【正文】 為 NN3000k(舊編號(hào)為 3182100)系列，后者為 NNU4900K(舊編號(hào)4482900)系列。后者只有大型，最小內(nèi)徑 100mm。這種軸承多用于載荷較大，剛度要求較高，中等轉(zhuǎn)速的地方。圖 32 雙列圓柱滾子(2)雙向推力角接觸球軸承(Double direction angular contact thrust ball bearing)這種軸承與雙列圓柱滾子軸承相配套，用于承受軸向載荷，如圖 33 所示。軸承由左右內(nèi)圈 1 和 5，外圈 3，左右兩列滾珠及保持架 2 和 4，隔套 6 組成。修磨隔套 6 的厚度就能消除間隙和預(yù)緊。它的公稱外徑與同孔徑的雙列圓柱滾子軸承相同，但外徑公差帶在零線的下方，與殼體之間有間隙，故不承受徑向載荷，專作推力軸承使用。接觸角有 的，編號(hào)為 234400(舊編號(hào) 2268100)。瑞典 SKF 公60?司還有 = 的，編號(hào)為 246800，形狀與 234400 相同。S 它的內(nèi)、外?4?徑和公差都與 23440 系列相同，但寬度較窄。接觸角 = ，稱為?40?BTAB 系列。日本的 NSK 公司還有單向推力角接觸球軸承，形狀與圖 130 相同，但稍窄，外徑公差帶在零線下方。一對(duì)軸承背靠背配套使用。= 的為 BA10X 系列 = 的為 BT10X 系列。 越小，允許轉(zhuǎn)速越高，?30??40?但軸向剛度越低。圖 33 雙向推力角接觸球軸承1左內(nèi)圈； 4滾珠； 3外圈； 5右內(nèi)圈； 6隔套（3)角接觸球軸承 如圖 34，這種軸承既可以承受徑向載荷，又可承受軸向載荷。常用的接觸角有兩種： 和 。其中，25???1?的編號(hào)為 7000AC 型(舊代號(hào)為 46100 型)，屬特輕型；或編號(hào)為25???7190AC 型(舊代號(hào)為 46900 型)，屬超輕型。 的編號(hào)為 7000C 型?(舊代號(hào)為 3610 型)．屬特輕型；或編號(hào)為 7190C 型(舊代號(hào)為 1036900型)，屬超輕型。如下圖所示。圖 34 角接觸球軸承圖 35 為角接觸球軸承的組配方式，這種球軸承為點(diǎn)接觸，剛度較低。為了提高剛度和承載能力，常用多聯(lián)組配的辦法。如下圖（a）(b)(c)所示為三種基本組配方式，分別為背靠背，面對(duì)面相同向組配，代號(hào)分別為 DB、DF 和 DT。這三種組配方式兩個(gè)軸承都能共同承受徑向載荷。背靠背和面對(duì)面組配都能受雙向軸向載荷；同向組配則只能承受單向軸向載荷。背靠背與面對(duì)面相比，支承點(diǎn)(接觸線與軸線的交點(diǎn))間的距離 4B 前者比后者大，因而能產(chǎn)生一個(gè)較大的抗彎力矩，即支承剛度較大。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸承外圍的散熱條件比內(nèi)圈好，因此，內(nèi)圈的溫度將高于外圈，徑向膨脹的結(jié)果將使軸承的過(guò)盈加大。軸向膨脹對(duì)背靠背組配將使過(guò)盈減小，于是，可以補(bǔ)償一部分徑向膨脹；面對(duì)于面對(duì)面組配，將使過(guò)盈進(jìn)一步增加。基于上述分析，主軸受有彎矩，又屬高速運(yùn)轉(zhuǎn)，因此主軸軸承必須采用背靠背組配。面對(duì)面組配常用于絲杠軸承。圖 35 角接觸球軸承的組配軸承配置采用速度型，其結(jié)構(gòu)如下：``主軸前軸徑采用三列角接觸軸承，后軸徑采用單列角接觸軸承。這樣既可以提高剛度，也可滿足使用要求，主軸軸承等級(jí)選取為 級(jí)。4p主軸前軸承采用 7317AC 中窄型角接觸軸承；后軸徑軸承采用7313AC 中窄型角接觸軸承。 主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定主軸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有主軸前、后軸頸直徑 和 ，主軸內(nèi)孔直1D2徑 d，軸前端懸伸量 a 和主軸主要支撐間的跨距 L，這些參數(shù)直接影響主軸旋轉(zhuǎn)精度和主軸剛度。⑴主軸前軸承軸徑 的選取1D車床主軸前徑是按車床的主參數(shù)最大加工直徑 來(lái)確定。???所以： 或???綜合考慮取 m⑵主軸后軸承軸徑 ：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式2 12)(D??所以： m5.?綜合考慮取主軸后軸承軸徑 952?⑶ 主軸內(nèi)孔直徑 d 的確定很多機(jī)床主軸是空心的，內(nèi)孔直徑與與其用途有關(guān)。車床主軸內(nèi)孔用來(lái)安裝送加料機(jī)構(gòu)，為了不過(guò)多削弱主軸的剛度，臥式車床的主軸孔徑 d 通常不小于主軸平均直徑的 55%60%，取 d=52mm⑷主軸前端懸懸伸量的確定主軸前端懸伸量 a 是指主軸前端面到前軸承懸伸量反里作用中點(diǎn)（或者徑向支撐中點(diǎn)）的距離。它主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)、前支撐配置和密封裝置的形式和尺寸，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。由于前端懸伸量對(duì)主軸部件的剛度，抗震性的影響很大，因此，設(shè)計(jì)是應(yīng)盡量縮短該懸伸量，這里取 a=145mm。⑸主軸主要支撐間跨距 L 的確定合理確定主軸主要支撐間的跨距，是獲得主軸部件最大靜剛度的重要條件之一。支撐跨距過(guò)小，主軸的彎曲變形固然較小，但因支撐變形引起主軸前軸端的位移量增大，反之，支撐跨距過(guò)大，支撐變形引起主軸前軸端的位移量盡管見效了，但主軸的彎曲變形增大，也回引起主軸前端叫大的位移。因此存在一個(gè)最佳跨距，在該跨距時(shí)，因主軸彎曲變形和支撐變形引起主軸前軸的總位移量最小。但是在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)由于結(jié)構(gòu)哂納感的原因，以及支撐剛度因磨損會(huì)不斷降低，主軸主要前支撐間的實(shí)際跨距往往大于上述最佳跨距取 。mL320? 主 軸組件校核主軸最大扭矩 mNnPTj ???????566 dFt Ntr 280tan60an???? 75,5ABBCCDlmllm圖 36 為主軸上受力點(diǎn)的受力分析，求 B 點(diǎn)支承力，如圖（b） ， （c）圖 36 主軸上受力點(diǎn)的受力分析 22)(ABDABCCrrbLF??（31） 22)(ABDABCCttbLF??(32) 把數(shù)據(jù)代入式（31）和式（32）得 NFrb28?NFtb761?求 A 點(diǎn)支承力，如圖（d）垂直面內(nèi) 0???CDrBrbADraLFLF Arrra?(33)把數(shù)據(jù)代入式（33）得 NFrb235?水平面內(nèi)，圖（c） 0??CDtBtbADtaLLF Artta?(34) 把數(shù)據(jù)代入得 NFta567?求 D 點(diǎn)支承力垂直面內(nèi) 0???ABrbCrArdLL ADrBrbrdF?(35)把數(shù)據(jù)代入得 NFrd259??水平面內(nèi) 0??ABtbCtADtdLLAtBtbtdF?數(shù)據(jù)代入得 Ntd78?彎矩圖（i）垂直面內(nèi)，圖（e） （f）B 點(diǎn)左： mNLFMABra ??????642572351C 點(diǎn)右： CDrd 092水平面內(nèi)，圖（g） （h）B 點(diǎn)左： NLFABta ??????159275639。1C 點(diǎn)右： mMCDtd 02839。2彎矩圖如下： 7196547022239。 ?????C 039。1BmNT??)(132??????????2)5????主軸的剛度計(jì)算 跨度 L=320mm前端徑向跳動(dòng) .][??軸端撓度 y3.][?.. ???懸伸量 m145222105198RTPN???65()9810362..6[]BCDEBNClLLIy y????前軸承處傾斜角 [ ]《?6521298036..2[]BCDCPLLEI ???（ ） 《齒輪處傾斜角齒向交角 ???? 25251980[].CPb??〈切向交角 65()?????徑向交角 65()?????法向齒向交角 .94..9[]TR?????經(jīng)校核，該主軸的強(qiáng)度和剛度均符合要求。 主軸脈沖編碼器的加裝主軸經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上加工螺紋或絲杠，需要配置主軸脈沖發(fā)生器作為車床主軸位置信號(hào)的反饋元件，它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)出主軸轉(zhuǎn)角位置變化信號(hào)，輸送到數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)按照所需加工的螺距進(jìn)行計(jì)算處理，從而控制機(jī)床縱向或橫向步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)加工螺紋的目的。在使用主軸脈沖發(fā)生器時(shí)，受到步進(jìn)電機(jī)頻率的限制。如采用1000Hz 工作頻率，加工 3mm 螺距的螺紋時(shí)，步進(jìn)電機(jī)頻率為 300Hz， ，而主軸脈沖發(fā)生器頻率為： ，所以車床主軸轉(zhuǎn)速Hzz6010??為 。即車床主軸的轉(zhuǎn)速不得超過(guò) ，min/23061rn?? min/20r如果主軸脈沖發(fā)生器的頻率提高到 ，轉(zhuǎn)速也僅達(dá)到 。z24由此可知，當(dāng)螺距月越大時(shí)，允許的車床主軸轉(zhuǎn)速也就越低。主軸脈沖發(fā)生器的安裝，通常采用同軸安裝和異軸安裝兩種方式，其連接方式如圖 36 所示。圖 36 主軸脈沖發(fā)生器的連接圖主軸脈沖發(fā)生器屬光學(xué)元件，安裝擺放時(shí)應(yīng)小心輕放，不能有較大的沖擊和振動(dòng)，以防損壞玻璃光柵，造成報(bào)廢。注意脈沖發(fā)生器的最高允許轉(zhuǎn)速，車床主軸的轉(zhuǎn)速必須小于次轉(zhuǎn)速，以免損壞脈沖發(fā)生器。4 刀架及導(dǎo)軌部分的改造設(shè)計(jì) 刀架改造設(shè)計(jì) 電動(dòng)刀架的選擇 刀架是車床的一個(gè)重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和效率。臥式車床改造應(yīng)拆除原手動(dòng)刀架和小托板，安裝有數(shù)控系統(tǒng)控制的絲工位電動(dòng)刀架，效率好，工藝性能可靠。根據(jù)車床型號(hào)及主軸中心高度，選用 LD4I 系列四工位自動(dòng)刀架。其外形尺寸及安裝尺寸見圖 41 及表 41。圖 41 外形尺寸及安裝尺寸圖表 41 外形尺寸及安裝尺寸圖中字母對(duì)應(yīng)的數(shù)值（mm) 電動(dòng)刀架的工作原理及控制LD4I 型電動(dòng)刀架采用渦輪蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤嚙合，蝸桿夾緊的工作原理。具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大優(yōu)點(diǎn)。發(fā)信轉(zhuǎn)位采用霍爾元件，使用壽命長(zhǎng)。其工作原理為：當(dāng)微機(jī)發(fā)出換刀信號(hào)后，刀架控制器中繼電器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正傳驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，蝸桿升降機(jī)構(gòu)使上刀體上升。當(dāng)上刀體上升到一定高度時(shí)，離合轉(zhuǎn)盤起作用，帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)。刀架上端上的發(fā)信盤中對(duì)應(yīng)每個(gè)刀位都安裝一個(gè)霍爾元件，當(dāng)上刀體旋轉(zhuǎn)到某一刀位時(shí)，該刀架的霍爾元件向數(shù)控系統(tǒng)輸出低電平，而其他刀位霍爾元件輸出高電平。在刀體旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，發(fā)信盤不斷向數(shù)控系統(tǒng)反饋刀位信號(hào)。數(shù)控系統(tǒng)將反饋刀位信號(hào)與指令信號(hào)相比較，當(dāng)兩信號(hào)相同時(shí)，說(shuō)明上刀體已旋轉(zhuǎn)到所選刀位。此時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)立即控制刀架控制繼電器使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，活動(dòng)銷反靠在反靠盤上初定位。在活動(dòng)銷反靠作用下，螺桿帶動(dòng)刀體下降，直至齒牙盤嚙合，完成精定位，并通過(guò)渦輪桿鎖緊螺母，使刀架緊固。向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)位完成信號(hào)，切斷電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，完成選刀過(guò)程。利用系統(tǒng)內(nèi)軟件控制換刀過(guò)程，其 PLC 邏輯已固化在系統(tǒng)控制程序內(nèi)，可控制 4 個(gè)工位電動(dòng)刀架換刀，其過(guò)程如圖 42 所示。圖 42 刀架換到流程圖 電動(dòng)刀架的安裝電動(dòng)刀架安裝時(shí)，去掉車床的小托板，置刀架與中托板上，卸掉電機(jī)風(fēng)罩，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，或轉(zhuǎn)動(dòng)軸承蓋處之內(nèi)六角螺孔，使刀架轉(zhuǎn)動(dòng)到 450 左右時(shí)，裝上螺釘，然后固定刀架即可。電動(dòng)刀架安裝方便，安裝時(shí)必須注意以下兩點(diǎn)：（1）電動(dòng)刀架的兩側(cè)面與原車縱、橫向的進(jìn)給方向平行。（2）電動(dòng)刀架與系統(tǒng)的連線在安裝時(shí)應(yīng)合理，以免加工時(shí)切削、冷夜及其他雜物磕碰電動(dòng)刀架連線。故電動(dòng)刀架與系統(tǒng)的連線可沿橫向工作臺(tái)左側(cè)面先走線到車床后面，再沿車床導(dǎo)軌下方拉出一鐵絲滑線，走線到系統(tǒng)。 機(jī)床尾座的改造設(shè)計(jì)尾座體的移動(dòng)由滑板帶動(dòng)，尾座體移動(dòng)后，由手動(dòng)控制的液壓缸將其鎖緊在床身上。在調(diào)整機(jī)床時(shí)，可以手動(dòng)控制尾座套筒移動(dòng)。頂尖１與尾座套筒２用錐孔連接，尾座套筒帶動(dòng)頂尖一起移動(dòng)。在機(jī)床上自動(dòng)工作循環(huán)中，可通過(guò)加工程序由數(shù)控系統(tǒng)控制尾座套筒的移動(dòng)。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出尾座套筒伸出的指令后，液壓電磁閥動(dòng)作，壓力油通過(guò)活塞桿４的內(nèi)孔進(jìn)入套筒液壓缸的左腔，推動(dòng)尾座套筒伸出。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)指令其退回時(shí)，壓力油進(jìn)入套筒液壓缸的右腔，從而使尾座套筒退回。尾座套筒移動(dòng)的行程，靠調(diào)整套筒外部連接的行程桿１０上面的移動(dòng)擋塊６來(lái)完成。下圖所示為移動(dòng)擋塊的位置在右端極限位置時(shí)，尾座套筒的行程最長(zhǎng)。當(dāng)尾座套筒伸出到位時(shí)，行程桿上的擋塊６壓下確認(rèn)開關(guān)９，向控制系統(tǒng)發(fā)出尾座套筒到位信號(hào)。當(dāng)尾座套筒退回時(shí)，行程桿上的固定擋塊７壓下確認(rèn)開向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出尾座套筒退回的確認(rèn)信號(hào)。 機(jī)床導(dǎo)軌部分的改造設(shè)計(jì)所選車床用的時(shí)間久，導(dǎo)軌表面有明顯的劃痕，摩擦系數(shù)變大，容易產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的失動(dòng)，數(shù)控機(jī)床一般采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌，滑動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)用較少，為了恢復(fù)機(jī)床導(dǎo)軌的精度，提高機(jī)床的穩(wěn)定性，提高機(jī)床的防爬行和吸振功能，選用聚四氟乙烯基軟帶改造機(jī)床導(dǎo)軌。 聚四氟乙烯基軟帶的主要性能聚四氟乙烯基軟帶是塑料導(dǎo)軌中最成功、性能最好的一種。它是以聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬和石墨等充填劑混合燒結(jié)，并做成軟帶狀，厚度為 ～。其主要性能特點(diǎn)是： （1）摩擦特性好。鑄鐵—淬火鋼導(dǎo)軌副的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)相差很大，而金屬—聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)基本不變。良好的摩擦特性使聚四氟乙烯塑料導(dǎo)軌能防止低速爬行，使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，定位精度高，并運(yùn)動(dòng)靈敏。 （2）耐磨性好。除摩擦系數(shù)低外，聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶材料中含有青銅、二硫化鉬和石墨，因此本身