【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 540 2830 為了長(zhǎng)期地保持主軸部件的原始制造精度，主軸的前端部和內(nèi)錐孔與滑動(dòng)軸承配合的軸頸，以及移動(dòng)式主軸的工作表面等，都必須非常耐磨。除必須保證其耐磨外，在結(jié)構(gòu)上還應(yīng) 該具有調(diào)整的可能，以便進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。 綜上所述 ,對(duì)主軸部件的工作性能的基本要求，可以歸結(jié)為：在保證一定的載荷和轉(zhuǎn)速下，主軸能帶動(dòng)工件或刀具準(zhǔn)確地、平穩(wěn)的繞其軸心線旋轉(zhuǎn)，并長(zhǎng)期保持這一性能。 主軸部位 項(xiàng)目 軸承軸頸 卡盤(pán)定心直徑 定位軸肩 錐孔 配合精度 gc 1/gd 1 Gd1 軸跳到 幾何精度形狀 25% 的直徑公差 端部 300 處 表面光潔度 9,10 8 8 ，接 觸面積 70% 7 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 注： 。 8 為光潔度標(biāo)準(zhǔn) 主軸的加工工藝 1）主軸前端莫氏 6 號(hào)錐孔用來(lái)安裝頂尖或工具錐柄。其錐孔軸線必須與支承軸線同軸，否則會(huì)引起加工工件出現(xiàn)相對(duì)位置誤差。 2）主軸前端圓錐面和端面時(shí)安裝卡盤(pán)或車(chē)床夾具的定位表面。為了保證卡盤(pán)的定心精度，該圓錐表面必須與支承軸頸同軸，端面必須與主軸的回轉(zhuǎn)線垂直。 3）主軸上的螺紋時(shí)用來(lái)固定與調(diào)節(jié)主軸軸承間隙的，當(dāng)螺紋中徑對(duì)于支承軸頸歪斜時(shí)，會(huì)造成鎖緊螺 母端面不垂直，軸承位置發(fā)生變動(dòng)，引起主軸徑向圓跳動(dòng)。 23 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 1） .由于主軸多是階梯帶通孔德零件，切除大量金屬后，會(huì)引起殘余應(yīng)力重新分布而變形，故安排工序時(shí)，一切要粗精分開(kāi)，先粗后精。主軸 加工就是以最主要表面的粗加工、半精加工和精加工為主線，適當(dāng)穿插其它表面的加工工序而組成的工藝路線。 粗加工開(kāi)始前先準(zhǔn)備毛胚并正火；粗加工階段為切端面鉆中心孔、粗車(chē)外圓等；半精加工階段是半精半外圓、個(gè)輔助表面的加工與綷火；精加工階段是 主要的表面精加工。 2） .工序順序的安排應(yīng)注意以下幾點(diǎn) : 3） .主要工系加工方法 用先端面鉆中心孔機(jī)床來(lái)加工中心孔，還需要多次研磨。 外圓粗精車(chē)削后，在進(jìn)行磨削精加工。 主軸錐孔對(duì)主軸支承軸頸是一項(xiàng)重要指標(biāo)，因此，采用專(zhuān)用夾具裝夾加工。 它是主軸零件上的典型表面，具有定心精度高，導(dǎo)向性能好、傳遞轉(zhuǎn)矩大、易于互換等優(yōu)點(diǎn)。加工方法有臥室通用酰床加工，在進(jìn)行側(cè)面 磨削加工。 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 第四章 CA6140 臥式車(chē)床主軸的加工精度及誤差分析 加工精度及誤差 加工精度與加工誤差 加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù) (尺寸、形狀和位置 )與理想幾何參數(shù)的符合程度。實(shí)際加工不可能做得與理想零件完全一致，總會(huì)有大小不同的偏差，零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。 原始誤差 由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的機(jī)械加工工藝系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱工藝系統(tǒng) )會(huì)有各種各樣的誤差產(chǎn)生，這些誤差在各種不同的具體工作條件下都會(huì)以各種不 同的方式 (或擴(kuò)大、或縮小 )反映為工件的加工誤差。 工藝系統(tǒng)的原始誤差主要有工藝系統(tǒng)的幾何誤差、定位誤差、工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差、工藝系統(tǒng)的受熱變形引起的加工誤差、工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形以及原理誤差、調(diào)整誤差、測(cè)量誤差等。 研究機(jī)械加工精度的方法 研究機(jī)械加工精度的方法分析計(jì)算法和統(tǒng)計(jì)分析法。 工藝系統(tǒng)集合誤差 機(jī)床的幾何誤差 加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過(guò)機(jī)床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī) 床的精度。機(jī)床制造誤差對(duì)工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工更多精品資料盡在我的主頁(yè) 作精度下降。 主軸回轉(zhuǎn)誤差 機(jī)床主軸是裝夾工件或刀具的基準(zhǔn)，并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具，主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度。 主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸各瞬間的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。它可分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和角度擺動(dòng)三種基本形式。 產(chǎn)生主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸 繞度等。但它們對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度的影響大小隨加工方式的不同而不同。 產(chǎn)生軸向竄動(dòng)的主要原因是主軸軸肩端面和軸承承載端面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。不同的加工方法，主軸回轉(zhuǎn)誤差所引起的的加工誤差也不同。在車(chē)床上加工外圓和內(nèi)孔時(shí)，主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差可以引起工件的圓度和圓柱度誤差，但對(duì)加工工件端面則無(wú)直接影響。主軸軸向回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工外圓和內(nèi)孔的影響不大，但對(duì)所加工端面的垂直度及平面度則有較大的影響。在車(chē)螺紋時(shí)，主軸向回轉(zhuǎn)誤差可使被加工螺紋的導(dǎo)程產(chǎn)生周期性誤差。 適當(dāng)提高主軸及箱體的制造精度，選用高精 度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對(duì)高速主軸部件進(jìn)行平衡，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等，均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。 導(dǎo)軌誤差 導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn)，也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。車(chē)床導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個(gè)方面：在水平面內(nèi)的直線度；在垂直面內(nèi)的直線度；前后導(dǎo)軌的平行度 (扭曲 )。 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 除了導(dǎo)軌本身的制造誤差外，導(dǎo)軌的不均勻磨損和安裝質(zhì)量，也使造成導(dǎo)軌誤差的重要因素。導(dǎo)軌磨損是機(jī)床精度下降的主要原因之一。 傳動(dòng)鏈誤差 傳動(dòng)鏈誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄?兩端傳動(dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來(lái)衡量。 刀具的幾何誤差 任何刀具在切削過(guò)程中，都不可避免地要產(chǎn)生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀地改變。正確地選用刀具材料和選用新型耐磨地刀具材料，合理地選用刀具幾何參數(shù)和切削用量，正確地刃磨刀具，正確地采用冷卻液等，均可有效地減少刀具地尺寸磨損。必要時(shí)還可采用補(bǔ)償裝置對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。 定位誤差 基準(zhǔn)不重合誤差 在零件圖上用來(lái)確定某一表面尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 。在工序圖上用來(lái)確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)。一般情況下，工序基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時(shí)的定位基準(zhǔn) (或測(cè)量基準(zhǔn) )，如果所選用的定位基準(zhǔn) (或測(cè)量基準(zhǔn) )與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差等于定位基準(zhǔn)相對(duì)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量。 定位副制造不準(zhǔn)確誤差 工件在夾具中的正確位置是由夾具上的定位元件來(lái)確定的。夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對(duì)準(zhǔn)確，它們得實(shí)際尺寸 (或 位置 )都允許在分別規(guī)更多精品資料盡在我的主頁(yè) 定得公差范圍內(nèi)變動(dòng)。同時(shí)，工件上的定位基準(zhǔn)面也會(huì)有制造誤差。工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副，由于定位副制造得不準(zhǔn)確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動(dòng)量，稱為定位副制造不準(zhǔn)確誤差。 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差 工件剛度 工藝系統(tǒng)中如果工件剛度相對(duì)于機(jī)床、刀具、夾具來(lái)說(shuō)比較低，在切削力的作用下，工件由于剛度不足而引起的變形對(duì)加工精度的影響就比較大，其最大變形量可按材料力學(xué)有關(guān)公式估算。 刀具剛度 外圓車(chē)刀在加工 表面法線 (y)方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計(jì)。鏜直徑較小的內(nèi)孔，刀桿剛度很差，刀桿受力變形對(duì)孔加工精度就有很大影響。刀桿變形也可以按材料力學(xué)有關(guān)公式估算。 機(jī)床部件剛度 機(jī)床部件由許多零件組成，機(jī)床部件剛度迄今尚無(wú)合適的簡(jiǎn)易計(jì)算方法，目前主要還是用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定機(jī)床部件剛度。變形與載荷不成線性關(guān)系，加載曲線和卸載曲線不重合，卸載曲線滯后于加載曲線。兩曲線線間所包容的面積就是載加載和卸載循環(huán)中所損耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接觸變形功；第一次卸載后，變形恢復(fù)不到第一次加載 的起點(diǎn)，這說(shuō)明有殘余變形存在，經(jīng)多次加載卸載后，加載曲線起點(diǎn)才和卸載曲線終點(diǎn)重合，殘余變形才逐漸減小到零； 機(jī)床部件的實(shí)際剛度遠(yuǎn)比我們按實(shí)體估算的要小。 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差 工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由更多精品資料盡在我的主頁(yè) 熱變形所引起的加工誤差有時(shí)可占工件總誤差的 40%～ 70%。機(jī)床、刀具和工件受到各種熱源的作用，溫度會(huì)逐漸升高，同時(shí)它們也通過(guò)各種傳熱方式向周?chē)奈镔|(zhì)和空間散發(fā)熱量。當(dāng)單位時(shí)間傳入的熱量與其散出的熱量相等時(shí)，工藝系統(tǒng)就達(dá)到了熱平衡狀態(tài) 。 結(jié)論：提高加工精度的途徑 ； ； ； ； 償 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 第五章 主軸的精度檢驗(yàn)及調(diào)整 主軸精度檢驗(yàn)及還原 主軸及主要精度的檢驗(yàn) （ 1）主軸的性能要求，如力學(xué)性能、表面特性等。 （ 2）可能產(chǎn)生的缺陷，如龜裂，裂紋等。 （ 3）易損零件的極限磨損及允許磨損標(biāo)準(zhǔn)。 （ 4）配合件的配合間隙標(biāo)準(zhǔn)。 （ 5）主軸的其他報(bào)廢條件，如軸承合金與其體的結(jié)合強(qiáng)度、平衡性和彈性力消失。 （ 6）主軸表面的異常，工作表面的劃傷、腐蝕、表面儲(chǔ)油性能破壞。 （ 1）檢視法 憑借個(gè)人的感覺(jué)（耳聽(tīng)、目測(cè)）或借助簡(jiǎn)單工具、標(biāo)準(zhǔn)塊等進(jìn)行檢驗(yàn)、比較和判斷主軸的實(shí)效形式。 （ 2）磁粉檢驗(yàn) 利用鐵磁材料在電磁場(chǎng)作用下能夠產(chǎn)生磁化，主軸在磁場(chǎng)的作用下，由于表面存在缺陷，從而顯示出缺陷的位置、形狀和取向。 （ 3）超聲波檢驗(yàn)法 利用主軸內(nèi)的壓電效應(yīng)產(chǎn)生的超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)遇到裂紋，夾渣或縮孔的界 面會(huì)反射在檢測(cè)儀的光頻上，從而確定其缺陷的位置、大小和性質(zhì)。 （ 4）尺寸僅形位精度測(cè)量 用相應(yīng)的測(cè)量工具盒儀器對(duì)鄭州的尺寸、形狀和位置精度進(jìn)行檢驗(yàn)。 （ 5）力學(xué)性能測(cè)定 使用專(zhuān)用儀器、設(shè)備對(duì)主軸的力學(xué)性能參數(shù)的測(cè)定（如更多精品資料盡在我的主頁(yè) 應(yīng)力、強(qiáng)度惡化剛度等）。 檢驗(yàn)后的精度還原 ，塑膠變形，斷裂，腐蝕。 產(chǎn)生的原因：①主軸的磨損時(shí)由于使用過(guò)程中與其它部件的摩擦而產(chǎn)生必不可少的。 ②主軸的塑膠變形和斷裂時(shí)主要由于 操作不當(dāng)造成。 ③主要的腐蝕是由于在化學(xué)作用下引起的。 解決方法：①對(duì)磨損，要提高其表面粗糙度；潤(rùn)滑粘度越高越有利。 ②對(duì)塑性變形和斷裂，主要是操作人注意其正確的操作。 ③對(duì)腐蝕，增加金屬氧化膜，添加緩蝕劑。覆蓋保護(hù)層。 主軸的主要精度檢驗(yàn) 主軸的旋轉(zhuǎn)精度直接影響工件的加工精度，例如在車(chē)床上，安裝卡盤(pán)的定心軸頸與安裝頂針的錐孔中心線的徑向跳動(dòng)，會(huì)影響加工表面的不圓度，而軸向竄動(dòng)則影響加 工螺距的精度。 主軸部件剛度不足，在切削力與傳動(dòng)力的作用下，主軸將產(chǎn)生過(guò)大的變形，主要不僅會(huì)降低加工精度和表面光潔度，同時(shí)還會(huì)是齒輪等傳動(dòng)件和軸承等原因不能均勻受力而惡化了工作條件，磨損加快。 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 、 軸的軸頸是主軸的主要表面，它的質(zhì)量的還壞直接影響主軸工作時(shí)的回轉(zhuǎn)精度。軸頸的直徑精度根據(jù)使用要求常為 IT6，有時(shí)還可以為 IT5，軸頸的幾何形狀精度應(yīng)限制在直徑公差內(nèi)。精度要求高的軸則應(yīng)在圖上專(zhuān)門(mén)標(biāo)注形狀公差。 配合軸頸相對(duì)支承軸頸的同軸度以及軸頸與支承端面的垂直度通常要求較高 。配合軸頸相對(duì)于支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)精度 ，端面圓跳動(dòng)精度。 一般來(lái)說(shuō)，支承軸頸的表面粗糙度要求最小，為 —— 。配合軸頸的表面粗糙度次之，為 —— 。 把軸 1 放在檢驗(yàn)平板 6 上的兩個(gè) V 形架 5 上，主軸后端裝入堵頭 2，堵頭 2中心孔頂一鋼球 3，緊靠支承板 4，在主軸各軸頸處用百分表觸頭與軸頸表面接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，百分表指針的擺動(dòng)差距即為同軸度誤差，軸肩端面圓跳動(dòng)誤差也可以從端面處的百分表讀出。一般應(yīng)將同軸 度誤差控制在 之內(nèi)，端面圓誤差應(yīng)小于 。至于主軸錐孔中心線對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)誤差，可在放置好的主軸錐孔內(nèi)放入錐柄檢驗(yàn)棒，然后將百分表觸頭分別觸及錐柄檢驗(yàn)棒靠近主軸端及相距 300mm 處的兩點(diǎn)，回轉(zhuǎn)主軸，觀察百分表指針，即可測(cè)的主軸錐孔中心線對(duì)支承軸頸的徑向跳動(dòng)誤差。 主軸的圓度誤差可用千分尺和圓度儀測(cè)量；其他損壞、碰傷的情況可目測(cè)看到。 更多精品資料盡在我的主頁(yè) 7. 精度檢驗(yàn)后的調(diào)整 選擇和機(jī)床精度、主軸的等級(jí)精度相應(yīng)的精度等級(jí)的軸承、齒輪等部件。根據(jù)主軸的工作條件 選擇適當(dāng)?shù)呐浜稀?duì)滾動(dòng)軸承經(jīng)行預(yù)緊。 注意安全操作，不要裝夾零件是超載。