機(jī)床主要部件的設(shè)計(jì)

機(jī)床主要部件的設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第一節(jié)主軸組件設(shè)計(jì)二、主軸滾動(dòng)軸承優(yōu)點(diǎn)：（1）足夠的剛度、高旋轉(zhuǎn)精度、變轉(zhuǎn)速和變載荷下工作平穩(wěn)；（2）質(zhì)量穩(wěn)定、成本低、經(jīng)濟(jì)性好；（3）容易潤(rùn)滑。缺點(diǎn)：（1）旋轉(zhuǎn)中徑向剛度變化大；（2）摩擦力大，阻尼??；（3）徑向尺寸大1、軸承的特點(diǎn)第二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、主軸滾動(dòng)軸承（續(xù)）2、主軸滾動(dòng)軸承的類(lèi)型選擇（1）雙列圓柱滾子軸承（2）雙列推力角接觸球軸承第三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、主軸滾動(dòng)軸承（續(xù)）2、主軸滾動(dòng)軸承的類(lèi)型選擇（3）角接觸球軸承第四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、主軸滾動(dòng)軸承（續(xù)）2、主軸滾動(dòng)軸承的類(lèi)型選擇角接觸球軸承組合第五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、主軸滾動(dòng)軸承（續(xù)）2、主軸滾動(dòng)軸承的類(lèi)型選擇（4）雙列圓錐滾子軸承第六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、主軸滾動(dòng)軸承（續(xù)）3、軸承的精度選擇應(yīng)采用P2、P4、P5級(jí)和SP、UP級(jí)（1）切削力方向固定不變的主軸，旋轉(zhuǎn)精度決定于軸承內(nèi)圈徑向跳動(dòng)。（2）切削力方向隨主軸旋轉(zhuǎn)同步變化的主軸，旋轉(zhuǎn)精度決定于外圈徑向跳動(dòng)。（3）前軸承的精度對(duì)主軸的影響較大，前軸承的精度應(yīng)比后軸承高一級(jí)。（理論證明略）第七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、主軸滾動(dòng)軸承（續(xù)）3、軸承的精度選擇應(yīng)采用P2、P4、P5級(jí)和SP、UP級(jí)（3）前軸承的精度對(duì)主軸的影響較大，前軸承的精度應(yīng)比后軸承高一級(jí)第八頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、主軸滾動(dòng)軸承（續(xù)）4、軸承剛度滾動(dòng)軸承的剛度隨載荷的增加而增大。線(xiàn)接觸軸承的剛度可忽略預(yù)緊載荷；點(diǎn)接觸軸承，計(jì)算剛度時(shí)應(yīng)考慮預(yù)緊力。第九頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、主軸1、結(jié)構(gòu)及材質(zhì)選擇結(jié)構(gòu)：空心階梯軸材料：淬火鋼或滲碳淬火鋼，高頻淬硬。2、技術(shù)要求(略)第十頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、主軸2、技術(shù)要求第十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、主軸組件1、傳動(dòng)方式（1）帶傳動(dòng)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，中心距調(diào)整方便，噪聲低，平穩(wěn)，適于高速。（V帶、多楔帶和同步帶）（2）齒輪傳動(dòng)：傳遞大扭矩，結(jié)構(gòu)緊湊，適合于變速傳動(dòng)。（3）電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)：異步電機(jī)+連軸器、變頻調(diào)速電機(jī)、電主軸等形式。第十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、主軸組件2、傳動(dòng)件的布置（1）帶輪通常安裝在后支承的外側(cè)（2）齒輪位于兩支承之間則盡量使大齒輪靠近前支承（3）齒輪位于后支承外側(cè)（4）齒輪外增設(shè)輔助支承第十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、主軸組件3、主軸的軸向定位（1）前端定位：適于軸向精度和剛度高的高精度機(jī)床合數(shù)控機(jī)床；（2）后端定位：適于軸向精度不高的普通機(jī)床，臥車(chē)、立銑等；（3）兩端定位：用于短主軸或軸向間隙變化不影響工作的機(jī)床，如鉆床、組合機(jī)床等。五、主軸主要尺寸參數(shù)的確定（略）第十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第二節(jié)支承件設(shè)計(jì)一、支承件應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求1、足夠的剛度和較高的固有頻率2、良好的動(dòng)態(tài)特性3、結(jié)構(gòu)合理，形狀穩(wěn)定，熱變形小4、排屑通暢，工藝性好，成本低第十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、支承件受力分析1、中小型機(jī)床：以切削力為主；2、精密和高精度機(jī)床：以移動(dòng)部件的重量和熱應(yīng)力為主；3、大型機(jī)床：工件重力、移動(dòng)部件重力和切削力模型簡(jiǎn)化：1、梁或柱2、板3、箱體第十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面形狀選擇1、空心薄壁大截面支承件剛度大；2、方截面抗彎強(qiáng)度高于圓截面，抗扭剛度低于圓截面；3、不封閉截面剛度遠(yuǎn)小于封閉截面剛度，抗扭剛度下降大。第十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面形狀選擇第十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、提高支承件靜剛度的措施1、隔板和加強(qiáng)筋第十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、提高支承件靜剛度的措施2、開(kāi)口后的剛度補(bǔ)償3、提高接觸剛度第二十頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日五、支承件的材料1、鑄3、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土2、鋼材4、樹(shù)脂混凝土第二十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日六、提高支承件動(dòng)剛度2、提高動(dòng)剛度措施：（1）提高靜剛度和固有頻率（2）增加阻尼1、機(jī)床的常見(jiàn)振動(dòng)：（1）整機(jī)搖晃振動(dòng)（2）結(jié)合面間的相對(duì)振動(dòng)（3）零部件的本體振動(dòng)第二十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日六、提高支承件動(dòng)剛度2、提高動(dòng)剛度措施：（1）提高靜剛度和固有頻率（2）增加阻尼第二十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日六、提高支承件動(dòng)剛度2、提高動(dòng)剛度措施：（1）提高靜剛度和固有頻率（2）增加阻尼第二十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三節(jié)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)一、導(dǎo)軌的功用和基本要求1、功用：支承并引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)。（1）按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：

主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較低移置導(dǎo)軌：用于調(diào)整部件間相對(duì)位置，工作中無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)2、分類(lèi)：第二十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）按摩擦性質(zhì)：

滑動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高,分靜壓滑動(dòng)導(dǎo)軌和動(dòng)壓滑動(dòng)導(dǎo)軌；

靜壓滑動(dòng)導(dǎo)軌：多用于高精度機(jī)床的進(jìn)給導(dǎo)軌；動(dòng)壓滑動(dòng)軸承：適用于高速主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌：相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較低2、分類(lèi)（續(xù)）：第二十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、分類(lèi)（續(xù)）：（3）按受力狀態(tài)：

開(kāi)式導(dǎo)軌：不能承受顛翻力矩，適用于大型機(jī)床的水平導(dǎo)軌；閉式導(dǎo)軌：可以承受較大的顛翻力矩。第二十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、導(dǎo)軌應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求（1）導(dǎo)向精度（2）精度保持性（3）剛度（4）低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好第二十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、導(dǎo)軌的截面形狀第二十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、導(dǎo)軌的截面形狀第三十頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、導(dǎo)軌的截面形狀優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雙矩形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造，剛度和承載能力大，安裝和調(diào)整方便磨損后不能自動(dòng)應(yīng)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)補(bǔ)償普通精度機(jī)床、中型機(jī)床三角形和矩形導(dǎo)軌組合導(dǎo)向性好、制造方便、剛度高三角形導(dǎo)軌加工困難廣泛用于常用機(jī)床的床身導(dǎo)軌燕尾形和矩形導(dǎo)軌組合調(diào)整方便，承受力矩大。燕尾導(dǎo)軌高度小，可以受傾覆力矩燕尾導(dǎo)軌剛度差，加工、檢查、維修不便適用于受力小，結(jié)構(gòu)層次多，間隙調(diào)整方便之處，多用于橫梁、立柱、搖臂導(dǎo)軌第三十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、導(dǎo)軌間隙調(diào)整（1）輔助導(dǎo)軌副間隙調(diào)整第三十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、導(dǎo)軌間隙調(diào)整（2）矩形導(dǎo)軌和燕尾導(dǎo)軌的間隙調(diào)整第三十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、導(dǎo)軌間隙調(diào)整（2）矩形導(dǎo)軌和燕尾導(dǎo)軌的間隙調(diào)整第三十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、提高滑動(dòng)導(dǎo)軌耐磨性的措施1、選用合適的材料（1）鑄鐵（2）鋼（3）塑料2、導(dǎo)軌面的精加工方法及其精度3、許用壓強(qiáng)對(duì)耐磨性的影響4、潤(rùn)滑劑對(duì)耐磨性的影響第三十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、靜壓導(dǎo)軌優(yōu)點(diǎn)：摩擦系數(shù)低，效率高，精度保持性好，精度高，抗振性能好，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，防爬行性能良好。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需一套液壓系統(tǒng)。1、定義2、特點(diǎn)：第三十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日五、直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌1、概述（1）特點(diǎn)：摩擦系數(shù)小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不易爬行；精度保持性好；抗振性能差，需有良好的防護(hù)措施。（2）分類(lèi)：循環(huán)式和非循環(huán)式第三十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、工作原理（1）直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌原理第三十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、工作原理（2）滾動(dòng)導(dǎo)軌塊原理第三十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、精度與剛度（1）精度1～6級(jí)，1級(jí)最高（2）導(dǎo)軌預(yù)緊4、導(dǎo)軌設(shè)計(jì)（略）第四十頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1、爬行現(xiàn)象和機(jī)理六、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性第四十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1、爬行現(xiàn)象和機(jī)理六、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性第四十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、消除爬行的措施（1）減小靜動(dòng)摩擦系數(shù)差，改變動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度增加而減小的特性1）滾動(dòng)代替滑動(dòng)2）液摩擦代替滑動(dòng)摩擦3）減摩材料4）專(zhuān)用導(dǎo)軌油（2）提高傳動(dòng)系統(tǒng)剛度1）加大絲杠直徑，軸承適度預(yù)緊2）縮短傳動(dòng)鏈，合理分配傳動(dòng)比3）防止油液混入空氣第四十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日第四節(jié)滾珠絲杠螺母副機(jī)構(gòu)一、工作原理及特點(diǎn)1、工作原理2、特點(diǎn)：（1）傳動(dòng)效率高，摩擦損失?。?）定位精度高，剛度好（3）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)爬行，傳動(dòng)精度高（4）有可逆性，絲杠和螺母都可以作為主動(dòng)件（5）磨損小，壽命長(zhǎng)（6）制造工藝復(fù)雜（7）不能自鎖第四十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)和軸向間隙調(diào)整方法1、螺紋滾道法向截面形狀及主要尺寸（1）單圓弧型面（2）雙圓弧型面第四十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、滾珠循環(huán)方式（1）內(nèi)循環(huán)（2）外循環(huán)二、滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)和軸向間隙調(diào)整方法第四十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力的方法（1）墊片調(diào)隙式第四十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力的方法（2）螺紋調(diào)隙式第四十八頁(yè)，