主轴组件.pptx
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1、会计学1主轴主轴(zhzhu)组件组件第一页,共70页。9-1 9-1 9-1 9-1 对主轴组件对主轴组件对主轴组件对主轴组件(z jin)(z jin)(z jin)(z jin)的基本要求的基本要求的基本要求的基本要求 定义:定义:定义:定义:机床上回转运机床上回转运机床上回转运机床上回转运(zhun yn)(zhun yn)功的执功的执功的执功的执行件。行件。行件。行件。一、主轴组件一、主轴组件一、主轴组件一、主轴组件(z jin)(z jin)的组成的组成的组成的组成主轴主轴主轴主轴主轴上轴承主轴上轴承主轴上轴承主轴上轴承传动件传动件传动件传动件密封件密封件密封件密封件。第1页/共6
2、9页第二页,共70页。基基本本(j(jbnbn)要要求求耐磨性耐磨性温升与温升与热变形热变形抗振性抗振性静刚度静刚度旋转旋转精度精度静止或低速空载状态下,工件或静止或低速空载状态下,工件或刀具的安装基面上的全跳动值。刀具的安装基面上的全跳动值。在外加静载荷作用下,抵抗变形在外加静载荷作用下,抵抗变形的能力。的能力。抵抗受迫振动和自激振动而保抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳运转的能力。持平稳运转的能力。因各相对运动处的摩擦和搅油而因各相对运动处的摩擦和搅油而发热,产生温升。温升使其形状发热,产生温升。温升使其形状和位置发生变化热变形。和位置发生变化热变形。长期保持其原始制造精度的能力。长期保持其
3、原始制造精度的能力。二、主轴组件的基本二、主轴组件的基本二、主轴组件的基本二、主轴组件的基本(jbn)(jbn)要求要求要求要求第2页/共69页第三页,共70页。n n“敏感方向敏感方向敏感方向敏感方向”是指通过切削是指通过切削是指通过切削是指通过切削(qixio)(qixio)点并垂直于切削点并垂直于切削点并垂直于切削点并垂直于切削(qixio)(qixio)所形成的表面的方向。所形成的表面的方向。所形成的表面的方向。所形成的表面的方向。1 1旋转精度旋转精度 (1)(1)主轴旋转精度和敏感方向主轴旋转精度和敏感方向(fngxing)(fngxing)瞬时旋转中心线对理想旋转中心线的位置偏离
4、,就是瞬时旋转中心线对理想旋转中心线的位置偏离,就是旋转主轴的瞬时误差,又叫旋转主轴的瞬时误差,又叫“旋转误差旋转误差”,其范围就是,其范围就是主轴的主轴的“旋转精度旋转精度”。第3页/共69页第四页,共70页。n n(2)(2)(2)(2)主轴主轴主轴主轴(zhzhu)(zhzhu)(zhzhu)(zhzhu)旋转精度的测量和评定方法旋转精度的测量和评定方法旋转精度的测量和评定方法旋转精度的测量和评定方法 n n 1 1 1 1)静态测量评定法)静态测量评定法)静态测量评定法)静态测量评定法第4页/共69页第五页,共70页。n n2)2)2)2)动态动态动态动态(dngti)(dngti)(
5、dngti)(dngti)测量评定法测量评定法测量评定法测量评定法第5页/共69页第六页,共70页。n n(1)(1)定义定义定义定义(dngy)(dngy):指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力。:指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力。:指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力。:指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力。n n2 2 2 2刚度刚度刚度刚度(n d)(n d)(n d)(n d)(2)(2)刚度对主轴组件刚度对主轴组件(z jin)(z jin)工作质量的影响工作质量的影响 a.a.加工精度方面加工精度方面 b.b.传动质量方面传动质量方面 c.c.工作平稳性方面工作平稳性方面第6页/共6
6、9页第七页,共70页。n n3 3抗振性抗振性n n定义定义:是指其抵抗受迫振动和自是指其抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳地运转的能激振动而保持平稳地运转的能力力(nngl)(nngl)。n n(1)(1)抵抗受迫振动的能力抵抗受迫振动的能力(nngl)(nngl)n n(2)(2)抵抗切削自激振动的能力抵抗切削自激振动的能力(nngl)(nngl)n n(3)(3)机床稳定性条件机床稳定性条件 第7页/共69页第八页,共70页。n n4 4 4 4温升和热变形温升和热变形温升和热变形温升和热变形(bin xng)(bin xng)(bin xng)(bin xng)n n5 5 5 5耐磨性
7、耐磨性耐磨性耐磨性n n定义:是指主轴组件长期地保持其原始制造精度定义:是指主轴组件长期地保持其原始制造精度定义:是指主轴组件长期地保持其原始制造精度定义:是指主轴组件长期地保持其原始制造精度的能力,也称为精度保持性。的能力,也称为精度保持性。的能力,也称为精度保持性。的能力,也称为精度保持性。n n6 6 6 6其他其他其他其他n n(1)(1)(1)(1)主轴的定位可靠主轴的定位可靠主轴的定位可靠主轴的定位可靠n n(2)(2)(2)(2)主轴前端结构应保证主轴前端结构应保证主轴前端结构应保证主轴前端结构应保证(bozhng)(bozhng)(bozhng)(bozhng)工件或刀具装工件
8、或刀具装工件或刀具装工件或刀具装卡可靠卡可靠卡可靠卡可靠 n n(3)(3)(3)(3)结构工艺性好结构工艺性好结构工艺性好结构工艺性好第8页/共69页第九页,共70页。n n第二节第二节 主轴组件主轴组件(z jin)(z jin)的布局的布局一、两支承主轴轴承的配置一、两支承主轴轴承的配置(pizh)(pizh)形式形式 适应适应(shyng)(shyng)刚度和承载能力要求刚度和承载能力要求按刚度和承载能力按刚度和承载能力 适应转速要求适应转速要求按允许最高转速按允许最高转速圆柱、圆锥轴承球轴承圆柱、圆锥轴承球轴承双列轴承单列轴承双列轴承单列轴承多个轴承单个轴承多个轴承单个轴承球轴承圆柱
9、轴承球轴承圆柱轴承圆柱轴承圆锥轴承圆柱轴承圆锥轴承小轴承大轴承小轴承大轴承精密轴承一般轴承精密轴承一般轴承 适应精度要求适应精度要求:主轴轴向定位方式直接影响主轴组件主轴轴向定位方式直接影响主轴组件 的轴向位置精度。的轴向位置精度。第9页/共69页第十页,共70页。第10页/共69页第十一页,共70页。主主轴轴轴轴向向定定位位前端定位:前端定位:前支承结构复杂,前支承结构复杂,受力大,温升高,热膨胀后受力大,温升高,热膨胀后向后伸长,对主轴前端位置向后伸长,对主轴前端位置影响较小。用于轴向精度和影响较小。用于轴向精度和刚度要求较高的机床。刚度要求较高的机床。后端定位:后端定位:结构简单,热膨结
10、构简单,热膨胀后向前伸长,影响主轴组胀后向前伸长,影响主轴组件的轴向精度。多用于普通件的轴向精度。多用于普通精度级的机床。精度级的机床。两端定位:两端定位:构造简单,但热构造简单,但热膨胀后将产生轴向松动(弯膨胀后将产生轴向松动(弯曲),常用于较短的主轴或曲),常用于较短的主轴或轴向间隙不影响正常工作的轴向间隙不影响正常工作的机床机床。第11页/共69页第十二页,共70页。n n二、三支承二、三支承(zh chn)主轴组件主轴组件 采用采用(ciyng)条件条件:由于结构设计的原因,导致主轴箱长度较长,应增加一由于结构设计的原因,导致主轴箱长度较长,应增加一个支承来提高主轴组件个支承来提高主轴
11、组件(z jin)的刚度和抗振性。的刚度和抗振性。以前、中支承为主要支承的约占以前、中支承为主要支承的约占80%80%;以前、后支承为主要支承的约占以前、后支承为主要支承的约占20%20%。第12页/共69页第十三页,共70页。n n三、典型配置三、典型配置(pizh)(pizh)型式简型式简介介1 1双列圆柱滚子轴承双列圆柱滚子轴承(zhuchng)(zhuchng)主轴组主轴组件件优点优点:结构简单结构简单,刚度较高刚度较高,转速较高。转速较高。缺点:轴承数量多,发热量大,支承温度高,使主缺点:轴承数量多,发热量大,支承温度高,使主轴轴(zhzhu)(zhzhu)轴线上抬。轴线上抬。第13
12、页/共69页第十四页,共70页。2 2 2 2圆锥滚子圆锥滚子圆锥滚子圆锥滚子(n z)(n z)(n z)(n z)轴承主轴组件轴承主轴组件轴承主轴组件轴承主轴组件 n n特点特点特点特点:能同时承受径向能同时承受径向能同时承受径向能同时承受径向(jn xin)(jn xin)(jn xin)(jn xin)和轴向载荷,和轴向载荷,和轴向载荷,和轴向载荷,轴承数量少,支承结构简单,间隙调整方便。轴承数量少,支承结构简单,间隙调整方便。轴承数量少,支承结构简单,间隙调整方便。轴承数量少,支承结构简单,间隙调整方便。主支承主支承辅助支承辅助支承第14页/共69页第十五页,共70页。装加梅(装加梅
13、(装加梅(装加梅(GametGametGametGamet)轴承的卧式车床主轴组件)轴承的卧式车床主轴组件)轴承的卧式车床主轴组件)轴承的卧式车床主轴组件特点特点(tdin)(tdin):径向刚度和轴向刚度高,极限转速较高。:径向刚度和轴向刚度高,极限转速较高。第15页/共69页第十六页,共70页。3 3 3 3角接触球轴承主轴角接触球轴承主轴角接触球轴承主轴角接触球轴承主轴(zhzhu)(zhzhu)(zhzhu)(zhzhu)组件组件组件组件n n特点特点特点特点:径向径向径向径向(jn xin)(jn xin)(jn xin)(jn xin)尺寸小,结构紧凑,转速尺寸小,结构紧凑,转速尺
14、寸小,结构紧凑,转速尺寸小,结构紧凑,转速高,载荷轻。高,载荷轻。高,载荷轻。高,载荷轻。第16页/共69页第十七页,共70页。4.4.4.4.推力轴承推力轴承推力轴承推力轴承(zhuchng)(zhuchng)(zhuchng)(zhuchng)主轴组件主轴组件主轴组件主轴组件摇摇臂臂钻钻床床的的主主轴轴(zhzhu)组组件件特点:承受轴向特点:承受轴向载荷较大,径向载荷较大,径向载荷不大,旋转载荷不大,旋转(xunzhun)(xunzhun)精精度不高。度不高。第17页/共69页第十八页,共70页。n n5 5滚针轴承主轴滚针轴承主轴(zhzhu)(zhzhu)组件组件特点:径向刚度特点:
15、径向刚度(n d)(n d)较高,径向尺较高,径向尺寸小。寸小。第18页/共69页第十九页,共70页。四、传动件的合理四、传动件的合理四、传动件的合理四、传动件的合理(hl(hl)布置布置布置布置n n1 1 1 1传动方式传动方式传动方式传动方式(fngsh)(fngsh)(fngsh)(fngsh)的选择的选择的选择的选择 2 2传动件的轴向位置传动件的轴向位置(wi(wi zhi)zhi)第19页/共69页第二十页,共70页。第20页/共69页第二十一页,共70页。第三节第三节第三节第三节 主主主主 轴轴轴轴n n一、主轴一、主轴一、主轴一、主轴(zhzhu)(zhzhu)(zhzhu)
16、(zhzhu)的结构的结构的结构的结构 主轴的结构和形状主要取决于主轴所安装的刀具、夹具主轴的结构和形状主要取决于主轴所安装的刀具、夹具(jij)(jij)、传动件、轴承及密封装置等的类型、数目、位置和安装方法,同时、传动件、轴承及密封装置等的类型、数目、位置和安装方法,同时还要考虑主轴的加工和装配工艺性。还要考虑主轴的加工和装配工艺性。主轴主轴(zhzhu)(zhzhu)的外形的外形为阶梯轴为阶梯轴 内孔:用于通过棒料、拉杆和取出顶尖。内孔:用于通过棒料、拉杆和取出顶尖。保证足够的刚度和强度保证足够的刚度和强度便于轴上零件的装卸便于轴上零件的装卸得到足够多的止推面得到足够多的止推面 第21页
17、/共69页第二十二页,共70页。几种常见的主轴端部的结构几种常见的主轴端部的结构(jigu)(jigu)形式:形式:第22页/共69页第二十三页,共70页。n n二、主轴(zhzhu)的材料与热处理 主轴材料主要根据刚度、载荷特点、耐磨性主轴材料主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因素和热处理变形大小等因素(yn s)(yn s)选择。选择。原因:当几何形状原因:当几何形状(xngzhun)与尺寸已定,刚度主要决定于材料的弹与尺寸已定,刚度主要决定于材料的弹性模量;性模量;钢的弹性模量与钢的种类、热处理方式无关钢的弹性模量与钢的种类、热处理方式无关。选用合金钢的条件选用合金钢的条件
18、载荷特别大或有冲击载荷时;载荷特别大或有冲击载荷时;精密机床主轴要求热处理变形小时;精密机床主轴要求热处理变形小时;轴向移动的主轴要求保证其耐磨性时。轴向移动的主轴要求保证其耐磨性时。常用的热处理方式常用的热处理方式高频淬火;高频淬火;火焰淬火(火焰淬火(350400););渗碳淬火回火(低碳钢)。渗碳淬火回火(低碳钢)。第23页/共69页第二十四页,共70页。第24页/共69页第二十五页,共70页。n n三、主轴的技术(jsh)要求1 1设计要求设计要求 首先满足主轴旋转精度所必须的技术要求,首先满足主轴旋转精度所必须的技术要求,在此基础上,再考虑在此基础上,再考虑(kol)(kol)制订为
19、其他性能所制订为其他性能所需的要求。需的要求。2 2工艺要求工艺要求 即考虑到制造即考虑到制造(zhzo)(zhzo)的可能性和经济性,的可能性和经济性,并尽量做到工艺基准与设计基准统一。并尽量做到工艺基准与设计基准统一。3 3检测要求检测要求 应考虑采用简便、准确而又可靠的测量手段和应考虑采用简便、准确而又可靠的测量手段和计算方法对工件进行检测。计算方法对工件进行检测。4 4图面质量的要求图面质量的要求第25页/共69页第二十六页,共70页。第四节第四节 主轴主轴(zhzhu)(zhzhu)滚动轴承滚动轴承基本基本(jbn)(jbn)要求:要求:旋转精度、刚度高,承载能力大;旋转精度、刚度高
20、,承载能力大;温升小、噪声低;温升小、噪声低;速度速度(sd)(sd)性能好,抗振性好,寿命长;性能好,抗振性好,寿命长;结构紧凑,调整和维修方便。结构紧凑,调整和维修方便。第26页/共69页第二十七页,共70页。滚动轴承的优点:滚动轴承的优点:能适应能适应(shyng)(shyng)很大的变速范围,并能满足主轴很大的变速范围,并能满足主轴组件旋转精组件旋转精 度、刚度和工作温度的要求;度、刚度和工作温度的要求;滚动轴承由专业工厂生产,质量稳定,成本低,经滚动轴承由专业工厂生产,质量稳定,成本低,经 济性好;济性好;容易润滑。容易润滑。缺点:缺点:滚动滚动(gndng)(gndng)体数目有限
21、,工作时刚度发生变化,易产体数目有限,工作时刚度发生变化,易产生振生振 动和噪声;动和噪声;滚动滚动(gndng)(gndng)轴承摩擦力大,阻尼比小;轴承摩擦力大,阻尼比小;径向尺寸较大。径向尺寸较大。第27页/共69页第二十八页,共70页。第28页/共69页第二十九页,共70页。一、常用主轴滚动轴承一、常用主轴滚动轴承(g(g ndngzhuchng)ndngzhuchng)的的类型类型n n1.1.角接触角接触(jich)(jich)球轴承球轴承特点:特点:既能承受径向载荷,既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷,又能承受轴向载荷,转速转速(zhun s)(zhun s)较较高,内外圈轴向移
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