精密万能工具磨床主轴头及其进给机构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳建筑大学 毕业论文 毕 业 论 文 题 目 精密万能工具磨床主轴头及其进给机构设计 学院专业班级 学 生 姓 名 指 导 教 师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 本次设计是对 万能工具磨床 装置 的设计。 在这里 主要包括 : 皮带 传动系统的设计、水平进给机构和升降机构 这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了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了一定条件 。 整机结构主要由 电动机产生动力通过联轴器将需要的动力传递到 带轮 上， 带轮 带动主轴头 ，从而带动整机运动，提高劳动生产率和生产自动化水平。更显示其优越性，有着广阔的发展前途。 本论文研究内容： (1) 万能工具磨床 装置 总体结构设计。 (2) 万能工具磨床 装置 工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4) 万能工具磨床 装置 的传动系统、执行部件设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词： 万能工具磨床 装置 ； 联轴器 ； 滚珠丝杠 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of of a on of to to is by to to of of (1) (2) of (3) of (4) of of (5) of (6) to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 第 1 章 绪 论 . 1 内外研究现状 . 1 床的现状及其发展趋势 . 2 计意义 . 2 第 2 章 总体设计方案 . 3 计的要求与数据 . 3 能刀具磨床主轴头设计 . 3 万能工具磨床砂轮头进给机构设计 . 3 体结构设计 . 3 第 3 章 工具磨床主轴系统及其带传动设计 . 6 轴的基本要求 . 6 轴组件的布局 . 8 轴结构的初步拟定 . 11 轴的材料与热处理 . 11 轴的技术要求 . 12 轴直径的选择 . 13 轴前后轴承的选择 . 13 承的选型及校核 . 14 轴前端悬伸量 . 16 轴支承跨距 . 17 轴结构图 . 18 轴组件的验算 . 18 传动计算 . 21 传动设计 . 21 择带型 . 22 定带轮的基准直径并验证带速 . 22 定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 . 23 定带轮的结构和尺寸 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 第 4 章 工具磨床主轴相关部件 . 26 轴轴承的润滑 . 26 轴组件的密封 . 26 轴组件密封装置的类型 . 26 轴组件密封装置的选择 . 26 肩挡圈 . 27 圈 . 27 螺母 . 27 第 5 章 水平进给结构及传动设计 . 29 平滚珠丝杆副的选择 . 29 核 . 32 机的选 择 . 35 第 6 章 升降进给机构的计算 . 38 机计算 . 38 轮齿条的设计计算 . 40 降方向运动机械部件的计算 . 44 线滚动导轨副的计算、选择 . 51 总 结 . 54 参考文献 . 55 致 谢 . 56 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪 论 内外研究现状 20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从 1952 年美 国第台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。 数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有 10 20 万台，产值上百亿美元。 世界制造业在 20 世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。 90 年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从 90 年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从 2000 年至今已接受个月以后的订货 合同，生产任务饱满。 我国数控机床制造业在 80 年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在 90 年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到 50，库存超过个月。从 1995 年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在 1999 年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金 ，使数控设备制造市场一派繁荣。从 2000 年月份的上海数控机床展览会和 2001 年月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。 数控技术经过 50 年的个阶段和代的发展： 第阶段：硬件数控（ 第代： 1952 年的电子管 第代： 1959 年晶体管分离元件 第代： 1965 年的小规模集成电路。第阶段：软件数控（ 第代： 1970 年的小型计算机 第代： 1974 年的微处理器 第代： 1990 年基于个人 （ 第代的系统优点主要有： （） 元器件集成度高，可靠 性好，性能高，可靠性已可达到万小时以上； （ 2） 提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如 接网卡、声卡、打印机、摄影机等）； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 （ 3） 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。 目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本 司，年生产万套以上系统，占世界市场约40左右，其次是德国的西门子公司约占 15以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲亚，法国的，日本的三菱、安川。 床的现状及其发展趋势 随 着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高以及新型材料的应用增多，磨削加工技术正朝着超硬度磨料磨具、开发精密及超精密磨削（从微米、亚微米磨削向纳米磨削发展）和研制高精度、高刚度、多轴的自动化磨床等方向发展 4，如用于超精密磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均半径可小至 4 m、磨削精度高达 m；使用电主轴单元可使砂轮线速度高达 400m/s，但这样的线速度一般仅用于实验室，实际生产中常用的砂轮线速度为 40 60m/s；从精度上看，定位精度 2 m，重复定位精度 1 m 的机床已越来越多；从主轴转速来 看， 轴达 60000r/1342000r/速已不是小功率主轴的专有特征；从刚性上看，已出现可加工 60度材料的加工中心。 北京第二机床厂引进日本丰田工机公司先进技术并与之合作生产的 P） 62 63数控外圆 /数控端面外圆磨床，砂轮架采用原装进口，砂轮线速度可达 60m/s，砂轮架主轴采用高刚性动静压轴承提高旋转精度，采用日本丰田工机公司 床专用数控系统可实现二轴（ X 和 Z）到四轴（ X、 Z、 U 和 W）控制。 此外，对磨床的环保要求越来越高，绝大部分的机床产 品都采用全封闭的罩壳，绝对没有切屑或切削液外溅的现象。大量的工业清洗机和切削液处理机系统反映现代制造业对环保越来越高的要求。 计意义 此毕业设计题目来源于生产实际，由于刀具是工装的重要组成部分，它对于生产的顺利进行及生产效率、产品的精度保证起着至关重要的作用。因此，设计一种高精度的万能工具磨床具有较大的实用价值。 本设计的主要完成对 确定万能工件头的传动机构、工作台的纵向进给机构及实现大范围角度调整的旋转机构的设计 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第 2 章 总体设计方案 计的要求与数据 能刀具磨床 主轴头设计 主轴头即为砂轮头，砂轮的转速最高达 6200轴功率 实现三级变速。砂轮头在水平面上可 360度旋转，并可 在垂直面上作 30度（ 15度）的上下倾斜。 万能工具磨床砂轮头进给机构设计 其功能要求实现升降及前后的移动。要求砂轮前后移动距离 250轮升降移动距离 250计中需要查阅大量的文献资料，并需要翻译与毕业设计题目相关的外文资料，从而达到训练学生外语应用能力的目的。设计中需要采用 够提高学生的计算机应用能力。 体结构设计 一般来讲，普通万能工具磨床的数控设计主要有两部分，一是设计一套简易微机数控工作台，固定在万能工具磨床的工作台上。二是将控制上、下运动的手柄拆去，改用微机控制步进电机通上下运动。本设计只对工作台进行设计。取万能工具磨床步进电机的脉冲当量可选为 冲，步进电机的步距角 方案 系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线系统，连续控制系统。如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。数控万能工具磨床在工作台移动过程中头并不进行孔 加工，因此数控装置可采用点位控制方式。对点位系统的要求是快速定位，保证定位精度。 (2) 伺服系统的选择 伺服系统实现位置伺服控制有开环、闭环、半闭环 3 种控制方式。开环控制的伺服系统存在着控制精度不能达到较高水平的基本问题，但是步进电机具有角位移与输入脉冲的严格对应关系，使步距误差不会积累；转速和输入脉冲频率严格的对应关系，而且在负载能力范围内不受电流、电压、负载大小、环境条件的波动而变化的特点。并且步买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 进电机控制的开环系统由于不存在位置检测与反馈控制的问题，结构比较简单，易于控制系统的实现与调试。并且随着 电子技术和计算机控制技术的发展，在改善步进电机控制性能方面也取得了可喜的发展。因此，在一定范围内，这种采用步进电机作为驱动执行元件的开环伺服系统可以满足加工要求，适宜于在精度要求不很高的一般数控系统中应用。虽然闭环、半闭环控制为实现高精度的位置伺服控制提供了可能，然而由于在具体的系统中，增加了位置检测、反馈比较及伺服放大等环节，除了在安装调试增加工作量和复杂性外，从控制理论的角度看，要实现闭环系统的良好稳态和动态性能，其难度也将大为提高。为此，考虑到在普通立式万能工具磨床上进行设计，精度要求不是很高，为了简 化结构，降低成本，本设计采用步进电机开环伺服系统。 (3) 执行机构传动方式的确定 为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，在设计机构传动装配时，通常提出低摩擦、低惯量、高刚度、无间隙、高谐振以及有适宜阻尼比的要求。故在设计中应考虑以下几点： 尽量采用低摩擦的传动和导向元件。如采用滚珠丝杠螺母传动副、滚动导轨等。 尽量消除传动间隙。如步进电机上的传动齿轮采用偏心轴套式消隙结构。 缩短传动链。缩短传动链可以提高系统的传动刚度，减小传动链误差。可采用预紧以提高系统的传动刚度。如应用预加负载的滚动导轨和 滚珠丝杠传动副，丝杠支承设计成两端轴向固定，并加预拉伸的结构等提高传动刚度。万能工具磨床传动采用滚珠丝杠螺母传动副和滚动导轨。 (4) 计算机系统的选择 计算机数控系统一般由微机部分、 I/O 接口电路、光电隔离电路、伺服电机驱动电路、检测电路等几部分所组成。在简易数控系统中，大多采用 8位微处理器的微型计算机。如何采用 用性强，维修方便等特点。 靠性好、功能强、速度快和很高的性能价格比等特点。通过比较， 对于简易数控机床推荐采用 微机数控的万能工具磨床。由于万能工具磨床的运动部件重量，因此选用有预加载荷的滚珠导轨。采用滚动导轨可减小两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。考虑到电机步距角和丝杠导程只能按标准选取，采用齿轮降速传动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 综上所述，本文总体方案确定为：采用 I/动丝杠转动，从而实现工件的纵向、横向运动，同时为了防止意外事故，保护微机及其它 设备，还设置报警，急停电路等， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 3 章 工具磨床 主轴 系统及其带传动 设计 主轴组件是 工具磨床 的执行件，它的功用是支承并带动 砂轮 旋转，完成表面成形运动，同时还起传递运动和扭矩、承受切削力和驱动力等载荷的作用。由于主轴组件的工作性能直接影响到 工具磨床 的加工质量和生产率，因此它是 工具磨床 中的一个关键组件。 主轴和一般传动轴的相同点是，两者都传递运动、扭矩并承受传动力，都要保证传动件和支承的正常工件条件，但主轴直接承受切削力，还要带动工件或刀具，实现表面成形运动，因此对主轴有较高的要求。 轴的基本要求 转精度 主轴的旋转精度是指主轴在手动或低速、空载时，主轴前端定位面的径向跳动 r、端面跳动 o。如图 3中实线表示理想的旋转轴线，虚线表示实际的旋转轴线。当主轴以工作转速旋转时，主轴回转轴线在空间的漂移量即为运动精度。 主轴组件的旋转精度取决于部件中各主要件（如主轴、轴承及支承座孔等）的制造精度和装配、调整精度；运动精度还取决于主轴的转速、轴承的性能和润滑以及主轴部件的动态特性。各类通用 工具磨床 主轴部件的旋转精度已在 工具磨床 精度标准中作了规定，专用 工具磨床 主轴部件的旋转 精度则根据工件精度要求确定。 ao度 主轴组件的刚度 图 2示，即 K=F/y（单位为 N/ m），刚度的倒数 y/轴组件的刚度，是主轴、轴承和支承座买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 的刚度的综合反映，它直接影响主轴组件的旋转精度。显然，主轴组件的刚度越高 ， 主轴受力后的变形就越小，如若刚度不足，在加工精度方面，主轴前端弹性变形直接影响着工件的精度；在传 动质量方面，主轴的弯曲变形将恶化传动齿轮的啮合状况，并使轴承产生侧边压力，从而使这些零件的磨损加剧，寿命缩短；在工件平稳性方面，将使主轴在变化的切削力和传动力等作用下，产生过大的受迫振动，并容易引起切削自激振动，降低了工件的平稳性。 图 3主轴组件的刚度是综合刚度，影响主轴组件刚度的因素很多，主要有：主轴的结构尺寸、轴承的类型及其配置型式、轴承的间隙大小、传动件的布置方式、主轴组件的制造与装配质量等。 振性 主轴 组件的抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳运转的能力。在切削过程中，主轴组件不仅受静载荷的作用，同时也受冲击载荷和交变载荷的作用，使主轴产生振动。如果主轴组件的抗振性差，工作时容易产生振动，从而影响工件的表面质量，降低刀具的耐用度和主轴轴承的寿命，还会产生噪声影响工作环境。随着 工具磨床 向高精度、高效率方向发展，对抗振性要求越来越高。 评价主轴组件的抗振性，主要考虑其抵抗受迫振动和自激振动能力的大小。 升和热变形 主轴组件工作时因各种相对运动处的摩擦和搅油等而发热，产生了温升，温升使主轴 组件的形状和位置发生畸变，称为热变形。热变形应以主轴组件运转一定时间后各部分位置的变化来度量。 主轴组件温升和热变形，使 工具磨床 各部件间相对位置精度遭到破坏，影响工件加工精度，高精度 工具磨床 尤为严重；热变形造成主轴弯曲，使传动齿轮和轴承的工作状态变坏；热变形还使主轴和轴承，轴承与支承座之间已调整好的间隙和配合发生变化，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 影响轴承正常工作，间隙过小将加速齿轮和轴承等零件的磨损，严重时甚至会发生轴承抱轴现象。 影响主轴组件温升、热变形的主要因素有：轴承的类型和布置方式，轴承间隙及预紧力的大小，润滑方式和散热条件等 。 磨性 主轴组件的耐磨性是指长期保持其原始精度的能力，即精度的保持性。因此，主轴组件各个滑动表面，包括主轴端部定位面、锥孔，与滑动轴承配合的轴颈表面，移动式主轴套筒外圆表面等，都必须具有很高的硬度，以保证其耐磨性。 为了提高主轴组件的耐磨性，应该正确地选用主轴和滑动轴承的材料及热处理方法、润滑方式，合理调整轴承间隙，良好的润滑和可靠的密封。 轴组件的布局 主轴组件的设计，必须保证满足上述的基本要求，从而从全局出发，考虑主轴组件的布局。 工具磨床 主轴有前、后两个支承和前、中、后三个支 承两种，以前者较多见。两支承主轴轴承的配置型式，包括主轴轴承的选型、组合以及布置，主要根据对所设计主轴组件在转速、承载能力、刚度以及精度等方面的要求，并考虑轴承的供应、经济性等具体情况，加以确定。在选择时，具体有以下要求： 应刚度和承载能力的要求 主轴轴承选型应满足所要求的刚度和承载能力。径向载荷较大时，可选用滚子轴承；较小时，可选用球轴承。双列滚动轴承的径向刚度和承载能力，比单列的 大。同一支承中采用多个轴承的支承刚度和承载能力，比采用单个轴承 大。一般来说，前支承的刚度，应比后支承的大。因为前 支承刚度对主轴组件刚度的影响要比后支承的大。表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 表 3基本要求 滚动轴承 滑动轴承 动压轴承 静压轴承 旋转精度 精度一般或较差。可在无隙或预加载荷下工作。精度也可以很高，但制造困难 单油楔轴承一般，多油楔轴承较高 可以很高 刚度 仅与轴承型号有关，与转速、载荷无关，预紧后可提高一些 随转速和载荷升高而增大 与节流形式有关，与载荷转速无关 承载能力 一般为恒定值，高速时受材料疲劳强度限制 随转速增加而增加，高速时受温升 限制 与油腔相对压差有关，不计动压效应时与速度无关 抗振性能 不 好 ， 阻 尼 系 数D= 好 ， 阻 尼 系 数D= 好 ， 阻 尼 系 数D=度性能 高速受疲劳强度和离心力限制，低中速性能较好 中高速性能较好。低速时形不成油漠，无承载能力 适应于各种转速 摩擦功耗 一般较小，润滑调整不 当 时 则 较 大f=小 f=身功耗小，但有相当 大 的 泵 功 耗f=声 较大 无噪声 本身无噪声，泵有噪声 寿命 受疲劳强度限制 在不频繁启动 时，寿命较长 本身寿命无限，但供油系统的寿命有限 由于结构和制造方面的原因，不同型号和规格的轴承所允许的最高转速是不同的。轴承的规格越大，精度等级越低，允许的最高转速越低。在承受径向载荷的轴承当中，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 圆柱滚子轴承的极限转速，比圆锥滚子轴承的高。在承受轴向载荷的轴承当中，向心推力轴承的极限转速最高；推力球轴承的次之；圆锥滚子轴承的最低，但承载能力与上述次序相反。因此，应综合考虑转速和承载能力两方面要求来选择轴承型式。 起止推作用的轴承的布置有三种方式：前端定位 止推轴承集中布置在前支承；后端定位 集中布置在后支承；两端定位 分别布置在前、后支承。 采用前端定位时，主轴受热变形向后延伸，不影响轴向定位精度，但前支承结构复杂，调整轴承间隙较不便，前支承处发热量较大；后端定位的特点与前述的相反；两端定位时，主轴受热伸长后，轴承轴向间隙的改变较大，若止推轴承布置在径向轴承内侧，主轴可能因热膨胀而弯曲。 当要求主轴组件在性能上有较高的刚度和一定的承载能力，而在结构上径向尺寸要紧凑时，则可在一个支承（尤其是前支承）中配置两个或两个以上的轴承。 对于 轴间距很小的多主轴 工具磨床 ，由于结构限制，宜采用滚针轴承来承受径向载荷，用推力球轴承来承受轴向载荷，并使两轴承错开排列。 确定主轴轴承配置型式，除应考虑满足性能和结构方面要求外，还应作经济性分析，使经济效果好。 在中速和大载荷情况下，采用圆锥滚子轴承要比采用向心轴承和推力轴承组合配置型式成本低，因为前者节省了两个轴承，而且箱体工艺性较好。 综合考虑以上因素，本设计的主轴采用前、后支承的两支承主轴，前支承采用双列向心短圆柱滚子轴承和推力球轴承的组合， D 级精度；后支承采用圆柱滚子轴承， E 级精度。其中前支承的双列圆柱滚子轴承，滚子直径小，数量多（ 50 60 个），具有较高的刚度；两列滚子交错布置，减少了刚度的变化量；外圈无挡边，加工方便；轴承内孔为锥孔，锥度为 1： 12，轴向移动内圈使之径向变形，调整径向间隙和预紧；黄铜实体保持架，利于轴承散热。前支承的总体特点是：主轴静刚度好，回转精度高，温升小，径向间隙可以调整，易保持主轴精度，但由于前支承结构比较复杂，前、后支承的温升不同，热变形较大，此外，装配、调整比较麻烦。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 轴结构的初步拟定 主轴的结构主要决定于主轴上所安装的刀具、夹具、传 动件、轴承和密封装置等的类型、数目、位置和安装定位的方法，同时还要考虑主轴加工和装配的工艺性，一般在工具磨床 主轴上装有较多的零件，为了满足刚度要求和能得到足够的止推面以及便于装配，常把主轴设计成阶梯轴，即轴径从前轴颈起向后依次递减。主轴是空心的或者是实心的，主要取决于 工具磨床 的类型。此次设计的主轴，也设计成阶梯形，同时，在满足刚度要求的前提下，设计成空心轴，以便通过刀具拉杆。 主轴端部系指主轴前端。它的形状决定于 工具磨床 的类型、安装夹具或刀具的形式，并应保证夹具或刀具安装可靠、定位准确，装卸方便和能传递一定 的扭矩。 轴的材料与热处理 主轴材料主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因素选择。 主轴的刚度与材料的弹性模量 E 值有关，钢的 E 值较大（ 107 N/右），所以，主轴材料首先考虑用钢料。钢的弹性模量 不论是普通钢或合金钢，其弹性模量 此在选择钢料时应首先选用价格便宜的中碳钢（如 45 钢），只有在载荷特别重和有较大的冲击时，或者精密 工具磨床 主轴需 要减少热处理后的变形时，或者轴向移动的主轴需要保证其耐磨性时，才考虑选用合金钢。 当主轴轴承采用滚动轴承时，轴颈可不淬硬，但为了提高接触刚度，防止敲碰损伤轴颈的配合表面，不少 45钢主轴轴颈仍进行高频淬火（ 54） 5钢主轴热处理情况如下表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 表 35 钢主轴热处理等参数 工作条件 使用机床 材料牌号 热处理 硬度 常用 代用 轻中负载 车、钻、铣、磨床主轴 45 50 调质 250 轻中负载局部要求高硬度 磨床的砂轮轴 45 50 高频淬火 58 轻中负载 40（ N m/ s） 车、钻、铣、磨床的主轴 45 50 淬火回火高频淬火 50 58 此次设计的 工具磨床 主轴，考虑到主轴材料的选择原则，选用价格便宜的中碳钢（ 45钢）。查表 2，因工作中承受轻、中负荷，且要求局部高硬度，故热处理采用高频淬火， 58。 轴的技术要求 主轴的精度直接影响到主轴组件的旋转精度。主轴和轴承、齿轮等零件相连接处的表面几何形状误差和 表面粗糙度，关系到接触刚度，零件接触表面形状愈准确、表面粗糙度愈低，则受力后的接触变形愈小，亦即接触刚度愈高。因此，对主轴设计必须提出一定的技术要求。 颈 此次设计的主轴，应首先考虑轴颈。支承轴颈是主轴的工作基面、工艺基面和测量基面。主轴工作时，以轴颈作为工作基面进行旋转运动；加工主轴时，为了保证锥孔中心和轴颈中心同轴，一般都以轴颈作为工艺基面来最后精磨锥孔；在检查主轴精度时，以轴颈作为测量基面来检查各部分的同轴度和垂直度。采用滚动轴承时，轴颈的精度必须与轴承的精度相适应。轴颈的表面粗糙度和硬 度，将影响其与滚动轴承的配合质量。 对于普通精度级 工具磨床 的主轴，其支承轴颈的尺寸精度为 颈的几何形状允差（圆度、圆柱度等）通常应小于直径公差的 1/4 1/2。 内锥孔是安装刀具或顶尖的定位基面。在检验 工具磨床 精度时，它是代表主轴中心线的基准，用来检查主轴与其他部件的相互位置精度，如主轴与导轨的平行度等。由于买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 刀具和顶尖要经常装拆，故内锥孔必须耐磨。 锥孔与轴承轴颈的同轴度，一般以锥孔端部及其相距 100 300 毫米处对轴颈的径向跳动表示；其形状误差用标准检验锥着色检查的接触面积大小来 检验，此乃综合指标；还要求一定的表面粗糙度和硬度等。 轴直径的选择 主轴直径对主轴组件刚度的影响很大，直径越大，主轴本身的变形和轴承变形引起的主轴前端位移越小，即主轴组件的刚度越高。 但主轴前端轴颈直径 大，与之相配的轴承等零件的尺寸越大，要达到相同的公差则制造越困难，重量也增加。同时，加大直径还受到轴承所允许的极限转速的限制，甚至为 工具磨床 结构所不允许。 通常，主轴前轴颈直径 根据传递功率，并参考现有同类 工具磨床 的主轴轴颈尺寸确定。查金属切削 工具磨床 设计第 506 页表 5，几种常 见的通用 工具磨床 钢质主轴前轴颈的直径 供参考，如下表 3 工具磨床 ，查上表中对应项，初取 2=30。 表 31的选择 机床 机床功率（千瓦） 11 11 床 60 80 70 90 70 105 95 130 110 145 140 165 铣床 50 90 60 90 60 95 75 100 90 105 100 115 外圆磨床 50 90 55 70 70 80 75 90 75 100 轴前后 轴承的选择 根据前述关于轴承的选择原则，查金属切削设计简明手册第 375页，选取主轴前支承的 双列角接触球轴承 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 3参数及安装尺寸 选择 3211型号的轴承 承的选型及校核 滚动轴承的选择包括轴承类型选择、轴承精度等级选择和轴承尺寸选择。 轴承类型选择适当与否，直接影响轴承寿命以至机器的工作性能。选择轴承类型时应当分析比较各类轴承的特性，并参照同类机器中的轴承使用经验。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 在选择轴承类型时，首先要考虑载荷的大小、方