立式数控铣床主轴部件的设计

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1、明 德 砺 志 博 学 笃 行数 控 立 式 铣 床 主 轴 结 构 设 计 专 业 ： 机 制 主 讲 人 ： 戎 娜 黄 兰 王 耀 锋 明 德 砺 志 博 学 笃 行主 轴 组 件 的 设 计u 主 轴 组 件 主 要 包 括 ： 主 轴 、 主 轴 支 撑 和安 装 在 主 轴 上 的 传 动 件 、 密 封 件 等u 因 为 主 轴 带 动 工 件 或 刀 具 直 接 参 加 工 件表 面 形 成 运 动 ， 所 以 它 的 工 作 性 能 对 加 工质 量 和 生 产 率 产 生 直 接 影 响 ， 是 机 床 最 重要 的 部 件 之 一 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行一 、

2、 主 轴 组 件 的 设 计 要 求u回 转 精 度主 轴 组 件 的 回 转 精 度 ,是 指 主 轴 的 回 转 精 度 。 当 主 轴 做 回 转 运 动时 ， 线 速 度 为 零 的 点 的 连 线 称 为 主 轴 的 回 转 中 心 线 。 回 转 中心 线 的 空 间 位 置 ， 每 一 瞬 间 都 是 变 化 的 。 这 些 瞬 间 回 转 中 心 线的 平 均 空 单 位 转 移 不 为 理 想 回 转 中 心 线 ， 理 想 回 转 中 心 线 在 空 间位 置 的 距 离 ， 就 是 主 轴 的 回 转 误 差 ， 而 回 转 误 差 的 范 围 ， 就 是主 轴 的 回

3、转 精 度 。 纯 向 误 差 、 角 度 误 差 和 轴 向 误 差 ， 它 们 很少 单 独 存 在 。 当 径 向 误 差 和 角 度 误 差 同 时 存 在 构 成 径 向 跳 动 ，而 轴 向 误 差 和 角 度 误 差 同 时 存 在 构 成 端 面 跳 动 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行u主 轴 刚 度 主 轴 组 件 的 刚 度 是 指 受 外 力 作 用 时 ， 主 轴 组 件 抵 抗 变形 的 能 力 。 通 常 以 主 轴 前 端 产 生 单 位 位 移 时 ， 在 位 移方 向 上 所 施 加 的 作 用 力 大 小 来 表 示 。 主 轴 组 件 的 刚 度越 大

4、 ， 主 轴 受 力 的 变 形 就 越 小 。 主 轴 组 件 的 刚 度 不 足 ，在 切 削 力 及 其 他 力 的 作 用 下 ， 主 轴 将 产 生 较 大 的 弹 性变 形 ， 不 仅 影 响 工 件 的 加 工 质 量 ， 还 会 破 坏 齿 轮 、 轴承 的 正 常 工 作 条 件 ， 使 其 加 快 磨 损 ， 降 低 精 度 。 主 轴部 件 的 刚 度 与 主 轴 结 构 尺 寸 、 支 撑 跨 距 、 所 选 轴 承 类型 及 配 置 形 势 、 砂 间 隙 的 调 整 、 主 轴 上 传 动 元 件 的 位置 等 有 关 明 德 砺 志 博 学 笃 行 主 轴 组 件

5、 的 抗 振 性 是 指 切 削 加 工 时 ， 主 轴 保 持 平 稳 的 运 转 而 不 发 生 振 动 的 能 力 。 主 轴 组 件 抗 振 性 及 在 必 要 时安 装 阻 尼 （ 消 振 ） 器 。 另 外 ， 使 主 轴 固 有 频 率 远 远 大 于 激振 力 的 频 率 。u主 轴 抗 振 性u主 轴 温 升 主 轴 组 件 在 运 转 中 ， 温 升 过 高 会 起 两 方 面 的 不 良 结 果 ：一 是 主 轴 组 件 和 箱 体 因 热 膨 胀 而 变 形 ， 主 轴 的 回 转 中 心 线和 机 床 其 他 件 的 相 对 位 置 会 有 变 化 ， 直 接 影 响

6、 加 工 精 度 ；其 次 是 轴 承 等 元 件 会 因 温 度 过 高 而 改 变 已 调 好 的 间 隙 和 破坏 正 常 润 滑 条 件 ， 影 响 轴 承 的 正 常 工 作 。 严 重 时 甚 至 会 发 生 ： “ 抱 轴 ” 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行 明 德 砺 志 博 学 笃 行 明 德 砺 志 博 学 笃 行主 轴 主 要 结 构 参 数 的 确 定 主 轴 的 主 要 结 构 参 数 有 ： 主 轴 前 、 后 轴 颈 D1和 D2， 主 轴 内 孔 直 径 d， 主轴 前 端 悬 伸 量 a和 主 轴 主 要 支 撑 间 的 跨 距 L。 这 些参 数 直 接

7、 影 响 主 轴 旋 转 精 度 和 主 轴 的 刚 度 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行 XK5040数 控 铣 床 主 轴 规 格 ： 主 轴 锥 度 ： 7:24 mm 主 轴 转 速 ： 100 4000 rpm 轴 承 润 滑 方 式 ： 润 滑 油 主 轴 马 达 功 率 ： 5.4/7.5（ 30min） kw 明 德 砺 志 博 学 笃 行u主 轴 直 径 主 轴 直 径 越 大 ， 其 刚 度 越 高 ， 但 使 得 轴 承 和 轴 上 其 他 零 件 的 尺 寸 相 应 增 大 。 轴 承 的直 径 越 大 ， 同 等 级 精 度 轴 承 的 公 差 值 也 越 大 ，

8、要 保 证 主 轴 的 旋 转 精 度 就 越 困 难 。 同 时极 限 转 数 下 降 。 实 际 尺 寸 要 在 主 轴 组 件 结 构 设 计 时 确 定 。 前 、 后 轴 颈 的 差 值 越 小 则 主轴 的 刚 度 越 高 ， 工 艺 性 能 也 越 好 。 一 般 前 后 端 轴 颈 ： D2 （ 0.7-0.85） D1 1、 主 轴 最 小 直 径 的 估 算 当 数 值 上 p 时 ， 可 按 扭 转 刚 度 估 算 最 小 轴 径 ， 即 ： 式 中 ： d 主 轴 的 最 小 直 径 （ cm） P 主 轴 传 递 的 功 率 (kw)， 已 给 出 P=5.4kw 主

9、 轴 的 计 算 转 速 (r/min)， 已 给 出 =160r/min 代 人 数 值 得 ： d 4.4cm 取 主 轴 的 最 小 直 径 =45mm， 最 小 直 径 本 应 该 是 后 轴 颈 ， 但 是 考 虑 到 轴 承 的 轴 向固 定 采 用 锁 紧 螺 母 ， 应 留 锁 紧 螺 母 的 位 置 。 考 虑 到 轴 上 装 轴 承 ， 有 配 合 要 求， 应 将 后 轴 颈 的 直 径 圆 整 到 标 准 直 径 ， 同 时 要 考 虑 到 选 择 轴 承 的 类 型 ， 因 此选 择 后 轴 颈 的 直 径 =50，jn 411 jnpd jn 明 德 砺 志 博 学

10、 笃 行u主 轴 内 孔 直 径 主 轴 内 孔 直 径 与 机 床 的 类 型 有 关 ， 确 定 孔 径 的 原 则 是 ： 为 减 轻 主 轴 重 量 ， 在 满 足 上 述 工艺 要 求 及 不 削 弱 主 轴 刚 度 的 前 提 下 ， 尽 量 取 较 大 值 ， 孔 径 d对 主 轴 刚 度 的 影 响 是 通 过 抗弯 截 面 惯 性 矩 而 体 现 的 ， 即 主 轴 本 身 的 刚 度 正 比 于 抗 弯 截 面 惯 性 矩 ， 其 关 系 式 为 空 / 实 根 据 上 式 可 绘 制 出 主 轴 孔 径 对 主 轴 刚 度 影 响 曲 线 ， 如 图 4-1 D主 轴 平

11、 均 直 径 d主 轴 平 均 孔 径 K空 直 径 为 实 心 主 轴 刚 度 ， K实 直 径 为 ， 孔 径 为 d的 空 心 轴 的 刚 度 。44 44 )(164 64)( DdDdD 空 /实 明 德 砺 志 博 学 笃 行 由 图 4-1知 ： 当 d 0.5时 ， 内 孔 d对 主 轴 刚 度 几 乎 无 影 响 ，通 常 取 孔 径 d的 极 限 值 0.7D。 此 时 空 0.75 实 ， 即 刚 度 消弱 量 小 于 25%， 若 孔 径 再 大 主 轴 刚 度 急 剧 下 降 ， 一 般 铣 床 主 轴 孔径 d可 比 刀 具 拉 杆 直 径 大 5 10mm。 明

12、德 砺 志 博 学 笃 行u主 轴 悬 伸 量 a l 主 轴 悬 伸 量 （ 又 称 悬 伸 长 度 ） 是 指 主 轴 前 端 至 前 支 承 点 的距 离 ， 它 的 大 小 对 主 轴 组 件 的 刚 度 和 抗 振 性 有 显 著 影 响 。悬 伸 量 小 ， 轴 端 位 移 就 小 ， 刚 度 得 到 提 高 。 l 主 轴 悬 伸 量 的 大 小 往 往 受 结 构 限 制 ， 主 要 取 决 于 主 轴 端 部的 结 构 型 式 及 尺 寸 、 刀 具 或 夹 具 的 安 装 方 式 、 前 轴 承 的 类型 及 配 置 、 润 滑 与 密 封 装 置 的 结 构 尺 寸 等

13、。 l 主 轴 前 后 支 承 跨 距 （ 简 称 支 距 ） L对 主 轴 组 件 的 刚 度 、 抗振 性 和 旋 转 精 度 等 有 较 大 的 影 响 。 u支 承 跨 距 L 明 德 砺 志 博 学 笃 行 支 承 跨 距 过 小 ， 主 轴 的 弯 曲 变 形 固 然 较 小 ， 但 因 支 承变 形 引 起 主 轴 前 轴 端 的 位 移 量 增 大 ； 反 之 ， 支 承 跨 距 过 大， 支 承 变 形 引 起 主 轴 前 轴 端 的 位 移 量 尽 管 减 小 了 ， 但 主 轴的 弯 曲 变 形 增 大 ， 也 会 引 起 主 轴 前 端 较 大 的 位 移 。 因 此

14、存在 一 个 最 佳 跨 距 L0， 在 该 跨 距 时 ， 因 主 轴 弯 曲 变 形 和 支 承变 形 引 起 主 轴 前 轴 端 的 总 位 移 量 为 最 小 。 一 般 取 L0=（ 2 3.5） a， 本 文 所 设 计 的 主 轴 暂 取 L=2.5a=360， 但 是 实 际 结 构 设计 时 ， 由 于 结 构 上 的 原 因 ， 以 及 支 承 刚 度 因 磨 损 会 不 断 降低 ， 主 轴 主 要 支 承 间 的 实 际 跨 距 L往 往 大 于 最 佳 跨 距 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行 跨 距 L对 主 轴 组 件 刚 度 的 影 响 (1) 刚 性 轴 承

15、 上 弹 性 主 轴 的 端 部 位 移 y1 (2) 弹 性 轴 承 上 刚 性 主 轴 的 端 部 位 移 y2 (3) 主 轴 端 部 的 总 位 移 y (4) 最 佳 支 距 L 0的 确 定 3 21 3 3aFa Fa Ly EI EI 2 22 (1 ) ( )A BF a F ay K L K L 3 2 2 21 2 1 1 (1 ) ( ) 3 3a A Ba a L a ay y y F EI EI K L K L 30 06 6 ( 1) 0AA A BKEI EIL LK a K K 明 德 砺 志 博 学 笃 行 数 控 铣 床 主 传 动 系 统 由主 轴 电

16、动 机 、 传 动 系 统 和 主轴 部 件 等 几 部 分 组 成 。 主 轴 工 作 台 转 盘 明 德 砺 志 博 学 笃 行 主 轴 前 支 承 采 用双 列 向 心 短 圆 柱 滚 子轴 承 ， 承 受 径 向 载 荷 ，轴 承 间 隙 的 调 整 靠 修磨 半 环 及 调 整 螺 母 实 现 。 后 支 承 采 用一 对 向 心 推 力 球 轴 承 ，承 受 径 向 和 轴 向 载 荷 ，使 主 轴 轴 向 定 位 。 轴承 间 隙 靠 修 磨 隔 套 来 调 整 ， 旋 紧 螺 钉 经法 兰 （ 24） 推 动 轴 承外 环 ， 使 轴 承 产 生 一定 的 预 紧 力 。 明

17、德 砺 志 博 学 笃 行 主 电 机 传 来 的 运动 由 齿 轮 经 双 键 ，套 筒 （ 23） 和 双 键带 动 主 轴 转 动 。 齿轮 安 装 在 套 筒（ 23） 上 ， 而 且 套筒 （ 23） 由 一 对 向心 球 轴 承 支 承 在 箱体 上 ， 使 主 轴 得 到卸 荷 （ 即 主 轴 只 传递 扭 矩 ） ， 这 样 减少 了 主 轴 变 形 ， 提高 了 主 轴 工 作 性 能 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行 整 个 主 轴 部 件 装 在 长套 筒 中 ， 转 动 手 轮 经 过锥 齿 轮 ， 使 丝 杠 转 动 ，通 过 螺 母 带 动 套 筒（ 23） 作

18、轴 向 调 整 ， 调整 后 将 套 筒 （ 23） 夹 紧 。 主 轴 前 端 采 用 迷 宫 式密 封 装 置 ， 主 轴 轴 承 由针 阀 供 油 得 到 润 滑 明 德 砺 志 博 学 笃 行适 应 刚 度 和 承 载 能 力 的 要 求 ： 主 轴 轴 承 选 型 应 满 足 所 要 求 的 刚 度 和 承 载 能 力 。 径 向 承 载 较 大 时 ， 可 选用 滚 子 轴 承 ； 较 小 时 ， 可 选 用 球 轴 承 。 双 列 滚 动 轴 承 的 径 向 刚 度 和 承 载 能 力 ，比 单 列 大 。 同 一 支 承 中 采 用 多 个 轴 承 的 支 承 刚 度 和 承

19、载 能 力 ， 比 采 用 单 个 轴承 的 大 。 一 般 说 来 ， 前 支 承 的 刚 度 应 比 后 支 承 大 。 因 为 前 支 承 刚 度 对 主 轴 组件 刚 度 的 影 响 要 比 后 支 承 大 。适 应 精 度 的 要 求 ： 起 止 推 作 用 的 轴 承 的 布 置 有 三 种 方 式 ： 前 端 定 位 止 推 轴 承 集 中 布 置在 前 支 承 ； 后 端 定 位 集 中 布 置 在 后 支 承 ； 两 端 定 位 分 别 布 置 在 前 、后 支 承 。 采 用 前 端 定 位 时 ， 主 轴 受 热 变 形 向 后 延 伸 ， 不 影 响 轴 向 定 位 精

20、 度 ， 但 前支 承 结 构 复 杂 ， 调 整 轴 承 间 隙 较 不 方 便 ， 前 支 承 处 发 热 量 较 大 ； 后 端 定 位 的特 点 与 前 述 的 相 反 ； 两 端 定 位 时 ， 主 轴 受 热 伸 长 后 ， 轴 承 轴 向 间 隙 的 改 变 较 大 ， 若 止 推 轴 承 布 置 在 径 向 轴 承 内 侧 ， 主 轴 可 能 因 膨 胀 而 弯 曲 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行 主 轴 支 承 是 指 主 轴 轴 承 、 支 承 座 及 其 他 相 关 零 件 的 组 合 体 ， 其 中 核 心 元 件是 轴 承 。 因 此 把 采 用 滚 动 轴 承

21、的 主 轴 支 承 称 为 主 轴 滚 动 支 承 ； 把 采 用 滑 动 轴 承的 称 为 主 轴 滑 动 支 承 。 主 轴 滚 动 支 承 的 主 要 设 计 内 容 是 ： 滚 动 轴 承 类 型 的 选 择 ， 轴 承 的 配 置 ， 轴承 的 精 度 及 其 选 配 ， 轴 承 的 间 隙 调 整 ， 支 承 座 的 结 构 ， 轴 承 的 配 合 及 其 配 合 零件 的 精 度 ， 轴 承 的 润 滑 与 密 封 等 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行 一 、 主 轴 滚 动 轴 承 类 型 选 择 主 轴 较 粗 ， 主 轴 轴 承 的 直 径 较 大 。 相 对 地 说 ，

22、 轴 承 的 负 载 较 轻 。 因 此 ， 一 般情 况 下 ， 承 载 能 力 和 疲 劳 寿 命 不 是 选 择 主 轴 轴 承 的 主 要 指 标 。 主 轴 轴 承 ， 应 根据 精 度 、 刚 度 和 转 速 选 择 。 立 式 铣 床 主 轴 前 轴 承 有 两 种 常 用 的 类 型1.圆 锥 孔 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承 这 种 轴 承 承 载 力 大 ， 静 刚 度 好 ， 允 许 的转 速 高 等 优 点 ， 并 能 够 调 整 轴 承 的 径 向 间隙 ， 内 孔 有 1 12 锥 度 ， 摩 擦 系 数 小 ， 温升 低 ， 但 不 能 承 载 轴 向 力 ，

23、必 须 和 能 够 承载 轴 向 力 的 轴 承 配 合 使 用 ， 因 此 整 个 组 件 的 支 承 结 构 比 较 复 杂 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行2.圆 锥 滚 子 轴 承 这 种 轴 承 承 载 能 力 大 ， 同 时 可承 载 轴 向 力 和 径 向 力 ， 结 构 比 较 简单 ， 但 允 许 的 极 限 转 速 低 ， 温 升 较大 。 普 通 单 列 圆 锥 滚 子 轴 承 （ 7000型 ） ， 能 同 时 承 受 径 向 和 轴 向 载 荷， 承 载 能 力 和 刚 度 较 高 ， 价 格 便 宜， 支 承 简 单 ， 间 隙 调 整 方 便 。 可 用于 中

24、速 、 中 载 、 一 般 精 度 的 主 轴 组件 。 通 双 列 圆 锥 滚 子 轴 承 （2697100型 ） 能 够 同 时 承 受 径 向 载荷 和 双 向 轴 向 载 荷 ， 承 载 能 力 、 刚 度 及 抗 振 能 力 较 高 ， 适 用 于 中 速 、径 向 载 荷 大 ， 轴 向 载 荷 中 等 、 一 般精 度 的 机 床 主 轴 组 件 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行与 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承 配 套 使 用 承 受 轴 向 力 的 承 主 要 有 3 种 ：（ 1） 双 向 推 力 角 接 触 球 轴 承 。这 是 新 型 轴 承 ， 在 近 新 设 计

25、生 产 的 机 床 上 广 泛采 用 。 这 种 轴 承 具 有 承 受 双 向 轴 向 负 荷 、 精 度高 、 刚 度 好 、 温 升 低 、 转 速 高 、 装 拆 方 便 等 优点 ， 是 当 代 主 轴 轴 承 的 新 型 结 构 ， 特 别 适 用 于与 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承 组 配 ， 应 用 在 机 床 主 轴 上 ，但 这 种 轴 承 不 承 受 径 向 力 。（ 2） 角 接 触 球 轴 承 。有 3 种 ： =15 、 25 、 60 ， 常 用 的 是 前 两种 。 这 种 轴 承 特 点 是 ： 允 许 极 限 转 速 高 、 运 转 平 稳 、 低 摩 擦

26、 、 精 度 高 ， 但 承 载 能 力 较 低 些 。 X6132、X5032 型 升 降 台 铣 床 就 采 用 这 种 轴 承 与 圆 柱 滚子 轴 承 组 配 使 用 的 ， 实 践 证 明 这 种 组 配 完 全 可以 满 足 要 求 ， 且 较 为 经 济 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行（ 3） 推 力 球 轴 承 。 接 触 角 为 90 ， 因 此 承 受 轴 向 力 能 力 高 ， 但 允 许 极 限 转 速 低 ， 且 容 易 发 热 。 XK5040立 式 铣 床 就 是 用 的 双 列 圆 柱 滚子 轴 承 、 双 向 推 力 角 接 触 球 轴 承 及 角 接触

27、球 轴 承 明 德 砺 志 博 学 笃 行二 、 轴 承 配 置 轴 承 配 置 是 根 据 机 床 用 途 、 主 轴 的 工 作 条 件 （ 载 荷 大 小 及 方 向 、转 速 等 ） 以 及 所 要 求 的 工 作 性 能 来 确 定 的 。 对 于 铣 床 主 轴 轴 承 ， 主 张 采 用 两 支 点 配 置 ， 两 支 点 结 构 简 单 、 制造 方 便 、 经 济 效 果 好 ， 但 要 求 主 轴 单 件 应 有 足 够 的 刚 度 。 三 支 点 主 轴工 艺 性 差 ， 三 孔 同 轴 度 很 难 保 证 ， 主 轴 温 升 也 高 ， 在 刚 度 允 许 的 情况 下

28、 尽 可 能 不 采 用 三 支 点 结 构 。 如 果 主 轴 刚 度 不 足 可 采 用 两 支 点 为 主要 支 承 ， 第 三 点 为 辅 助 支 承 ， 辅 助 支 承 可 放 在 中 间 或 后 边 ， 采 用 这 种结 构 要 求 有 较 大 的 游 隙 ， 一 般 在 0.030.07 之 间 ， 只 有 当 载 荷 较 大主 轴 产 生 弯 曲 时 辅 助 支 承 才 起 作 用 ， 这 样 可 以 弥 补 主 轴 刚 度 不 足 ， 也可 以 减 少 温 升 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行 1.径 向 轴 承 配 置 立 式 铣 床 采 用 两 支 承 主 轴 组 件

29、， 在 每 个 支 承 处 都 要 有 径 向 轴 承 。 前 支 承 的径 向 轴 承 对 主 轴 组 件 的 性 能 影 响 重 大 ， 故 首 先 应 选 定 前 支 承 的 径 向 轴 承 。 后 支承 的 径 向 轴 承 ， 一 般 因 载 荷 较 小 且 对 于 主 轴 组 件 性 能 的 影 响 较 小 ， 可 选 用 较 前轴 承 刚 度 、 抗 振 性 及 精 度 略 低 的 轴 承 匹 配 使 用 。 但 需 注 意 的 是 ， 匹 配 使 用 的 轴承 都 必 须 适 应 主 轴 转 速 的 要 求 。 2.推 力 轴 承 配 置 机 床 主 轴 一 般 承 受 两 个

30、方 向 的 轴 向 载 荷 ， 需 要 两 个 相 应 的 推 力 （ 止 推 ） 轴 承匹 配 使 用 。 推 力 轴 承 的 布 置 方 式 或 称 主 轴 组 件 的 轴 向 定 位 方 式 。 立 式 铣 床 采 用的 是 最 简 单 的 前 端 定 位 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行前 端 定 位 结 构 其 特 点 ：（ 1） 主 轴 受 热 变 形 ， 向 后 伸 长 （ 热 位 移 ） ，不 影 响 主 轴 前 端 的 轴 向 精 度 。（ 2） 主 轴 切 削 力 受 压 段 短 ， 纵 向 稳 定 性 好 。（ 3） 前 支 承 的 角 刚 度 高 ， 角 阻 尼 大

31、， 因 此主 轴 组 件 的 刚 度 高 和 抗 振 性 好 。 （ 4） 前 支 承 的 结 构 较 复 杂 ， 温 升 较 高 。 适 用 范 围 ： 对 轴 向 精 度 和 刚 度 要 求 较 高 的 高 速 、 精 密 机 床 主 轴 （ 如 精 密 车 床 、 镗 床 、坐 标 镗 床 等 ） 及 对 抗 振 性 要 求 较 高 的 普 通 机 床 主 轴 （ 如 卧 式 车 床 、 多 刀 车 床 、 铣 床等 ） 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行后 端 定 位 结 构 其 特 点 ：（ 1） 前 支 承 的 结 构 简 单 、 温 升 较 小 ；（ 2） 主 轴 受 热 向 前

32、 伸 长 ， 影 响 主 轴 的 轴 向 精 度 ；（ 3） 刚 度 及 抗 振 性 较 差 。 适 用 范 围 ： 不 宜 用 于 精 密 、 抗 振 性 要 求 高 的 机 床 ，可 用 于 要 求 不 高 的 中 速 、 普 通 精 度 机 床 的 主 轴（ 卧 式 车 床 、 多 刀 车 床 、 立 式 铣 床 等 ） 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行3.同 一 支 承 中 多 轴 承 布 置 同 一 支 承 中 具 有 两 个 （ 或 更 多 ） 同 时 承 受 径 向 、 轴 向 载 荷 的 角 接 触轴 承 时 ， 其 布 置 方 式 有 三 种 如 图 所 示 。 1） 背

33、向 （ 背 靠 背 ） 布 置 两 个 轴 承 外 圈 的 宽 边 相 对 ，可 提 高 主 轴 组 件 的 刚 度 。 2） 面 向 （ 面 对 面 ） 布 置 两 个 轴 承 外 圈 的 窄 边 相 对 ， 因 两 轴 承产 生 的 反 力 矩 很 小 ， 故 主 轴 刚 度 提 高 不 大 。3） 串 联 布 置 两 个 （ 或 更 多 ） 轴 承 外 圈 的 宽 窄 边 方 向相 同 ， 可 承 受 较 大 的 轴 向 载 荷 。 XKFA714数 控 仿 形 铣 床 机 械 仿 形 选 用 的 就 是 单 列圆 锥 滚 子 轴 承 背 对 背 组 合 。 三 、 主 轴 滚 动 轴

34、承 精 度 及 其 选 配 1.主 轴 滚 动 轴 承 精 度 机 床 主 轴 滚 动 轴 承 一 般 要 求 有 较 高 的 精 度 ， 可 采 用 B、 C、 D、 E 四 级 ， 一般 不 用 G 级 轴 承 。 国 家 新 标 准 用 P2、 P4、 P5 等 表 示 ， 可 参 阅 新 标 准 。 主 轴 的 前 后 轴 承 的 精 度 选 择 对 主 轴 精 度 影 响 很 大 ， 一 般 前 轴 承 精 度 比 后轴 承 精 度 高 一 级 ， 影 响 主 轴 精 度 主 要 是 前 轴 承 的 精 度 。 主 轴 滚 动 轴 承 精 度 的 选 择 应 注 意 ： 1） 首 先

35、 选 择 主 轴 前 支 承 的 径 向 轴 承 （ 简 称 前 轴 承 ） 精 度 ， 其 精 度 等 级 应 与机 床 精 度 相 适 应 ， 即 精 度 较 高 的 机 床 选 用 较 高 精 度 的 轴 承 ， 反 之 亦 然 。 2） 主 轴 后 支 承 的 径 向 轴 承 （ 后 轴 承 ） 精 度 可 比 前 轴 承 低 一 级 。 3） 推 力 轴 承 精 度 一 般 可 比 前 轴 承 低 一 级 。 4） 轴 承 精 度 越 高 ， 旋 转 精 度 及 其 他 性 能 也 越 高 ， 但 轴 承 价 格 也 越 昂 贵 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行 普 通 精 度 的

36、 立 式 铣 床 主 轴 前 轴 承 应 选 C 或 D， 但 C 级 轴 承 造 价较 高 ， 一 般 选 D 级 就 可 以 了 ， 后 轴 承 一 般 选 D 或 E 级 。 精 密 、 高精 密 的 立 式 铣 床 前 轴 承 应 选 B 或 C 级 ， 后 轴 承 应 选 C 或 D 级 。 选 择 轴 承 时 既 要 考 虑 机 床 的 精 度 要 求 ， 又 要 考 虑 经 济 性 ， 各 级 精度 轴 承 的 价 格 比 如 表 1 所 示 。表 1各 级 精 度 轴 承 的 价 格 比 2.主 轴 滚 动 轴 承 选 配 1） 前 轴 承 选 配 主 轴 在 前 支 承 处

37、的 径 向 跳 动 对 其 端 部 的 旋 转 精 度 影 响 最 大 。 因 此 首 先 应 采用 轴 承 选 配 法 来 减 小 前 支 承 处 的 径 向 跳 动 。 采 用 合 理 的 轴 承 选 配 法 ， 可 在 制 造 精 度 并 非 很 高 的 情 况 下 ， 也 能 使 主 轴 组件 获 得 较 高 的 旋 转 精 度 。 2） 后 轴 承 选 配 对 主 轴 组 件 前 轴 承 选 配 之 后 再 对 后 轴 承 选 配 ， 还 可 进 一 步 提 高 主 轴 组 件 的旋 转 精 度 。 把 后 轴 承 如 同 前 轴 承 那 样 选 配 ， 可 得 到 较 小 的 轴

38、端 的 偏 心 量 。综 上 所 述 ， 为 了 提 高 主 轴 组 件 的 旋 转 精 度 ， 采 用 轴 承 选 配 法 的 几 点 结 论 是 ：（ 1） 首 先 对 前 轴 承 进 行 选 配 （ 高 点 导 向 ） ， 使 其 偏 心 量 A为 最 小 。（ 2） 然 后 再 对 后 轴 承 进 行 选 配 ， 使 前 、 后 支 承 处 的 最 大 跳 动 点 位 于 同 一 轴 向平 面 内 ， 且 在 轴 线 的 同 侧 。（ 3） 后 轴 承 的 精 度 比 前 轴 承 低 一 级 ， 采 用 选 配 法 有 利 于 提 高 主 轴 组 件 的 旋 转精 度 。 明 德 砺

39、志 博 学 笃 行 对 于 立 式 铣 床 轴 承 与 轴 和 轴 承 与 箱 体 孔 之 间 的 配 合 ， 一 般 都 选 过 渡 配合 ， 应 采 用 比 一 般 传 动 轴 松 一 些 的 配 合 ， 采 用 j5、 js5、 j6、 js6 比 较 合 适 ，另 外 ， 轴 承 的 内 外 环 都 是 薄 壁 件 ， 轴 和 孔 的 形 状 误 差 都 会 反 映 到 轴 承 上去 。 如 配 合 精 度 选 得 过 低 ， 会 降 低 轴 承 的 回 转 精 度 ， 所 以 轴 和 孔 的 精 度应 与 轴 承 精 度 相 匹 配 。 表 2 主 轴 上 轴 承 配 合 选 择 四

40、 、 铣 床 主 轴 滚 动 轴 承 间 隙 及 其 调 整 为 提 高 主 轴 回 转 精 度 和 刚 度 ， 在 设 计 主 轴 组 件 时 必 须 设 有 主 轴 间隙 调 整 结 构 ， 铣 床 主 轴 轴 承 间 隙 一 般 应 调 到 合 适 的 负 间 隙 （ 过 盈 ）， 形 成 一 定 的 负 载 ， 这 样 可 使 主 轴 回 转 精 度 和 刚 度 都 能 提 高 ， 寿 命、 噪 音 和 抗 振 性 也 可 得 到 改 善 。 调 整 时 应 注 意 负 载 不 能 过 大 ， 过 大的 预 负 载 对 提 高 刚 度 没 有 明 显 效 果 ， 而 磨 损 发 热 量

41、 和 噪 音 都 会 增 大 ，轴 承 寿 命 将 因 此 而 降 低 。 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承 内 圈 相 对 外 圈 可 以 沿 轴 向移 动 ， 当 内 圈 向 大 端 沿 轴 向 移 动 时 ， 由 于 轴 承 内 锥 孔 有 1:12 锥 度 将内 圈 胀 大 ， 因 而 会 消 除 滚 子 与 内 外 环 之 间 的 间 隙 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行铣 床 主 轴 常 用 的 调 整 间 的 结 构 形 式 及 调 整 方 法 见 表 3表 3 轴 承 铣 床 主 轴 的 典 型 结 构 及 调 整 明 德 砺 志 博 学 笃 行五 、 主 轴 的 润 滑 和

42、密 封 轴 承 的 润 滑 对 主 轴 组 件 的 工 作 性 能 和 轴 承 寿 命 有 密 切 关 系 。作 用 ： 降 低 摩 擦 ， 减 轻 磨 损 ， 减 少 功 率 消 耗 ； 还 能 带 走 热 量 ， 降低 温 升 ； 增 大 阻 尼 ， 提 高 抗 振 性 ； 防 止 腐 蚀 等 。 明 德 砺 志 博 学 笃 行脂 润 滑 适 用 于 轴 承 的 速 度 、 温 度 较 低 且 不 需 要 冷 却 的 场 合 。 如 果 密封 效 果 好 ， 能 够 避 免 润 滑 油 、 冷 却 液 及 其 他 杂 质 混 入 润 滑 脂 中 ，则 轴 承 中 的 润 滑 脂 可 长 期

43、 使 用 ， 拆 修 前 不 需 要 补 充 或 更 换 。 润 滑 脂 不 要 把 轴 承 空 间 填 满 ， 以 免 发 热 过 高 ， 并 引 起 润 滑 脂熔 化 外 流 ， 通 常 充 填 量 约 为 轴 承 空 间 的 1/3。主 轴 滚 动 轴 承 密 封用 脂 润 滑 的 主 轴 ， 密 封 主 要 是 防 止 外 界 异 物 进 入 ， 可 采 用 间 隙 式或 迷 宫 式 密 封 装 置 。 用 油 润 滑 的 主 轴 ， 润 滑 油的 防 漏 ， 主 要 靠 疏 导 ， 可 采 用油 沟 式 和 挡 油 圈 式 密 封 装 置 。 XK5040铣 床 就 是 用 的 油 润 滑 主 轴