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數控銑床主軸組件的設計要求
作者: 發布日期:2019-11-26 13:46:07 瀏覽次數:

    數控銑床 主軸組件的設計要求 1. 回轉精度 主軸組件的回轉精度,是指主軸的回轉精度。當主軸做回轉運動時,線速度為零的點的連線稱為主軸的得回轉中心線;剞D中心線的空間位置,每一瞬間都是變化的,這些瞬間回轉中心線的平均空單位轉移不為理想回轉中心線。

 
    數控銑床主軸組件的設計要求:
 
    1. 回轉精度  :
 
    主軸組件的回轉精度,是指主軸的回轉精度。當主軸做回轉運動時,線速度為零的點的連線稱為主軸的得回轉中 心線;剞D中心線的空間位置,每一瞬間都是變化的,這些瞬間回轉中心線的平均空單位轉移不為理想回轉中心線。瞬時回轉中心線相對于理想回轉中心線在空間位置的距離,就是主軸的回轉誤差,而回轉誤差的范圍,就是主軸的回轉精度。純徑轉誤差、角度誤差和軸向誤差,它們很少單獨存在。當徑向誤差和角度誤差同時存在構成徑向跳動,而軸向誤差和角度誤差同時存在構成端面跳動。由于主軸的回轉誤差一般都是一個空間旋轉矢量,它并不是在所有的情況下都表示為被加工工件所得的加工形狀。
 
    主軸回轉精度的測量,一般分為三種靜態測量、動態測量和間接測量。目前我國在生產中沿著傳統的靜態測量法,用一個精密的檢測棒插入主軸錐孔中千分表觸頭觸及檢測棒圓柱表面,以低速轉動主軸進行測量。千分表最大和最小的讀數差既認為是主軸的徑向回轉誤差。端面誤差一般以包括主軸所在平面內的直角坐標系的垂直度,數據綜合表示。動態測量是用一標準球裝在主軸中心線上,與主軸中心線上,與主軸同時旋轉;在主軸同時旋轉;在工作臺上安裝兩個互成90度角的非接觸傳感器,通過儀器記錄回轉情況。間接測量是用小的切削量用小的切削量回工有色金屬試件,然后在圓度儀上測量試件的圓度來評價。出廠時,普通級加工中心的回轉精度用靜態測量法測量,當L=300mm時允許誤差應小于0.02㎜。造成主軸回轉誤差的原因主要是由于主軸的結構及其加工精度、主軸軸承的選用及剛度等,而主軸及其回轉零件的不平衡,在回轉時引起的激振力,也會造成主軸的回轉誤差。因此加工中心的主軸不平衡量要控制在0.4㎜/s以下。
 
    2. 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。通常抵以主軸前端產生單位位移時,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,主軸將產生較大的彈性變形,不僅影響工件的加工質量,還會破壞齒輪、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構尺寸、支撐跨距、所選軸承類型及配置形勢、砂間隙的調整、主軸上傳動元件的位置等有關。
 
    3. 主軸抗振性:
 
    主軸組件的抗振性是指切削加工時,主軸保持平穩的運轉而不發生振動的能力。主軸組件抗振性及在必要時安裝阻尼(消振)器。另外,使主軸固有頻率遠遠大于激振力的頻率。
 
    4. 主軸溫升:
 
    主軸組件在運轉中,溫升過高會起兩方面的不良結果:一是主軸組件和箱體因熱膨脹而變形,主軸的回轉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好的間隙和破壞正常潤滑條件,影響軸承的正常工作。嚴重時甚至會發生:“抱軸”。數控機床在解決溫升問題時,一般采用恒溫主軸箱。
 
    5. 主軸的耐磨性:
 
    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,主軸的上述部位應該淬硬,或者經過氮化處理,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。
 
    以上這些要求,有的還是矛盾的,例如高剛度和高速,高速和高精度等,這就要具體問題具體分析,例如設計高效數控機床的主軸組件的主軸應滿足高速和高剛度的要求;設計高精度數控機床時,主軸應滿足高剛度、低溫升的要求。同時,主軸結構要保證個部件定位可靠,工藝性能好等要求。
 
    6. 提高主軸組件抗振性的措施:
 
    (1)盡量縮短主軸前軸承結構的長度, 適當增大跨矩;
 
    (2)盡量提高前軸承的剛度和阻尼;
 
    (3)提高前軸承的精度,把推力軸承放在前支撐初可提高抗振性;
 
    (4)對高速旋轉的零件作靜、動平衡,提高齒輪、主軸的制造精度都可適當減少強迫振動源;
 
    (5)對于非連續切削過程的銑削,滾削等加裝飛輪可減少振動;
 
    (6)應用阻尼器消耗振動能量是有效的措施;考慮系統的固有頻率,避免共振。
 
    7. 減少主軸組件熱變形的措施:
 
    (1)把熱源移至機床以外。
 
    (2)改善主傳動的潤滑條件。如進行箱外循環潤滑,用低粘度的潤滑油、油霧潤滑等,特別注意前軸承的潤滑情況。
 
    (3)采用冷卻散熱裝置。例如用熱管冷卻減少機床各部位的溫差,進行熱補償。如可以在結構設計采用一些自動補償的裝置設法使熱變形朝不影響加工精度的方向發展。還可以在工藝上減少熱變形的影響。如先空運轉一段時間再加工。把粗、精加工分開等。
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