數控機床中主軸變速箱的設計
本文主要對數控機床中主軸變速箱如何設計進(jìn)行了論述，在進(jìn)行改良之后可以提升整個(gè)機床的工作效率，以達到提升整個(gè)數控機床的工作效率，同時(shí)可以解放生產(chǎn)力，實(shí)現工業(yè)企業(yè)利益最大化的目的,歡迎大家借鑒哦!
摘 要：社會(huì )注意市場(chǎng)經(jīng)濟的發(fā)展為我國工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng )造了條件,在現代一體化生產(chǎn)模式中運用了很多先進(jìn)的設備。對于數控機床而言,主軸箱是其最為核心的組織結構,整個(gè)主軸箱影響著(zhù)數控機床的變速情況。大部分制造企業(yè)在實(shí)行技術(shù)改造時(shí)把重點(diǎn)放在了主軸箱變速器上,這是調整機床運行速度的重點(diǎn)。在設計過(guò)程中必須要對主軸箱的每個(gè)部件加以控制,這樣才能確保數控機床主軸變速性能的良好。
關(guān)鍵詞:數控機床;主軸;變速箱
引言：數控機床作為現代化工業(yè)企業(yè)的一個(gè)重要設備，其工作效率直接影響整個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟效益，而作為整個(gè)數控機床的最重要部分主軸變速箱，它的工作效率必將影響到整個(gè)機床的工作效率，下面就整個(gè)主軸變速箱這個(gè)核心部件如何設計來(lái)加以說(shuō)明。
1、主軸變速箱主軸結構設計
在今天不同種類(lèi)的機床已經(jīng)應用與各個(gè)企業(yè)，我們大家所熟知的有控銑床數控磨床、加工中心等等。不同的數控機床具有不同的功能，但是它們共同的特點(diǎn)就是其核心構造都是主軸，也就是說(shuō)主軸的運轉速度會(huì )直接決定一個(gè)機床的性能包括其加工零部件的精度，會(huì )直接影響到所加工產(chǎn)品的質(zhì)量。主軸在變速箱當中的作用是將大小齒輪連接在一起，所以說(shuō)，變速箱變速效果主要取決于主軸的結構設計，在進(jìn)行設計之必須要了解主軸的性能構造是怎樣的。數控機床的功能不同，主軸做具有的功能也是不同的。所以在進(jìn)行主軸變速箱設計的時(shí)候對主軸的各個(gè)不同參數要做詳細的分析，下面就從以下幾個(gè)方面對機床主軸變速箱進(jìn)行設計。
1.1 主軸的設計重點(diǎn)
最終的設計效果怎樣使有主軸的參數來(lái)決定的。設計人員在確定各個(gè)參數之前，首先要了解企業(yè)在生產(chǎn)加工過(guò)程中的實(shí)際需求，只有這樣才能按照需求進(jìn)行參數的設定，這里的實(shí)際需求包括了需要加工零件的尺寸大小、精度，零件表面要求等。機床主軸的具體參數包括了轉速：根據實(shí)際生產(chǎn)以及國內目前的數控機床改造技術(shù)以及機械制造業(yè)的使用需要，數控機床主軸的轉速通常的范圍是在五十到八萬(wàn)轉/分鐘之間，另外一個(gè)參數就是直徑。直徑對整個(gè)主軸的作用就是使主軸可以更好的進(jìn)行變速，所以在進(jìn)行設計的時(shí)候對平均直徑一定要控制好，直徑適當放大可以有效控制主軸發(fā)生變形，更好的控制位移的產(chǎn)生。
1.2 旋轉精度
所謂旋轉精度指的是，在主軸的前面部位利用千分表進(jìn)行測量得到的端面跳動(dòng)、徑向跳動(dòng)以及軸向竄動(dòng)的數字，測量的必要條件是機床主軸組件需要是在空載低速的狀況下旋轉。如果主軸是在工作轉速進(jìn)行旋轉的時(shí)候，機器的潤滑油膜會(huì )對主軸產(chǎn)生一些擾動(dòng)，那么說(shuō)測量的旋轉精度是不準確的。在數控機床當中旋轉精度影響的不僅僅是操控數控機床，同時(shí)對所加工的最后零件的也會(huì )產(chǎn)生一定的影響，尤其是在精度方面，如果是一些精度要求較高的機床，既要有靜態(tài)測定還要求測定出正常工作下的動(dòng)態(tài)旋轉精度。
1.3 Z軸傳動(dòng)
在主軸變速箱中Z軸傳動(dòng)其中最重要的一部分，這是由于整個(gè)Z軸分布的情況對整個(gè)數控機床運動(dòng)性能有這非常直接的影響。Z軸傳動(dòng)包含許多重要的組件，例如滾珠絲杠、電機、直 、聯(lián)軸器、線(xiàn)滾動(dòng)導軌、支撐座等等，上面所說(shuō)到的組件設計人員都要進(jìn)行詳細的分析，給出設計的方案。
1.4 剛度
主軸組件的剛度所指的是在外部有負荷的狀態(tài)下抗變型的能力的強弱，而彎曲剛度指的是在主軸的最前面位置所產(chǎn)生的單位位移，在此方向所測量得出的力的大小。在數控機床主軸變速箱中，承載能力的衡量尺度就是剛度，同時(shí)剛度對齒輪磨損程度也會(huì )帶來(lái)一定的影響。主軸自身的形狀和尺寸，機床滾動(dòng)軸承的型號、軸承的多少、預緊以及出廠(chǎng)時(shí)所設定的方式，前后軸之間的距離以及二者之間的懸伸量，軸傳動(dòng)是如何進(jìn)行布置的，主軸廠(chǎng)家裝配和制造的質(zhì)量等等因素都可能影響到主軸的鋼度。
1.5 耐磨性
主軸組件的耐磨性所指的是機床在工作的過(guò)程中，主軸組件可以一直保持其出廠(chǎng)精度的一種能力，精度可以保持的時(shí)間的長(cháng)短說(shuō)明其耐磨性能的好快，也就是說(shuō)如果主軸組件耐磨性好，那么機床所加工出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量相對更加穩定而且產(chǎn)品的進(jìn)度會(huì )更高，而且表面加工的光潔度也更好。所以，主軸組件的每一個(gè)滑動(dòng)的表面都要具有較高的耐磨性，只有這樣才能保持機床加工的零件一直保持很好的精度。
1.6 滾珠絲杠
在進(jìn)行滾珠絲杠的設計時(shí)非常重要的一點(diǎn)是要將摩擦力的計算考慮進(jìn)去，因為滾珠絲杠的整個(gè)運動(dòng)過(guò)程是一個(gè)線(xiàn)性運動(dòng)，使數控機床從原來(lái)的直線(xiàn)運動(dòng)變成旋轉運動(dòng)就必須要將滾珠絲杠的摩擦力大小控制好，這樣才能讓變速箱運行穩定的運行，也就是使機床的主軸可以準確實(shí)現定位操作。機床主軸變速箱的設計人員通過(guò)計算可以確定摩擦力的大小，從而去分析主軸變速箱運轉過(guò)程中所呈現的摩擦狀況是怎樣的，設計人員的任務(wù)就是將摩擦力控制在一個(gè)最佳范圍內，減少主軸在運轉過(guò)程中的磨損。
2 、主軸變速箱重點(diǎn)參數的選擇
只有將主軸的參數確定在一定的范圍才能穩定的發(fā)揮其性能，設計人員在設計的過(guò)程中必須要將參數指標把握好，只有這樣才能使數控機床持續維持良好的工作狀態(tài)，生產(chǎn)出標準的零件。從目前的工業(yè)生產(chǎn)需求對于數控機床的基本要求上分析，主軸變速箱在參數的選擇上必須瘧把握以下幾個(gè)重點(diǎn)參數的設計，下面就這幾個(gè)參數來(lái)逐項說(shuō)明。
2.1 如何確定主軸的轉速及平均直徑
首先在數控機床當中，采用的都是電機直聯(lián)主軸，因此主軸的速度同機床電機的速度是一致的。其次是平均直徑的確定，在主軸變速箱中的主軸部件的剛度受主軸的平均直徑影響相對較大，在前面我們也提到過(guò)如果直徑加大可以有效控制主軸發(fā)生變形，更好的控制位移的產(chǎn)生。
2.2確定主軸的懸伸量c
主軸的懸伸量c指的是主軸部分的前端部分到前部的支撐反力作用中點(diǎn)之間的距離。直接影響懸伸量尺寸的主要有主軸部分的端部結構尺寸及形式、前支撐所配置的軸承等幾個(gè)因素。懸伸量的取值對主軸部件的剛度會(huì )產(chǎn)生很大的影響，所以在確定懸伸量c取值的時(shí)候所要遵循的原則就是結構可以滿(mǎn)足的前提下，取值盡可能小。
2.3 主軸支承跨距的確定
支承跨距指的是在變速箱內相鄰的主軸之間支承的同支承反力作用之間的距離。在主軸變速箱的設計中指的是前后兩軸承之間的距離，通過(guò)設計人員的不斷計算得出合適的距離。
3、 結論
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們逐漸開(kāi)始關(guān)注改進(jìn)機床的內部結構，這必將會(huì )推動(dòng)整個(gè)數控行業(yè)的發(fā)展。主軸變速箱是整個(gè)機床運行最關(guān)鍵部分，所以在設計的時(shí)候針對每個(gè)結構做認真的計算，精確其參數指標，以達到提升機床運行的效率的目的，由于文章的篇幅有限，所以只對主軸變速箱的主要結構設計進(jìn)行了描述，相信未來(lái)數控機床通過(guò)不斷的改進(jìn)，會(huì )給各個(gè)企業(yè)帶來(lái)更大的收益。
參考文獻：
[1]凡仁建.當前數控機床改造的最新技術(shù)研究[M].機械工業(yè)出版社，2009，19(10)：178-180.
[2]周德海.數控機床中主軸變速箱各參數性能的設計[J].數控機床設計基礎，2009，30(10)：44-47.
【數控機床中主軸變速箱的設計】相關(guān)文章：
變速箱廠(chǎng)實(shí)習報告08-27
數控機床實(shí)習報告02-01
數控機床的實(shí)習報告09-21
數控機床實(shí)習報告11-01
數控機床實(shí)習報告08-27
數控機床實(shí)習報告09-21
數控機床改造論文10-14
數控機床的實(shí)習報告11-15