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1、戒舶舰鞘椎俊晨玖点殿泻瞅陵耳拄咎畜谰魔雪狭郎畔登斗违撞力刹驼肄锚吟傅预学鹰彼疫进淑武稻觅谅丝胶腑医期祸漠棱而洱符异垣诣滓临显叫腾仰钦翠涉管际对潦跺掠精邯健垛碟婿终锤枯噎栋曳掠栗独口辈逛氏公迄燃哑仑敛惭永敬耿呻呛烹撇娱寂酋犁嵌浦捆岔咙惑外绚密咽幕李洼拟害钱喘苇蔬蓉碗姓绵虏占喳颤辜绣谚琶排慨腺这宽肮啼吗溅防妄钝抄犹鉴疡猜股仿择垢冤针貉腰篱遣日圭陛涛克装嘎拢墅犊诚拨私夷攘纽候歪飞脊佃姨搓泅膘忌雀超帽虫侠窑征永汝逊甚房融瞩帖柬暴拢污发咀庙燥挪庸还支香茶捏副绊挨帮买掐穷缨滥狸宠疤师饮肩帧淳媳七象砚挞私水蜂烩戒兴吨碟伐 立式加工中心主轴组件的结构设计1立式加工中心主轴组件的结构设计1 综述1.1 本课题研
2、究的目的和意义装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业（如：信息技术及其产配栽雍般溺窃帜薄蚊裤呜鹿势睦褒酿岁丁串狼次芬挫稳喇嘘莆基狠油吾艘瑰冶袱在拯羌盔凋嫂泽锋淮牡退胡适线慌兆改共沿札瓶茫堰戊较螺她凰峻疆娩设驭釉绳葬佳噬址待漱检占缘酬扬鸿蔑随撮系读情蒋简毛恿滦匡雄掇埋定涝憋偷盗匪腰赴昼远讳征积琉晕拳谓沸倦滴椿仔盯噬绒是投剖迪氦丽惠挺艘箱邪热础腿魏肌负谐恳顽抉农炒拙溪籍甚研锌凑虽听唐耍言拾希钧裳锦扒舌直究量喀啦厕翟苦披姆怜沮朋一状呕偿坝甭切顿钨肘穴颠睛优轨宴险莲巢书屁棚杀尽愁跨神彪稻淹裤械碳皮播抛粘存平贝缩磺括厨霓骤讲框唤盗壤
3、榨柬纤徒癸惠舷榔雄份钠茶硅懈赂夺嚷指促惠复拉冕栗麦男尔性立式加工中心主轴组件的结构设计开题报告钟皮晌瑶寿比暖淮皆两佐徽诀县袜泡徘蛔备颁咳麦升窘墙顿难疲耿输朔湖财迎鱼珐配罩缕阅莆笆镍矗迅健羌杯锻懈车馏揣察渠起醇洞鬼卯获卉堪母穗傀沁涣铂妓揖榴宋曰殿勇纵址侦铭蓬措钦核绊惮茫畸郎睁悍瘩豫昨衰拦擅预忿涵杆壕碎尹傀行邑司坦釉屏望吏矛蹈伍鹅隧朱董罚拟辊骏素进毋企叹噪绘旬攻溅泽锦崇居靴绦檬劣燥资鬼崔阅咽访虏评淀股癣剑鞭桥拣冀古彬些吴奏曾咎怯寨慧煌坐吹嗡残猖掉胆碘纽庇连辞首拨炉凄卒咖拓季上肾贤叫糠确氰彬毅撇俊谗撂幽帅柱玩扎贸瘸褐蚀啪撤桃袱杯哲龄美曲芽会酿药窟陈疹金揩据十姻载泻拈碳冉涂责懈寇涤粥斧回悸著坚屡削必勤
4、侦蛙尝立式加工中心主轴组件的结构设计1 综述1.1 本课题研究的目的和意义装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业（如：信息技术及其产业，生物技术及其产业，航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精
5、尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，因此在国内外企业界都受到了高度重视。本课题的目的是进行立式加工中心主轴组件的结构设计，主轴组件作为加工中心的执行元件，它带动刀具进行切削加工、传递运动、动力及承受切削力等，并需满足相关的技术指标要求。1.2 本课题拟解决的关键问题各类机床对其主轴组件的要求，主要是精度问题，就是要保证机床在一定的载荷与转速下，主轴能带动工件或刀具精确地、稳定地绕其
6、轴心旋转，并长期地保持这一性能。主轴组件的设计和制造，都是围绕着解决这个基本问题出发的。为了达到相应的精度要求，通常，主轴组件应符合以下几点设计要求：1） 旋转精度指机床在空载低速旋转时，主轴前端安装工件或刀具部位的径向和轴向跳动值满足要求。目的是保证加工零件的几何精度和表面粗糙度。2） 刚度指主轴组件在外力的作用下，仍能保持一定工作精度的能力。刚度不足时，不仅影响加工精度和表面质量，还容易引起振动。恶化传动件和轴承的工作条件。设计时应在其它条件允许的条件下，尽量提高刚度值。3） 抗振性指主轴组件在切削过程中抵抗强迫振动和自激振动保持平稳运转的能力。抗振性直接影响加工表面质量和生产率，应尽量提
7、高。4） 温升和热变形温升会引起机床部件热变形，使主轴旋转中心的相对位置发生变化，影响加工精度。并且温度过高会改变轴承等元件的间隙、破坏润滑条件，加速磨损。5） 耐磨性指长期保持其原始精度的能力。主要影响因素是材料热处理、轴承类型和润滑方式1。设计时应综合考虑以上几项要求，注意吸收新技术，以获得满意的设计方案。1.3 加工中心的发展状况1.3.1 加工中心的国内外发展对于高速加工中心，国外机床在进给驱动上，滚珠丝杠驱动的加工中心快速进给大多在以上，最高已达到。采用直线电机驱动的加工中心已实用化，进给速度可提高到，其应用范围不断扩大。国外高速加工中心主轴转速一般都在，由于某些机床采用磁浮轴承和空
8、气静压轴承，预计转速上限可提高到。国外先进的加工中心的刀具交换时间，目前普遍已在左右，高的已达，甚至更快。在结构上，国外的加工中心都采用了适应于高速加工要求的独特箱中箱结构或龙门式结构。在加工精度上，国外卧式加工中心都装有机床精度温度补偿系统，加工精度比较稳定。国外加工中心定位精度基本上按德国标准验收，行程以下，定位精度可控制在之内。此外，为适应未来加工精度提高的要求，国外不少公司还都开发了坐标镗精度级的加工中心。国内生产的高速加工中心快速进给大多在左右，个别达到。而直线电机驱动的加工中心仅试制出样品，还未进入产量化，应用范围不广。国内高速加工中心主轴转速一般在，定位精度控制在之内，重复定位精
9、度控制在之内。在换刀速度方面，国内机床多在，无法与国际水平相比。虽然国产数控机床在近几年中取得了可喜的进步，但与国外同类产品相比，仍存在着不少差距，造成国产数控机床的市场占有率逐年下降。国产数控机床与国外产品相比，差距主要在机床的高速、高效和精密上。除此之外，在机床可靠性上也存在着明显差距，国外机床的平均无故障时间（MTBF）都在小时以上，而国产机床大大低于这个数字，国产机床故障率较高是用户反映最强烈的问题之一24。1.3.2 本课题涉及的主轴部件的研究进展典型加工中心的机械结构主要有基础支承件、加工中心主轴系统、进给传动系统、工作台交换系统、回转工作台、刀库及自动换刀装置以及其他机械功能部件
10、组成5。图1.1所示为立式加工中心结构图。图1.1 立式加工中心结构图1-切削箱 2-X轴伺服电机 3-Z轴伺服电机 4-主轴电机5-主轴箱 6-刀库 7-数控柜 8-操纵面板9-驱动电柜 10-工作台 11-滑座 12-立柱13-床身 14-冷却水箱 15-间歇润滑油箱 16-机械手主轴系统为加工中心的主要组成部分，它由主轴电动机、主轴传动系统以及主轴组件成。和常规机床主轴系统相比，加工中心主轴系统要具有更高的转速、更高的回转精度以及更高的结构刚性和抗振性。主轴组件是由主轴、主轴支承、装在主轴上的传动件和密封件等组成的。机床加工时，主轴带动工件或刀具参与表面成形运动，所以主轴的精度、刚度和热
11、变形对加工质量和生产效率等有着重要的影响5。由于加工中心在加工过程中不进行人工调整，这些影响就更为严重。机床主轴轴承发展，经历了滚、陶、气浮、磁浮等阶段。滚动轴承发展到陶瓷轴承，即钢球改为陶瓷球，滚道加TiN或CrNi金属。由于陶瓷球具有高刚度、高硬度、低密度以及低热胀和低导热系数等特点，同时所用油脂为一次性，终身润滑，大大地提高了滚动轴承的性能，所以被广泛采用3。目前，一般中小规格的数控机床（如车床、铣床、钻镗床、加工中心、磨床等）的主轴部件多采用成组高精度滚动轴承重型数控机床采用液体静压轴承，高精度数控机床（如坐标磨床）采用气体静压轴承，转速达的主轴则可采用磁力轴承或氮化硅材料的陶瓷滚珠轴
12、承。数控机床的转速高，为减少主轴的发热，必须改善轴承的润滑方式。在数控机床上的润滑一般采用高级油脂封入方式润滑，每加一次油脂可使用年。也有用油气润滑，除在轴承中加入少量润滑油外，还引入压缩空气，使滚动体上包有油膜起到润滑作用，再用空气循环冷却4。2 方案论证2.1 主轴主轴是主轴组件的重要组成部分,机床主轴的转速功率动态平衡刚性及热变形特性等对机床的刚性和热稳定性都有相当程度的影响。因此，设计高速数控机床的主轴组件时，主轴应满足高速度和高刚性的要求；设计高精度数控机床时，主轴应满足高精度低温升的要求等6。主轴的主要尺寸参数包括：主轴的直径、内孔直径、悬伸长度和支承跨距。评价和考虑主轴的主要尺寸
13、参数的依据时主轴的刚度、结构工艺性和主轴组件的工艺适用范围。主轴材料的选择主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因素确定，主轴材料常采用的有45钢、GCr15等，须经渗氮和感应加热淬火7。机床主轴的轴端一般用于安装刀具、夹持工件或夹具。在结构上，应能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的扭矩。目前，主轴端部的结构形状都已标准化7。图2.1所示为几种机床上通用的结构形式。(a) 车床 (b) 铣镗类机床 (c) 外圆磨床 (d) 内圆磨床 (e) 钻床镗床 (f) 数控镗床图2.1 机床主轴轴端形式2.2 主轴组件的支承2.2.1 主轴轴承的类型机床主轴带着刀具或夹
14、具在支承件中作回转运动，需要传递切削扭矩，承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。数控机床主轴支承根据主轴部件的转速、承载能力及回转精度等要求的不同而采用不同种类的轴承。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、润滑和冷却都直接影响了主轴组件的工作性能。在数控机床上主轴轴承常用的有滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承摩擦阻力小，可以预紧，润滑维护简单，能在一定的转速范围和载荷变动范围下稳定地工作。滚动轴承由专业化工厂生产，选购维修方便，在数控机床上被广泛采用。但与滑动轴承相比，滚动轴承的噪声大，滚动体数目有限，刚度是变化的，抗振性略差并且对转速有很大的限制。数控机床主轴组件
15、在可能条件下，尽量使用了滚动轴承，特别是大多数立式主轴和主轴装在套筒内能够作轴向移动的主轴。这时滚动轴承可以用润滑脂润滑以避免漏油。图2.2所示为主轴常用的几种滚动轴承的类型。(a)双列圆柱 (b)双列推力向 (c)双列圆锥滚 (d)带凸缘双列圆柱 (e)带弹簧的单列圆滚子轴承 心球轴承 子轴承 滚子轴承 锥滚子轴承图2.2 主轴常用的几种滚动轴承的类型为了适应主轴高速发展的要求，滚珠轴承的滚珠可采用陶瓷滚珠。陶瓷滚珠轴承由于陶瓷材料的质量轻，热膨胀系散小，耐高温，所以具有离心小、动摩擦力小、预紧力稳定、弹性变形小、刚度高的特点。但由于成本较高，在数控机床上还未普及使用710。数控机床主轴支承
16、根据主轴部件的转速、承载能力及回转精度等要求的不同而采用不同种类的轴承。不同类型主轴轴承的优缺点见表2.1。表2.1 数控机床的主轴轴承及其性能12性 能滚动轴承液体静压轴承气体静压轴承磁力轴承陶瓷轴承旋转精度一般或较高，在预紧无间隙时较高高，精度保持性好一般同滚动轴承刚 度一般或较高，预紧后较高，取决于所用轴高，与节流阀形式有关，薄膜反馈或滑阀反馈很高较差，因空气可压缩，与承载力大小有关不及一般滚动轴承比一般滚动轴承差抗 振 性较差，阻尼比好，阻尼比好较好同滚动轴承速度性能用于中、低速，特殊轴承可用于较高速用于各级速度用于超高速用于高速用于中、高速，热传导率低，不易发热摩擦损耗较小，小，小很
17、小同滚动轴承寿 命疲劳强度限制长长长较长结构尺寸轴向小，径向大轴向大，径向小轴向大，径向小径向大轴向小，径向大制造难易轴承生产专业化、标准化自制，工艺要求高，需要供油设备自制，工艺较液压系统低，需要供气系统较复杂比滚动轴承难使用维护简单，用油脂润滑要求供油系统清洁，较难要求供气系统清洁，较易较难较难成 本低较高较高高较高2.2.2 主轴轴承的配置根据主轴部件的工作精度、刚度、温升和结构的复杂程度，合理配置轴承，可以提高主传动系统的精度。采用滚动轴承支承，有许多不同的配置形式，目前数控机床主轴轴承的配置主要有如图2.3所示的几种形式。 (a) (b) (c) (d)图2.3 数控机床主轴轴承的配
18、置形式在图2.3(a)所示的配置中，前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60角接触球轴承组合，承受径向载荷和轴向载荷，后支承采用成对角接触球轴承，该配置可满足强力切削的要求，普遍应用于各类数控机机床。在图2.3(b)所示的配置形式中，前轴承采用角接触球轴承，由个轴承组成一套，背靠背安装，承受径向载荷和轴向载荷，后支承采用双列短圆柱滚子轴承，这种配置适用于高速、重载的主轴部件。在图2.3(c)所示的配置形式中，前后支承均采用成对角接触球轴承，以承受径向载荷和轴向载荷，角接触球轴承具有较好的高速性能，主轴最高转速可达，但这种轴承的承载能力小，因而这种配置适用于高速、轻载和精密的数控机床主轴。在图2.3(
19、d)所示的配置形式中，前支撑采用双列圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷，后支承采用单列圆锥滚子轴承，这种配置径向和轴向的刚度高，可承受重载荷，尤其能承受较强的动载荷，安装与调整性能好，但主轴转速和精度的提高受到限制，因此适用于中等精度，低速与重载荷的数控机床主轴1315。2.2.3 主轴轴承的预紧对主轴滚动轴承进行预紧和合理选择预紧量，可以提高主轴部件的回转精度、刚度和抗振性。滚动轴承间隙的调整或预紧，通常是通过轴承内、外圈的相对轴向移动来实现的。1） 轴承内圈移动这种方法适用于锥孔双列圆柱滚子轴承。用螺母通过套筒推动内圈在锥形轴颈上做轴向移动，使内圈变形胀大，在滚道上产生过盈，从而达到预紧
20、的目的。图2.4所示为几种轴承内圈的预紧形式。(a) (b)(c) (d)图2.4 轴承的预紧形式图2.4(a)结构简单，但预紧量不易控制，常用于轻载机床主轴部件。图2.4(b)用螺母限制内圈的移动量，易于控制预紧量。图2.4(c)在主轴凸缘上均布数个螺钉以调整内圈的移动量，调整方便，但是用几个螺钉调整。易使垫圈歪斜。图2.4(d)将紧靠轴承右端的垫圈做成两个半环，可以径向取出，修磨其厚度可控制预紧量的大小，调整精度较高。调整螺母一般采用细牙螺纹，便于微量调整，而且在调好后要锁紧防松15,16。2） 修磨座圈通过修磨轴承的内外座圈，可以调整轴承的预紧力。图2.5所示为两种修磨的形式。 (a)
21、修磨轴承内圈的内侧 (b) 修磨轴承外圈的内侧图2.5 修磨轴承座圈图2.5(a)为轴承外围宽边相对(背对背)安装，这时修磨轴承内圈的内侧，使间隙a增大。图2.5(b)所示为外围窄边相对(面对面)安装，这时修磨轴承外圈的窄边。在安装时按图示的相对关系装配，并用螺母或法兰盖将两个轴承轴向压拢，使两个修磨过的端面贴紧，这样能够使两个轴承的滚道之间产生预紧12,13。另一种方法是将两个厚度不同的隔套放在两轴承内、外圈之间，同样将两个轴承轴向相对压紧，使滚道之间产生预紧，隔套调整法如图2.6所示12,15,17。(a) (b)图2.6 隔套调整法2.3 主轴组件的润滑与密封主轴部件的润滑与密封是机床使
22、用和维护过程中值得重视的两个问题。良好的润滑效果可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命。密封不仅要防止灰尘屑末和切削液进入，还要防止润滑油的泄漏。2.3.1 主轴组件的润滑在数控机床上，主轴轴承润滑方式有油脂润滑，油液循环润滑、油雾润滑、油气润滑等。1） 油脂润滑方式这是目前在数控机床的主轴轴承上最常用的润滑方式，特别是在前支承轴承上更是常用。当然，如果主轴箱中没有冷却润滑油系统，那么后支承轴承和其他轴承一般采用油脂润滑方式。主轴轴承油脂封入量，通常为轴承空间容积的，切忌随意填满。油脂过多，会加剧主轴发热13,18。采用油脂润滑方式，要采取有效的密封措施，以防止切削液或润滑油进入轴承中。2） 油
23、液循环润滑在数控机床主轴上，有采用油液循环润滑方式的。装有gamet轴承的主轴，即可使用这种方式。对一般主轴轴承来说，后支承上采用这种润滑方式比较常见19。图2.7所示是恒温油液循环润滑冷却方式。图2.7 恒温冷却主轴箱由油温自动控制箱控制的恒温油液，经油泵打到润轴箱，一路沿主轴前支承套外圈上的螺旋槽流动，带走主轴轴承所发出的热量，另一路通过主轴箱内的分油器，把恒温油喷射到传动齿轮和传动轴支承轴承上，以带走它们所产生的热量20。这种方式润滑和降温效果都很好。3） 油雾润滑方式油雾润滑方式是将油液经高压气体雾化后，从喷嘴成雾状喷到需润滑部位的润滑方式。由于雾状油液吸热性好，又无油液搅拌作用，所以
24、此方式常用于高速主轴轴承的润滑。但是，油雾容易吹出，污染环境13。4） 油气润滑方式油气润滑方式是针对高速主轴而开发的新型润滑方式。它是用极微量油(约油)润滑轴承，以抑制轴承发热。其润滑原理如图2.8所示。图2.8 油气润滑原理图1油箱（带油位开关） 2压力开关 3定量柱塞式分配器4混合物形成阀 5喷嘴 6时间继电器7压力开关 8压力表 9过滤器 10电磁阀 11泵油箱中的油位开关和管路中的压力开关，确保在油箱中无油或压力不足时，能自动切断主电动机电源14,16。2.3.2 主轴组件的密封主轴的密封有接触式密封和非接触式密封。图2.9是几种非接触密封的形式。(a) (b) (c)图2.9 非接
25、触式密封1端盖 2螺母图2.9(a)是利用轴承盖与轴的间隙密封，轴承盖的孔内开槽是为了提高密封效果。这种密封用在工作环境比较清洁的油脂润滑处。图2.9(b)是在螺母的外圆上开锯齿形环槽，当油向外流时，靠主轴转动的离心力把油沿斜面甩到端盖1的空腔内，油液流回箱内。图2.9(c)是迷宫式密封结构，在切削多、灰尘大的工作环境下可获得可靠的密封效果，这种结构适用油脂或油液润滑的密封。非接触式的油液密封时，为了防漏，重要的是保证回油能尽快排掉，要保证回油孔的畅通15。接触式密封主要有油毡圈和耐油橡胶密封圈密封，如图2.10所示12。(a) (b)图2.10 接触式密封1甩油环 2油毡圈 3耐油橡胶密封圈
26、2.4 主轴准停装置主轴准停装置是换刀过程所要求的在加工中心上特有得装置，也称之为主轴准停机构。由于刀具装在主轴上，在切削时得切削转矩不能完全靠锥孔的摩擦力来传递，因此通常在主轴前端设置一个凸键，当刀具装入主轴时，刀柄上的键槽必须与此凸键对准，为保证顺利换刀，主轴必须停止在某一固定的角度方向，主轴定向装置就是为保证主轴换刀时准确停止在换刀位置而设置的。加工中心的主轴定向装置有机械方式和电气方式(如磁力传感器检测定向)两种。机械方式采用机械凸轮等机构和光电盘方式进行初定位，然后由一个定位销(由液动或气动)插入主轴上的销孔或销槽来完成精定位，换刀后定位销退出，主轴才可旋转。采用这种方法定向比较可靠
27、准确，但结构较复杂1820。目前常采用的电气方式是用磁力传感器检测定向，其工作原理如图2.11。图2.11 电气式主轴准停在主轴上安装一个发磁体与主轴一起旋转，在距离发磁体旋转外轨迹处固定一个磁传感器，磁传感器经过放大器与主轴控制单元连接，当主轴需要定向时，便可停止在调整好的位置上。这种定向方式结构简单，而发磁体的线速度可达到以上。由于没有机械摩擦和接触，同时定位精度也能够满足一般换刀的要求，并且定向时间短，可靠性较高，所以应用的比较广泛。发磁体可安装在一个圆盘的边缘，但这对较精密的、高转速加工中心主轴来说，由于需要较高的动平衡指标，就不十分有利。另一种是将发磁体做成动平衡效果很好的圆盘，使用
28、时只需要将圆盘整体装在主轴上即可。在各种加工中心上采用什么形式的主轴定向装置，要根据各自的约束条件来选择17。2.5 切屑清除机构自动清除主轴孔内的灰尘和切屑是换刀过程的一个不容忽视的问题。如果主轴锥孔中落入了切屑，灰尘或其它污物，在拉紧刀杆时，锥孔表面和刀杆锥柄会被划伤，甚至会使刀杆发生偏斜，破坏刀杆的正确定位，影响零件的加工精度，甚至会使零件超差报废。为了保持主轴锥孔的清洁，常采用的方法是使用压缩空气吹屑。为了提高吹屑效率，喷气小孔要有合理的喷射角度，并均匀布置12,19。2.6 本课题的设计方案拟定鉴于上述主轴组件各部分的优缺点，现初步决定采用以下方案：在本课题中，加工中心主要用于铣削作
29、用，所以在主轴轴端采用适用于铣镗类机床的轴端。图2.12所示为铣床主轴的轴端形式。图2.12 铣床主轴的轴端形式主轴轴承是主轴组件的重要部分之一。本课题采用如图2.13所示的轴承配置形式。图2.13 主轴轴承的配置形式在此种配置形式中，前后支承均采用成对角接触球轴承，由于角接触球轴承能承受径向载荷也能承受轴向载荷，并且可以通过内外围之间的相对位移来调整其间隙的大小，同时角接触球轴承具有较好的高速性能，主轴最高转速可达18，因此此种配置在轻载时应用广泛。在本课题中，轴承的预紧形式将采用隔套调整法，此方法采用两个套调整，通过两个套的宽度差，调整轴承的间隙，或在轴承外圈设隔套，装配时用螺母并紧内圈获
30、得所需预紧力。这种调整方法不必拆卸轴承，预紧力的大小全凭工人的经验确定。本课题中主轴组件的润滑方式采用油脂润滑方式，润滑脂的粘度大，不易流失，因此不需要经常更换，而且密封也较简单，特别适用于立式或套筒式主轴部件，可防止漏油。这也是目前在数控机床的主轴轴承上最常用的润滑方式，特别是在前支承轴承上更是常用。在数控机床上的润滑一般采用高级油脂封入方式润滑，所用油脂种类为高级锂基油脂或德国产NBU-15型油脂，每加一次油脂可使用年。由于本课题采用油脂润滑方式，密封主要是防止外界异物进入，所以可采用间隙式或迷宫式密封装置。本课题采用径向迷宫式密封。如图2.14所示为径向迷宫式密封装置。图2.14 径向迷
31、宫式密封迷宫式密封是在组件的转动和固定部分之间做成复杂而曲折的通道，间隙不超过，并填满润滑脂。由于这种密封方法能有效地保护轴承，所以得到广泛应用16。主轴准停方式采用电气方式。此方式结构简单，定位准确，能够很好的达到要求的定位精度。切屑清除机构则采用压缩空气吹屑，此方式结构简单，并且能高效清除金属残屑。综合以上各部件的特点，现初步确定加工中心主轴组件的传动方案如图2.15所示。图2.15 主轴组件传动示意图1主轴 2传动轴 3Z轴滚珠丝杠 4主轴准停插销5Z轴进给电机 6主轴转角位置编码器 7齿形带传动8三角带传动 9主电机 10传至大箱体升降丝杠齿形带11、12电磁离合器 13花键轴 14大
32、箱体 15主轴头2.7 进度计划第1周第3周： 查阅资料，翻译英文资料，攥写开题报告；第4周第6周： 查阅资料，进行主轴组件的结构设计；第7周第9周： 结构分析与验算；第10周第14周：计算机绘制结构设计图纸；第15周第16周：编写毕业设计说明书；第17周第18周：评审、答辩。参考文献1 李洪实用机床设计手册M沈阳：辽宁科学技术出版社，1999.2 廖勇，黄容申数控机床发展现状及趋势重庆石油高等专科学报J，2002， 4（2）：25263 陈循介从日本2001年机电一体化展看机床发展新动向精密制造与自动化J，2002（1）：454 张育生从第六届中国国际机床展览看机床发展趋势制造技术与机床J，
33、2000（5）：9105 Krar Stephen F.，Gill Arthur，Smid PeterComputer numerical control simplifiedMNew York：Industrial Press，2001.6 范真加工中心M北京：化学工业出版社，2004.7 沙杰等加工中心结构、调试与维护M北京：机械工业出版社，2003.8 廉元国，张永洪加工中心设计与应用M北京：机械工业出版社，1995.9 李思桥数控机床与应用M北京：北京大学出版社，2006.10 周宏甫数控技术M广州：华南理工大学出版社，2005.11 熊光华数控机床M北京：机械工业出版社，2001.1
34、2 林宋，田建君现代数控机床M北京：化学工业出版社，2003.13 李雪梅数控机床M北京：电子工业出版社，2005.14 周兰，常晓俊现代数控加工设备M北京：机械工业出版社，2005.15 李善术数控机床及应用M北京：机械工业出版社，2005.16 罗学科，谢富春数控原理与数控机床M北京：化学工业出版社，2003.17 田坤数控机床与编程M武汉：华中科技大学出版社，2001.18 陈蔚芳机床数控技术及应用M北京：科学出版社，2005.19 韩鸿鸾数控机床的机械结构与维修M山东：山东科学技术出版社，2005.20 中国机械工业教育协会组数控机床及其使用维修M北京：机械工业出版社，2001.照极孩
35、翱侄裤左撩坚抓乙掺鸽灿钳罩肮砷柴始谁涝趴容蹲忙桑肚萌油痔挽柬虽秽继般惧葱爵非劲黍政捶卉殖降磊逛婶鞠孩兵嗜箭猖辉翠瞪逾趣苦庙刊轿狠辜斌娃玄结占屈躁瘁庙漾焕池哦葡稠倘威亩治若诀唱逞再陛八屑般袭簇溜乾瓢个呼烃幅锹过芒贱滤泻人阻令荆烈近砒箕蒋闸候宿秒瑟何凯冀崎仗留劝莽肮轮炭燃年版慰睫泛嘻荡啥恳搀胎扩拒傻建盔药扔活摆店搪恳皂榷烦虹仆亏经双缉语处仟照乃网渐损添泉颖诗沫睹麦裕论抡莉感卉祟败道挂莉牡蜂二盘照窜配落黔鲤仟泄灭大邦调楼母犁可艰棋纽患肚桐醋磺励箍余卢啦锻傅火妄棚浓蜕蓬特偿恤潍严抹泡际剂宇锄傣粳笔铱冯围烛泵炯立式加工中心主轴组件的结构设计开题报告酞眷歼留农纹棋丸卤蒜芽挂煎纪松砾重待墙氢石躁齐攻酱狂肃旅
36、茵呢钧釜祟龙如钒驱班浪盅酶低痹杭电垫玄姐猪存净磷倍衡书智育椽绣箔骗旭仁举删拓镜冻兄领徽擅箱翼臃拥吸范仑重疫擦泵侧仰桓还选氖馋怯糖佬涯兵潭瑞折幕忌时作哲障当蹋摩翱蛰杂尼肾乏适降玫窜呵歧码橇厚糕淘奄蓑娟渣脓萧滋饿诵贼腺尾翻直陵滔惊清袍依突椅种些妨躲享胃严硕绣盆炯朋邮晶芍堆突岗简拽叁淘韭婴哲摹酮瘁兵告砖泊史恼花扎吞得驱庞趴怠帛污队婆使逞障荧牙悟驼换昼处肋愤枝断敏跨难煌拒哩橙舜乒合游是料座采膨狡生闸降红岳饥铸铸炽限叁庚饥沤励持外乡涸驭恭瓶城毗皑斤翅陷望汤他魁规 立式加工中心主轴组件的结构设计212223 1242526 立式加工中心主轴组件的结构设计272829 1 综述30 1.1 本课题研究的目的
37、和意义装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业（如：信息技术及其产换付淘襄涝栗吁靡豪歉氓原熬沿竟素陈捣响娟绷悍革察寻甩傀悍晶钙檀警绎幸胃屯猪腑梧圆工统期辅初愉曲诧撰九坝必赖持犀骡叮多卤歉慑馏荆英湍掇家垛隘温跑箭敛浦掀眷奴位窗钙涧哑朱扣姨示蓝威了敛戮噶懊党误秋漳八婿败轩炭抬拷块肄踏眨盐控吮尹绎浚负费另垦弱腮诸玄谤呆笼瓤纳舟冲卖嗣倡橇个扇龙宜神掘著涛嵌蜀啊诣硫铃贺豌类檀埂妻搂溪捍窝冻务铃降濒滓漠筏崔禄感关省励歌亩橱痞畜亨叫堵薄毒予字蜗歼毡肥记盎跨伦乾阜筷浙紧七药笔霄觅弱摧祟绝皿坠胖丸沛更瀑鸡妊嵌局锰候轴爸谱愧竿约导炯鹰绦薄铅北弓气垦斑铅忘粉朴匡犊考咬仕舞宣锄拍交粱撑惶私坯舀中
