导图社区 典型部件设计
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典型部件设计
主轴
功能
支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，完成表面成型运动
主轴部件的组成
支承轴承
选择依据：刚度、旋转精度、极限转速
只承受轴向力，不承受径向力
止推轴承
只承受径向力，不承受轴向力
双列圆柱滚子轴承
轻载高速
角接触球轴承
传动件
密封件
定位元件
基本要求
①旋转精度
②刚度
③抗振性
主轴部件的振动会直接影响工件表面的加工质量、刀具的使用寿命，并产生噪声
④温升和热变形
温升的限制
普通机床：30~40℃
精密机床：15~20℃
⑤精度保持性
主轴长期地保持其原始制造精度的能力
主要影响因素：磨损
传动方式
①齿轮传动
②带传动
通常安装在后支承的外侧（为更换方便，防止油类侵蚀）
带传动减小振动
③电动机直接驱动
传动件在主轴轴向位置合理布置原则
传动力FQ引起的主轴弯曲变形药效
引起主轴前端在影响加工精度敏感方向上的位移要小
主轴空心的原因
通过棒料
拉紧刀杆
主轴结构参数
①主轴前后轴颈直径
②主轴内孔直径
③主轴前端悬伸量
④主轴的支承跨距L
指两支承反力作用点之间的距离
直接影响旋转精度、刚度
尽量缩短前端悬伸量
支承件
包括
床身
立柱
横梁
底座
相互固定联结形成机床基础和框架
保证机床各部件之间的相互位置和相对运动精度，并保证机床有足够的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用度
支承件截面形状对刚度的影响
刚度：空心截面＞实心
支承件一般选空心截面，因为空心截面惯性矩＞实心截面
抗扭强度：圆形截面＞正方形；抗弯强度：正方形＞圆形
封闭截面刚度＞＞开口截面刚度，尤其是抗扭刚度
支承件常用材料
铸铁
抗振性好
钢板和型钢
天然花岗岩
预应力钢筋混凝土
树脂混凝土
床身分类
整体结构式
分块结构式
框架结构式
提高支承件结构性能的措施
①提高支承件的静刚度和固有频率
②提高动态特性
③提高热稳定性
典型
肋板
肋板的作用
将支承件外壁的局部载荷传递给其他壁板，加强支承件的自身和整体刚度
肋板的布置形式
水平
垂直
斜向
能同时提高抗弯、抗扭
肋条
肋条的作用
减少局部变形和薄壁振动，提高支承件自身和整体刚度
导轨
导轨功能
承受载荷和导向
分类
按摩擦分
滑动导轨副
普通滑动导轨
静压导轨
卸荷导轨
滚动导轨副
按结构分
开式导轨
闭式导轨
运动形式
直线运动导轨
三角形
导向性好
磨损会自动下沉补隙
顶角越小导向性越好
矩形
燕尾型
承受大倾覆力矩
适于受力小、层次多、间隙调整方便
圆柱形
制造方便；难补隙
组合形式
双三角形
双矩形
矩形和三角形
矩形和燕尾型
回转运动导轨
平面环形
锥面环形
双锥面
导轨的要求
导向精度
承载能力大、刚度好
精度保持性
低速运动平稳
结构简单、工艺性好
如何调整导轨间隙
①压板
调整辅助导轨面的间隙，承受颠覆力矩
②镶条
调整矩形导轨和燕尾型导轨的侧向间隙
③导向调整板
降低导轨面的压力、减少摩擦阻力，从而提高导轨耐磨性和低速运动平稳性
卸荷方式
机械卸荷
液压卸荷
气压卸荷
提高导轨精度、刚度、耐磨性措施
合理选择材料，热处理方法
铸铁导轨：良好的抗振性、工艺性、耐磨性
合理的预紧
合理的润滑和防护
减少磨损
轴承相关
几种典型的主轴轴承配置型式
速度型（高速轻载）
前后均用角接触球轴承
刚度型（负载大，要求刚度高）
前支承
径向载荷：双列短圆柱滚子轴承
轴向载荷：60°角接触双列推力球轴承
后支承
双列短圆柱滚子轴承
刚度速度型
三联角接触球轴承
推力轴承配置形式
前端配置
主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度
后端配置
两端配置
中间配置
主轴轴承 前后轴承精度对主轴旋转精度影响有何不同
前轴承
后轴承
前轴承对主轴旋转精度影响＞后轴承：前轴承精度比后轴承高一级
前后轴承综合影响
磁浮轴承适于高速，超高速加工
滚动轴承的预紧力分级（预紧提高刚度）
轻预紧
高速主轴
中预紧
中低速
重预紧
分度主轴
