤④電動松緊卡盤首先從數(shù)控車床的自動化程度講，手動卡盤屬人工操作，不合適。另外液壓和氣動松緊卡盤實際工作原理相似，一個是油泵進(jìn)行驅(qū)動，一個是氣泵驅(qū)動，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡明，傳動機構(gòu)簡單。另外電動卡盤同樣結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，但綜上所述，我們選擇液壓卡盤，液壓卡盤結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高，結(jié)構(gòu)比電動卡盤簡單，有時可改裝為與其相似的氣動卡盤。另外所設(shè)計的數(shù)控車床許多裝置重于用液壓系統(tǒng)，所以用液壓卡盤是比較合理的。液壓卡盤的控制原理實質(zhì)為一鎖緊回路（附圖3）。五、主軸主要參數(shù)的計算及校核主軸的主要參數(shù)是：主軸前端直徑D1，主軸內(nèi)徑d。主軸懸伸量a和主軸支撐跨距L。 主軸D1（按電機功率）如下表51（mm）：功率（kw）D1機床～2～3～5～～11車床60～8070～9070～10595～130110～145銑床及加工中心50～9060～9060～9575～10090～105外圓磨床——50～6055～7070～8075～90表51車床、銑床、鏜床、加工中心等機床因裝配的需要，主軸直徑常是自前往后逐漸減小的。前軸頸直徑D1大于后軸直徑D2。對于車、銑床一般，由上表可取D1=110mm。因此可知由式子 后端直徑圓整后 d 主軸內(nèi)孔徑與機床類型有關(guān)，主要用來通過棒料、鏜桿、拉桿或頂尖。確定內(nèi)孔徑原則是為減輕主軸重量，在滿足對空心主軸孔徑要求和最小壁厚要求下，應(yīng)取最大值。主軸的內(nèi)徑是通過刀具夾具裝置固定刀具、傳動氣動或液壓卡盤等。主軸孔徑越大，主軸部件的相對重量就越輕。主軸的孔徑大小主要受主軸剛度的制約。主軸的孔徑與主軸直徑之比，；%；，空心主軸的剛度就急劇下降。主軸本身剛度K正比于抗彎斷面慣性矩I由式子可知取孔徑的直徑極限為此時若孔徑再大，剛度急劇下降根據(jù)推薦值 取 d1=55 mm 圖51主軸懸伸量指主軸前端面到前支承徑向反力作用中點（一般即為前徑支撐中點）的距離，參考（1），它主要取決于主軸前端部結(jié)構(gòu)形式和尺寸，前支撐軸承配置和密封等。因此主要由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定。 懸伸量與主軸部件的剛度及抗振性成反比，故應(yīng)盡量取小值。 E材料的彈性模量I軸慣性距前剛度值 后剛度值初選a值可參考下表52確定車床和主軸類型精密車床、自動車床用滾動軸承支承，適用高精度和普通精度要求—中等長度和較長主軸端的車床和銑床，懸伸不太長（不是細(xì)長）的精密鏜床和內(nèi)圓磨床，用滾動軸承和滑動軸承支承適用于絕大部分普通生產(chǎn)要求— 表52計算得懸伸量為80mm 主軸跨距的確定主軸跨距是決定主軸系統(tǒng)動靜剛度的重要影響因素，目的是找出在切削力作用下，主軸前端的柔度值最小的跨距稱為最優(yōu)跨距（）。實驗證明，動態(tài)作用下最優(yōu)跨距很接近于推得最優(yōu)值，因此設(shè)計時盡量達(dá)到最優(yōu)值。前端角接觸球軸承的剛度（主要為軸向剛度）其中：內(nèi)徑為110mm,查參考（2） 查軸承樣本額定動載荷取 計算得主軸跨距為300mm 軸的剛度計算如果主軸前后軸承由數(shù)段組成，則當(dāng)量直徑 （mm） （參考文獻(xiàn)2）式中 、…、——分別為各段的直徑和長度（㎜）； ——總長，如果前后軸承的直徑相差不大，也可把前后軸承直徑的平均值近似地作為當(dāng)量直徑d。 主軸的前懸伸部分較粗，剛度較高，其變形可以忽略不記，后懸伸部分不影響剛度，也可不計算。如主軸前端作用一外載荷F如下圖（參考文獻(xiàn)3）圖52 主軸組件計算模型則撓度： （參考文獻(xiàn)2） 式中 F——外載荷（N）； a——前懸伸，等于載荷作用點至前支承點間的距離（mm）； l——跨距，等于前后支承的距離（mm）； E——彈性模量，鋼的 ； I——截面慣性距, ；——主軸的外徑和孔徑（mm）。又因為，孔的影響可以忽略由此可得主軸剛度滿足要求。六、主軸軸承的選擇 軸承的選型 主軸軸承是主軸組件的重要組成部分，它的類型、結(jié)構(gòu)、配置、精度、安裝、調(diào)整、潤滑和冷卻都直接影響了主軸組件的工作性能。在數(shù)控機床上主
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