影响主轴系统加工精度的分析

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1、·机械制造与研究·　　　　　刘桂芝·影响机床主轴系统加工精度的分析影响机床主轴系统加工精度的分析刘桂芝(南京数控机床有限公司,江苏南京211100)摘　要:分析了全功能数控车床主轴系统对加工精度的影响因素,并提出了相应的解决方法。关键词:机床;主轴系统;加工精度+中图分类号:TH659;TH16111　文献标识码:B　文章编号:167125276(2006)0220057204AnalysisofProcessingPrecisionInfluencedbyMachineSpindleSystemLIUGui2zhi(N

2、anjingCNCMachineToolCO.,LTD.JSNanjing211100,China)Abstract:ThepaperanalysestheprocessingprecisionfactorswhichisinfluencedCNClathespindlesystem,andputsforwardcorrespondingmeasure.Keywords:machinetool;spindlesystem;processingprecision对于精密的主轴系统来说,为尽可能减小轴承0　前言的端面跳动和径

3、向跳动对主轴精度的影响,除了根主轴系统是机床的重要部件,它包括主轴、轴据机床的精度要求合理选用轴承的精度外,装配时承及支承主轴和轴承的主轴箱体等。对高速精密还要测量轴承跳动的高低点,再找出与其相配零件数控机床来说,其加工精度很大程度上取决于主轴(主轴和主轴箱体)的误差高低点,使两者的误差相系统的精度,它受主轴系统的几何精度、静态和动互抵消或部分抵消。态刚度及热性能的影响。因此在机床设计中如何1.2　主轴和主轴箱体的精度提高主轴系统的精度是机床设计的关键。笔者从在零件设计过程中往往对尺寸公差比较重视,以下几方面来分析机床主

4、轴系统对加工精度影响对形状和位置误差注意得不够,在很多情况下甚至的因素,并提出相应的解决方法。不提要求,这是不对的。因为轴承的内外圈均为薄壁件,主轴轴颈和箱体孔的形状和位置误差很容易1　主轴系统几何精度的影响引起轴承滚道变形,以至影响轴承的旋转精度。主轴系统的几何精度主要指主轴的径向跳动数控机床主轴和主轴箱体的形状和位置公差和轴向窜动。它由主轴、轴承和主轴箱体的精度所一般按如下方法选配:图1所示的主轴形位公差确决定。要根据机床的加工精度要求和切削负荷,合定;图2所示的主轴箱体形位公差确定及表1主轴[1]理地确定主轴、轴承

5、和主轴箱体的精度。及主轴箱体形位公差确定参考。1.1　轴承的精度轴承内外圈的径向、端面跳动和滚动体的精度都影响主轴的回转精度,径向跳动等于轴承在转动时内外圈壁厚的变动量;端面跳动等于轴承滚道与滚道之间的最宽和最窄距离之差。当主轴轴承为精密向心推力球轴承时,由于受轴向和径向力的相互影响,轴承的端面跳动和径向跳动相互影响,另图1　主轴形位公差确定外滚道的跳动也会影响轴承的端面跳动和径向跳动。由于滚动体精度较高,在实际应用中,滚动体在设计中按照以上推荐的主轴和主轴箱体的尺寸精度的影响可忽略不计。MachineBuilding&

6、Automation,Apr2006,35(2):57～60·57··机械制造与研究·　　　　　刘桂芝·影响机床主轴系统加工精度的分析形状和位置公差进行选配,就可以最大限度地消除要求。在进行机床设计时,根据机床的结构、精度、由此类误差所引起的轴承滚道变形对轴承旋转精主轴的转速、负载等要求,确定机床主轴轴承的配度的影响。置形式,并根据承载情况确定合适载荷的轴承。对表1　主轴及主轴箱体形位公差确定参考于数控车床来说,主轴轴承常用的配置形式有如下零件主轴箱体两种:图3所示为主轴轴承的配置1;图4所示为轴承项目精度P4SP4S主

7、轴轴承的配置2。圆度tIT2/2IT2/2圆柱度t1IT2/2IT2/2跳动t3IT1IT1同轴度t4IT4IT4粗D、d≤800.20.4糙80≤D、d≤2500.40.8度图3　主轴轴承的配置1D、d>2500.81.6Ra注:d—主轴前后支承轴径即d1、d2;D—主轴箱前后轴承孔径即D1、D2;IT1、IT2、IT4为相应尺寸公差等级图4　主轴轴承的配置2图3所示主轴工作端的接触球轴承的配置形式是三个一组,两个同向,一个背向,驱动端轴承是背对背排列;图4所示主轴工作端的轴承配置与图3一样,驱动端配置为单列短圆柱滚子

8、轴承,或双图2　主轴箱体形位公差确定列短圆柱滚子轴承,其径向承载能力较图3的配置大。　　主轴前后轴颈和箱体前后轴承孔都必须要有机床主轴轴承都必须有轴向预加载荷才能进同轴度要求。一般情况下主轴的同轴度比较容易行正常工作。预加载荷不仅可以消除轴承的轴向达到,测量起来也比较方便,而箱体孔同轴度的保游隙,还可以提高轴承的刚度