SK40立式數(shù)控銑床設計－主軸部件設計

SK40立式數(shù)控銑床設計－主軸部件設計,SK40立式數(shù)控銑床設計－主軸部件設計,sk40,立式,數(shù)控,銑床,設計,主軸,部件 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 數(shù)控技術及數(shù)控加工的基本概念 1 1.2 數(shù)控機床的組成與分類 2 1.3 數(shù)控機床的特點與數(shù)控機床的發(fā)展方向 4 1.4 SK40主軸與刀柄簡介 4 第2章 SK40立式數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)方案的確定 6 2.1 立式數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)簡介 6 2.2 對立式數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)的要求 6 2.3 主傳動的類型及方案選擇 7 第3章 電機的選擇 9 3.1 確定主軸傳動功率 9 3.2 電機的選擇 10 3.3 主軸的變速過程 11 第4章 主軸系統(tǒng)參數(shù)計算及部件設計 12 4.1 主傳動變速系統(tǒng)主要參數(shù)計算 12 4.1.1 計算切削功率 12 4.1.2 計算主傳動功率 13 4.1.3 變速級數(shù)Z的確定 13 4.2 主軸組件設計 13 4.2.1 概述 13 4.2.2 主軸結(jié)構設計 14 4.2.3 主軸強度的校核 19 4.3 軸承的設計 23 4.3.1 概述 23 4.3.2 軸承的類型選擇 23 4.3.3 軸承游隙等級的選擇 24 4.3.4 軸承的壽命計算 24 4.3.5 軸承布局 24 4.3.6 軸承裝置的設計 25 第5章 主軸的加工工藝設計 29 5.1 主軸加工工藝的主要內(nèi)容 29 5.2 對電主軸進行工藝分析 29 5.3 電主軸的工藝路線設計 30 5.3.1 工序的劃分 30 5.3.2 工步劃分 30 5.4 電主軸加工工序設計 30 5.5 制定加工工藝卡 31 致 謝 III 參考文獻 IV 摘 要 本 文 介 紹 了 立 式 數(shù) 控 銑 床 的 一 些 基 本 概 況 ， 簡 述 了 機 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 方 面 的 原 理 和 類 型 ， 分 析 了 各 種 傳 動 方 案 的 機 理 。 立 式 數(shù) 控 銑 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 包 括 了 主 軸 電 動 機 、 主 軸 傳 動 系 統(tǒng) 和 主 軸 組 件 三 部 分 組 成 。 本 文 詳 細 介 紹 了 立 式 數(shù) 控 銑 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 的 設 計 過 程 ， 該 立 式 數(shù) 控 銑 床 主 軸 變 速 箱 是 靠 齒 輪 進 行 傳 動 的 ， 主 軸 箱 傳 動 系 統(tǒng) 采 用 齒 輪 傳 動 ， 傳 動 形 式 采 用 集 中 式 傳 動 ， 主 軸 變 速 系 統(tǒng) 采 用 多 聯(lián) 滑 移 齒 輪 變 速 。 齒 輪 傳 動 具 有 傳 動 效 率 高 ， 結(jié) 構 緊 湊 ， 工 作 可 靠 、 壽 命 長 ，傳 動 比 準 確 等 優(yōu) 點 。 文 中 介 紹 了 立 式 數(shù) 控 銑 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 各 種 傳 動 方 案 優(yōu) 缺 點 的 比 較 、 主 傳 動 方 案 的 選 擇 和 確 定 、 主 傳 動 變 速 系 統(tǒng) 的 設 計 計 算 、 主 軸 組 件 的 設 計 、 軸 承 的 選 用 及 潤 滑 、 關 鍵 零 件 的 校 核 等 設 計 過 程 。 關 鍵 詞 ：立 式 數(shù) 控 銑 床 ； 主 傳 動 系 統(tǒng) ； 主 軸 組 件 ； 主 軸 電 動 機 Abstract This text introduces the sign type number to control some basic general situations of the miller, Chien says the tool machine lord to spread the principle and types of move the systems, analyzing various mechanism that spreads to move the project.The sign type number controls the miller lord to spread to move the system to include the principal axis electric motor, principal axis to spread to move the system and the principal axis module three partses to constitute.Detailed introduction of this text the sign type number controls the design process that the miller lord spreads to move the system, should the sign type number control the miller principal axis to become soon the box is to is carry on by wheel gear to spread to move of, the principal axis box spreads to move the system adoption wheel gear to spread to move, spreading to move the form adoption concentration type to spread to move, the principal axis become soon many of the system adoption slip to move the wheel gear to become soon.The wheel gear spreads to move to have to spread to move the efficiency high, the structure tightly packed, work credibility, the life span is long, spreading to move than accurate etc. advantage.It introduced the sign type number to control the miller lord to spread to move various comparison, lord that spreads to move the project merit and shortcoming of system to spread in the text the choice and assurance, lords of move the projects spread to move to become soon system of design, bearings of design calculation, the principal axis module choose the control of the school pit, and the principal axis electric motor of use the lubrication, the key spare parts etc. the design process. Key words： The sign type number controls the miller;The lord spreads to move the system;Principal axis module;Principal axis electric motor. II 第1章 緒論 1.1 數(shù)控技術及數(shù)控加工的基本概念 1、 數(shù) 控 技 術 數(shù) 控 技 術 是 本 世 紀 中 期 發(fā) 展 起 來 的 機 床 控 制 技 術 ， 是 用 數(shù) 字 信 息 對 機 械 運 動 和 工 作 過 程 進 行 控 制 的 技 術 。 數(shù) 控 裝 備 是 以 數(shù) 控 技 術 為 代 表 的 新 技 術 對 傳 統(tǒng) 制 造 產(chǎn) 業(yè) 和 新 興 制 造 業(yè) 的 滲 透 行 程 的 機 電 一 體 化 鏟 平 ， 即 所 謂 的 數(shù) 字 化 裝 備[1]。 (1)數(shù) 控 與 數(shù) 控 機 床 數(shù) 字 控 制 (Numerical Control， 簡 稱 NC） ,國 家 標 準 定 義 為 ： 是 用 數(shù) 字 化 信 號 對 機 床 的 運 動 及 其 加 工 過 程 進 行 控 制 的 一 種 方 法[2]。 定 義 中 的 機 床 ， 不 僅 指 金 屬 切 削 機 床 ， 還 包 括 其 他 各 類 機 床 ， 如 線 切 割 機 床 等 。 數(shù) 控 機 床（Numerical Control Machine Tools） 是 技 術 密 集 度 及 自 動 化 程 度 很 高 的 機 電 一 體 化 加 工 裝 備 。 簡 單 地 說 就 是 采 用 了 數(shù) 控 技 術 的 機 床 ， 或 者 說 是 裝 備 了 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 機 床[3]。 國 際 信 息 處 理 聯(lián) 盟（Internaional Federationof Information Proceccing，簡 稱 IFIP）第 五 技 術 委 員 會 對 數(shù) 控 機 床 作 了 如 下 定 義 ： 數(shù) 控 機 床 是 一 種 裝 有 程 序 控 制 系 統(tǒng) 的 機 床， 該 系 統(tǒng) 能 邏 輯 地 處 理 具 有 特 定 代 碼 和 其 他 符 號 編 碼 指 令 規(guī) 定 的 程 序 。 (2)數(shù) 控 系 統(tǒng) 數(shù) 控 系 統(tǒng) （NC System） 就 是 上 訴 定 義 中 所 指 的 那 種 程 序 控 制 系 統(tǒng)[4] ， 它 是 邏 輯 地 處 理 駛 入 到 系 統(tǒng) 中 具 有 特 定 代 碼 的 程 序 ， 并 將 其 譯 碼 ， 從 而 使 機 床 運 行 并 加 工 零 件 。 數(shù) 控 系 統(tǒng) 在 本 質(zhì) 上 是 一 臺 計 算 機 。 在 硬 件 方 面 ， 它 經(jīng) 歷 了 電 子 管 、 晶 體 管 、 小 規(guī) 模 集 成 電 路 、 微 處 理 機 到 當 前 PC結(jié) 構 的 五 代 發(fā) 展 ； 在 體 系 結(jié) 構 上 ， 經(jīng) 歷 了 硬 件 數(shù) 控 系 統(tǒng)（NC）、 計 算 機 數(shù) 控 （CNC）、 到 目 前 的 PC數(shù) 控（PC-NC）三 個 階 段 [5]。 2、 數(shù) 控 加 工 數(shù) 控 加 工 技 術 是 20世 紀 40年 代 后 期 為 適 應 加 工 復 雜 外 形 零 件 而 發(fā) 展 起 來 的 一 種 自 動 化 加 工 技 術 。 數(shù) 控 加 工 就 是 用 數(shù) 控 機 床 加 工 零 件 的 方 法 。 數(shù) 控 加 工 是 伴 隨 數(shù) 控 機 床 的 產(chǎn) 生 、 發(fā) 展 而 逐 步 完 善 起 來 的 一 種 應 用 技 術 ， 它 是 人 們 長 期 從 事 數(shù) 控 加 工 實 踐 的 經(jīng) 驗 總 結(jié) 。 1.2 數(shù)控機床的組成與分類 1、 數(shù) 控 機 床 的 組 成 數(shù) 控 機 床 的 種 類 很 多 ， 但 是 任 何 一 種 數(shù) 控 機 床 都 主 要 由 數(shù) 控 系 統(tǒng) 、 伺 服 系 統(tǒng) 和 機 械 系 統(tǒng) 組 成 。 (1)數(shù) 控 系 統(tǒng) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 是 數(shù) 控 機 床 的 核 心 ， 是 數(shù) 控 機 床 的 “ 指 揮 系 統(tǒng) ” 。 數(shù) 控 系 統(tǒng) 通 常 是 一 臺 帶 有 專 門 系 統(tǒng) 軟 件 的 專 用 微 型 計 算 機 。 (2)伺 服 系 統(tǒng) 伺 服 系 統(tǒng) （ 或 稱 驅(qū) 動 系 統(tǒng) ） 是 數(shù) 控 機 床 的 執(zhí) 行 機 構[6]， 是 由 驅(qū) 動 和 執(zhí) 行 兩 大 部 分 組 成 。 用 于 實 現(xiàn) 數(shù) 控 機 床 的 進 給 伺 服 控 制 和 株 洲 伺 服 控 制 。 它 接 受 數(shù) 控 裝 置 的 指 令 信 息 ， 并 按 指 令 信 息 的 要 求 控 制 執(zhí) 行 部 件 的 進 給 熟 讀 、 方 向 和 位 移 。 (3)機 械 系 統(tǒng) 數(shù) 控 機 床 的 機 械 系 統(tǒng) ， 除 機 床 基 礎 件 意 外 ， 有 下 列 各 部 分 組 成 : a、 主 軸 部 件 ： 包 括 主 軸 電 動 機 和 主 軸 傳 動 系 統(tǒng) 。 b、 進 給 系 統(tǒng) ： 包 括 進 給 執(zhí) 行 電 動 機 和 進 給 傳 動 系 統(tǒng) 。 c、 實 現(xiàn) 共 建 回 轉(zhuǎn) 、 定 位 的 裝 置 和 附 件 。 d、 實 現(xiàn) 某 些 部 件 動 作 和 輔 助 功 能 的 系 統(tǒng) 和 裝 置 。 e、 刀 庫 和 自 動 換 刀 裝 置 (Autormatic Tools Changer，簡 稱 ATC) [7] f、 自 動 托 盤 交 換 裝 置（Autormatic Pallet Changer， 簡 稱 APC） 機 床 基 礎 件 或 稱 機 床 大 件 ， 通 常 是 指 床 身 (或 底 座 )、 立 柱 、 滑 座 和 工 作 臺 等 ， 它 是 整 臺 機 床 的 基 礎 和 框 架[8]。 1、 數(shù) 控 機 床 的 分 類 (1)按 工 藝 用 途 分 按 照 工 藝 的 不 同 ， 數(shù) 控 機 床 可 分 為 數(shù) 控 車 床 、 數(shù) 控 銑 床 、 數(shù) 控 鉆 床 、 數(shù) 控 鏜 床 、 數(shù) 控 齒 輪 加 工 機 床 、 數(shù) 控 電 火 花 加 工 機 床 、 數(shù) 控 線 切 割 機 床 、 數(shù) 控 沖 床 、 數(shù) 控 剪 床 、 數(shù) 控 液 壓 機 等 各 種 工 藝 用 途 的 數(shù) 控 機 床[9]。 (2)按 運 動 方 式 劃 分 按 運 動 方 式 即 刀 具 與 工 件 相 對 運 動 方 式 ， 數(shù) 控 機 床 可 分 為 ： 點 位 控 制 、 直 線 控 制 和 輪 廓 控 制[10]。 (3)按 伺 服 系 統(tǒng) 類 型 劃 分 按 伺 服 系 統(tǒng) 類 型 的 不 同 ， 數(shù) 控 機 床 可 分 為 ： 開 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 數(shù) 控 機 床 、 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 數(shù) 控 機 床 和 半 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 時 空 機 床 。 a、 開 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 數(shù) 控 機 床 開 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 數(shù) 控 機 床 是 一 種 不 叫 原 始 的 數(shù) 控 機 床 。 這 類 機 床 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 將 零 件 的 程 序 處 理 后 ， 輸 出 數(shù) 據(jù) 指 令 給 伺 服 系 統(tǒng) ， 驅(qū) 動 機 床 運 動 ， 沒 有 來 自 位 置 傳 感 器 的 反 饋 信 號[11]。 最 典 型 的 系 統(tǒng) 就 是 采 用 步 進 電 動 機 的 伺 服 系 統(tǒng) 。 這 類 系 統(tǒng) 的 信 息 流 是 單 向 的 ， 即 進 給 脈 沖 發(fā) 出 去 以 后 ， 實 際 移 動 值 不 再 反 饋 回 來 ， 所 以 稱 為 開 環(huán) 控 制 。 這 類 機 床 較 為 經(jīng) 濟 ， 但 加 工 速 度 和 加 工 精 度 較 低 。 b、 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 數(shù) 控 機 床 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 數(shù) 控 機 床 帶 有 檢 測 裝 置 ， 直 接 對 工 作 臺 的 位 移 量 進 行 檢 測[12]。 這 類 控 制 系 統(tǒng) ， 因 為 把 機 床 工 作 臺 納 入 位 置 控 制 環(huán) ， 故 稱 為 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 。 該 系 統(tǒng) 可 以 消 除 包 括 工 作 臺 傳 動 鏈 在 內(nèi) 的 運 動 誤 差 ， 因 而 定 位 精 度 高 、 調(diào) 節(jié) 速 度 快 。 但 由 于 該 系 統(tǒng) 受 進 給 絲 杠 的 拉 壓 剛 度 、 扭 轉(zhuǎn) 剛 度 、 摩 擦 阻 尼 特 性 和 間 隙 等 非 線 性 因 素 的 影 響 ， 給 調(diào) 試 工 作 造 成 較 大 的 困 難 。 由 于 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 復 雜 和 成 本 高 ， 故 適 用 于 精 度 要 求 很 高 的 數(shù) 控 機 床 ， 如 精 密 鏜 銑 床 、 超 精 密 數(shù) 控 機 床 等 。 c、 半 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 數(shù) 控 機 床 大 多 數(shù) 數(shù) 控 機 床 是 半 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) ， 這 類 系 統(tǒng) 介 于 開 環(huán) 和 閉 環(huán) 之 間 ， 精 度 沒 有 閉 環(huán) 高 ， 調(diào) 試 卻 比 閉 環(huán) 方 便 ， 因 而 得 到 了 廣 泛 的 應 用 。 (4)按 數(shù) 控 機 床 系 統(tǒng) 的 功 能 水 平 劃 分 按 數(shù) 控 機 床 系 統(tǒng) 的 功 能 水 平 可 分 為 ： 低 檔 、 中 檔 和 高 檔 。 按 控 制 軸 數(shù) 和 聯(lián) 動 軸 數(shù) 可 分 為 幾 軸 聯(lián) 動 等 多 種 數(shù) 控 機 床 ； 按 數(shù) 控 機 床 功 能 多 少 可 分 為 經(jīng) 濟 型 數(shù) 控 機 床 和 全 功 能 型 數(shù) 控 機 床 等 [13]。 1.3 數(shù)控機床的特點與數(shù)控機床的發(fā)展方向 1、 數(shù) 控 機 床 的 特 點 數(shù) 控 機 床 與 普 通 機 床 比 較 具 有 以 下 特 點 。 （ 1） 自 動 化 程 度 高 。 （ 2） 進 給 傳 動 機 構 簡 單 。 （ 3） 工 藝 復 合 化 和 功 能 集 成 化 。 （ 4） 具 有 加 工 復 雜 形 狀 兩 件 的 能 力 。 （ 5） 具 有 高 度 柔 性 ， 適 用 性 強 。 （ 6） 加 工 精 度 高 、 質(zhì) 量 穩(wěn) 定 。 （ 7） 生 產(chǎn) 效 率 高 。 2、 數(shù) 控 機 床 的 發(fā) 展 方 向 當 今 數(shù) 控 機 床 正 朝 著 以 下 幾 個 方 向 發(fā) 展 。 （ 1） 高 速 度 、 高 精 度 。 （ 2） 多 功 能 化 。 （ 3） 智 能 化 。 （ 4） 目 前 CAD/CAM圖 形 交 互 式 自 動 變 成 已 得 到 較 多 的 應 用 ， 是 數(shù) 控 技 術 發(fā) 展 的 新 趨 勢 。 （ 5） 可 靠 性 最 大 化 數(shù) 控 機 床 的 可 靠 性 一 直 是 用 戶 最 關 心 的 主 要 指 標 。 （ 6） 控 制 系 統(tǒng) 小 型 化 和 時 空 系 統(tǒng) 小 型 化 便 于 將 機 、 電 裝 置 結(jié) 合 為 一 體[14]。 1.4 SK40主軸與刀柄簡介 加 工 中 心 的 主 軸 錐 孔 通 常 分 為 兩 大 類[15]， 即 錐 度 為 7： 24的 通 用 系 統(tǒng) 和 1： 10的 HSK真 空 系 統(tǒng) 。 SK系 列 主 軸 與 刀 具 屬 于 錐 度 為 7： 24的 德 國 DIN標 準 通 用 系 統(tǒng) 。 SK40刀 柄 如 圖 1.1所 示 ， 各 尺 寸 數(shù) 值 見 表 1.1。 圖1.1SK40刀柄 表1.1 SK40刀柄尺寸 規(guī) 格 D1 D2 D3max D4 D5 D6 L1 SK40 44.45 17 48 50 63.55 72.3 68.4 第2章 SK40立式數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)方案的確定 2.1 立式數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)簡介 主 傳 動 系 統(tǒng) 是 用 來 實 現(xiàn) 機 床 主 運 動 的 傳 動 系 統(tǒng) ， 他 應 具 有 一 定 的 轉(zhuǎn) 速 和 一 定 的 變 速 范 圍 ， 以 便 采 用 不 同 材 料 的 刀 具 ， 加 工 不 同 的 材 料 、 不 同 尺 寸 、 不 同 要 求 的 工 作 、 并 能 方 便 的 實 現(xiàn) 運 動 的 開 停 、 變 速 、 換 向 和 制 動 等 。 數(shù) 控 機 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 主 要 包 括 電 動 機 、 傳 動 系 統(tǒng) 和 主 軸 部 件 ， 它 與 普 通 機 床 的 主 傳 動 系 統(tǒng) 相 比 在 結(jié) 構 上 簡 單 ， 這 是 因 為 變 速 功 能 全 部 或 大 部 分 主 軸 電 動 機 的 無 極 調(diào) 速 來 承 擔 ， 省 去 了 復 雜 的 齒 輪 變 速 機 構 ， 有 些 只 有 二 級 或 三 極 齒 輪 變 速 系 統(tǒng) 用 以 擴 大 電 動 機 無 級 調(diào) 速 的 范 圍 。 在 主 傳 動 系 統(tǒng) 方 面 ， 具 有 下 列 特 點 ： (1)目 前 數(shù) 控 機 床 的 主 傳 動 電 機 已 不 再 采 用 普 通 的 交 流 異 步 電 機 或 傳 統(tǒng) 的 直 流 調(diào) 速 電 機 ， 它 們 已 逐 步 被 新 型 的 交 流 調(diào) 速 電 機 和 直 流 調(diào) 速 電 機 所 代 替 。 (2)轉(zhuǎn) 速 高 ， 功 率 大 。 它 能 使 數(shù) 控 機 床 進 行 大 功 率 切 削 和 高 速 切 削 ， 實 現(xiàn) 高 效 率 加 工 。 (3)變 速 范 圍 大 。 數(shù) 控 機 床 的 主 傳 動 系 統(tǒng) 要 求 有 較 大 的 調(diào) 速 范 圍 ， 一 般 Rn＞100， 以 保 證 加 工 時 能 選 用 合 理 的 切 削 用 量 ， 從 而 獲 得 最 佳 的 生 產(chǎn) 率 、 加 工 精 度 和 表 面 質(zhì) 量 。 (4)主 軸 速 度 的 變 換 迅 速 可 靠 。 數(shù) 控 機 床 的 變 速 是 按 照 控 制 指 令 自 動 進 行 的 ， 因 此 變 速 機 構 必 須 適 應 自 動 操 作 的 要 求 。 由 于 直 流 和 交 流 主 軸 電 機 的 調(diào) 速 系 統(tǒng) 日 趨 完 善 ， 不 僅 能 夠 方 便 地 實 現(xiàn) 寬 范 圍 的 無 級 變 速 ， 而 且 減 少 了 中 間 傳 遞 環(huán) 節(jié) ， 提 高 了 變 速 控 制 的 可 靠 性 。 2.2 對立式數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)的要求 （1） 主 軸 具 有 一 定 的 轉(zhuǎn) 速 和 足 夠 的 轉(zhuǎn) 速 范 圍 、 轉(zhuǎn) 速 級 數(shù) ， 能 夠 實 現(xiàn) 運 動 的 開 停 、 變 速 、 換 向 和 制 動 ， 以 滿 足 機 床 的 運 動 要 求 。 （2） 主 電 動 機 具 有 足 夠 的 功 率 ， 全 部 機 構 和 元 件 具 有 是 夠 的 強 度 和 剛 度 ， 以 滿 足 機 床 的 動 力 要 求 。 （3） 主 傳 動 的 有 關 結(jié) 構 ， 特 別 是 主 軸 組 件 要 有 足 夠 高 的 精 度 、 抗 振 性 ， 熱 變 形 和 噪 聲 要 小 ， 傳 動 效 率 要 高 ， 以 滿 足 機 床 的 工 作 性 能 要 求 。 （4） 操 縱 靈 活 可 靠 ， 調(diào) 整 維 修 方 便 ， 潤 滑 密 封 良 好 ， 以 滿 足 機 床 的 使 用 要 求 。 （5） 結(jié) 構 簡 單 緊 湊 ， 工 藝 性 好 ， 成 本 低 ， 以 滿 足 經(jīng) 濟 性 要 求 。 2.3 主傳動的類型及方案選擇 數(shù) 控 機 床 的 調(diào) 速 是 按 照 控 制 指 令 自 動 執(zhí) 行 的 ， 因 此 變 速 機 構 必 須 適 應 自 動 操 作 的 要 求 。 在 主 傳 動 系 統(tǒng) 中 ， 目 前 多 采 用 交 流 主 軸 電 動 機 和 直 流 主 軸 電 動 機 無 級 凋 速 系 統(tǒng) 。 為 擴 大 調(diào) 速 。 為 了 適 應 不 同 的 加 工 要 求 ， 目 前 主 傳 動 系 統(tǒng) 主 要 有 三 種 變 速 方 式 1、具 有 變 速 齒 輪 的 主 傳 動 這 是 大 、 中 型 數(shù) 控 機 床 采 用 較 多 的 一 種 變 速 方 式 。 通 過 幾 對 齒 輪 降 速 ， 增 大 輸 出 扭 矩 ， 以 滿 足 主 軸 輸 出 扭 矩 特 性 的 要 求 ， 見 圖 2.1所 示 。 一 部 分 小 型 數(shù) 控 機 床 也 采 用 此 種 傳 動 方 式 以 獲 得 強 力 切 削 時 所 需 要 的 扭 矩 。 圖2.1 變速齒輪主傳動 圖2.2 帶傳動主傳動 2、 通 過 帶 傳 動 的 主 傳 動 通 常 選 用 同 步 齒 形 帶 或 多 楔 帶 傳 動 ， 這 種 傳 動 方 式 多 見 于 數(shù) 控 車 床 ， 它 可 避 免 齒 輪 傳 動 時 引 起 的 振 動 和 噪 聲 ， 見 圖 2.2所 示 。 3、 由 調(diào) 速 電 機 直 接 驅(qū) 動 的 主 傳 動 這 種 主 傳 動 是 由 電 動 機 直 接 驅(qū) 動 主 軸 ， 即 電 動 機 的 轉(zhuǎn) 子 直 接 裝 在 主 軸 上 ， 因 而 大 大 簡 化 了 主 軸 箱 體 與 主 軸 的 結(jié) 構 ， 有 效 地 提 高 了 主 軸 部 件 的 剛 度 ， 但 主 軸 輸 出 扭 矩 小 ， 電 機 發(fā) 熱 對 主 軸 的 精 度 影 響 較 大 。 如 圖 2.3所 示 。 圖2.3 直接驅(qū)動的主傳動 近 年 來 ， 出 現(xiàn) 了 一 種 新 式 的 內(nèi) 裝 電 動 機 主 軸 ， 即 主 軸 與 電 動 機 轉(zhuǎn) 子 合 為 一 體 。 其 優(yōu) 點 是 主 軸 組 件 結(jié) 構 緊 湊 ， 重 量 輕 ， 慣 量 小 ， 可 提 高 起 動 、 停 止 的 響 應 特 性 ， 并 利 于 控 制 振 動 和 噪 聲 。 缺 點 是 電 動 機 運 轉(zhuǎn) 產(chǎn) 生 的 熱 量 亦 使 主 軸 產(chǎn) 生 熱 變 形 。 因 此 ， 溫 度 控 制 和 冷 卻 是 使 用 內(nèi) 裝 電 動 機 主 軸 的 關 鍵 問 題 。 日 本 研 制 的 立 式 加 工 中 心 主 軸 組 件 ， 其 內(nèi) 裝 電 動 機 最 高 轉(zhuǎn) 速 可 達 20000r/min。 本 次 設 計 采 用 調(diào) 速 電 機 直 接 驅(qū) 動 的 主 傳 動 。 使 主 軸 獲 得 較 高 的 轉(zhuǎn) 速 和 驕 傲 大 的 轉(zhuǎn) 矩 。 二 級 以 上 齒 輪 變 速 系 統(tǒng) 雖 然 此 種 結(jié) 構 復 雜 ， 制 造 和 維 修 費 用 高 ， 但 和 以 上 兩 種 驅(qū) 動 方 式 比 ， 變 速 裝 置 多 采 用 齒 輪 變 速 結(jié) 構 ， 可 以 使 用 可 調(diào) 的 交 、 直 流 無 級 變 速 電 動 機 ， 經(jīng) 齒 輪 變 速 后 ， 實 現(xiàn) 分 段 無 級 變 速 ， 調(diào) 速 范 圍 增 加 ， 且 能 滿 足 各 種 切 削 運 動 的 轉(zhuǎn) 矩 輸 出 ， 因 此 選 用 調(diào) 速 電 機 直 接 驅(qū) 動 的 主 傳 動 。 第3章 電機的選擇 現(xiàn) 在 的 數(shù) 控 銑 床 能 夠 實 現(xiàn) 無 級 變 速 或 無 級 變 速 加 有 級 變 速 ， 數(shù) 控 銑 床 一 般 都 采 用 由 直 流 或 交 流 調(diào) 速 電 動 機 作 為 驅(qū) 動 的 電 氣 無 級 調(diào) 速 。 由 于 數(shù) 控 銑 床 的 運 動 調(diào) 速 范 圍 較 大 ， 單 靠 調(diào) 速 電 機 無 法 滿 足 這 么 大 的 調(diào) 速 范 圍 ， 另 一 方 面 調(diào) 速 電 機 的 功 率 扭 矩 特 性 也 難 于 直 接 與 機 床 的 功 率 和 轉(zhuǎn) 矩 要 求 相 匹 配 。 因 此 ， 數(shù) 控 機 床 主 傳 動 變 速 系 統(tǒng) 常 常 在 無 級 變 速 電 機 之 后 串 聯(lián) 機 械 有 級 變 速 傳 動 ， 以 滿 足 機 床 要 求 的 調(diào) 速 范 圍 和 轉(zhuǎn) 矩 特 性 。 3.1 確定主軸傳動功率 數(shù) 控 銑 床 的 加 工 范 圍 一 般 都 比 較 大 ， 所 傳 動 的 額 定 功 率 可 以 根 據(jù) 典 型 切 削 工 藝 的 情 況 計 算 ， 根 據(jù) 設 計 的 銑 床 主 要 的 加 工 范 圍 ， 查 機 床 設 計 手 冊 確 定 如 下 典 型 加 工 工 藝 ： 用 高 速 剛 圓 柱 平 刀 銑 削 灰 鑄 鐵 工 件 平 面 ， 刀 具 直 徑 D=100mm， 刀 齒 數(shù) 為 10，工 件 材 料 為 HT200， 硬 度 190HBS， 切 削 速 度=23.5m/min， 進 給 速 度 為 160mm/min，背 吃 刀 量 ＝ 5mm， 切 寬 為 75mm。 由 公 式 =計 算 得 =1200r/min 則 每 齒 進 給 量 ＝ ＝ ＝0.013mm 根 據(jù) 典 型 切 削 工 藝 公 式 ： P切＝2.8× · · · B· · · 式 中 ： t— 切 削 厚 度 ， 即 被 吃 刀 量（mm） — 每 齒 進 給 量（mm） B— 切 削 寬 度（mm） Z— 刀 齒 數(shù) HB—材 料 硬 度 代 入 數(shù) 值 得 P切=2.8××5×0.013×75×10×1200×=4300W=4.3KW 主 傳 動 的 總 效 率 一 般 可 取 為η=0.70～0.85,數(shù) 控 機 床 的 主 傳 動 多 用 調(diào) 速 電 機 和 有 限 的 機 械 變 速 傳 動 實 現(xiàn) ， 傳 動 鏈 較 短 ， 因 此 效 率 可 取 較 大 值 ， 由 此 可 求 得 主 軸 傳 遞 的 功 率 為 P===5.4kw 3.2 電機的選擇 現(xiàn) 在 數(shù) 控 機 床 常 用 直 流 電 動 機 和 交 流 調(diào) 頻 電 機 兩 種 。 目 前 ， 中 小 型 數(shù) 控 機 床 中 ， 交 流 調(diào) 頻 電 機 已 占 優(yōu) 勢 ， 有 取 代 直 流 電 機 之 勢 。 本 文 所 設 計 的 銑 床 采 用 交 流 調(diào) 頻 電 機 調(diào) 節(jié) 電 源 頻 率 來 達 到 調(diào) 速 的 目 的 ， 額 定 轉(zhuǎn) 速 常 為1500r/min， 如 圖 3.1所 示 是 變 速 電 機 的 功 率 特 性 。 從 額 定 轉(zhuǎn) 速 到 最 高 轉(zhuǎn) 速 的 區(qū) 域Ⅰ為 恒 功 率 區(qū) ， 從 最 低 轉(zhuǎn) 速 至 的 區(qū) 域Ⅱ為 恒 轉(zhuǎn) 矩 區(qū) 。 圖 3.1 變速電動機的功率特性 在 設 計 數(shù) 控 銑 床 主 傳 動 時 ， 必 須 考 慮 電 機 與 機 床 主 軸 功 率 特 性 匹 配 問 題 。 由 于 主 軸 要 求 的 恒 功 率 變 速 范 圍 遠 大 于 電 機 的 恒 功 率 變 速 范 圍 ， 所 以 在 電 機 與 主 軸 之 間 要 串 聯(lián) 一 個 分 級 變 速 箱 ， 以 擴 大 其 功 率 調(diào) 速 范 圍 ， 滿 足 低 速 大 功 率 切 削 時 對 電 機 的 輸 出 功 率 要 求 。 為 了 簡 化 變 速 箱 結(jié) 構 ， 變 速 級 數(shù) 應 少 些 ， 變 速 箱 公 比 可 取 大 于 電 機 的 恒 功 率 調(diào) 速 范 圍 ， 即 >。 這 時 ， 變 速 箱 每 擋 內(nèi) 有 部 分 低 轉(zhuǎn) 速 只 能 恒 轉(zhuǎn) 矩 變 速 ， 主 傳 動 系 統(tǒng) 功 率 特 性 圖 中 出 現(xiàn) “ 缺 口 ” ， 稱 之 功 率 降 低 區(qū) 。 使 用 “ 缺 口 ” 范 圍 內(nèi) 的 轉(zhuǎn) 速 時 ， 為 限 制 轉(zhuǎn) 矩 過 大 ， 得 不 到 電 動 機 輸 出 的 全 部 功 率 。 為 保 證 缺 口 處 的 輸 出 功 率 ， 電 動 機 的 功 率 應 相 應 的 增 大 。 為 了 滿 足 主 軸 傳 遞 5.4kw， 最 高 轉(zhuǎn) 速 4000r/min的 要 求 ， 選 擇 上 海 富 田 電 機 生 產(chǎn) 的IAG系 列 變 頻 調(diào) 速 專 用 感 應 電 動 機 ， 其 型 號 為 IAG132M-1500-7.5。 其 中 ：IAG—系 列 代 號 132— 極 座 號 （ 中 心 高 ） M— 機 座 長 度 代 號 ， 有 S、 M、 L三 種 類 型 1500— 基 本 轉(zhuǎn) 速 （ 單 位 ： r/min） 7.5— 額 定 功 率 （ 單 位 ：kw） 電 機 在 60-1500r/min內(nèi) ， 實 現(xiàn) 恒 扭 矩 輸 出 ， 在 1500-500r/min內(nèi) 實 現(xiàn) 恒 功 率 輸 出 ； 最 高 轉(zhuǎn) 速 可 以 達 到 6000r/min， 當 電 機 轉(zhuǎn) 速 達 到 6000r/min， 扭 矩 特 性 不 好 ， 因 此 一 般 情 況 下 轉(zhuǎn) 速 只 達 到 4500r/min 3.3 主軸的變速過程 為 了 實 現(xiàn) 數(shù) 控 銑 床 的 無 級 變 速 ， 本 設 計 采 用 的 是 交 流 調(diào) 頻 電 機 ， 通 過 對 電 源 頻 率 的 調(diào) 節(jié) 來 實 現(xiàn) 主 軸 的 增 /減 速 傳 動 。 第4章 主軸系統(tǒng)參數(shù)計算及部件設計 4.1 主傳動變速系統(tǒng)主要參數(shù)計算 4.1.1 計算切削功率 1、切削力的計算 銑 削 時 的 切 削 力 ， 公 式 如 下 （4-1） 式 中 — — 銑 削 時 的 主 切 削 力（N） — — 加 工 材 料 影 響 的 系 數(shù) — — 每 齒 進 給 量 （ mm） — — 背 吃 刀 量 （ mm） — — 銑 削 寬 度 — — 銑 刀 齒 數(shù) — — 銑 刀 直 徑 (mm) 用 直 徑 =50mm的 四 齒 錐 柄 立 銑 刀 ， 銑 刀 寬 =40mm的 剛 工 件 ， =0.05mm， =4mm，=68mm， 計 算 得 ：=132N 2、切削功率的計算 切 削 時 所 消 耗 的 功 率 稱 為 切 削 功 率 。 切 削 功 率 的 公 式 計 算 ： （4-2） 式 中 ： — — 切 削 功 率（kw） — — 切 削 力（N） — — 切 削 速 度（m/min） 根 據(jù) 機 床 設 計 手 冊 典 型 加 工 條 件 以 及 鋼 材 料 的 銑 削 速 度 范 圍 ， 取 =100m/min 計 算 得 ： =2.2kw 3、主軸轉(zhuǎn)速范圍的確定 主 軸 最 高 轉(zhuǎn) 速 為 ， 最 低 轉(zhuǎn) 速 為 4.1.2 計算主傳動功率 用 下 列 粗 略 估 算 主 電 動 機 的 功 率 （4-3） 式 中 ，為 銑 床 主 傳 動 系 統(tǒng) 總 機 械 效 率 ， 主 運 動 為 回 轉(zhuǎn) 運 動 時 ， ； 主 運 動 為 直 線 運 動 時 ， 。 取 主 傳 動 的 總 效 率 =0.7 則 初 選 電 動 機 功 率 取 電 動 機 額 定 轉(zhuǎn) 速 為 額 定 最 高 轉(zhuǎn) 速 為 4.1.3 變速級數(shù)Z的確定 如 取 變 速 箱 的 公 比 則 由 于 無 級 變 速 時 故 變 速 箱 的 變 速 極 數(shù) 可 取Z=3 （4-4） 雖 然 此 中 方 法 功 率 特 性 圖 示 連 續(xù) 的、無 缺 口 (即 沒 有 功 率 降 低 區(qū) )和 無 重 但 是 Z=3， 變 速 箱 機 構 較 復 雜 。 因 此 為 簡 化 變 速 箱 機 構 ， 取Z=2。 4.2 主軸組件設計 4.2.1 概述 主 軸 部 件 設 計 是 機 床 重 要 部 件 之一，它 是 機 床 的 執(zhí) 行 件。它 的 功 用 是 支 撐 并 帶 動 工 件 或 刀 具 旋 轉(zhuǎn) 進 行 切 削，承 受 切 削 力 和 驅(qū) 動 力 等 載 荷，完 成 表 面 成 型 運動。 1、軸的分類 軸 是 機 械 傳 動 的 一 個 重 要 零 件 ， 一 般 作 回 轉(zhuǎn) 運 動 的 零 件 常 要 裝 在 軸 上 才 能 實 現(xiàn) 其 回 轉(zhuǎn) 運 動 。 其 承 載 在 載 荷 可 分 為 ： （1）轉(zhuǎn) 軸 — — 工 作 時 既 承 受 彎 矩 又 承 受 扭 矩 。 （2）心 軸 — — 用 于 支 撐 轉(zhuǎn) 動 零 件 ， 只 承 受 彎 矩 。 （3） 動 軸 — — 傳 遞 扭 矩 。 在 高 速 傳 動 的 軸 不 僅 要 考 慮 軸 的 材 料 、 結(jié) 構 、 強 度 和 剛 度 ， 而 且 要 防 止 軸 的 振 動 （ 動 平 衡 ） 。 此 外 ， 注 意 軸 上 零 件 的 固 定 ， 結(jié) 構 工 藝 性 ， 熱 處 理 等 要 求 。 作 為 制 造 機 器 的 機 器 上 的 軸 ， 設 計 的 主 要 原 則 是 ：剛 度 原 則 ,本 次 設 計 選 擇 轉(zhuǎn)軸 。 2、主軸材料 軸 的 材 料 主 要 是 碳 鋼 和 合 金 鋼 。 數(shù) 控 主 軸 主 要 傳 遞 扭 矩 ， 且 在 高 速 旋 轉(zhuǎn) 中 產(chǎn) 生 大 量 的 熱 ， 產(chǎn) 生 一 定 的 軸 伸 長 ， 其 他 零 件 的 變 形 ， 從 而 影 響 加 工 精 度 和 表 面 質(zhì) 量 。從 多 方 面 考 慮 選 用40Cr為 本 次 數(shù) 控 銑 床 主 軸 材 料 。 4.2.2 主軸結(jié)構設計 主 軸 部 件 由 主 軸 及 其 支 承 軸 承 、 傳 動 件 、 密 封 件 及 定 位 元 件 等 組 成 。 1、主軸部件應滿足的基本要求 （1）旋 轉(zhuǎn) 精 度 主 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 精 度 指 裝 配 后 ， 在 無 載 荷 、 低 轉(zhuǎn) 速 條 件 下 ， 在 安 裝 工 件 或 刀 具 的 主 軸 部 位 的 徑 向 和 端 面 圓 跳 動 。 其 主 要 取 決 于 主 軸 、 軸 承 、 箱 體 孔 等 的 制 造 、 裝 配 和 調(diào) 整 精 度 。 （2）剛 度 主 軸 部 件 的 剛 度 指 其 在 外 加 載 荷 的 作 用 下 抵 抗 變 形 的 能 力 ， 通 常 以 主 軸 前 端 產(chǎn) 生 單 位 位 移 的 彈 性 形 變 時 ， 在 位 移 方 向 上 所 施 加 的 作 用 力 來 定 義 。 如 圖4.1所 示 。 主 軸 部 件 的 剛 度 是 主 軸 、 軸 承 等 剛 度 的 綜 合 反 映 。 因 此 ， 主 軸 的 尺 寸 和 形 狀 、 軸 承 的 類 型 和 數(shù) 量 、 預 緊 和 配 置 形 式 、 傳 動 件 布 置 形 式 、 主 軸 部 件 的 制 造 和 裝 配 質(zhì) 量 都 影 響 主 軸 部 件 的 剛 度 。 圖4.1 主軸受載圖 （3）抗 振 性 主 軸 部 件 的 抗 振 性 指 抵 抗 受 迫 振 動 和 自 激 振 動 的 能 力 。 在 切 削 過 程 中 ， 主 軸 部 件 不 僅 受 靜 態(tài) 力 作 用 ， 同 時 也 受 沖 擊 力 和 交 變 力 的 干 擾 ， 使 主 軸 產(chǎn) 生 振 動 。 影 響 抗 振 性 的 主 要 因 素 是 主 軸 部 件 的 靜 剛 度 、 質(zhì) 量 分 布 及 阻 尼 。 其 評 價 指 標 是 主 軸 部 件 的 低 階 固 有 頻 率 與 振 型 。 （4）溫 升 和 熱 變 形 主 軸 部 件 運 轉(zhuǎn) 時 ， 因 相 對 運 動 產(chǎn) 生 的 摩 擦 熱 、 切 削 的 切 削 熱 等 使 主 軸 部 件 的 溫 度 升 高 ， 形 狀 尺 寸 和 位 置 發(fā) 生 變 化 ， 造 成 主 軸 部 件 的 熱 變 形 。 其 引 起 軸 承 間 隙 變 化 ， 潤 滑 油 溫 度 升 高 會 使 粘 度 降 低 ， 這 些 變 化 會 影 響 主 軸 部 件 的 工 作 性 能 ， 降 低 加 工 精 度 。 （5）精 度 保 持 性 主 軸 部 件 的 精 度 保 持 性 指 長 期 保 持 其 原 始 制 造 精 度 的 能 力 。 磨 損 是 主 軸 部 件 喪 失 原 始 精 度 的 主 要 原 因 。 因 此 ， 必 須 提 高 主 軸 部 件 的 耐 磨 性 。 對 耐 磨 性 影 響 較 大 的 有 主 軸 的 材 料 、 軸 承 的 材 料 、 熱 處 理 方 式 、 軸 承 類 型 及 潤 滑 防 護 方 式 等 。 由 于 機 械 結(jié) 構 的 要 求 而 需 在 軸 中 裝 設 其 他 零 件 或 者 減 少 軸 的 質(zhì) 量 具 有 特 別 重 大 的 作 用 的 場 合 ,則 將 軸 制 成 空 心 的 ,空 心 軸 內(nèi) 徑 與 外 徑 的 比 值 通 常 為 0.5-0.6為 保 證 軸 的 剛 度 和 扭 轉(zhuǎn) 穩(wěn) 定 性 。 軸 的 設 計 也 和 其 他 的 零 件 的 設 計 相 似 ， 包 括 結(jié) 構 設 計 和 工 作 能 力 的 計 算 兩 方 面 的 內(nèi) 容 。 軸 的 結(jié) 構 設 計 是 根 據(jù) 軸 上 零 件 的 安 裝 、 定 位 以 及 軸 的 制 造 工 藝 性 等 方 面 的 要 求 ,合 理 地 確 定 軸 的 結(jié) 構 形 式 和 尺 寸 。 軸 的 結(jié) 構 不 合 理 會 影 響 軸 的 工 作 能 力 和 軸 上 零 件 的 工 作 可 靠 性 ,還 會 增 加 軸 的 制 造 成 本 和 軸 上 零 件 裝 配 的 困 難 等 。 因 此 軸 的 結(jié) 構 設 計 很 重 要 。 軸 的 工 作 能 力 計 算 指 的 是 軸 的 強 度 、 剛 度 和 振 動 穩(wěn) 定 性 等 方 面 的 計 算 。 多 數(shù) 情 況 下 ， 軸 的 工 作 能 力 主 要 取 決 于 軸 的 強 度 。 這 時 只 需 對 軸 進 行 強 度 計 算 ， 以 防 止 斷 裂 或 塑 性 變 形 。 對 于 機 械 裝 備 則 需 剛 度 計 算 ， 防 止 工 作 時 產(chǎn) 生 過 大 的 彈 性 變 形 ， 影 響 加 工 精 度 和 表 面 質(zhì) 量 。 對 于 高 速 運 轉(zhuǎn) 的 軸 ， 還 應 進 行 振 動 穩(wěn) 定 性 計 算 ， 防 止 發(fā) 生 共 振 而 破 壞 。 2、軸的結(jié)構設計 軸 的 結(jié) 構 主 要 取 決 于 以 下 因 素 : （1） 軸 在 機 器 中 的 安 裝 位 置 及 形 式 ； （2） 軸 上 安 裝 零 件 的 類 型 、尺 寸 、數(shù) 量 和 軸 連 接 的 方 法 ； （3） 載 荷 的 性 質(zhì) 、大 小 、方 向 及 分 布 情 況 ； （4） 軸 的 加 工 工 藝 。 不 論 什 么 條 件 ,軸 的 結(jié) 構 應 滿 足 以 下 條 件 ： （1） 軸 和 裝 在 軸 上 的 零 件 要 有 準 確 的 工 作 位 置 ,周 向 和 軸 向 要 有 準 確 的 定 位 ； （2） 軸 上 的 零 件 應 便 于 裝 拆 和 調(diào) 整 ； （3） 軸 應 具 有 良 好 的 結(jié) 構 工 藝 性 和 制 造 工 藝 性 。 3、草擬軸上零件的裝配方案 圖4.2 主軸裝配圖 預 定 出 軸 上 主 要 零 件 的 裝 配 方 向 、 順 序 和 關 系 ， 如圖4.2所 示 立 式 數(shù) 控 銑 床 主 軸 的 裝 配 。 端 蓋（曲 路 密 封 ）、套 筒（曲 路 密 封）、前 軸 承（前 支 撐）、 軸 套 、 軸 承（后 支 撐）、套 筒（曲 路 密 封）、齒 輪（ 動 力 輸 入 部 分）、圓 螺 母、軸 承、端 蓋、依 次 從 軸 的 后 端 向 前 端 安 裝。 4、軸 上 零 件 的 定 位 為 防 止 軸 上 零 件 受 力 時 發(fā) 生 沿 軸 向 和 周 向 的 相 對 運 動 ,軸 上 零 件 除 了 有 游 動 或 空 轉(zhuǎn) 要 求 外 ,都 必 須 進 行 軸 向 和 周 向 定 位 ,以 保 證 其 準 確 的 工 作 位 置。 1）零 件 的 軸 向 固 定 :通 常 由 軸 肩、套 筒、軸 端 擋 圈、軸 承 端 蓋 和 圓 螺 母 來 保 證 ； 2）零 件 的 周 向 固 定 :周 向 固 定 的 目 的 是 限 制 軸 上 零 件 與 軸 發(fā) 生 相 對 運 動。常 用 周 向 定 位 零 件 有 鍵 、 花 鍵 、 銷 、 緊 定 螺 釘 以 及 過 盈 配 合 等 ,其 中 緊 定 螺 釘 只 用 在 傳 力 不 大 之 處 。 5、各 軸 段 直 徑 與 的 確 定 由 軸 的 結(jié) 構 和 拉 刀 方 式 確 定 出 軸 的 最 小 直 徑 ：立 式 數(shù) 控 銑 床 主 軸 必 須 制 成 空 心 軸，且 又 因 為 為 空 心 軸 的 內(nèi) 徑 與 外 徑 d之 比 ， 為 了 保 證 軸 的 剛 度 和 扭 轉(zhuǎn) 剛 度 ,通 常 在 之 間 ,取 為0.6。 故d=50mm。按 軸 上 零 件 的 裝 配 方 案 和 定 位 要 求 ， 從 處 起 逐 一 確 定 各 軸 段 的 直 徑 。 在 實 際 的 設 計 中 ， 軸 的 直 徑 亦 可 憑 設 計 者 的 經(jīng) 驗 確 定，或 參 考 同 類 機 器 用 類 比 的 方 法 確 定 。 有 配 合 要 求 的 軸 段，應 盡 量 采 用 標 準 直 徑。安 裝 標 準 件 的 部 位 的 軸 徑 ， 應 取 為 相 應 的 標 準 值 及 所 選 的 配 合 公 差 。 且 在 這 樣 的 軸 段 需 0.5mm的 碳 氮 共 滲 層 。 為 了 使 帶 輪 、 軸 承 等 有 配 合 要 求 的 零 件 裝 配 拆 卸 方 便 ， 并 減 少 配 合 面 的 擦 傷 ， 在 配 合 軸 段 前 應 采 用 較 小 的 直 徑 ， 發(fā) 揮 軸 肩 的 作 用 。 確 定 各 軸 段 長 度 時 ， 應 盡 可 能 使 結(jié) 構 緊 湊 ， 同 時 還 需 要 保 證 零 件 所 需 的 裝 配 或 調(diào) 整 空 間 。 軸 的 各 段 長 度 主 要 是 根 據(jù) 各 零 件 與 軸 配 合 部 分 的 軸 向 尺 寸 和 相 鄰 零 件 必 要 的 空 隙 來 確 定 的 。 為 了 保 證 軸 向 定 位 可 靠 與 帶 輪 等 零 件 相 配 合 部 分 的 軸 段 長 度 一 般 應 比 輪 轂 長 度 短23mm，所 以 取 Dmax=100mm。 （1）主 軸 懸 伸 量 a與 前 端 軸 頸 D1之 比 可 按 下 表 4.1選 擇 ： 表4.1 主 軸 懸 伸 量 與 前 端 軸 頸 之 比 機床和主軸的類型 a/D1 通 用 和 精 密 機 床 ， 自 動 車 床 和 短 主 軸 端 銑 床 ， 用 滾 動 軸 承 和 支 架 0.5~1.5 中 等 長 度 和 較 長 主 軸 端 的 車 床 和 銑 床 ， 懸 伸 較 長 的 精 密 鏜 床 和 內(nèi) 圓 磨 床 1.25~2.5 孔 加 工 機 床 應 用 加 工 細 長 孔 的 機 床 ， 由 加 工 技 術 決 定 ， 需 要 有 長 的 懸 伸 刀 桿 或 主 軸 可 移 動 ， 因 切 削 較 長 而 不 適 用 于 有 高 精 度 要 求 的 機 床 >2.5 取 a=65mm （2）主 軸 合 理 跨 距 的 選 擇 ： 在 具 體 設 計 時 ， 常 常 由 于 結(jié) 構 上 的 限 制 ， 實 際 跨 距 l≠ 最 佳 合 理 跨 距 。 這 樣 就 造 成 主 軸 組 件 的 剛 度