哈工大工程材料第6章.ppt

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1、*1第6章主轴组件功用支承并带动工件或刀具旋转进行切削承受切削力和驱动力等载荷完成表面成形运动*26.1主轴组件的组成及要求6.1.1主轴组件的组成组成主轴支承轴承传动件密封件定位元件*3*4*5*66.1主轴组件的组成及要求6.1.2主轴组件的基本要求1.旋转精度径向跳动轴向窜动角度摆动ΔrΔSΔα影响因素：制造、装配和调整精度安装基面相对于理想回转中心线的空间瞬时旋转误差（无载荷、低速运转情况下）*76.1主轴组件的组成及要求6.1.2主轴组件的基本要求2.静刚度Fδ主轴抵抗静态外载荷引起的变形的能力。弯曲刚度K（N/μm）扭转刚度KT（N·

2、m2）/rad*86.1主轴组件的组成及要求6.1.2主轴组件的基本要求3.主轴组件的振动抵抗受迫振动和自激振动的能力（冲击力和交变力）产生原因：材料硬度不均匀；加工余量不均匀；主轴部件不平衡；轴承或齿轮存在缺陷；切削振颤。影响因素：静刚度；质量分布；阻尼。*96.1主轴组件的组成及要求6.1.2主轴组件的基本要求4.温升和热变形产生原因：摩擦、搅油等热变形：温升而引起的主轴部件的变形影响因素：轴承类型及布置方式、预紧力、润滑方式、散热条件等。机床精度等级普通机床精密机床高精度机床特高精度机床轴承外圈允许温度°C<50~55<40~45<35~4

3、0<28~30轴承允许温升°C30~4015~208~10滚动轴承的允许温度*106.1主轴组件的组成及要求6.1.2主轴组件的基本要求5.耐磨性（精度保持性）长期保持原始精度的能力---耐磨性影响因素：轴承、定位或基准表面等的磨损耐磨性材料热处理方式轴承类型润滑防护方式*116.2主轴组件的布局6.2.1两支承轴轴承的布置形式1.适应刚度和承载能力要求承载能力：主轴在保证正常工作并在额定寿命时间内，所能承受的最大负荷。2.适应转速要求3.适应精度要求*12*136.2主轴组件的布局6.2.1两支承轴轴承的布置形式*146.2主轴组件的布局6.2

4、.1两支承轴轴承的布置形式*156.2主轴组件的布局6.2.2三支承主轴组件1）主轴长度较长2）两个支承为主支承，一个为辅助支承3）辅助支承轴承外圈与箱体孔配合留有间隙、不预紧4）采用前支承、中支承为主支承的较多*166.2主轴组件的布局6.2.3主轴组件的典型结构1.双列短圆柱滚子轴承主轴组件*176.2主轴组件的布局6.2.3主轴组件的典型结构1.双列短圆柱滚子轴承主轴组件*186.2主轴组件的布局6.2.3主轴组件的典型结构2.圆锥滚子轴承主轴组件*196.2主轴组件的布局6.2.3主轴组件的典型结构3.角接触球轴承主轴组件*206.2主轴

5、组件的布局6.2.3主轴组件的典型结构4.推力轴承主轴组件*21QQ’QQ’QQ’FFF卧式车床主轴立式车床、镗床主轴磨床主轴6.2主轴组件的布局6.2.4传动件的合理布置*226.2主轴组件的布局6.2.4传动件的合理布置*236.2主轴组件的布局6.2.4传动件的合理布置*246.2主轴组件的布局6.2.4传动件的合理布置*25驱动主轴的传动轴位置的合理布置F方案II：精度较高、前支承刚度较大的机床方案I：用于加工精度不高、主轴刚度较大且为了提高轴承寿命的普通机床。FQⅠFQⅡⅠⅡⅠⅡRBFQⅠFQⅡRARBRAFF*266.3主轴6.3.1

6、主轴的结构主轴的构造和形状主要决定于主轴上所安装的刀具、夹具、传动件、轴承等零件的类型、数量、位置和安装定位方法等。设计时还应考虑主轴加工工艺性和装配工艺性。主轴头部的形状和尺寸已经标准化，应遵照标准进行设计。*276.3主轴6.3.1主轴的结构*28*29*306.3主轴6.3.2主轴的材料与热处理载荷特点材料选择耐磨性要求热处理方法热处理后变形情况普通机床主轴选用中碳钢（如45钢）；大载荷、冲击载荷或精密机床需要减小热处理变形时，虑选用合金钢。*31钢材热处理用途45钢调质22~28HRC，局部高频淬硬50~55HRC一般机床主轴、传动轴40

7、Cr淬硬48~55HRC载荷较大或表面要求较硬的主轴40Cr高频淬硬55~62HRC滑动轴承的主轴轴颈20Cr渗碳、淬硬56~62HRC中等载荷、转速很高、冲击较大的主轴9Mn2V淬硬59~62HRC高精度机床主轴，热处理变形小38CrMoAlA氮化处理850~1000HV高精密机床主轴，热处理变形小50Mn2调质28~35HRC载荷较大的重型机床主轴65Mn淬硬52~58HRC高精度机床主轴表6-5主轴常用材料及热处理要求*326.3主轴6.3.3主轴的技术要求主要的技术要求：尺寸精度形状精度位置精度粗糙度硬度主要部位：定位表面重要的螺纹基准表

8、面*336.3主轴6.3.3主轴的技术要求*346.4主轴滚动轴承轴承决定了轴的精度，轴承的变形量约占主轴组件总变形量的30%~50%；