立式數(shù)控銑床主軸部件的設(shè)計

1、明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行數(shù)控立式銑床主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)控立式銑床主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 專業(yè)：機制 主講人：戎娜 黃蘭 王耀鋒明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行主軸組件的設(shè)計u 主軸組件主要包括：主軸、主軸支撐和安裝在主軸上的傳動件、密封件等u 因為主軸帶動工件或刀具直接參加工件表面形成運動，所以它的工作性能對加工質(zhì)量和生產(chǎn)率產(chǎn)生直接影響，是機床最重要的部件之一。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行一、主軸組件的設(shè)計要求一、主軸組件的設(shè)計要求u回轉(zhuǎn)精度主軸組件的回轉(zhuǎn)精度,是指主軸的回轉(zhuǎn)精度。當(dāng)主軸做回轉(zhuǎn)運動時，線速度為零的點的連線稱為主軸的回轉(zhuǎn)中心線。回轉(zhuǎn)中心線的空間位置，每一瞬間都是變

2、化的。這些瞬間回轉(zhuǎn)中心線的平均空單位轉(zhuǎn)移不為理想回轉(zhuǎn)中心線，理想回轉(zhuǎn)中心線在空間位置的距離，就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差，而回轉(zhuǎn)誤差的范圍，就是主軸的回轉(zhuǎn)精度。純向誤差、角度誤差和軸向誤差，它們很少單獨存在。當(dāng)徑向誤差和角度誤差同時存在構(gòu)成徑向跳動，而軸向誤差和角度誤差同時存在構(gòu)成端面跳動。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行u主軸剛度主軸組件的剛度是指受外力作用時，主軸組件抵抗變形的能力。通常以主軸前端產(chǎn)生單位位移時，在位移方向上所施加的作用力大小來表示。主軸組件的剛度越大，主軸受力的變形就越小。主軸組件的剛度不足，在切削力及其他力的作用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形，不僅影響工件的加工質(zhì)量，還會破壞

3、齒輪、軸承的正常工作條件，使其加快磨損，降低精度。主軸部件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支撐跨距、所選軸承類型及配置形勢、砂間隙的調(diào)整、主軸上傳動元件的位置等有關(guān)明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 主軸組件的抗振性是指切削加工時，主軸保持平穩(wěn)的 運轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動的能力。主軸組件抗振性及在必要時安裝阻尼（消振）器。另外，使主軸固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激振力的頻率。u主軸抗振性u主軸溫升 主軸組件在運轉(zhuǎn)中，溫升過高會起兩方面的不良結(jié)果：一是主軸組件和箱體因熱膨脹而變形，主軸的回轉(zhuǎn)中心線和機床其他件的相對位置會有變化，直接影響加工精度；其次是軸承等元件會因溫度過高而改變已調(diào)好的間隙和破壞正常潤滑條件，影響軸承的

4、正常工作。嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生：“抱軸”。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行二、主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計算u 主軸是主軸組件的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀、制造精度、材料、及其熱處理，對主軸組件的工作性能都有很大的影響。 （1）材料的選擇：材料的選擇： 剛性好，承載能力大，耐磨性好，加工性能好， 熱處理變形小，價格便宜。 常用：結(jié)構(gòu)鋼，15#，20#，45#。 合金鋼，20Cr, 40Cr, 50Mn, 65Mn. 球墨鑄鐵也開始應(yīng)用. （2）熱處理方法：熱處理方法：滑動軸承支承，前端定位表面，淬硬HRC5055； 低碳鋼：滲碳淬火； 合金可以化學(xué)處理。u 主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主

5、軸直徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長度和支撐跨距。評價和考慮主軸的主要尺寸參數(shù)的依據(jù)使主軸的剛度、結(jié)構(gòu)工藝性和主軸組件的工藝適應(yīng)范圍。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 主軸組件必須有足夠的耐磨性，以便長期保持精度。主軸上易磨損的地方是刀具或工件的安裝部位以及移動式主軸的工作部位。為了提高耐磨性，主軸的上述部位應(yīng)該淬硬，或者經(jīng)過氮化處理，以提高硬度增加耐磨性。主軸軸承也需要有良好的潤滑，提高其耐磨性。 同時，主軸結(jié)構(gòu)要保證部件定位可靠，工藝性能好等要求。u主軸的耐磨性明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 主軸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有： 主軸前、后軸頸D1和D2，主軸內(nèi)孔直徑d，主軸前端

6、懸伸量a和主軸主要支撐間的跨距L。這些參數(shù)直接影響主軸旋轉(zhuǎn)精度和主軸的剛度。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 XK5040數(shù)控銑床主軸規(guī)格： 主軸錐度： 7:24 mm 主軸轉(zhuǎn)速： 1004000 rpm軸承潤滑方式： 潤滑油 主軸馬達(dá)功率： 5.4/7.5（30min）kw 明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行u主軸直徑 主軸直徑越大，其剛度越高，但使得軸承和軸上其他零件的尺寸相應(yīng)增大。軸承的直徑越大，同等級精度軸承的公差值也越大，要保證主軸的旋轉(zhuǎn)精度就越困難。同時極限轉(zhuǎn)數(shù)下降。實際尺寸要在主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計時確定。前、后軸頸的差值越小則主軸的剛度越高，工藝性能也越好。一般前后端軸頸：

7、D2（0.7-0.85）D1 1、主軸最小直徑的估算 當(dāng)數(shù)值上p 時，可按扭轉(zhuǎn)剛度估算最小軸徑，即： 式中：d主軸的最小直徑（cm）P主軸傳遞的功率(kw)，已給出P=5.4kw 主軸的計算轉(zhuǎn)速(r/min)，已給出=160r/min代人數(shù)值得：d4.4cm 取主軸的最小直徑=45mm，最小直徑本應(yīng)該是后軸頸，但是考慮到軸承的軸向固定采用鎖緊螺母，應(yīng)留鎖緊螺母的位置。考慮到軸上裝軸承，有配合要求，應(yīng)將后軸頸的直徑圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑，同時要考慮到選擇軸承的類型，因此選擇后軸頸的直徑=50，jn411jnpd jn明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行u主軸內(nèi)孔直徑 主軸內(nèi)孔直徑與機床的類型有關(guān)，確定

8、孔徑的原則是：為減輕主軸重量，在滿足上述工藝要求及不削弱主軸剛度的前提下，盡量取較大值，孔徑d對主軸剛度的影響是通過抗彎截面慣性矩而體現(xiàn)的，即主軸本身的剛度正比于抗彎截面慣性矩，其關(guān)系式為 空/實根據(jù)上式可繪制出主軸孔徑對主軸剛度影響曲線，如圖4-1 D主軸平均直徑 d主軸平均孔徑 K空直徑為實心主軸剛度 ， K實 直徑為，孔徑為d的空心軸的剛度。4444)(16464)(DdDdD空 / 實明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 由圖4-1知：當(dāng)d0.5時，內(nèi)孔d對主軸剛度幾乎無影響，通常取孔徑d的極限值0.7D。此時空0.75實，即剛度消弱量小于25%，若孔徑再大主軸剛度急劇下降，一般銑床

9、主軸孔徑d可比刀具拉桿直徑大510mm。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行u主軸懸伸量a l 主軸懸伸量（又稱懸伸長度）是指主軸前端至前支承點的主軸懸伸量（又稱懸伸長度）是指主軸前端至前支承點的距離，它的大小對主軸組件的剛度和抗振性有顯著影響。距離，它的大小對主軸組件的剛度和抗振性有顯著影響。懸伸量小，軸端位移就小，剛度得到提高懸伸量小，軸端位移就小，剛度得到提高。 l 主軸懸伸量的大小往往受結(jié)構(gòu)限制，主要取決于主軸端部主軸懸伸量的大小往往受結(jié)構(gòu)限制，主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)型式及尺寸、刀具或夾具的安裝方式、前軸承的類的結(jié)構(gòu)型式及尺寸、刀具或夾具的安裝方式、前軸承的類型及配置、潤滑與密封裝

10、置的結(jié)構(gòu)尺寸等。型及配置、潤滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸等。 l 主軸前后支承跨距（簡稱支距）主軸前后支承跨距（簡稱支距）L L對主軸組件的剛度、抗對主軸組件的剛度、抗振性和旋轉(zhuǎn)精度等有較大的影響。振性和旋轉(zhuǎn)精度等有較大的影響。 u支承跨距L明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 支承跨距過小，主軸的彎曲變形固然較小，但因支承變形引起主軸前軸端的位移量增大；反之，支承跨距過大，支承變形引起主軸前軸端的位移量盡管減小了，但主軸的彎曲變形增大，也會引起主軸前端較大的位移。因此存在一個最佳跨距L0，在該跨距時，因主軸彎曲變形和支承變形引起主軸前軸端的總位移量為最小。 一般取L0=（23.5）a， 本文所設(shè)

11、計的主軸暫取L=2.5a=360，但是實際結(jié)構(gòu)設(shè)計時，由于結(jié)構(gòu)上的原因，以及支承剛度因磨損會不斷降低，主軸主要支承間的實際跨距L往往大于最佳跨距。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 跨距跨距L L對主軸組件剛度的影響對主軸組件剛度的影響 (1) 剛性軸承上彈性主軸的端部位移y1 (2) 彈性軸承上剛性主軸的端部位移y2 (3) 主軸端部的總位移y (4) 最佳支距L0的確定 32133aFaFa LyEIEI222(1)( )ABFaFayKLKL32221211(1)( ) 33aABaa LaayyyFEIEIKLKL30066(1)0AAABKEIEILLK aKK明德明德 礪志礪志

12、 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)由主軸電動機、傳動系統(tǒng)和主軸部件等幾部分組成。主軸 工作臺 轉(zhuǎn)盤 明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 主軸前支承采用雙列向心短圓柱滾子軸承，承受徑向載荷，軸承間隙的調(diào)整靠修磨半環(huán)及調(diào)整螺母實現(xiàn)。后支承采用一對向心推力球軸承，承受徑向和軸向載荷，使主軸軸向定位。軸承間隙靠修磨隔套 來調(diào)整，旋緊螺釘經(jīng)法蘭（24）推動軸承外環(huán)，使軸承產(chǎn)生一定的 預(yù)緊力。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 主電機傳來的運動由齒輪經(jīng)雙鍵，套筒（23）和雙鍵帶動主軸轉(zhuǎn)動。齒輪安裝在套筒（23）上，而且套筒（23）由一對向心球軸承支承在箱體上，使主軸得到卸荷（即主軸只傳遞扭矩

13、），這樣減少了主軸變形，提高了主軸工作性能。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 整個主軸部件裝在長套筒中，轉(zhuǎn)動手輪經(jīng)過錐齒輪，使絲杠轉(zhuǎn)動，通過螺母帶動套筒（23）作軸向調(diào)整，調(diào)整后將套筒（23）夾緊。 主軸前端采用迷宮式密封裝置，主軸軸承由針閥供油得到潤滑明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行適應(yīng)剛度和承載能力的要求： 主軸軸承選型應(yīng)滿足所要求的剛度和承載能力。徑向承載較大時，可選用滾子軸承；較小時，可選用球軸承。雙列滾動軸承的徑向剛度和承載能力，比單列大。同一支承中采用多個軸承的支承剛度和承載能力，比采用單個軸承的大。一般說來，前支承的剛度應(yīng)比后支承大。因為前支承剛度對主軸組件剛度的影響

14、要比后支承大。適應(yīng)精度的要求： 起止推作用的軸承的布置有三種方式：前端定位止推軸承集中布置在前支承；后端定位集中布置在后支承；兩端定位分別布置在前、后支承。 采用前端定位時，主軸受熱變形向后延伸，不影響軸向定位精度，但前支承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整軸承間隙較不方便，前支承處發(fā)熱量較大；后端定位的特點與前述的相反；兩端定位時，主軸受熱伸長后，軸承軸向間隙的改變較大，若止推軸承布置在徑向軸承內(nèi)側(cè)，主軸可能因膨脹而彎曲。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 主軸支承是指主軸軸承、支承座及其他相關(guān)零件的組合體，其中核心元件主軸支承是指主軸軸承、支承座及其他相關(guān)零件的組合體，其中核心元件是軸承。因此把采用滾動軸

15、承的主軸支承稱為主軸滾動支承；把采用滑動軸承是軸承。因此把采用滾動軸承的主軸支承稱為主軸滾動支承；把采用滑動軸承的稱為主軸滑動支承。的稱為主軸滑動支承。 主軸滾動支承的主要設(shè)計內(nèi)容是：主軸滾動支承的主要設(shè)計內(nèi)容是：滾動軸承類型的選擇，軸承的配置，軸滾動軸承類型的選擇，軸承的配置，軸承的精度及其選配，軸承的間隙調(diào)整，支承座的結(jié)構(gòu)，軸承的配合及其配合零承的精度及其選配，軸承的間隙調(diào)整，支承座的結(jié)構(gòu)，軸承的配合及其配合零件的精度，軸承的潤滑與密封件的精度，軸承的潤滑與密封等。等。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 一、主軸滾動軸承類型選擇 主軸較粗，主軸軸承的直徑較大。相對地說，軸承的負(fù)載較輕。

16、因此，一般主軸較粗，主軸軸承的直徑較大。相對地說，軸承的負(fù)載較輕。因此，一般情況下，承載能力和疲勞壽命不是選擇主軸軸承的主要指標(biāo)。情況下，承載能力和疲勞壽命不是選擇主軸軸承的主要指標(biāo)。主軸軸承，應(yīng)根主軸軸承，應(yīng)根據(jù)精度、剛度和轉(zhuǎn)速選擇。據(jù)精度、剛度和轉(zhuǎn)速選擇。 立式銑床主軸前軸承有兩種常用的類型立式銑床主軸前軸承有兩種常用的類型1.圓錐孔雙列圓柱滾子軸承 這種軸承承載力大，靜剛度好，允許的這種軸承承載力大，靜剛度好，允許的轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點，并能夠調(diào)整軸承的徑向間轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點，并能夠調(diào)整軸承的徑向間隙，內(nèi)孔隙，內(nèi)孔有有 112 112 錐度，摩擦系數(shù)小，溫錐度，摩擦系數(shù)小，溫升低，但不能承載軸向力，

17、必須和能夠承升低，但不能承載軸向力，必須和能夠承載軸向力的軸承配合使用，因此整個組件載軸向力的軸承配合使用，因此整個組件的支承結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。的支承結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行2.圓錐滾子軸承 這種軸承承載能力大，同時可這種軸承承載能力大，同時可承載軸向力和徑向力，結(jié)構(gòu)比較簡承載軸向力和徑向力，結(jié)構(gòu)比較簡單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，溫升較單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，溫升較大。普通單列圓錐滾子軸承（大。普通單列圓錐滾子軸承（70007000型），能同時承受徑向和軸向載荷型），能同時承受徑向和軸向載荷，承載能力和剛度較高，價格便宜，承載能力和剛度較高，價格便宜，支承簡單，間隙調(diào)整方便

18、。可用，支承簡單，間隙調(diào)整方便。可用于中速、中載、一般精度的主軸組于中速、中載、一般精度的主軸組件。通雙列圓錐滾子軸承（件。通雙列圓錐滾子軸承（26971002697100型）能夠同時承受徑向載型）能夠同時承受徑向載荷和雙向軸向載荷，承載能力、剛荷和雙向軸向載荷，承載能力、剛度及抗振能力較高，適用于中速、度及抗振能力較高，適用于中速、徑向載荷大，軸向載荷中等、一般徑向載荷大，軸向載荷中等、一般精度的機床主軸組件。精度的機床主軸組件。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行與雙列圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的承主要有與雙列圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的承主要有 3 3 種：種：（1）雙向推力角

19、接觸球軸承。這是新型軸承，在近新設(shè)計生產(chǎn)的機床上廣泛采用。 這種軸承具有承受雙向軸向負(fù)荷、精度高、剛度好、溫升低、轉(zhuǎn)速高、裝拆方便等優(yōu)點，是當(dāng)代主軸軸承的新型結(jié)構(gòu)，特別適用于與雙列圓柱滾子軸承組配，應(yīng)用在機床主軸上，但這種軸承不承受徑向力。（2）角接觸球軸承。有 3 種：=15、25、60，常用的是前兩種。 這種軸承特點是：允許極限轉(zhuǎn)速高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低摩擦、精度高，但承載能力較低些。 X6132、X5032 型升降臺銑床就采用這種軸承與圓柱滾子軸承組配使用的， 實踐證明這種組配完全可以滿足要求，且較為經(jīng)濟(jì)。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行（3）推力球軸承。 接觸角為 90，因此承受軸向力

20、能力高，但允許極限轉(zhuǎn)速低，且容易發(fā)熱。XK5040立式銑床就是用的雙列圓柱滾子軸承、雙向推力角接觸球軸承及角接觸球軸承明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行二、軸承配置 軸承配置是根據(jù)機床用途、主軸的工作條件（載荷大小及方向、軸承配置是根據(jù)機床用途、主軸的工作條件（載荷大小及方向、轉(zhuǎn)速等）以及所要求的工作性能來確定的。轉(zhuǎn)速等）以及所要求的工作性能來確定的。 對于銑床主軸軸承，主張采用兩支點配置，兩支點結(jié)構(gòu)簡單、制對于銑床主軸軸承，主張采用兩支點配置，兩支點結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、經(jīng)濟(jì)效果好，但要求主軸單件應(yīng)有足夠的剛度。三支點主軸造方便、經(jīng)濟(jì)效果好，但要求主軸單件應(yīng)有足夠的剛度。三支點主軸工藝性差

21、，工藝性差， 三孔同軸度很難保證，主軸溫升也高，在剛度允許的情三孔同軸度很難保證，主軸溫升也高，在剛度允許的情況下盡可能不采用三支點結(jié)構(gòu)。如果主軸剛度不足可采用兩支點為主況下盡可能不采用三支點結(jié)構(gòu)。如果主軸剛度不足可采用兩支點為主要支承，第三點為輔助支承，輔助支承可放在中間或后邊，采用這種要支承，第三點為輔助支承，輔助支承可放在中間或后邊，采用這種結(jié)構(gòu)要求有較大的游隙，一般在結(jié)構(gòu)要求有較大的游隙，一般在 0.030.07 0.030.07 之間，只有當(dāng)載荷較大之間，只有當(dāng)載荷較大主軸產(chǎn)生彎曲時輔助支承才起作用，這樣可以彌補主軸剛度不足，也主軸產(chǎn)生彎曲時輔助支承才起作用，這樣可以彌補主軸剛度不足

22、，也可以減少溫升。可以減少溫升。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 1.徑向軸承配置 立式銑床采用兩支承主軸組件，在每個支承處都要有徑向軸承。前支承的立式銑床采用兩支承主軸組件，在每個支承處都要有徑向軸承。前支承的徑向軸承對主軸組件的性能影響重大，故首先應(yīng)選定前支承的徑向軸承。后支徑向軸承對主軸組件的性能影響重大，故首先應(yīng)選定前支承的徑向軸承。后支承的徑向軸承，一般因載荷較小且對于主軸組件性能的影響較小，可選用較前承的徑向軸承，一般因載荷較小且對于主軸組件性能的影響較小，可選用較前軸承剛度、抗振性及精度略低的軸承匹配使用。但需注意的是，匹配使用的軸軸承剛度、抗振性及精度略低的軸承匹配使用。

23、但需注意的是，匹配使用的軸承都必須適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速的要求。承都必須適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速的要求。 2.推力軸承配置 機床主軸一般承受兩個方向的軸向載荷，需要兩個相應(yīng)的推力（止推）軸承機床主軸一般承受兩個方向的軸向載荷，需要兩個相應(yīng)的推力（止推）軸承匹配使用。推力軸承的布置方式或稱主軸組件的軸向定位方式。立式銑床采用匹配使用。推力軸承的布置方式或稱主軸組件的軸向定位方式。立式銑床采用的是最簡單的前端定位。的是最簡單的前端定位。 明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行前端定位結(jié)構(gòu)其特點：前端定位結(jié)構(gòu)其特點：（1 1）主軸受熱變形，向后伸長（熱位移），）主軸受熱變形，向后伸長（熱位移），不影響主軸前端的軸向精度。

24、不影響主軸前端的軸向精度。（2 2）主軸切削力受壓段短，縱向穩(wěn)定性好。）主軸切削力受壓段短，縱向穩(wěn)定性好。（3 3）前支承的角剛度高，角阻尼大，因此）前支承的角剛度高，角阻尼大，因此主軸組件的剛度高和抗振性好。主軸組件的剛度高和抗振性好。 （4 4）前支承的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，溫升較高。）前支承的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，溫升較高。適用范圍：對軸向精度和剛度要求較高的高速、精密機床主軸（如精密車床、鏜床、適用范圍：對軸向精度和剛度要求較高的高速、精密機床主軸（如精密車床、鏜床、坐標(biāo)鏜床等）及對抗振性要求較高的普通機床主軸（如臥式車床、多刀車床、銑床坐標(biāo)鏜床等）及對抗振性要求較高的普通機床主軸（如臥式車床、多刀車床、

25、銑床等）。等）。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行后端定位結(jié)構(gòu)其特點：后端定位結(jié)構(gòu)其特點：（1 1）前支承的結(jié)構(gòu)簡單、溫升較小；）前支承的結(jié)構(gòu)簡單、溫升較小；（2 2）主軸受熱向前伸長，影響主軸的軸向精度；）主軸受熱向前伸長，影響主軸的軸向精度；（3 3）剛度及抗振性較差。）剛度及抗振性較差。 適用范圍：不宜用于精密、抗振性要求高的機床，適用范圍：不宜用于精密、抗振性要求高的機床，可用于要求不高的中速、普通精度機床的主軸可用于要求不高的中速、普通精度機床的主軸（臥式車床、多刀車床、立式銑床等）。（臥式車床、多刀車床、立式銑床等）。 明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行3.同一支承中多軸承

26、布置 同一支承中具有兩個（或更多）同時承受徑向、軸向載荷的角接觸同一支承中具有兩個（或更多）同時承受徑向、軸向載荷的角接觸軸承時，其布置方式有三種如圖所示。軸承時，其布置方式有三種如圖所示。 1）背向（背靠背）布置 兩個軸承外圈的寬邊相對，兩個軸承外圈的寬邊相對，可提高主軸組件的剛度。可提高主軸組件的剛度。 2）面向（面對面）布置 兩個軸承外圈的窄邊相對，因兩軸承兩個軸承外圈的窄邊相對，因兩軸承產(chǎn)生的反力矩很小，故主軸剛度提高不大。產(chǎn)生的反力矩很小，故主軸剛度提高不大。3）串聯(lián)布置 兩個（或更多）軸承外圈的寬窄邊方向兩個（或更多）軸承外圈的寬窄邊方向相同，可承受較大的軸向載荷。相同，可承受較大

27、的軸向載荷。 XKFA714數(shù)控仿形銑床機械仿形選用的就是單列圓錐滾子軸承背對背組合。三、 主軸滾動軸承精度及其選配 1.主軸滾動軸承精度 機床主軸滾動軸承一般要求有較高的精度，可采用機床主軸滾動軸承一般要求有較高的精度，可采用B B、C C、D D、E E 四級，一四級，一般不用般不用G G 級軸承。國家新標(biāo)準(zhǔn)用級軸承。國家新標(biāo)準(zhǔn)用P P2 2、P P4 4、P P5 5 等表示，可參閱新標(biāo)準(zhǔn)。等表示，可參閱新標(biāo)準(zhǔn)。 主軸的前后軸承的精度選擇對主軸精度影響很大，一般前軸承精度比后主軸的前后軸承的精度選擇對主軸精度影響很大，一般前軸承精度比后軸承精度高一級，影響主軸精度主要是前軸承的精度。軸承

28、精度高一級，影響主軸精度主要是前軸承的精度。 主軸滾動軸承精度的選擇應(yīng)注意：主軸滾動軸承精度的選擇應(yīng)注意： 1 1）首先選擇主軸前支承的徑向軸承（簡稱前軸承）精度，其精度等級應(yīng)與）首先選擇主軸前支承的徑向軸承（簡稱前軸承）精度，其精度等級應(yīng)與機床精度相適應(yīng)，即精度較高的機床選用較高精度的軸承，反之亦然。機床精度相適應(yīng)，即精度較高的機床選用較高精度的軸承，反之亦然。 2 2）主軸后支承的徑向軸承（后軸承）精度可比前軸承低一級。）主軸后支承的徑向軸承（后軸承）精度可比前軸承低一級。 3 3）推力軸承精度一般可比前軸承低一級。）推力軸承精度一般可比前軸承低一級。 4 4）軸承精度越高，旋轉(zhuǎn)精度及其他

29、性能也越高，但軸承價格也越昂貴。）軸承精度越高，旋轉(zhuǎn)精度及其他性能也越高，但軸承價格也越昂貴。明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 普通精度的普通精度的立式立式銑床主軸前軸承應(yīng)選銑床主軸前軸承應(yīng)選 C C 或或 D D，但，但 C C 級軸承造價級軸承造價較高，一般選較高，一般選 D D 級就可以了，后軸承一般選級就可以了，后軸承一般選 D D 或或 E E 級。精密、高級。精密、高精密精密的立式的立式銑床前軸承應(yīng)選銑床前軸承應(yīng)選 B B 或或 C C 級，后軸承應(yīng)選級，后軸承應(yīng)選 C C 或或 D D 級。級。 選擇軸承時既要考慮機床的精度要求，又要考慮經(jīng)濟(jì)性，各級精選擇軸承時既要考慮機床

30、的精度要求，又要考慮經(jīng)濟(jì)性，各級精度軸承的價格比如表度軸承的價格比如表 1 1 所示。所示。表 1各級精度軸承的價格比 2.主軸滾動軸承選配 1）前軸承選配 主軸在前支承處的徑向跳動對其端部的旋轉(zhuǎn)精度影響最大。因此首先應(yīng)采主軸在前支承處的徑向跳動對其端部的旋轉(zhuǎn)精度影響最大。因此首先應(yīng)采用軸承選配法來減小前支承處的徑向跳動。用軸承選配法來減小前支承處的徑向跳動。 采用合理的軸承選配法，可在制造精度并非很高的情況下，也能使主軸組采用合理的軸承選配法，可在制造精度并非很高的情況下，也能使主軸組件獲得較高的旋轉(zhuǎn)精度。件獲得較高的旋轉(zhuǎn)精度。 2）后軸承選配 對主軸組件前軸承選配之后再對后軸承選配，還可進(jìn)

31、一步提高主軸組件的對主軸組件前軸承選配之后再對后軸承選配，還可進(jìn)一步提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。旋轉(zhuǎn)精度。 把后軸承如同前軸承那樣選配，可得到較小的軸端的偏心量把后軸承如同前軸承那樣選配，可得到較小的軸端的偏心量。綜上所述，為了提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度，采用軸承選配法的幾點結(jié)論是：綜上所述，為了提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度，采用軸承選配法的幾點結(jié)論是：（1 1）首先對前軸承進(jìn)行選配（高點導(dǎo)向），使其偏心量）首先對前軸承進(jìn)行選配（高點導(dǎo)向），使其偏心量A A為最小。為最小。（2 2）然后再對后軸承進(jìn)行選配，使前、后支承處的最大跳動點位于同一軸向）然后再對后軸承進(jìn)行選配，使前、后支承處的最大跳動點位于同一軸向

32、平面內(nèi)，且在軸線的同側(cè)。平面內(nèi)，且在軸線的同側(cè)。（3 3）后軸承的精度比前軸承低一級，采用選配法有利于提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)）后軸承的精度比前軸承低一級，采用選配法有利于提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。精度。 明德明德 礪志礪志 博學(xué)博學(xué) 篤行篤行 對于立式銑床對于立式銑床軸承與軸和軸承與箱體孔之間的配合，一般都選過渡配軸承與軸和軸承與箱體孔之間的配合，一般都選過渡配合，應(yīng)采用比一般傳動軸松一些的配合，采用合，應(yīng)采用比一般傳動軸松一些的配合，采用j5、js5、j6、js6 比較合適，比較合適，另外，軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔的形狀誤差都會反映到軸承上另外，軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔的形狀誤差都會反映到軸承上去。去。 如配合精度選得過低，會降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度如配合精度選得過低，會降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。應(yīng)與軸承精度相匹配。表 2 主軸上軸承配合選擇四、銑床主軸滾動軸承間隙及其調(diào)整 為提高主軸回轉(zhuǎn)精度和剛度，在設(shè)計主軸組件為提高主軸回轉(zhuǎn)精度和剛度，在設(shè)計主軸組件時必須設(shè)有主軸間時必須設(shè)有主軸間隙調(diào)整結(jié)構(gòu)，銑床主軸軸承間隙一般應(yīng)調(diào)到合適的負(fù)間隙隙調(diào)整結(jié)構(gòu)，銑床