图2 主轴刚度受力示意图
如果主轴组件刚度不足,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,使磨损加快,精度降低。
影响主轴组件刚度的因素很多,如主轴的尺寸、形状,主轴轴承的类型、数量、配置形式、预紧情况,前后轴承跨距、主轴前端的悬伸量等。
(3)抗震性
抗震性包括抵抗受迫振动的能力和抵抗自激震动的能力。有时也把抵抗手破震动的能力称为动刚度,此时,抗震性仅指抵抗自激震动的能力。若主轴组件抗震性差,工作时容易产生震动,不仅影响加工质量,而且限制了机床生产率的提高,使刀具耐用度下降。
影响主轴组件抗震性的主要因素有部件的静态刚度、质量分布和阻尼,特别是主轴前轴承的阻尼。设计时,要使主轴的固有频率远大于工作时的激振频率,使之不易发生共振。
(4)热稳定性
主轴组件在运转中,温升过高会引起两方面的不良后果: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发生变化,直接影响加工精度;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”。
由于热膨胀是材料的固有特性,因此提高主轴组件热稳定性的主要措施是减少发热、加快散热、隔离热源以及采用尽可能合理的结构设计,以使热变形能得到补偿和对加工的影响最小。广告公司的名字的重要性
(5)耐磨性
主轴组件必须有足够的耐磨性,以便能够长期保持精度。主轴上易磨损的地方是刀具或工件的安装部位以及移动式主轴的工作部位。为了提高耐磨性,主轴的上述部位应该淬硬,或者经过氮化处理,以提高其硬度增加耐磨性。主轴轴承也需有良好的润滑,提高其耐磨性。
本文来自辣,文.论#文,网,www.751com.cn 加7位QQ324'9114找源文 以上这些要求,有的还是矛盾的。例如高刚度与高速,高速与低温升,高速与高精度等。这就要具体问题具体分析。例如设计高效数控机床的主轴组件时,主轴应该满足高速和高刚度的要求;设计高精度数控机床时,主轴应满足高刚度、低温升的要求。
4.2.1 主轴轴承
主轴轴承是主轴组件的重要组成部分,它的类型、结构、配置、精度、安装、调整和润滑都直接影响了主轴组件的工作性能。
主轴轴承的选用,主要是依据主轴部件的工作要求,如传动功率的大小、速度范围、工作精度,并考虑制造条件及其他经济技术综合指标。数控车床的主轴轴承可采用滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承摩擦阻力小,可以预紧,润滑文护简单,能在一定的转速范围内和载荷变动范围内稳定地工作。此外,滚动轴承由专业化工厂生产,选购文修方便。由于滚动轴承有许多有点,加之制造精度的提高,所以在数控车床上得到广泛的应用。
主轴轴承多采用圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承以及角接触球轴承。下面简述常用滚动轴承的结构特点及适用范围。
(1)双列向心短圆柱滚子轴承
该类型轴承内圈有锥度为1:12的锥孔与主轴的锥形轴颈相配合。通过轴向移动内圈,改变其在主轴上的位置来调整轴承的间隙。两排直径和长度相等的短圆柱棍子交错排列,滚子数量为50—60个,载荷均布。保持架一般用铜或塑料制成吗,以适应滚子在高速下运转。
这种轴承的特点是径向刚度和承载能力较大,旋转精度高,径向结构紧凑