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对机床主轴设计的各项要求
发布时间:2017.04.25 新闻来源:台州双强传动机械有限公司专业生产:机床主轴,主轴单元 浏览次数:
 

     数控机床主轴在设计时要考虑到多方面的问题,主轴的工作性能对控机性能和加工质量以及机床生产率有直接影响,是决定机床性能和技术经济指标的重要因素。

    主轴组件的精度保持性是指长期地保持其原始制造精度的能力。主轴组件丧失其原始精度的主要原因是磨损,如主轴轴承、主轴轴颈表面、装夹工件或刀具的定位表面的磨损。双强机床主轴表示磨损的速度与摩擦的种类有关,与结构特点、表面粗糙度、材料的热处理方式、润滑、防护及使用条件等许多因素有关。所以要长期保持主轴组件的精度,必须提高其耐磨性。对耐磨性影响较大的因素有主轴、轴承的材料、热处理方式、轴承类型及润滑防护方式等。

    (2)抗振性

    主轴组件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。在切削过程中,主轴组件不仅受静态力作用,同时也受冲击力和交变力的干扰,使主轴产生振动。冲击力和交变力是由材料硬度不均匀、加工余量的变化,主轴组件不平衡、轴承或齿轮存在缺陷以及切削过程中的颤振等引起的。主轴组件的振动会直接影响工件的表面加工质量和刀具的使用寿命,并产生噪声。影响抗振性的主要因素是主轴组件的静刚度、质量分布以及阻尼。主轴组件的低阶固有频率与振型是其抗振性的主要评价指标。低阶固有频率应远高于激振频率,使其不容易发生共振。

   (3)旋转精度

    主轴的旋转精度是指装配后,在无载荷、低速转动条件下,主轴前端安装工件或刀具部位的径向和轴向跳动。旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。

   (4)温升和热变形

    主轴组件运转时,因各相对运动处的摩擦发热,切削区的切削热等使主轴组件的温度升高,形状尺寸和位置发生变化,造成主轴部件的所谓热变形,主轴热变形可引起轴承间隙变化,润滑油温度升高后会使黏度降低,这些变化都会影响主轴组件的工作性能,降低加工精度。因此,各种类型机床对温升都有一定限制。如高精度机床,连续运转下的允许温升为8~10℃,精密机床为15~20℃。普通机床为30~40℃。

   (5)刚度

    主轴组件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力,通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时,在位移方向上所施加的作用力定义,如果引起弹性变形的作用力是静力,则由此力和变形所确定的刚度称为静刚度;如果引起弹性变形的作用力是交变力,其幅度则由该力和变形所确定的刚度称为动刚度。双强机床主轴表示静、动刚度的单位均为N/μm。主轴组件的刚度是综合刚度,它是主轴、轴承等刚度的综合反应。因此,主轴的尺寸和形状、滚动轴承的类型和数量、预紧和配置形式、传动件的布置方式、主轴组件的制造和装配质量等都影响主轴组件的刚度。主轴静刚度不足对加工精度和机床性能有直接影响,并会影响主轴组件中的齿轮、轴承的正常工作、降低工作性能和寿命,影响机床抗振性,容易引起切削颤振,降低加工质量。

 
 
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