主軸部件由主軸、主軸支撐、傳動(dòng)部件和安裝在主軸上的密封件組成。在機(jī)床加工過程中,主軸驅(qū)動(dòng)工件或刀具直接參與表面成形運(yùn)動(dòng),因此主軸的精度、剛度和熱變形對加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率有重要影響。此外,這些影響更為重要,因?yàn)槎謹(jǐn)?shù)控機(jī)床在加工過程中無法人工調(diào)整。
1、要求主軸部件
(1)旋轉(zhuǎn)精度高
當(dāng)主旋轉(zhuǎn)時(shí),線速為0的點(diǎn)的連接稱為主軸的旋轉(zhuǎn)中心線。旋轉(zhuǎn)中心線的空間位置應(yīng)固定在理想情況下,稱為理想旋轉(zhuǎn)中心線。事實(shí)上,由于主軸組件中各種因素的影響,旋轉(zhuǎn)中心線的空間位置在同一時(shí)間發(fā)生變化,這些瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心線的平均空間位置稱為瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心線。與理想旋轉(zhuǎn)中心線相比,瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心線的距離是主軸的旋轉(zhuǎn)誤差。旋轉(zhuǎn)誤差的范圍是主軸的旋轉(zhuǎn)精度。徑向誤差、角度誤差和軸向誤差很少分開。
(2)剛度大
主軸部件的剛度是指主軸部件在受到外力作用時(shí)的抗變形能力。主軸部件的剛度越大,受力后主軸的變形越小。如果主軸部件的剛度不足,主軸在切削力和其他力的作用下會(huì)產(chǎn)生較大的彈性變形,這不僅會(huì)影響工件的加工質(zhì)量,還會(huì)破壞齒輪和軸承的正面。
正常工作條件,加快磨損,降低精度。主軸部件的剛度與主軸的結(jié)構(gòu)尺寸、支撐跨度、所選軸承類型及其配置形式、軸承間隙的調(diào)整、主軸上傳動(dòng)部件的位置等有關(guān)。
抗振能力強(qiáng)(3)
主軸組件的抗振能力是指切割時(shí)主軸保持穩(wěn)定運(yùn)行而不振動(dòng)的能力。如果主軸組件抗振能力差,工作時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng),不僅會(huì)降低加工質(zhì)量,還會(huì)限制機(jī)床生產(chǎn)率的提高,降低刀具的耐久性。為了提高主軸的抗振能力,必須提高主軸組件的靜剛度。因此,經(jīng)常使用阻尼比較大的前軸承,必要時(shí)應(yīng)安裝阻尼器,使主軸組件的固有頻率遠(yuǎn)大于激振能力的頻率。
(4)溫升低
主軸組件運(yùn)行中溫升過高會(huì)造成兩個(gè)不良結(jié)果:一是主軸組件和箱體因熱膨脹而變形,主軸的旋轉(zhuǎn)中心線與機(jī)床其他組件的相對位置發(fā)生變化,直接影響加工精度;二是軸承等部件會(huì)因溫度過高而改變調(diào)整間隙,破壞正常潤滑條件,影響軸承的正常運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)“抱軸”現(xiàn)象。為了解決二手?jǐn)?shù)控機(jī)床的溫升問題,一般采用恒溫主軸箱。
耐磨性能好(5)
為了長時(shí)間保持精度,主軸部件必須具有足夠的耐磨性。刀具或工件的安裝部件和移動(dòng)式主軸的工作表面都是主軸易磨損的地方。為提高耐磨性,應(yīng)對主軸的上述部件進(jìn)行淬硬或氨化處理,以提高硬度,提高耐磨性。為了提高其耐磨性,主軸軸承還需要良好的潤滑。
2、主軸組件的類型
(1)只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的主軸部件。這種主軸部件結(jié)構(gòu)比較簡單,如車床、銑床、磨床等主軸部件。
(2)主軸部件具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。如鉆床、鏜床等主軸部件。其主軸部件和軸承安裝在套筒內(nèi),主軸在套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn),套筒在主軸箱的導(dǎo)孔內(nèi)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
(3)主軸部件具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)。如滾齒機(jī)、部分立式銑床等主軸部件。主軸在套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn),可根據(jù)需要隨主軸套筒進(jìn)行軸向調(diào)整和移動(dòng)。主軸部件工作時(shí),主軸套筒用夾緊裝置夾緊在主軸箱內(nèi),以提高主軸部件的剛度。
(4)既有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),也有徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的主軸部件。比如臥式鏜床的平旋盤主軸部件,組合機(jī)床的鏜孔車端面的主軸部件。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí),安裝在主軸前端的平旋盤上的徑向滑塊可以帶動(dòng)刀具進(jìn)行徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
(5)具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和行星運(yùn)動(dòng)的主軸部件。例如,新型內(nèi)圓磨床砂輪的主軸部件。