金属切削机床戴曙第十章主轴部

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1、第十章主轴部件第一节对主轴部件的基本要求第二节主轴轴承的选择和株洲的滚动轴承第三节主轴第四节主轴组件第五节提高主轴组件性能的一些措施第六节主轴的滑动轴承第七节主轴组件的计算第八节润滑和密封第一节对轴组件的基本要求一、旋转精度机床在空载低速时，主轴前端安装刀具，夹具部位的径向跳动、端面跳动和轴向窜动。主轴的旋转轴线产生的跳动如图Δα端面跳动ΔαΔo轴向窜动ΔoΔr径向跳动Δr二、刚度刚度：是指其在外界载荷的作用下抵抗变形的能力。通常以主轴前端产生单位弹性变形时，在变形方向上所加的作用力的大小来表示，比值越大，说明刚度越好。如图所示K=F／δ（牛/

2、微米）三、抗振性抗振性：是指其抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳地运动的能力。用主轴端部测得的最大振幅来衡量的。振幅越小，抗振性越好。受迫振动：是由机床外部的振源或机床其他部件振动及主轴部件本身所引起的。自激振动：是由切削过程引起的。四、温升和热变形机床在工作时，各相对运动处的摩擦，搅油等耗损而发热造成的温差，使主轴部件在形状和位置上产生畸变，称为热变形。热变形是用主轴运转一定时间和因发热而造成的各部分的位置上的变化来度量，也可用温升近似的表达。一般滑动轴承的温升<３０℃，工作温度<６０℃一般滚动轴承的温升<４０℃，工作温度<７０℃五、耐磨性耐磨性又叫精度保持

3、性：是主轴组件长期的保持其原始制造精度的能力，所以相对运动部件间都必须有一定的硬度，对摩擦表面要进行热处理和化学处理。综合上述：机床的工作精度----旋转精度静态工作精度----刚度动态工作精度----抗振性精度保持性----耐磨性此外还有结构上的要求：（1）主轴的定位可靠，轴向、径向（在切削力和传动力作用下）。（2）主轴端部的结构要保证工件或刀具的装夹定位可靠及足够的定位精度。（3）保持长期可靠的运转，润滑与密封。（4）结构工艺性好，好造、好装、好拆、好修。并降低成本。第二节主轴轴承的选择和主轴的滚动轴承一、主轴轴承的选择轴承是主轴组件的重要组成部分，它的

4、类型、配置、精度、安装、调整和润滑等都直接影响主轴组件的工作性能，主轴的旋转精度在很大程度上由其轴承决定，轴承的变形量约占主轴组件总变形量的30-50%，轴承的发热量占的比重也较大，故主轴轴承应具有：旋转精度高、刚度大、承载能力强、抗振性高、速度性能好、磨擦功耗小、噪音低和寿命长。主轴轴承可分滚动轴承与滑动轴承两大类。使用中，应根据主轴组件工作性能要求、制造条件和经济效果综合考虑，合理使用。二、主轴滚动轴承的选择主轴滚动轴承的型号，应根据承载能力和转速选择。同样尺寸的轴承，线接触的滚动轴承比之点接触的球轴承，承载能力和刚度都较高，但极限转速低。掌握一点：凡是

5、能调整间隙的，都可以使精度和刚度有所提高.主轴的滚动支承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。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，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。1.圆锥孔双列圆

6、柱滚子轴承这种轴承具有径向尺寸较小、制造精度较高、承载能力较大、静刚度好以及允许的转速高等优点，并能够调整轴承的径向间隙，因此在机床主轴组件上得到广泛应用。2.60°接触角双向推力向心球轴承这种轴承的优点是制造精度高，允许转速高，温升较低，抗振性高于推力球轴承8000型，装配调整简单，精度稳定可靠。与双列圆柱滚子轴承相配套，用于承受轴向载荷。3.单列圆锥滚子轴承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。可用于中速、中载、一般精度的主轴组件。4.双列圆锥滚子轴承通双列圆锥滚子轴承（269

7、7100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。此外，角接触球轴承、单向推力球轴承、滚针轴承及滚锥轴承等，可根据结构选取。主轴滚动轴承可按下列原则选择：●中等转速，较大载荷，要求刚度较高时，可用线接触的轴承；●双列向心短圆柱滚子轴承允许的转速更高一些，使用时最好配以60度角接触双向推动向心球轴承；●高速时可用向心推力球轴承，载荷加大时，可用两个以上的轴承以轴向力为主。要求精度不太高的主轴，可用单列向心球轴承，配推力轴承。●径向尺寸受到限制时，可用滚针轴承；●主轴轴承常

8、用轻系列、特轻系列和超轻系列，以特轻系列为主，轴承越