机床主轴的自磨法分析与应用
(完整版)数控车床主轴设计
绪论随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。
数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。
它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。
现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。
实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。
可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。
本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。
通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。
通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。
通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。
一、设计题目及参数1.1 题目本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。
它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。
我主要设计的是主轴部分。
主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。
主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。
1.2参数床身回转空间400mm尾架顶尖与主轴端面距离1000mm主轴卡盘外径Φ200mm最大加工直径Φ600mm棒料作业能力50～63mm主轴前轴承内和110～130mm最大扭矩480N·m二、主轴的要求及结构2.1主轴的要求2.1.1旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。
主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。
《数控机床装调与维修》课程标准
《数控机床装调与维修》课程标准一、适用对象全日制中等职业学校数控技术应用专业在读生，学制三年二、适用专业全日制中等职业学校数控技术应用专业三、课程性质《数控机床装调与维修》课程是数控技术应用专业的核心课程。
本课程是依据数控技术应用专业人才培养目标和相关职业岗位(群)的能力要求而设置的，对本专业所面向的数控技术应用岗位所需要的知识、技能和素质目标的达成起支撑作用。
本课程的教学任务包括数控系统硬件的认识、数控系统控制线路的连接与调试、机床外围电路的连接与调试、数控系统编程操作、系统基本参数的设置、系统参数的备份和恢复以及全清、系统全清后参数的调试、参考点和软限位的设置、机床PLC的基本知识、机床PLC简单功能的编程、机床运行模式的PLC编程、进给轴移动的PLC编程、主轴运行的PLC编程、机床常见的报警故障处理、机床机械精度的调整等内容。
本课程在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源的开发等方面都突出以学生为主体的思想，注重学生实际操作能力与应用能力的培养。
课程实施应成为学生在教师指导下构建知识、提高技能、活跃思维、展现个性和拓宽视野的过程。
四、课程目标总体目标本课程在数控技术应用专业的人才培养中起重要作用。
注重数控机床装调与维护的基本理论、基本方法和基本技能的学习及工程素质教育，激发学生的学习兴趣，在启发、提示下使其自主地、全面地理解数控机床装调与维护的基本理论和基本方法，提高学生的思维能力和实际操作技能，增强他们理论联系实际的能力，培养学生的创新精神，使学生养成善于观察、独立分析和解决问题的习惯；以提高技能、磨砺意志、活跃思维和扩展视野为基本目标。
1.知识目标(14)通过学习数控机床线路的连接，认识数控系统硬件，掌握各部件的功能及接口信息;(15)通过学习数控系统参数的设置，了解参数的基本形式，熟悉各参数的涵义与功能，了解数据备份和恢复的方法；(16)通过学习数控机床PLC编程调试，了解机床PLC的基本知识，掌握机床PLC编程思路与方法：(4)通过学习机床常见的报警故障处理，知道一般故障的处理流程；(5)通过学习机床机械精度的检测，了解机床主轴精度、机床进给轴精度的检测等。
数控机床高速电主轴技术要点分析
203中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.05 （上）高速电主轴，即为内装式电机主轴单元，是数控机床的重要部件。
其是在机床主轴单元内部安装主轴电机，对主轴起到了驱动作用，由此促使电机和主轴成为一个整体。
要提高数控机床的运行效率，就要掌握高速电主轴技术要点，充分发挥其优势，同时，推进电主轴技术不断完善。
1 高速电主轴所具备的优点传统的数控机床上的主轴运行，在发挥电机驱动作用的过程中，主要是带动中间的变速装置和传动装置，诸如齿轮、皮带以及联轴节等，此为“机械主轴”，也被形象地称为分离式和直联式主轴。
与这种传统的主轴相比，电主轴具备的优点如下。
（1）主轴运行中，是通过内部安装的电机驱动的，不需要通过中间的变速装置和传动装置，其设计结构简单而且紧凑，能够提高运行效率而且精度很高。
在运行的过程中，不会产生很大的噪声，振动也非常小。
（2）将交流变频技术充分利用起来，在额定转速范围内，电主轴可以无级变速。
当机床运行的过程中，无论发生任何的工况，或者在负载变化的情况下，电主轴都有很好的适应性。
（3）内装电机运行中，能够控制闭环矢量，还可以按照控制命令有效调控功率，且能够灵活控制驱动装置运行速度、输出力矩等等。
电主轴可以满足各种大功率要求，诸如低速重切削大转矩的时候，或者高速精加工的时候，电主轴都能够很好地发挥作用，还可以实现准停，同时满足C 轴传动功能。
（4）电主轴可以高速运行，有良好的稳定性，动态精度较高，使数控机床切削的速度更高，加工的精密度也更高。
（5）由于电主轴的运行不需要经过中间传动环节，因此其平稳性更高，不会受到外来的冲击，主轴的轴承不需要承受很大的动负荷，精度寿命得以延长。
（6）电主轴使电机和主轴构成一个整体，形成一个单元，使电主轴可以系列化生产，形成一定的规模，而且生产更加专业化。
电主轴作为数控机床功能部件，也作为一种商品进入到市场中。
磨床主轴振动原因分析【详解】
磨床加工过程，因加工工件的形状、尺寸、磨削参数的变化，工件材质以及磨削量、加工负载不断变化。
当加工工件内径小，磨削进给少，砂轮磨削力小，加工负载就小。
当加工大内径长套筒类工件时，工件旋转的电动机在低速段，砂轮进给量大，砂轮磨削力也在变大，此时加工负荷就大。
因负载的变化造成电动机很难在恒转矩、恒速度下运行。
同时，速度的变化改变了主轴、磨头等振动频率及幅值，加工后工件加工面出现了直波纹、粗糙度超差等质量问题，不能满足工件加工的质量要求。
1 外圆磨床出现振动的原因如下：1.1 电机运行产生的振动。
可能引起异常振动的典型问题有：（1）转子弯曲。
（2）转子偏心。
（3）电机地脚螺栓出现松动及基础底板振动。
（4）电机风扇罩螺栓松动。
1.2 皮带轮方面产生的振动主要有：（1）皮带轮孔与电机轴配合失效引起的振动。
（2）皮带轮偏心引起的振动。
（3）主动轮和从动轮不对中引起的振动。
（4）皮带轮槽破碎引起的振动。
1.3 传动皮带引起的振动：（1）皮带破损，断裂引起的振动。
（2）皮带松弛张力不等引起的振动。
（3）不匹配的皮带或负载过大引起的振动。
1.4 砂轮转子系统引起的振动。
产生振动的主要因素是转子的不平衡和转子轴弯曲。
1.5 滑动轴承方面引起的振动：（1）轴与轴瓦间隙过大引起的振动能使轴在轴承中心位置变化，产生不对中，相当小的不平衡不对中造成机构松动或摆动。
（2）轴承负载不当或润滑有问题引起的振动。
（3）滑动轴承座松动引起的振动。
（4）油膜振荡引起的振动。
2 确定解决措施针对以上几点原因，对非正常的有害振动，特别是当振动过大时会导致机器的故障和机器磨损恶化。
因此对M1432A外圆磨床加工表面产生振动波纹，通过设备诊断技术分析，对以上原因做出解决。
2.1 电动机运行方面产生的振动首先是对转子本身的精度及保持性的检查。
通过动平衡机对转子轴进行平衡精度检测，使其达到规定的要求，同时对电动机地脚螺旋及电动机风扇罩的紧固螺钉检查紧固。
数控机床主轴调试方法及步骤
主轴作为加工中心的关键部件，性能会直接影响到加工中心的精度、转速、刚性、温升及噪声等参数，进而影响工件的加工质量。
为了保持优秀的机床加工能力，必须配用高性能的轴承。
主轴轴承的装配质量直接影响其工作状态和使用寿命，有不少数控加工中心的故障就是由于轴承的装配不当造成的，所以应该对轴承的装配技术应当给予足够的重视。
一、主轴轴承的取出与清洗1.保持手部清洁干燥：精密轴承从包装中取出时，操作者的手应保持清洁干燥，因为手上的汗水会导致生锈，必要时可以戴手套。
2.保证良好的润滑效果：取出的精密轴承应立即进行装脂和涂油处理，加脂精密轴承取出后立即作无污染安装，不作装脂和涂油处理。
3.包装要封好：精密轴承只能在装配之前从原包装中取出清洗。
从易挥发缓蚀剂封存的多件精密轴承包装中取出其中的几套后，应立即将包装封好，因为VIC纸的保护气只能在封存的包装中得以保持。
4.正确清洗：加脂精密轴承在装配前不可清洗，而未加脂精密轴承在装配前必须清洗，清洗之后应晾干并立即上防锈油或装脂，以免锈蚀。
（1）单个轴承的安装调试：装配时尽可能使主轴定位内孔与主轴轴径的偏心量和轴承内圈与滚道的偏心量接近，并使其方向相反，这样可使装配后的偏心量减小。
二、主轴轴承的安装与安装工具主轴、丝杠用精密轴承作为机床的基础配套件，其性能直接影响到机床的转速、回转精度、刚性、抗颤振动切削性能、噪声、温升及热变形等，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。
1.轴承安装注意事项：轴承装配现场应尽可能保持清洁；避免精密轴承污染或异物的进入，污染物对轴承的运转和使用寿命有很大不良影响；检查轴承座孔和轴上配合面的几何精度、尺寸精度及清洁度；安装时在套圈的配合面涂上少许油或少许脂，轴承更容易安装到设计部位；设计轴承座孔和轴时应有一个100～150的安装引导倒角；不要过分冷却轴承，因为冷凝可导致轴承及轴承的配合面锈蚀；轴承内圈与主轴装配需采用定向装配法或角度选配法，也就是人为地控制各装配件的径向跳动误差的方向，使误差相互抵消而不是累积；轴承压入轴承后应转动灵活无阻滞感；安装完成后，检查精密轴承系统是否运转正常。
数控车床主轴损坏原因分析
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON 2008NO .28SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 工业技术数控机床的应用,不仅大大提高了生产效率和加工精度,还减轻了工人的劳动强度,缩短了生产准备周期。
但是,在数控车床使用过程中,数控车床难免会出现各种故障,所以故障的维修就成了数控车床使用者最关键的问题。
在日常故障中,我们经常遇见的是N C 系统故障、伺服系统的故障,而机械部分故障,尤其是主轴一旦发生损坏,损失就很大。
机床主轴系统作为机床的核心功能部件之一,用于对金属铸件等产品进行一系列切削操作,获得符合技术要求的最终形状。
随着技术的发展,作为机床的核心功能部件,相对复杂和相当精密,现代数控机床主轴转速每分钟都在几千转,有的达到上万转,在使用过程中,应当特别注意它的维护与保养,严格按照机床厂商的说明使用主轴,注意主轴的清洁,润滑,有计划地检测主轴的运转精度、振动、温度等参数。
如发现问题,应该及时维修。
在维修过程中,轴承的配置、装配的流程、轴承轴颈状态、操作温度、锁紧压力、预压等级、润滑效果以及粉尘和污染等都会影响主轴的性能。
在这里,我结合一次典型的实例,对数控车床的主轴故障进行系统分析,希望能给大家提供一些有益的借鉴。
我所目前有几十台数控设备,其中数控车床数量最多,使用最频繁,处于关键的工作岗位。
由于数控车床的主轴系日本进口部件,相当精密,生产厂家反复警示组件不能自拆,只能邮回日本修复后返回,周期达数月,且价格昂贵。
自2005年到现在数控车出故障主轴组件已达五支,,我所曾多次与厂家联系请派工程技术人员分析原因,厂家也曾派人来座谈过,当时厂家认为主轴损坏是切削液浸入稀释轴承润滑脂所致,提出开工前机床空转20～30分钟,气枪不能沿主轴线正面吹屑等。
但这些防范措施没能有效阻止主轴损坏,造成了较大的经济损失。
数控磨床综合--技巧,难题,解决方案
数控磨床相关问题综合作者：王家征2012。
5。
6外圆磨床加工工件表面有螺旋线的解决方法产生原因1：修整砂轮方法不妥排除方法1：金钢钻应保持锐利，且颗粒无松动，修整时泠却液应充分，精修整砂轮修整量不宜过大。
产生原因2:砂轮主轴与工作台移支平行度超差过大排除方法2：采用专用工具测量主轴平行度如超差应调整,生产中采用试切法验证平行度误差：磨削一根直径与长度比适中的外圆，使锥度达到最小值,精磨时应细修砂轮,在外圆一端或两端涂上一层薄薄的红印油，宽度与砂轮宽度相仿，然后进入切入磨微量进给，直至砂轮刚接触涂色区,擦去一层涂色痕迹，若砂轮宽度全部擦去痕迹表明砂轮母线与工件母线平行良好;若接触右边局部部分表明主轴呈低头，若左边接触则主轴呈抬头，注:动态测量比静态好效果好。
误差方向确定后，且可用垫片测定修刮量。
可以修刮砂轮架滑鞍结合面或垫板底面,如果修整主轴平行度有困难，可以修整金钢钻座，使金钢钻修正中与砂轮中心一致,可减小由于砂轮主轴不平行而引起的砂轮表面修成双曲线。
产生原因3:磨削进给量应根据工件余量合理选择排除方法3：磨削进给量应选择与工件余量保持合适，特别应控制粗磨时的工件余量,否则过大而引起的暗藏的螺旋线就在精磨时显示出来，因此，磨削过程中必须逐级提高表面品质,保持经常修整砂轮防止螺旋线的产生而不消除。
产生原因4:床身导轨或砂轮架导轨在水平面内直线度误差大，影响修整轨迹。
排除方法4：金钢钻安装位置，尽量使修整位置与磨削位置相同,金钢钻修整器在工作台纵向上的位置,应选择有利修整位置,以解决床身导轨在水平面的变曲.产生原因5：砂轮主轴轴承间隙大，影响动态效应的刚度降低。
排除方法5：应检查轴承间隙,过大时予以调整，参见《砂轮架主轴轴承付》。
产生原因6:头尾架刚性差,支承工件顶尖孔与顶尖小端接触产生支承刚性差.可回转主轴的顶尖间磨削,可将头架调障至零，尾架套筒有间隙过大现象予以修复.工件顶尖孔尽量保持大端接触，尤其是外圆精度较高的工件，建议将中心锥面接触长度控制3-5mm（可将中心孔底孔扩大来达到）。
大型数控车床主轴孔自磨机构
杆从丝母座 穿过 ，穿入上斜铁中 ，转动丝母来完成
ｙ 由 调 整 。 轴 进 给 是 采 用 ５ 。 燕 尾 的 滑板 及 床 车的 ５ 鞍 ，丝 杠和 丝母 座 组成 ，滑 板 与床 鞍 相互 配 合 由丝 杠 及 丝 母 座 完 成 进 给 ，Ｚ 由 进 给 是 利 用 床鞍 下 面 牟的 的 山形导 轨 与 床 身 配合 利 用 丝杠 与 丝 母座 的 往 复运 动 来 完成ｚ 的进 给 。 轴
５０ ｈ×单 件 工 时 ｌｈ Ｏ５ 元 ０ 元／ Ｏ ＝ ．万
３ 结构特点 ．
本 自磨 机 的特 点是 ：采 用典 型 的 螺纹 传 动 机 构 手 动 进 给 ，切 削进 给 速 度平 稳 ，往 复精 度 高 ，控 制 灵活 ；易操 作 ，制造 周 期短 生 产 成本 低 。 同时 可 以 进 行 四 个空 间轴 的进 给 与调 整 ，提 高 了磨 削精 度 ， 而 且 也缩 短 了找 正 的时 间 ，生 产 效率 也 得 到提 升 。 在ＨＴ １５ Ｍ ２ 系列 数控 车 铣 加 工 中心上 白磨 该 机
心上 自磨主轴锥孔的方案可行 ，一次试车成功。
１ 在装配 过程 中出现 的问题 ．
ＨＴ ２ 系列数控车铣加工 中心主轴精度要求 Ｍ１ ５ 非常高 ，内孔 为 Ｉ 锥 孔 ，且 内锥孔 与主轴中心跳 ： ７ 动在０ ０ ｍｍ以内，内锥孔最大外径为１０ ．６ ０ ２ ｍｍ，又 要求锥孔用量具涂色法检查接触率不低于７ ％，且 ５
的是这 台主轴锥孔 自磨机结构简单 、操作方便 ，占
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，
有 的空 间很 小 ，可 以 应用 在 各 类大 型 机床 上 ，解决 了大 型 主 轴 孔 最 后 精 加 工 无 法加 工 的难 题 。 图４ 、 图５ 设计 制 作完 成 后的 实物 及 使 用工 作情 况 身上面 ，把丝母 轴
主轴的结构特点和技术要求
一．主轴的结构特点和技术要求轴类零件是机械加工中的典型零件之一。
轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，它的主要表面是同轴线的若干个外圆柱面、圆锥面、孔和螺纹等。
机床主轴是一种典型的轴类零件，它是机床的关键零件之一，它把回旋运动和转矩通过主轴端部的家具传递给工件或刀具。
因此在工作中主轴要承受转矩和弯矩，而且还要求有很高的回转精度。
因此，主轴的制造质量将直接影响到整台机床的工作精度和使用寿命。
主轴零件图上规定了一系列技术要求，如尺寸精度、形状位置公差、表面粗糙、接触精度和热处理要求等。
这些都是为了保证主轴具有高的回转精度和刚度、良好的耐磨性和尺寸稳定性。
现以CA6140型卧室机床主轴为例，说明其主要技术要求。
1. 图1为CA6140车床主轴零件简图。
由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等。
下面分别介绍主轴各主要部分的作用及技术要求：⑴支承轴颈主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为，径向跳动公差为；而支承轴颈1∶12锥面的接触率≥70%；表面粗糙度Ra为；支承轴颈尺寸精度为IT5。
因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。
⑵主轴工作表面的精度主轴的工作表面是指装夹道具或家具的定心表面，如莫氏锥孔、轴端外锥或法兰外圆等。
对那他们要求有：内外锥面的尺寸精度、几何形状精度和接触精度，定心表面对支承轴颈的同轴度，定位端面对颈轴线的垂直度等。
它们对机床工作精度的影响会造成家具或工件的装夹误差。
在主轴技术要求中还亏定了近主轴端部的径向园跳动和离端面部300mm处的径向圆跳动。
另外为了保证锥孔玉顶尖火道具锥柄接触配合良好，规定须用标准锥度塞规以涂色法检验接触面积，具体要求如表11-12所示。
（3）主轴次要轴颈和其它表面的精度主轴次要轴颈是指装配齿轮、轴套等零件的表面。
机床概论-第三章 磨床讲解
转速700/1410r/min 内圆磨头电动机 功率1.1kW
转速2830r/min
15
M1432A型万能外圆磨床总布局
1—床身 2—头架 3—工作台 4—内圆磨头 5—砂轮架 6—尾架 A—尾座顶尖脚踏操纵板 16
M1432A与M1332的区别
37
38
M1432B磨床砂轮架
39
23-封口螺钉 22-锁紧螺钉 21-螺套 20-球头螺钉 19-轴瓦
40
砂轮架主要特点
前、后支承——“短四瓦”动压滑动轴承 长径比0.75 主轴轴颈与轴瓦间的间隙0.01-0.02mm 球头中心偏离轴瓦对称中心 采用皮带传动
可在±30内旋转,切入法磨削短圆锥 面
90
128 180
256
28
工件主轴的传动
131
110
1.414
1
22
91 112
头架主轴较高的4级转 速数列为等比数列， 公比为 1.41。
112 165 1.413.55 110 49
头架主轴较低的2级转速都是塔轮最小传动比产生的， 最低的两转速间的比值为2。第3、2级转速间的比值 为 1.70。
64
其它： 提高主要导向及导轨的加工精度； 工作台用液压传动，运动平稳。
65
三、其它类型外圆磨床
66
（一）普通外圆磨床和半自动 宽砂轮外圆磨床
67
（三）无心外圆磨床
工件直接放在砂轮和导轮之间，由托板和导轮支 承，工件被磨削外圆表面即定位基准面。
工件在磨削力以及导轮和工件间摩擦力的作用下 被带动旋转，实现圆周进给运动。
第五章磨床介绍
• 纵向往复运动，液压系统实现。
• 为了避免工作台纵向往复运动时带动手轮 快速转动碰伤工人，在液压传动和手轮之 间采用了联锁装置。
5. 滑鞍及砂轮架的横向进给运动
刻度盘，上有 200格，内圈 有内齿轮
横向进给 运动可用手摇 手轮B来实现， 也可由进给液 压缸的活塞G 驱动，实现周 期的自动进给。 补偿旋钮， 开有21个孔
稳性，主轴轴承应具有足够的刚度和寿命。
接杆
自动补 偿间隙
套筒 8根弹簧
套筒
4个D级角接触球轴承
主轴后螺母
3. 头 架
• 头架组成：壳体、头架主轴及其轴承、 工件传动装置与底座等。
头架可绕底座上 的圆柱销逆时针 转动0~90°。
头架主轴的三种工作方式
• （1）工件支承在前后顶尖上
• （2）卡盘夹持工件 • （3）机床自磨顶尖
• 刀具刃磨磨床 • 专门化磨床 • 其它磨床
• 工具磨床
生产中，应用最广泛的是外圆磨床、内圆磨 床、平面磨床。
外圆磨床
万能外圆磨床 普通外圆磨床 无心外圆磨床
内圆磨床
普通内圆磨床
无心内圆磨床
行星式内圆磨床
平面磨床
卧轴矩台平面磨床
立轴矩台平面磨床
卧轴圆台平面磨床
立轴圆台平面磨床
工具磨床
工具曲线磨床 钻头沟槽磨床 丝锥沟槽磨床
点
• 普通精度级 IT6-IT7，Ra1.25-0.08m
• 工艺范围广，通用性较好，但是生产率较低
• 适用于:
用
单件小批生产车间 工具车间 机修车间
途
(一)机床的主要组成部件 及技术性能
组 成 部 件
• 床身：基础支承件，保证其它部件在工 作时有准确的相对位置。
机床数控技术及其应用
第4章
1. 插补：在一条曲线的已知起点和终点之间进行“数据点的密化工作”。 2. 并行处理的实现方式：资源分时共享（单 CPU） ；资源重叠流水处理（多 CPU）
第5章
1. 数据采样插补采用时间分割思想 2. 把加工一段直线或圆弧的整段时间细分为许多相等的时间间隔，称为插补周期 T； 插补周期 T 与采样周期 T 反馈可相同或不同，一般：T＝ T 反馈的整数倍。 3. 逐点比较法特点：运算直观，最大插补误差≤1 个脉冲当量，脉冲输出均匀，调节方便 4. 逐点比较法直线插补：令 为偏差判别函数，则有： 1）Fi，j≥0 时，向＋X 方向进给一个脉冲当量，到达点 Pi＋1,j，此时 xi＋1=xi＋1，则点 Pi＋1,j 的 偏差判别函数 Fi+1，j 为
机床数控技术及其应用
第1章
1. 数控技术正在向高速度、高精度、智能化、网络化以及高可靠性等方向迅速发展 2. 机床数控技术由机床本体、数控系统和外围技术组成 3. CNC --- 计算机数控系统（Computer Numerical Control ） 4. 数控系统的核心是 CNC 装置
5. 闭环控制的位置检测装置安装在机床刀架或者工作台等执行部件上 6. 半闭环控制的位置检测装置安装在伺服电机上或丝杠的端部
第6章
1. 数控系统中的检测装置分为位移、速度和电流三种类型 安装的位置及耦合方式—直接测量和间接测量； 测量方法———————增量型和绝对型； 检测信号的类型————模拟式和数字式； 运动型式———————回转型和直线型； 信号转换的原理————光电效应、光栅效应、电磁感应原理、压电效应、压阻效应和磁 阻效应等 2. 旋转变压器是一种输出电压与角位移量成连续函数关系的感应式微电机，数控机床上常 见的角位移测量装置 3. 定尺节距ω2 即为检测周期 2τ是衡量感应同步器精度的主要参数。常取 2τ=2mm相位 。 360 4. 正弦绕组和余弦绕组在空间错开 1/4 定尺节距（相当于电角度错开π/2） 5. 当滑尺移动距离为 2，V 2 变化 2,当移动 x 时，则对应感应电压以余弦函数变化 角 度。可得： 6. 对于栅距 d 相等的指示光栅和标尺光栅，当两光栅尺沿线纹方向保持一个很小的夹角θ ， 刻划面平行且有一个很小间隙（一般 0.05mm，0.1mm） ，在光源照射下，在与两光栅线纹 角θ的平分线相垂直的方向上，形成明暗相间条纹——莫尔条纹（横向莫尔条纹） ， 两条亮 （暗）纹间的距离称莫尔条纹宽度 w 。 7. 莫尔条纹特性： （1）光学放大作用 放大比 k 为 ：
简述磨床的组成
简述磨床的组成磨床是一种用于加工金属工件的机床，它通过磨削的方式来改善工件的表面质量和尺寸精度。
磨床是机械加工中的重要设备，广泛应用于各个行业，如汽车制造、航空航天、船舶制造、模具制造等。
本文将从以下几个方面来详细介绍磨床的组成。
一、主要组成部分1.主轴箱：主轴箱是磨床的核心部件，它负责驱动和控制砂轮进行高速旋转。
主轴箱一般由电机、主轴和传动系统组成。
电机通过传动系统将动力传递给主轴，使其旋转起来。
2.床身：床身是支撑整个磨床结构的基础部分，它由铸铁或钢板焊接而成。
床身具有足够的刚度和稳定性，以确保整个机械系统在高速旋转时不会产生振动或变形。
3.滑块：滑块是连接主轴箱和工作台之间的重要部件。
它可以在水平方向上进行移动，并通过导向装置保持平稳运动。
滑块通常由滚珠丝杠、直线导轨和滑块座组成。
4.工作台：工作台是放置和夹紧工件的平台，它可以在垂直方向上进行上下移动。
工作台通常由电动机、丝杠传动机构和导轨组成，可以实现精确的位置调整。
5.磨削头：磨削头是磨床的主要切削工具，它由砂轮和主轴夹头组成。
砂轮是一种用于进行精密切削的圆盘形刀具，它可以根据加工要求选择不同粒度和硬度的磨料。
二、辅助组成部分1.冷却液系统：冷却液系统用于冷却和润滑磨床加工过程中产生的摩擦热量，并清洗加工过程中产生的切屑。
冷却液系统一般由泵、储液箱、冷却管路和喷嘴等部件组成。
2.电气控制系统：电气控制系统用于控制整个磨床的运行状态，包括启停控制、速度调节、位置控制等功能。
电气控制系统一般由电控柜、PLC、触摸屏和传感器等组成。
3.自动化系统：自动化系统用于实现磨床的自动化加工，提高生产效率和加工精度。
自动化系统一般由机器人、传感器、视觉系统和控制软件等组成。
4.刀具磨床：刀具磨床是一种专门用于磨削切削工具的磨床，它可以对各种形状的刀具进行精密加工。
刀具磨床一般由主轴箱、滑块、工作台和专用夹具等组成。
5.数控系统：数控系统是现代高精度磨床的重要组成部分，它可以实现对加工过程的精确控制和调整。
机床主轴部件静刚度
在机床主轴部件静刚度分析中，有限元分析法可 以模拟主轴的几何形状、材料属性、边界条件等 ，得到主轴在不同工况下的应力、应变分布情况 ，评估其静刚度。
然而，有限元分析法需要专业的有限元分析软件 进行建模和计算，计算时间较长，对计算机硬件 也有一定的要求。
加工精度
静刚度对机床的加工精度有很大的影响。如果主轴部件的静刚度不足，会导致加工过程中 产生较大的变形，从而影响工件的精度。提高主轴部件的静刚度可以显著提高机床的加工 精度。
表面质量
静刚度对机床的表面质量也有很大的影响。如果主轴部件在加工过程中产生较大的变形， 会导致工件表面出现振纹、粗糙度值高等问题。提高主轴部件的静刚度可以显著改善机床 的表面质量。
中间支撑
适用于重型切削和高强度 加工，能够提高主轴的刚 度和稳定性。
悬浮支撑
具有高转速和良好的静刚 度，适用于超精密加工。
04
CATALOGUE
提高机床主轴部件静刚度的设计策略
优化主轴的几何形状
减小主轴的悬伸长度
合理设计主轴前端直径和长度，以降低主轴的弯曲和扭曲变形。
优化主轴的轴承配置
通过优化轴承的布置方式和预紧力，提高主轴的刚度和稳定性。
生产效率
静刚度对机床的生产效率也有一定的影响。如果主轴部件的静刚度不足，会导致频繁的停 机、重新对刀等操作，从而降低生产效率。提高主轴部件的静刚度可以减少这些问题的发 生，提高生产效率。
02
CATALOGUE
机床主轴部件静刚度的计算方法
有限元分析法
有限元分析法是一种常用的结构分析方法，通过 将结构离散化为有限个单元，对每个单元进行受 力分析，进而得到结构的整体受力情况。
主轴加工的要点与措施
主轴加工的主要问题是如何保证主轴支承轴颈的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度，主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度以及它们对支承轴颈的位置精度。
主轴支承轴颈的尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度要求，可以采用精密磨削方法保证。磨削前应提高精基准的精度。
保证主轴前端内、外锥面的形状精度、表面粗糙度同样应采用精密磨削的方法。为了保证外锥面相对支承轴颈的位置精度，以及支承轴颈之间的位置精度，通常采用组合磨削法，在一次装夹中加工这些表面。机床上有两个独立的砂轮架，精磨在两个工位上进行，工位Ⅰ精磨前、后轴颈锥面，工位Ⅱ用角度成形砂轮，磨削主轴前端支承面和短锥面。
12 车大端锥孔 车大端锥孔（配莫氏6号锥堵，涂色法检查接触率≥30%）、外短锥及端面 两端支承轴颈 卧式车床
13 钻孔 钻大头端面各孔 大端内锥孔 摇臂钻床
90g5、短锥及莫氏6号锥孔） 高频淬火设备?14 热处理 局部高频淬火（
2．加工后的检验
单件小批生产中，尺寸精度一般用外径千分尺检验；大批大量生产时，常采用光滑极限量规检验，长度大而精度高的工件可用比较仪检验。表面粗糙度可用粗糙度样板进行检验；要求较高时则用光学显微镜或轮廓仪检验。圆度误差可用千分尺测出的工件同一截面内直径的最大差值之半来确定，也可用千分表借助V形铁来测量，若条件许可，可用圆度仪检验。圆柱度误差通常用千分尺测出同一轴向剖面内最大与最小值之差的方法来确定。主轴相互位置精度检验一般以轴两端顶尖孔或工艺锥堵上的顶尖孔为定位基准，在两支承轴颈上方分别用千分表测量。
主轴外圆表面的加工，应该以顶尖孔作为统一的定位基准。但在主轴的加工过程中，随着通孔的加工，作为定位基准面的中心孔消失，工艺上常采用带有中心孔的锥堵塞到主轴两端孔中，如图6-2所示，让锥堵的顶尖孔起附加定位基准的作用。
磨床及应用
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6 -2 相关知识
• (3)自磨主轴顶尖。此时将主轴放松，把主轴顶尖装人主轴锥孔，同 时用拨块19将拨盘。
• 6-2-2 M1432A型万能外圆磨床
• M1432A型磨床是普通精度级万能外圆磨床，主要用于磨削圆柱形 或圆锥形的内外圆表面，还可以磨削阶梯轴的轴肩和端平面。该机床 的工艺范围较广，但磨削效率不够高，适用于单件小批生产，常用于 工具车间和机修车间。
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6 -2 相关知识
• 一、机床的组成和主要技术规格
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6 -2 相关知识
• 砂轮主轴及其支承部分的结构将直接影响工件的加工精度和表面粗 糙度，因而是砂轮架部件的关键部分，它应保证砂轮主轴有较高的旋 转精度、刚度、抗振性及耐磨性。
• 图6 -5所示的砂轮架中，砂轮主轴5以两端锥体定位，前端通过压 盘1安装砂轮，后端通过锥体安装带轮13。主轴的前、后支承均采用 “短三瓦”动压滑动轴承，每个轴承由均布在圆周上的三块扇形轴瓦 19组成。每块轴瓦都支承在球头螺钉20的球形端头上，由于球头中 心在周向偏离轴瓦对称中心，当主轴高速旋转时，在轴瓦与主轴颈之 间形成三个楔形缝隙，于是在三块轴瓦处形成三个压力油楔，砂轮主 轴在三个油楔压力作用下，悬浮在轴承中心而呈纯液体摩擦状态。
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6 -2 相关知识
• 调整球头螺钉的位置，即可调整主轴轴颈与轴瓦之间的间隙。通常 间隙应0. 01~ 0. 02mm。调整好以后，用螺套21和锁紧螺钉22保持 锁紧，以防止球头螺钉松动而改变轴承间隙，最后用封U螺钉23密封。
机床主轴结构的优化课件
软件三
软件介绍：Altair OptiStruct是一款专业的结构优化 软件，基于有限元方法进行结构分析和优化设计。它 广泛应用于汽车、航空航天、机械等领域，为产品设 计提供全面的性能分析和优化建议。
Altair OptiStruct具有强大的建模功能和高效的优化 算法，可以快速建立复杂的三维模型并进行精细的网 格划分。同时，它拥有丰富的材料库和约束条件设置 功能，可以根据实际工况模拟各种复杂的物理场。通 过后处理功能，用户可以直观地查看分析结果并进行 优化设计。此外，它还提供了多种优化策略和算法， 如拓扑优化、形状优化、尺寸优化等，可以帮助用户 快速找到最优设计方案。
CHAPTER 02
机床主轴结构优化设计
优化设计理论与方法
传统优化设计方法
包括数学规划法、拉格朗日乘子法、罚函数法 等，用于求解约束条件下目标函数的最优解。
智能优化设计方法
如遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等，利用 生物或自然界的规律进行优化搜索。
多目标优化设计方法
处理多个相互冲突的目标函数，寻求整体最优解。
CHAPTER 04
机床主轴结构优化软件介绍 及使用教程
软件一：ANSYS有限元分析软件
软件介绍：ANSYS是一款全球领先的有限元分析软件 ，广泛应用于机械、电子、土木等领域。它能够进行 结构、流体、电磁等多种物理场的模拟，为产品设计 提供全面的性能分析和优化建议。
ANSYS有限元分析软件具有强大的建模功能和灵活的 网格划分工具，可以快速建立复杂的三维模型并进行 精细的网格划分。同时，它拥有丰富的材料库和边界 条件设置功能，可以根据实际工况模拟各种复杂的物 理场。通过后处理功能，用户可以直观地查看分析结 果并进行优化设计。
数控车床主轴系统应用及维修毕业论文
毕业论文题目数控车床主轴系统应用及维修专业数控加工与维护工程班级学生指导教师西安工业大学函授部二0 0 九年摘要目前国内外数控车床的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用，根据设计的实际需要，对车床主轴箱开展研究，就用于实际工程的有关理论和实现原理进行了阐述，并进行了主轴箱及液压卡盘的三维设计以及优化设计。
研究过程主要分为静力分析和优化设计两个阶段，分析，得到主轴箱的静态应力和应变，并对主轴箱体和主轴的结构进行了优化设计。
、数控机床的主轴控制系统，它是利用数字化的信息对机床运动及工作过程进行控制的一种方法。
这种方法主用于组合机床以及生产线上的专用机床用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控(NC)机床。
要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。
目前，在机械加工企业中，有许多旧式普通机床，为了机床适应小批量、多品种、复杂零件的加工，充分利用普通机床，就需要对普通机床进行机电一体化改造。
通常改造法有几种：一种方法是以微机作为控制元件(主要是单片机)，通过对机床的进给系统进行改造，采用步进电动机开控制系统；第二种方法是以可编程控制器(简称PLC)作为控元件，替代机床继电器连接触器组成的电气控制部分，是为了提高机床电气控制系统的可靠性，这种方法主用于组合机床以及生产线上的专用机床；第三种方法采用的数控设备来控制机床的伺服进给系统，其伺服进给为步进电机开环控制系统。
这几种控制方法各有特点：机构成的控制系统不但能控制机床的运动轨迹，也可以机床的机械结构，但是其接口设计复杂，可靠性低，而PLC成的控制系统接口简单，可靠性高，但不能控制机床的轨迹，对机床的机械结构部分没有改变。
虽然采用专用的设备不但能简化机床的机械结构，而且能控制机床的运轨迹，但专用数控设备价格高，不适应经济性数控机床。
近几年随着微电子技术、计算机技术、集成技术以及自动控制技术的发展，PLC的功能越来越强大，功能模块越来越多，可以在小型机上实现大型机的功能。
论主轴锥度孔研磨对加工精度的提升
论主轴锥度孔研磨对加工精度的提升工业革命导致了各种机床的产生和改进。
十八世纪的工业革命推动了机床的发展。
时至今日，机床已经成为了工业建设中必不可少的机器之一。
在日常工业生产中，机床总是会遇到或多或少的问题和故障，解决这些问题就成了关键中的关键。
机床加工的产品一般都是企业中的关键产品，一旦机床故障停机，其影响和损失往往很大。
但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其作用价值，对其保养及维修工作关注太少，日常不注意保养与维修工作，当故障出现时手忙脚乱的情况经常发生，为了充分发挥数控机床的效益，我们一定要重视维修和保养工作，创造出良好的维修条件。
良好的维护和保养是机床能正常使用的保证。
而主轴是机床中重要的保养部件，主轴连接刀具直接作用于工件。
主轴一旦出现什么问题就会对工件造成极大的影响。
正常生产中如果遇到主轴故障怎样检修怎样修复就成了检修工作人员需要攻克的难题。
关键词:FANUC钻攻机;主轴刀柄晃动大；锥孔型号：BT30/7:24锥1.主轴构成及回转精度测量1.1主轴及其组件的性能及其要求机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。
通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。
在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩等。
主轴组件是机床主要部件之一。
它的性能对整机性能有很大的影响。
主轴直接随切削力，转速范围又很大,所以对主轴组件的主要性能有很多的要求，当主轴做回转运动时，线速度为零的点的连线称为主轴的回转中心线。
回转中心线的空间位置，每一瞬间都是变化的，这些瞬时回转中心线的平均空单位转移不为理想回转中心线。
瞬时回转中心线相对于理想回转中心线在空间的位置距离，就是主轴的回转误差，而回转误差的范围，就是主轴的回转精度。
纯径转误差、角度误差和轴向误差，它们很少单独存在。
当径向误差和角度误差同时存在构成径向跳动,而轴向误差和角度误差同时存在构成端面跳动。
由于主轴的回转误差一般都是一个空间旋转矢量，它并不是在所有的情况下都表示为被加工工件所得到的加工形状。
第三章磨床
立 轴 圆 台 平 面 磨 床
立轴圆台平面磨床
卧轴矩台平面磨床
平面磨削种类
① 卧轴矩台平面磨削 —— 用于长形平面加工
磨床视频\卧轴距台_clip5.gif
② 卧轴圆台平面磨削 —— 用于小件加工
③ 立轴矩台平面磨削 —— 常用于齿轮面、推力垫圈、 汽缸盖平面磨削。
④ 立轴圆台平面磨削 — — 适于大件加工
磨床及磨削加工的特点
高的磨削温度的不良影响
容易烧伤零件表面，使淬火钢件表面退火，
硬度降低，降低零件的表面质量和使用寿命。
高温下，零件材料将变软而容易堵塞砂轮，
这不仅影响砂轮的耐用度，也影响零件的表 面质量。
磨床及磨削加工的特点
磨削加工余量小 在通常情况下，磨削裕量较其它切削加工的切削裕量
小得多。
变速：更换 平带轮
机床的机械传动系统
（四）工作台的手动驱动
调整机床及磨削阶梯轴的台肩面和倒角时，还可以手轮A驱动。
手 轮 A— V —
15 18 —Ⅵ— —Ⅶ— 72 72
18 — 工作台纵向移动 齿条
手轮一转，工作台的移动量为：
f 1
15 18 18 2 6mm /r 72 72
砂轮有自砺现象（自锐） 使得磨粒能够以较锋利的刃口对工件进行切削，而无需
换刀或重磨
磨床及磨削加工的特点
磨床
的主 要加
工范
围及 方法
磨削主要用于回转面、平面及成形 面(花键、螺纹、齿轮等)的精加工。
磨床的类型
外圆磨床
包括万能外圆磨床、普通外圆磨床、无心 外圆磨床等。
主要用于轴、套类零件的外圆柱、外圆锥
金属切削机床及数控机床
3.1 概述
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被检表面误差
圆柱检测面 平面检测面
1. 被检表面的圆度误差 2. 被检表面的轴钱相对旋转轴线的偏摆 3. 旋转轴钱的偏移 4. 被检表面平面度误差 5. 被检表面与旋转轴线的垂直度误差 6. 旋转轴线的周期性轴向位移
工 艺 方 法
1. 定向装配法 2. 自磨法
不能修正
可以部分修正
可以明显修正
Abstract: The paper discusses ways to imp rove the m anagement and technical capacity of testing organizations and puts forward m ethods to m aintain the continuous and effective operation of the managem ent system. Keywords: testing laboratory; m anagement system;
第 22卷 第 2期 2010年 6月
宁波工程学院学报 JOURNAL OF N INGBO UN IVERSITY OF TECHNOLOGY
Vol. 22 No. 2 June. 2010
机床主轴的自磨法分析与应用
刘春林
(宁波工程学院 ,浙江 宁波 315016)
摘 要 :机床主轴部件在装配合格后 ,再采用自磨法精磨主轴前端各基准面 ,很容易保证主轴基准面的几何精度 ,是
采用自磨法磨削主轴 ,磨削时间短 (磨削一个达到精度要求的 CG6120主轴只需一小时 ,并且主轴 前端基准面只需半精加工即可 ,不像定向装配法那样 ,要求主轴前端各基准面加工到很高的精度 ) ,因 此装配调试时间短 ,比定向装配法提高生产效率 4 - 5倍 ,具有一定的使用价值 。
参考文献 :
[ 1 ]赵如福. 金属机械加工工艺人员手册 [M ]. 上海 :上海科学技术出版社 , 2004. [ 2 ]卢秉恒. 机械制造技术基础. [M ]. 北京 :机械工业出版社 , 2005. [ 3 ]王先逵. 机械制造工艺学. [M ]. 北京 :机械工业出版社 , 2002.
平面检测面 5. 被检表面与旋转轴钱的垂 直度误差
6. 旋转轴线的周期性轴向位移
主轴定心轴颈的径向跳 动 (允差 1. 5μm)
0 0
0 0 0
0
被检项目 主轴轴肩支承面的跳动 (允差 1. 5μm)
0
主轴 300 内锥定位孔径 向跳动 (允差 1. 5μm)
0 0
0
表 2 两种工艺方法对误差的修正
- 0. 5μm )直接读数即可 。上述方法可完全满足自磨法前对主轴部件装配精度的检测需要 。对 CG6120 车床主轴 ,回转精度总误差在 1 - 2μm 自磨后就可以达到三项几何精度为 1. 5μm 和切削精度允差 1μm 的要求 。
2. 3提高回转精度的途径 提高回转精度的关键是选用高精度轴承 ,并设法使轴承处于最佳工作条件 ,这样能获得最佳的回转 精度和良好的刚度 。
刘春林 :机床主轴的自磨法分析与应用
55
对于自磨法而言 ,主轴回转误差的检测不需很精 ,只需满足相应的自磨精度及切削要求即可 。为了 方便生产起见 , CG6120床头箱主轴回转精度的检查 ,采用带有消除“安装偏心 ”装置的法兰芯棒方法 , 或采用带有消除“安装偏心 ”装置的精密测量球检查 ,传感器采用电感测微仪或扭簧测微仪 (精度为 0. 2
参考文献 :
[ 1 ]中国检测机构国家认可委员会 CNAL /AC01: 2006;检测和校准检测机构认可准则 ( IS0 / IEC27025: 2008)
How to Imp rove Laboratory Testing Skills
TU Heng - yi
( Yinzhou Zhengcheng Construction Engineering Inspection Company, N ingbo, Zhejiang, 315040, China)
3采用自磨法应注意的问题
3. 1自磨法要求被磨主轴件达到高的 、稳定的回转精度 ,良好的刚度 。部件装好后应进行空运转试 验 ,对温升 、噪音 、振动及平稳性进行考核 。空运转试验后 ,还应复检主轴回转精度 。另外主轴自磨前应 将主轴箱内传动链进行调整 ,脱开不必要的传动部分 ,尽可能使磨床拨盘只拨动主轴旋转 ,减少不必要 的干扰 ,调整好后再进行自磨 。
收稿日期 : 2009 - 12 - 25 作者简介 :刘春林 ,男 ,宁波工程学院机械学院教授 。
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宁波工程学院学报
2010年第 2期
表 1 被检测项目中对几何精度的要求
误差来源
1. 被检表面的圆度误差
圆柱检测面
2. 被检表面的轴线相对 旋转轴线的偏摆
3. 旋转轴线的偏移 4. 被检表面平面度误差
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宁波工程学院学报
2010年第 2期
持续改进 ,由于工程在发展 ,市场的需求在变化 ,检测机构应不断根据市场需求情况 ,提高自身的检测能 力 ,为顾客提供检测服务 ,同时由于检测标准不断变更 ,检测机构的检测能力也应该随之变化 ,所以检测 能力的持续改进也是检测机构永恒主题 。二是随着检测业的发展 ,检测竞争的加剧 ,对检测机构的服务 质量提出了更高要求 ,检测机构应在服务质量和水平方面持续改进 ,如接待客户时的环境改善 ,为客户 提供临时休息场地和茶水 、报纸等 ;到工程现场检测时尽可能为检测机构解决交通问题 ,不去麻烦客户 , 减少客户成本 ;检测时采取信息化管理模式 ,让客户能够在网上查到检测情况 ,避免人到机构却拿不到 报告 ,给客户增加麻烦 。持续改进还体现在仪器设备不断更新 ,采用先进的精度更高仪器代替传统仪 器 ,为客户提供更加准确的检测结果 。通过持续改进 ,使检测机构能够与时俱进 ,在市场竞争中立于不 败之地 ,更好为社会提供优质检测服务 ,体现检测机构社会属性的一面 ,最终为工程质量保驾护航 。
可以明显修正
不能修正
可以部分修正
不能修正
可以部分修正
不能修正
可以明显修正
不能修正
可以部分修正
CG6120车床主轴零件是在 M1420A 普通磨床上进行精磨的 。尽管图纸规定主轴零件的主要精度项 目已高于国内同类型机床水平 (主轴轴承支承轴颈的圆度为 0. 8μm ,前后轴承支承轴颈的同轴度为 1μm ,主轴定心轴颈对两轴承支承面的径向跳动为 0. 8μm ,主轴轴肩对两轴承支承面轴心线的垂直度为 1μm , 300 内锥定位孔对两轴承支承面的径向跳动为 1. 2μm。) 。但是采用定向装配法装配的 CG6120车 床主轴 ,装配后的三项几何精度 (表 1)仍然很难达到 1. 5μm 之内 。而采用自磨法磨削 CG6120床头箱 部件的主轴 ,前端各基准面很容易达到成品要求的几何精度 ,并且有足够的几何精度储备 。
在装配方面 ,对于同时承受径向和轴向载荷的主轴轴承而言 ,零件误差和装配误差对回转精度的影 响非常敏感 。装配引起的滚道误差 、交叉刚度的变化将明显地降低主轴的回转精度 。预紧主轴轴承 ,一 方面可提高主轴轴承的刚度和回转精度 (由于轴承滚动体与滚道弹性变形的补偿作用 ) ,另一方面 ,在 预紧力作用下造成滚道的歪斜和畸变 ,使回转精度降低 。因此主轴轴承装配的关键是在调整和预紧轴 承时 ,在满足工作要求的前提下应尽量减小各定位件的定位误差及其对轴承的影响 ,以达到高的回转精 度和运转平稳性 。
3. 2要求磨床工作平稳 ,整机 (包括磨头 )工作无明显振动 ,定位准确 。对于小型主轴部件可以直接 在万能磨床上进行自磨 。对于大 、中型主轴部件可以在专用装备上进行 。另外主轴部件也可以在自身 的机床上进行自磨 。将专用磨头安置在机床溜板上 ,直接自磨床头箱主轴前端各面 ,但要求整机运转平 稳 ,无明显振动 ,有良好的刚度 。
一种经济可行的加工方法 。为了保证磨削精度和整机试料切削精度 ,本文还对主轴回转精度及磨削工艺系统进行了分
析和探讨 。
关键词 :机床主轴 ;自磨法 ;几何精度 ;回转精度
中图分类号109 (2010) 02 - 0053 - 03
在机床装配中为了达到高精度机床主轴各项精度要求 ,基本采用两种工艺方法 。一种是主轴与轴 承的定向装配法 ,这已被机床行业广泛采用 ;另一种是部件装配合格后 ,再磨削主轴前端各基准面 ,这种 以主轴回转中心为基准进行的磨削简称为自磨法 。
2 对主轴回转精度的要求
2. 1主轴箱部件的精度检验基准 采用自磨法磨削主轴时 ,由于主轴前端各基准面的误差超差 ,不能作为主轴装配后的检测基堆 ,因 此 ,采用主轴的回转中心线作为床头箱部装后的检测基准 。通过检测回转精度 ,来判定床头箱主轴装配 是否合格 。所以 ,控制主轴的回转精度是控制主轴装配精度的重要手段 。 由于主轴的回转误差对车削 、磨削精度的影响基本一致 ,所以在理想的加工条件下 , CG6120床头箱 主轴前端基准面的自磨和成品试料的车削试验都是以主轴回转中心为基准进行加工的 ,因此主轴回转 精度对三项几何精度 (表 1)及切削精度都将产生明显的影响 。 如果回转误差运动圆采用极坐标图面中心评定法 ,可以认为此中心与床头箱主轴理想回转中心重 合 ,回转误差对三项几何精度 (表 l)和切削精度 (要求切削试料圆度允差 1μm )的影响将以加工表面的 形状误差的形式给予表达 。主轴回转误差的基本径向误差 、钝角度摆动的基本误差对自磨表面及试料 车削表面的圆度影响甚微 ,而轴向基本误差及因为轴承滚动体的形状和直径误差所造成的回转误差 、因 轴承交叉刚度变化引起的回转误差及非线性回转误差随机误差等 ,将不可避免地引起自磨表面及试料 车削表面的形状误差 。因此高精度机床提高主轴回转精度对提高三项几何精度 (表 1)及切削精度将有 着明显的意义 。 2. 2对回转精度的检测
1. 磨床溜板 2. 磨床床头箱 3. 拨盘 4. CG6120床头箱部件 5. 主轴 6. 夹具 7. 夹头 8. 拨杆