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數(shù)控機(jī)床中主軸變速箱的設(shè)計(jì)
本文主要對數(shù)控機(jī)床中主軸變速箱如何設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，在進(jìn)行改良之后可以提升整個(gè)機(jī)床的工作效率，以達(dá)到提升整個(gè)數(shù)控機(jī)床的工作效率，同時(shí)可以解放生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)利益最大化的目的,歡迎大家借鑒哦!
摘 要：社會注意市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為我國工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了條件,在現(xiàn)代一體化生產(chǎn)模式中運(yùn)用了很多先進(jìn)的設(shè)備。對于數(shù)控機(jī)床而言,主軸箱是其最為核心的組織結(jié)構(gòu),整個(gè)主軸箱影響著數(shù)控機(jī)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(diào)整機(jī)床運(yùn)行速度的重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過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(shù)控機(jī)床主軸變速性能的良好。
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;主軸;變速箱
引言：數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)的一個(gè)重要設(shè)備，其工作效率直接影響整個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而作為整個(gè)數(shù)控機(jī)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(jī)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(shè)計(jì)來加以說明。
1、主軸變速箱主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在今天不同種類的機(jī)床已經(jīng)應(yīng)用與各個(gè)企業(yè)，我們大家所熟知的有控銑床數(shù)控磨床、加工中心等等。不同的數(shù)控機(jī)床具有不同的功能，但是它們共同的特點(diǎn)就是其核心構(gòu)造都是主軸，也就是說主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)速度會直接決定一個(gè)機(jī)床的性能包括其加工零部件的精度，會直接影響到所加工產(chǎn)品的質(zhì)量。主軸在變速箱當(dāng)中的作用是將大小齒輪連接在一起，所以說，變速箱變速效果主要取決于主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之必須要了解主軸的性能構(gòu)造是怎樣的。數(shù)控機(jī)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(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)χ鬏S的各個(gè)不同參數(shù)要做詳細(xì)的分析，下面就從以下幾個(gè)方面對機(jī)床主軸變速箱進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1.1 主軸的設(shè)計(jì)重點(diǎn)
最終的設(shè)計(jì)效果怎樣使有主軸的參數(shù)來決定的。設(shè)計(jì)人員在確定各個(gè)參數(shù)之前，首先要了解企業(yè)在生產(chǎn)加工過程中的實(shí)際需求，只有這樣才能按照需求進(jìn)行參數(shù)的設(shè)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(jī)床主軸的具體參數(shù)包括了轉(zhuǎn)速：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)以及國內(nèi)目前的數(shù)控機(jī)床改造技術(shù)以及機(jī)械制造業(yè)的使用需要，數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速通常的范圍是在五十到八萬轉(zhuǎn)/分鐘之間，另外一個(gè)參數(shù)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(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)ζ骄睆揭欢ㄒ刂坪�，直徑適當(dāng)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(zhuǎn)精度
所謂旋轉(zhuǎn)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、徑向跳動以及軸向竄動的數(shù)字，測量的必要條件是機(jī)床主軸組件需要是在空載低速的狀況下旋轉(zhuǎn)。如果主軸是在工作轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，機(jī)器的潤滑油膜會對主軸產(chǎn)生一些擾動，那么說測量的旋轉(zhuǎn)精度是不準(zhǔn)確的。在數(shù)控機(jī)床當(dāng)中旋轉(zhuǎn)精度影響的不僅僅是操控?cái)?shù)控機(jī)床，同時(shí)對所加工的最后零件的也會產(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(jī)床，既要有靜態(tài)測定還要求測定出正常工作下的動態(tài)旋轉(zhuǎn)精度。
1.3 Z軸傳動
在主軸變速箱中Z軸傳動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(shù)控機(jī)床運(yùn)動性能有這非常直接的影響。Z軸傳動包含許多重要的組件，例如滾珠絲杠、電機(jī)、直 、聯(lián)軸器、線滾動導(dǎo)軌、支撐座等等，上面所說到的組件設(shè)計(jì)人員都要進(jìn)行詳細(xì)的分析，給出設(shè)計(jì)的方案。
1.4 剛度
主軸組件的剛度所指的是在外部有負(fù)荷的狀態(tài)下抗變型的能力的強(qiáng)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(shù)控機(jī)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帶來一定的影響。主軸自身的形狀和尺寸，機(jī)床滾動軸承的型號、軸承的多少、預(yù)緊以及出廠時(shí)所設(shè)定的方式，前后軸之間的距離以及二者之間的懸伸量，軸傳動是如何進(jìn)行布置的，主軸廠家裝配和制造的質(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(jī)床在工作的過程中，主軸組件可以一直保持其出廠精度的一種能力，精度可以保持的時(shí)間的長短說明其耐磨性能的好快，也就是說如果主軸組件耐磨性好，那么機(jī)床所加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量相對更加穩(wěn)定而且產(chǎn)品的進(jìn)度會更高，而且表面加工的光潔度也更好。所以，主軸組件的每一個(gè)滑動的表面都要具有較高的耐磨性，只有這樣才能保持機(jī)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(shè)計(jì)時(shí)非常重要的一點(diǎn)是要將摩擦力的計(jì)算考慮進(jìn)去，因?yàn)闈L珠絲杠的整個(gè)運(yùn)動過程是一個(gè)線性運(yùn)動，使數(shù)控機(jī)床從原來的直線運(yùn)動變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動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(yùn)行穩(wěn)定的運(yùn)行，也就是使機(jī)床的主軸可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)定位操作。機(jī)床主軸變速箱的設(shè)計(jì)人員通過計(jì)算可以確定摩擦力的大小，從而去分析主軸變速箱運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所呈現(xiàn)的摩擦狀況是怎樣的，設(shè)計(jì)人員的任務(wù)就是將摩擦力控制在一個(gè)最佳范圍內(nèi)，減少主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的磨損。
2 、主軸變速箱重點(diǎn)參數(shù)的選擇
只有將主軸的參數(shù)確定在一定的范圍才能穩(wěn)定的發(fā)揮其性能，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中必須要將參數(shù)指標(biāo)把握好，只有這樣才能使數(shù)控機(jī)床持續(xù)維持良好的工作狀態(tài)，生產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)的零件。從目前的工業(yè)生產(chǎn)需求對于數(shù)控機(jī)床的基本要求上分析，主軸變速箱在參數(shù)的選擇上必須瘧把握以下幾個(gè)重點(diǎn)參數(shù)的設(shè)計(jì)，下面就這幾個(gè)參數(shù)來逐項(xiàng)說明。
2.1 如何確定主軸的轉(zhuǎn)速及平均直徑
首先在數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，采用的都是電機(jī)直聯(lián)主軸，因此主軸的速度同機(jī)床電機(jī)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)可以滿足的前提下，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(nèi)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(shè)計(jì)中指的是前后兩軸承之間的距離，通過設(shè)計(jì)人員的不斷計(jì)算得出合適的距離。
3、 結(jié)論
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們逐漸開始關(guān)注改進(jìn)機(jī)床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這必將會推動整個(gè)數(shù)控行業(yè)的發(fā)展。主軸變速箱是整個(gè)機(jī)床運(yùn)行最關(guān)鍵部分，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候針對每個(gè)結(jié)構(gòu)做認(rèn)真的計(jì)算，精確其參數(shù)指標(biāo)，以達(dá)到提升機(jī)床運(yùn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，相信未來數(shù)控機(jī)床通過不斷的改進(jìn)，會給各個(gè)企業(yè)帶來更大的收益。
參考文獻(xiàn)：
[1]凡仁建.當(dāng)前數(shù)控機(jī)床改造的最新技術(shù)研究[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009，19(10)：178-180.
[2]周德海.數(shù)控機(jī)床中主軸變速箱各參數(shù)性能的設(shè)計(jì)[J].數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，2009，30(10)：44-47.
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