m224半自動(dòng)內(nèi)圓磨床的主軸箱改進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(已修改)
2025-05-25 23:16 本頁(yè)面
【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)說(shuō) 明 書我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：M224半自動(dòng)內(nèi)圓磨床的主軸箱改進(jìn)。,以保證整體機(jī)床可以由普通級(jí)內(nèi)圓磨床升級(jí)為精密級(jí)內(nèi)圓磨床。(一)關(guān)于主軸部件的設(shè)計(jì)機(jī)床主軸是機(jī)床在加工時(shí)直接帶動(dòng)刀具或工件進(jìn)行切削和表面形成運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸。主軸部件包括主軸及其直接有關(guān)的軸承、傳動(dòng)件和密封件等。1 、軸回轉(zhuǎn)精度：主軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)線速度為零的點(diǎn)的連線，稱為主軸的回轉(zhuǎn)中心線。主軸回轉(zhuǎn)中心線相對(duì)于某一固定參考系統(tǒng)的空間位置，在理想情況下是不應(yīng)隨時(shí)間變化的，但實(shí)際上由于種種原因，主軸回轉(zhuǎn)中心線的空間位置在每一瞬間都是變化的。這些瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心線的平均空間位置，成為理想回轉(zhuǎn)中心線。瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心線相對(duì)于理想回轉(zhuǎn)中心線在空間的位置偏高，就是回轉(zhuǎn)主軸的瞬時(shí)誤差（回轉(zhuǎn)誤差）。這些瞬時(shí)誤差的范圍就是主軸回轉(zhuǎn)精度。造成主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因：（1）主軸支承軸頸的圓度誤差，如橢圓、棱圓及較大的波紋，將造成主軸周期性的徑向誤差。（2）主軸軸承，特別是前軸承的缺陷，如軸承環(huán)軌道的圓度誤差道賀波紋，滾動(dòng)體直徑不一致性及圓度誤差，以及其他影響軸承旋轉(zhuǎn)精度的誤差，也將造成主軸的徑向誤差。（3）主軸的支承端面、主軸的軸肩面及其相關(guān)零件的端面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心線的垂直度誤差，止推軸承的滾道及滾動(dòng)體的誤差，將造成主軸周期性的軸向誤差。（4）主軸前后支承的同軸度誤差及它們徑向跳動(dòng)的大小和方向的不一致性，將造成主軸的角度誤差。（5）主軸及隨其回轉(zhuǎn)的零件的不平衡，主軸支承徑向剛度在不同方向上的不一致性，也將造成主軸的徑向誤差及角度誤差。（6）由于主軸傳動(dòng)系統(tǒng)的激勵(lì)（如傳動(dòng)力的變化、軸承滾動(dòng)體的圓度誤差等所引起的），使主軸產(chǎn)生彎曲振動(dòng)，將造成主軸的高頻徑向誤差。提高主軸回轉(zhuǎn)精度的主要措施：（1）采用回轉(zhuǎn)精度好的軸承。 （2）提高與軸承配合表面的精度，對(duì)于高精度和特高精度等級(jí)的滾動(dòng)軸承，與其配合的軸和外殼的尺寸公差、形狀公差及粗糙度。（3）高速主軸部件要經(jīng)過(guò)很好的動(dòng)平衡。 （4）注意裝配調(diào)整質(zhì)量，使各種誤差盡可能相互抵消，并保證在使用過(guò)程中變形最小。主軸靜剛度及其影響主軸部件靜剛度簡(jiǎn)稱主軸靜剛度。主軸靜剛度是指主軸抵抗外力（靜態(tài)力）引起變形的能力。對(duì)給定的主軸結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，主軸靜剛度是隨外力的作用點(diǎn)和方向而異的，通常所說(shuō)的主軸靜剛度則主要是指在主軸工作端作用一個(gè)靜態(tài)力（或扭矩）P時(shí)，P與主軸在P作用方向上所產(chǎn)生的變形δ之比，即：K=P/δ （）根據(jù)P作用方向是沿主軸半徑方向或軸線方向，由式（）確定的剛度相應(yīng)稱為徑向剛度或軸向剛度。如果P是作用在主軸工作端的靜扭矩，δ為該扭矩作用主軸工作的扭轉(zhuǎn)角，則式（）所確定的為扭轉(zhuǎn)剛度。對(duì)大多數(shù)機(jī)床來(lái)說(shuō)，主軸的徑向剛度遠(yuǎn)比其軸向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度重要。一般情況下的主軸結(jié)構(gòu)，如保證了其徑向剛度，則軸向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度基本上也都能得到保證。主軸剛度不足對(duì)加工精度和機(jī)床性能的影響：（1）造成加工的尺寸誤差和形狀誤差。（2）影響到主軸部件的軸承、等正常工作條件，從而降低其工作性能和壽命。（3）影響到機(jī)床的抗震性，即容易引起切削過(guò)程的振顫，從而降低加工質(zhì)量，限制機(jī)床功率的充分利用而影響切削生產(chǎn)率。提高主軸靜剛度的主要措施影響主軸靜剛度的主要因素有：主軸的直徑、支承間距及工作端的懸伸量；支承的徑向剛度和角剛度（包括軸承本身的剛度、軸承的配置形式、支承座的剛度以及配合、預(yù)緊、溫度等的影響）；傳動(dòng)件所處位置及傳動(dòng)力、切削力的相對(duì)作用方向等。針對(duì)主要影響因素，提高主軸靜剛度的主要措施有：（1）適當(dāng)加粗主軸直徑，特別是主軸工作端懸伸部分的直徑。（2）選擇最佳跨距L0,并盡可能縮短主軸工作端懸伸量a0,當(dāng)支承間距L2L0時(shí)，可采用三支承結(jié)構(gòu)。（3）采用高剛度的軸承，并加適當(dāng)?shù)念A(yù)載；尤其應(yīng)注意提高前支承的徑向剛度和角剛度。（4）合理安排傳動(dòng)件在主軸上的位置，并使傳動(dòng)力、切削力及彎距的方向?qū)⑺鼈兯鸬妮S端變形相互抵消一部分或全部。承載能力主軸部件的承載能力是主軸在保證正常工作條件并具有額定壽命時(shí)所能承受的最大負(fù)荷。在該負(fù)荷作用下，除了主軸軸承及傳動(dòng)件應(yīng)保證具有額定壽命外，還必須同時(shí)滿足下述條件：（1）主軸工作端的編變形不得大于相應(yīng)條件下允許的加工誤差。（2）主軸在前支承處的轉(zhuǎn)角不得大于所用軸承允許的轉(zhuǎn)角。（3）為了提高主軸部件的承載能力，除了正確選用軸承及合理設(shè)計(jì)傳動(dòng)件外，主要措施是加粗主軸有效直徑，以便減少?gòu)澢冃?。主軸部件的溫升和熱變形使熱變形的方向不影響加工精度。主軸部件的壽命主軸部件的壽命主要指保持其應(yīng)具有的精度性能的使用期限。在壽命期限內(nèi)（通常規(guī)定大修期），主軸部件的工作不應(yīng)喪失設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的精度性能。精度保持性越好，壽命越長(zhǎng)。 主軸部件喪失其精度性能的主要原因是磨損，如主軸上傳動(dòng)件的磨損，主軸軸承和支承表面的磨損。通常后者是最常見(jiàn)的。因此，壽命主要取決于耐磨性。 主軸部件的實(shí)際壽命值是根據(jù)精度和性能要求以及這些要求與磨損量（或磨損速度）的關(guān)系來(lái)確定的。如果對(duì)給頂?shù)木群托阅芤髞?lái)說(shuō)，磨損速度過(guò)快，達(dá)不到額定的壽命要求，則必須采取措施，以降低磨損速度。 提高主軸部件壽命的措施：（1）正確選擇主軸的材料及熱處理，提高軸頸表面和定位面的硬度、表面粗糙度和幾何精度，以提高其耐磨性。（2）主軸的前后支承要盡可能同心，并提高主軸部件的靜剛度，以減少主軸彎曲變形和支承處的偏轉(zhuǎn)角。（3）加強(qiáng)密封保護(hù)，避
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