BT40型高速、高精度直聯(lián)式加工中心機(jī)械主軸單元研制.pdf

1、裝備制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是體現(xiàn)一個國家綜合實(shí)力的因素之一。裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)就在于機(jī)床，高精度高效率的機(jī)床是產(chǎn)品質(zhì)量的保證，而集精度與效率于一體的機(jī)床就是加工中心。主軸單元是機(jī)床的主要組成部件之一，機(jī)床加工工件是由主軸單元夾持著工件或刀具旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的，所以，主軸單元的精度對機(jī)床的精度有著重要的影響。加工中心機(jī)械主軸單元是帶有松拉刀機(jī)構(gòu)、由伺服電機(jī)拖動、能帶動加工工具高速旋轉(zhuǎn)的高剛度、高精度、模塊化的功能部件，對加工中心的質(zhì)量和生產(chǎn)率

2、有著重要的影響。本論文針對市場對高速度、高精度的加工中心主軸單元的實(shí)際工程需求，經(jīng)過分析比較和理論計(jì)算，研制了一套高速、高精度直聯(lián)式機(jī)械主軸單元，研究工作對我國加工中心研發(fā)具有重要意義。本文的主要研究工作如下:
　　針對工程需求，提出了主軸單元的設(shè)計(jì)要求，并對主軸單元進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)方案論證。通過論證，確定了機(jī)械主軸單元、直聯(lián)式結(jié)構(gòu)、BT40刀柄和松拉刀方案。選用P2級角接觸陶瓷球軸承，兩兩串聯(lián)、整體背對背的4列滾動軸承組合結(jié)構(gòu)，輕

3、預(yù)緊、油脂潤滑。主軸單元套筒設(shè)計(jì)循環(huán)水冷卻方式。
　　設(shè)計(jì)計(jì)算了主軸單元軸系結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)。根據(jù)已確定的滾動軸承組合結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算了軸承組合的最佳支承跨距和主軸徑向剛度;對主軸錐孔徑向跳動、定心軸頸徑向跳動、主軸軸向竄動精度和前后壓蓋聯(lián)接螺釘強(qiáng)度進(jìn)行了驗(yàn)算;采用慕貝爾公司編制的軟件，對碟簧的型號、數(shù)量、打刀行程以及打刀力等進(jìn)行了計(jì)算，確定了碟簧型號和數(shù)量。
　　編制了主軸單元的主要零件的制造工藝，對零件加工過程中遇到的難點(diǎn)進(jìn)

4、行了詳細(xì)的論證，并提出了針對性的工藝措施。根據(jù)主要零件尺寸精度檢測結(jié)果，編制了主軸單元的裝配工藝，并在裝配過程中對隔套的長度配合尺寸進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，得到了符合剛度要求的主軸單元。
　　對研制的主軸單元進(jìn)行了幾何精度和綜合精度檢測，主要檢測內(nèi)容包括:主軸內(nèi)錐孔跳動、近主軸端跳動、300mm處跳動、主軸軸向竄動、溫升檢測、振動檢測、噪聲檢測、靜剛度檢測、拉刀實(shí)驗(yàn)、主軸軸向誤差運(yùn)動檢測、主軸徑向誤差運(yùn)動檢測和主軸傾斜運(yùn)動誤差檢測。對檢測結(jié)