【正文】 關(guān)系。 結(jié)構(gòu) 為了提高剛度，主軸的直徑應(yīng)該大些。 主軸材料的選擇主要根據(jù)耐磨性和熱處理變形來考慮。 主軸的形狀，尺寸確定之后，剛度主要取決于材料的彈性模量。 為了提高耐磨性，一般機(jī)床主軸上的上述部分應(yīng)淬硬至 HRC60左右，深約 1mm. 主軸承載后允許的彈性變形很小，引起的應(yīng)力通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼的強(qiáng)度極限。 主軸組件的耐磨性是指長期保持原始精度的能力，即精度保持性。 由于受熱膨脹是材料固有的性質(zhì)，因此高精度機(jī)床要進(jìn)一步提高加工精度，往往受熱變形的限制。主軸箱因溫升而變形，使主軸偏離正確位置。 主軸組件受熱伸長，使軸承間隙發(fā)生變化。 目前，尚未制定出抗振性的指標(biāo)，只有一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可供設(shè)計時參考。 振動表現(xiàn)為強(qiáng)迫振動和自激振動兩種形式。 各類機(jī)床主軸組件的剛度目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 主軸組件的靜剛度（簡稱剛度）反映組件抵抗靜態(tài)外載荷變形的能力。還決定于主軸轉(zhuǎn)速，支撐的設(shè)計和性能，潤滑劑及主軸組件的平衡。 m 第二章 主軸的要求及結(jié)構(gòu) 主軸的旋轉(zhuǎn)精度 是指裝配后，在無載荷，低轉(zhuǎn)速的條件下，主軸前端工件或刀具部位的徑向跳動和軸向跳動。主軸前后的受力不同，故要選用不同的軸承。我主要設(shè)計的是主軸部分。 5 第一章 設(shè)計題目及參數(shù) 題目 本 設(shè)計的題目是數(shù)控車床的主軸組 件的設(shè)計。通過設(shè)計學(xué)習(xí)查閱有關(guān)設(shè)計手冊、 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和資料，達(dá)到積累設(shè)計知識和提高設(shè)計能力的目的。 本 課題的目的和意義在于通過設(shè)計中運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的理論知識，生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐知識，達(dá)到鞏固、加深和擴(kuò)大所學(xué)知識的目的。實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程的數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。它的發(fā)展代表了一個國家設(shè)計、制造的水平，在國內(nèi)外都受到高度重視。 37 4 緒 論 隨著市場上產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快和對零件精度提出更高的要求，傳統(tǒng)機(jī)床已不能滿足要求。 35 參考文獻(xiàn) 33 設(shè)計心得 32 32 主軸滾動軸承的潤滑 28 25 24 有關(guān)零件結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計 24 設(shè)計內(nèi)容和步驟 24 各零件結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計 24 7， 3 主軸箱展開圖的設(shè)計 23 21 齒輪模數(shù)的估算 20 傳動軸的估算 20 驅(qū)動源的選擇 20 19 七、主軸箱箱體的設(shè)計 16 3 17 15 六、主軸軸承的選擇 14 軸的剛度計算 13 主軸跨距的確定 12 主軸內(nèi)徑 d 11 主軸前端直徑 D1 10 五、主軸主要參數(shù)的計算及校核 8 四、機(jī)床夾具的確定 7 三、主傳動系統(tǒng)變速方式 7 7 6 5 5 旋轉(zhuǎn)精度 5 二、主軸的要求及結(jié)構(gòu) 5 題目 4 一、設(shè)計題目及參數(shù) 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 機(jī)電工程 系 級 機(jī)電一體化 專業(yè) 題 目： 數(shù)控車床主軸組件設(shè)計 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 班 級： 2021 年 06月 10日 2 目 錄 緒 論 5 參數(shù) 5 主軸的要求 6 6 11 12 主軸前端懸伸量確定 16 軸承的選型 16 角接觸球軸承 19 19 20 27 7． 主軸組件的剛度和剛度損失的計算 30 八、主軸組件的潤滑和密封 32 潤滑 33 數(shù)控機(jī)床由于眾多的優(yōu)點(diǎn)已成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流方向。 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是信息集成和系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)設(shè)備，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生產(chǎn)效率高、自動化程度高、對加工對象的適應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f，機(jī)械制造競爭的實(shí)質(zhì)就是數(shù)控技術(shù)的競爭。通過設(shè)計分析比較機(jī)床的某些典型機(jī)構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)，學(xué)習(xí)構(gòu)造設(shè)計，進(jìn)行設(shè)計 、 計算和編寫技術(shù)文件，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計步驟和方法的目的。通過設(shè) 計獲得設(shè)計工作的基本技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行一般機(jī)械的設(shè)計創(chuàng)造一定的條件。它主要由主軸箱，主軸，電動機(jī)，主軸脈沖發(fā)生器等組成。 主軸是加工中心的關(guān)鍵部位，其結(jié)構(gòu)優(yōu)劣對加工中心的性能有很大的影響，因此，在設(shè)計的過程中要多加注意。 參數(shù) 床身回轉(zhuǎn)空間 400mm 尾架頂尖與主軸端面距離 1000mm 主軸卡盤外徑Φ 200mm 最大加工直徑Φ 600mm 棒料作業(yè)能力 50～ 63mm 主軸前軸承內(nèi)和 110～ 130mm 最大扭矩 480N 主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度主要取決于各主要件，如主軸、軸承、箱體孔 6 的的制造，裝配和調(diào)整精度。 通用（包括數(shù)控）機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度已有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可循。影響主軸組件彎曲剛度的因素很多，如主軸的尺寸和形狀，滾動軸承的型號，數(shù)量，配置形式和 預(yù)緊 ，前后支撐的距離和主軸前端的 懸伸量，傳動件的布置方式，主軸組件的制造和裝配質(zhì)量等。 主軸組件工作時產(chǎn)生震動會降低工件的表面質(zhì)量和刀具耐用度，縮短主軸軸承壽命，還會產(chǎn)生噪聲影響環(huán)境。 影響抗振性的因素主要有主軸組件的靜剛度，質(zhì)量分布和阻尼（特別是主軸前支撐的阻尼） ， 主軸的固有頻率應(yīng)遠(yuǎn)大于自激振動的頻率，以使它不易發(fā)生共振。 主軸組件工作時因各相對運(yùn)動 處的摩擦和攪油等而發(fā)熱，產(chǎn)生溫升，從而使主軸組件的形狀和位置發(fā)生變化（熱變形）。溫度使?jié)櫥驼扯冉档停? 7 降低了軸承的承載能力。前后軸承的溫度不同，還會導(dǎo)致主軸軸線傾斜。研究如何減少主軸組件的發(fā)熱，如何控制溫度，是高精度機(jī)床主軸組件的研究的主要課題之一。對精度有影響的首 先是軸承，其次是安置刀，夾具和工件的部位，如錐孔，定心軸徑等。因此，強(qiáng)度一般不做為選材的依據(jù)。各種材料的彈性模量幾乎相同，因此剛度也不是選材的依據(jù)。普通機(jī)床的材料通常是 45號或 60號優(yōu)質(zhì)中碳鋼，數(shù)控機(jī)床需調(diào)質(zhì)處理 和淬火 。前軸承到主軸前端的距離（稱懸伸量）應(yīng)盡可能小一些。 主軸中 的 孔 主要 用 于 通過棒料，拉桿或其它工具。 主軸的結(jié)構(gòu)如（附圖 1）。這種方式在大、中型數(shù)控機(jī)床采用較多。以獲得強(qiáng)有力的切削時所需要扭矩。所以經(jīng)齒輪變速后，實(shí)現(xiàn) 8 段無級變速，調(diào)速范圍增加。但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 9 需要增加潤滑及溫度控制裝置。（參圖 a） （ 2）一級帶傳動變速方式。采用 V 型帶或同步 帶傳動，可以避免齒輪傳動時可引起的振動與噪聲，適用于低扭矩特性要求的主軸。（參圖 b） （ 3）調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動方式，這種主軸傳動方式大大簡化了主軸箱體與主軸 的結(jié)構(gòu)，有效地提高主軸部件的剛度，由于結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少， 加工中心的可加工空間相對變大。（參圖 c） （ 4）電主軸直接驅(qū)動方式：這種驅(qū)動方式其實(shí)和（ c 圖 ）方式差不多，但這種傳動方式結(jié)構(gòu)方式更為緊湊，占用空間更小。但是這種電機(jī)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。且容易發(fā)熱，同樣會影響主軸精度。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)。 第四章 機(jī)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。 對于數(shù)控車床夾具主要就是卡盤夾具。另外液壓和氣動松緊卡盤實(shí)際工作原理相似，一個是油泵進(jìn)行驅(qū)動，一 11 個是氣泵驅(qū)動，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡明，傳動機(jī)構(gòu)簡單。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。 第五章 主軸主要參數(shù)的計算及校核 主軸的主要