【正文】 ：3740.[25] 劉夏. 國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件產(chǎn)品的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床，2004, (1)：7475.[26] 盛伯浩. 談數(shù)控機(jī)床功能部件的構(gòu)成及特點[J]. 電器制造, 2006, (3)：3031.[27] 解文志. 高速電主軸動靜態(tài)特性的有限元分析[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)， 2006.[28] 李冬茹. 我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展與展望[J]. 世界制造技術(shù)與裝備市場, 2006, (2)：3035.[29] 楊皖蘇，嚴(yán)鴻和. 我國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化問題研究[J]. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2000, (7)：5758.[30] 閻曉彥. 加速數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化進(jìn)程[J]. 機(jī)械工人，2006, (1)：1017.[31] 孫博. 增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，發(fā)展數(shù)控機(jī)床功能部件產(chǎn)業(yè)[J]. 航空制造技術(shù)，2006, (8)：4445. 致 謝本文是在尊敬的杜雷老師的精心指導(dǎo)和督促下完成的，在我在做畢業(yè)設(shè)計中杜雷老師在選題、課題分析以及撰寫論文的過程中給予了很大的幫助，在他的耐心指導(dǎo)下使我的理論和和實踐的知識都有了很大的提高。　角接觸球軸承和深溝球軸承的應(yīng)力分析　角接觸軸承生命圖解總 結(jié) 高速電主軸是高端的數(shù)控機(jī)床的核心，大力發(fā)展高速電主軸將對我國的裝備制造行業(yè)會起到強(qiáng)大的推動作用。（7）查看生命圖解[6]。（3）設(shè)計算例屬性。 軸承的CAE分析軸承的應(yīng)力分析步驟與主軸的分析差不多，所以步驟內(nèi)容同上所述。相對軸向載荷為，Y值為2。，X=，Y值需在已知型號和基本額定靜載荷Co后才能求出。演算如下：= h 25000 h故所選軸承滿足壽命要求[3]。如閘門開閉裝置300~3000短期或間斷使用的機(jī)械，中斷使用不致嚴(yán)重后果，如手動機(jī)械等3000~8000間斷使用的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重，如發(fā)動機(jī)輔助設(shè)備、流水作業(yè)線自動傳動裝置、升降機(jī)、車間吊車等8000~12000每日8h工作的機(jī)械(利用率不高)，如一般的齒輪傳動、某些固定電動機(jī)等12000~20000每日8h工作的機(jī)械(利用率較高)，如金屬切削機(jī)床、連續(xù)使用的起重機(jī)、木材加工機(jī)械、印刷機(jī)械等20000~3000024h連續(xù)工作的機(jī)械，如礦山升降機(jī)、紡織機(jī)械、電機(jī)等40000~6000024h連續(xù)工作的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重，如纖維生產(chǎn)或造紙設(shè)備、發(fā)電站主電機(jī)、船舶螺旋槳軸等100000~200000，故此時： e 。h=25000h。軸承發(fā)生點蝕破壞后，在運轉(zhuǎn)時通常會出現(xiàn)較強(qiáng)的振動、噪聲和發(fā)熱現(xiàn)象。從主軸的整體可以看出主軸表面大部分都是藍(lán)色區(qū)域，沒有出現(xiàn)一塊塊的其他顏色區(qū)域，說明主軸受力較均勻。精密機(jī)械傳動軸： =（~）?/m一般傳動軸： =（~1）?/m精度要求不高的軸： =（1~）?/m車床電主軸應(yīng)該屬于一般傳動軸，?/m，根據(jù)式（416）得： 　　 = m=38 mm由于主軸的最小直徑D=70mm，所以符合剛度要求。圓軸扭轉(zhuǎn)角[單位為（?）/m]，扭角的大小和軸的長度有關(guān)。 在水平面上根據(jù)力平衡和力矩平衡可列出方程組： （46）代入各已知參數(shù)列出：，　受力簡圖畫出水平面的彎矩圖：　水平面彎矩圖。對于直徑為的圓軸，彎曲應(yīng)力為： （42）扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： （43）將和代入式（41），則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為 （44）式中：——軸的計算應(yīng)力，；——軸所受的合成彎矩，； ——軸所受的扭矩，； ——軸的抗彎截面系數(shù)。先求取垂直面支點反力和水平面支點反力后，計算相應(yīng)的彎矩和。所以： 　　　　　 mm第4章 軸的校核電主軸工作時，軸端會受到車刀對其的切削力，同步帶對帶輪的預(yù)緊力和不大的轉(zhuǎn)子重力。所以壓軸力為： Q==2100 (N) （321）（3） 轉(zhuǎn)子自身的重力由于轉(zhuǎn)子是套在主軸上的，所以主軸受到轉(zhuǎn)子的重力?！≈鬏S結(jié)構(gòu)　主軸擋板　外圓車削時力的分解用YT15硬質(zhì)合金車刀縱車??b=，切削速度Vc=100m/min，背吃刀量ap=4mm，進(jìn)給量f=。主軸選用45號優(yōu)質(zhì)中碳鋼，與球軸承連接的部分需調(diào)質(zhì)淬火處理。 主軸擋板的設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖 ，材料為45鋼，軸承選用角接觸球軸承，深溝球軸承。 主軸的構(gòu)造 主軸的構(gòu)造和形狀主要決定于主軸上所安裝的刀具，夾具，傳動件，軸承等零件的類型，數(shù)量，位置和安裝定位方法等。 主軸前端懸伸量的確定 主軸的前端懸伸量主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承的配置和密封裝置的形式和尺寸，由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定。以自然冷卻方式，從箱體外壁散發(fā)到周圍空氣中去的熱流量Φ2（單位為W）[3]為， 式中：——箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可取=（~） W/ (m2 主軸傳動的熱平衡計算主軸傳動由于效率低，所以工作時發(fā)熱量大。（3）隨著主軸轉(zhuǎn)速的升高，主軸軸承的摩擦所產(chǎn)生的發(fā)熱量也隨之增大[5]。因此通過對高速電主軸的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計改良，來控制電主軸的溫升，減小電主軸的熱膨脹，對于保證電主軸性能和提高其使用壽命，是至關(guān)重要的?；旌陷S承的工作游隙及工作游隙的變化幅度小，導(dǎo)致高速高溫時，滾動體與溝道接觸的最大接觸應(yīng)力及接觸負(fù)荷的變化幅度均較小，確保了軸承運行平穩(wěn)和發(fā)熱量的減少。在高速運轉(zhuǎn)時，可大幅減小滾動體的離心力，從而減小球與套圈滾道間的接觸應(yīng)力，延長軸承的使用壽命?！〗墙佑|球軸承目前，滾動軸承電主軸的支承形式主要采用鋼質(zhì)球軸承和陶瓷球混合軸承。高精度和高速軸承通常取15 度接觸角。最后軸承在承受徑向載荷的同時，還有不大的軸向載荷，所以選用深溝球軸承和角接觸軸承。本設(shè)計采用兩端固定支承。高速電主軸的最小過盈量Δmin為： 　電主軸的結(jié)構(gòu)　Δmin＝Δdmin＋Δsmin＝?。╩m） （311）據(jù)此，在GD－Ⅱ型電主軸設(shè)計中，主軸與電機(jī)轉(zhuǎn)子的配合采用Φ66H6／s6的過盈配合，(＞　mm)，能滿足電主軸的高速傳動要求。電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為8000r／min， rad／s。它能帶動主軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)編碼器非常適合測速度，可無限累加測量。 內(nèi)置編碼器的選擇為了提高機(jī)械裝置的加工精度，必須提高檢測元件和檢測系統(tǒng)的精度?！?14177。 同步帶傳動設(shè)計目的是確定帶的型號節(jié)距帶長(節(jié)線長度)中心距、帶寬及主、從動帶輪齒數(shù)，直徑等參數(shù)。在主軸的后面裝有松刀油缸、旋轉(zhuǎn)接頭；前端的內(nèi)錐孔和端面用于安裝刀具、刀具夾爪；中間有刀具拉桿、刀具夾緊彈簧。第3章 車床電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 電主軸結(jié)構(gòu)圖1—主軸箱體　2—主軸前軸承　3—主軸　4—冷卻液進(jìn)口　5—主軸前軸承座　6—前軸承冷卻套　7—定子 8—轉(zhuǎn)子　9—定子冷卻套　10—冷卻液出口　11—主軸后軸承　車削中心電主軸結(jié)構(gòu)示意圖 電主軸由主軸及主軸箱本體、輔助裝置、檢測裝置組成。振動是主軸動態(tài)性能的重要指標(biāo)，振動將會產(chǎn)生噪聲，并直接影響工件的表面加工質(zhì)量，振動嚴(yán)重時會產(chǎn)生崩刃和打刀現(xiàn)象。 數(shù)控車床電主軸的特征（1）高回轉(zhuǎn)精度車削中心的主軸是裝夾工件的基準(zhǔn)，并將運動傳遞給工件，因此主軸的回轉(zhuǎn)精度直接影響加工精度。軸承預(yù)負(fù)荷施加方式上，過去主要使用剛性預(yù)負(fù)荷，不斷發(fā)展為彈性預(yù)負(fù)荷，后又出現(xiàn)智能預(yù)負(fù)荷方式，使軸承承載性能更優(yōu)。主軸單元的自動平衡裝置也將因高速電主軸的振動指標(biāo)更高而不斷的更新和完善。目前國內(nèi)市場的軸承多以用高速角接觸球軸承支承，氣靜壓方式將逐漸取代角接觸球軸承成為主流方式。因此選用轉(zhuǎn)動慣量小，轉(zhuǎn)矩密度高，控制精度高的永磁電機(jī)代替感應(yīng)電動機(jī)也將是電主軸發(fā)展的一個重要方向。德國GMN公司的電主軸低速粗加工時的重切削力可達(dá)1250N因此，在保證電主軸高轉(zhuǎn)速的前提下，加大主軸直徑，提高其剛性，也是電主軸技術(shù)發(fā)展的方向之一。(4) 配套控制系統(tǒng)水平高。日本三井精機(jī)公司生產(chǎn)的HT3A臥式加工中心采用陶瓷軸承支承的電主軸,主軸轉(zhuǎn)速達(dá)40000r/min此外還有瑞士的Fisher公司、德國的GMN公司、Hofer公司、西門子、意大利的Faemat公司和Gamfior公司等，這些公司生產(chǎn)的電主軸有以下特點：(l) 功率大、轉(zhuǎn)速高。具有代表性有美國福特公司和Ingerso1l公司聯(lián)合推出的HVM800臥式加工中心的大功率電主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)15000r/min由靜止升至最高轉(zhuǎn)速僅需15s。m的加工中心用電主軸轉(zhuǎn)速只有4000r/min；車削用電主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)12000r/min，最大功率只有11kw。在國內(nèi)以洛陽軸承研究所(洛陽軸研科技股份有限公司)為代表，早在1958年就研制出了磨用電主軸之后又研發(fā)了大功率、高轉(zhuǎn)速系列電主軸，磁懸浮和氣靜壓電主軸等，并將電主軸在90年代應(yīng)用于大型數(shù)控銑床，加工中心和數(shù)控車床，是我國電主軸技術(shù)的引領(lǐng)者。高速電主軸也是高端的數(shù)控機(jī)床的核心，大力發(fā)展高速電主軸將對我國的裝備制造行業(yè)會起到強(qiáng)大的推動作用。我國數(shù)控機(jī)床經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展歷程,形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模，具備了進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。最后，對電主軸的旋轉(zhuǎn)軸和軸承進(jìn)行了詳細(xì)的分析和校核，計算表明，該電主軸設(shè)計符合要求。然后，確定了合理的電主軸總體結(jié)構(gòu)，分別對電主軸的電機(jī)、編碼器、轉(zhuǎn)子、定子和冷卻系統(tǒng)等各零部件作了設(shè)計，產(chǎn)生了裝配圖、零件圖與設(shè)計說明書等設(shè)計文檔。我國數(shù)控機(jī)床整體技術(shù)水平的發(fā)展和提高，最終離不開先進(jìn)的功能部件產(chǎn)業(yè)的支持。對決定電主軸發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)要進(jìn)行重點攻關(guān)，特別是在電主軸應(yīng)用中的關(guān)鍵部件諸如復(fù)合陶瓷軸承、內(nèi)置式無外殼電機(jī)、性能優(yōu)良的伺服控制器、高精度位置編碼器、氣密封裝置等進(jìn)行自主研發(fā)，改變這些關(guān)鍵部件主要靠進(jìn)口的局面。在90年代以后由磨用電主軸轉(zhuǎn)向銑用電主軸，它不僅能加工各種形體復(fù)雜的模具，而且開發(fā)了用于木工機(jī)械用的風(fēng)冷式高速銑用電主軸，推動了高速電主軸在切削中的應(yīng)用。目前國內(nèi)生產(chǎn)的磨削用電主軸的轉(zhuǎn)速在15000r/min以內(nèi)；加工中心用電主軸的轉(zhuǎn)速最高30000r/ min，轉(zhuǎn)矩達(dá)200N目前電主軸已經(jīng)成為現(xiàn)