车床主轴技术要求及应用特点

什么是纺锤?

机床主轴是典型的轴类零件。它是机床的关键部件之一。它通过主轴末端的家具将旋转运动和扭矩传递给工件或工具。主轴在工作时必须承受转矩和弯矩，对旋转精度要求很高。主轴的制造质量将直接影响到整个机床的工作精度和使用寿命。在主轴零件图上规定了尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、接触精度、热处理要求等一系列技术要求。

机械主轴是指机床上驱动工件或刀具转动的轴。主轴部分通常由主轴、轴承和传动部分组成。该机器用于支撑传动部件，如齿轮和滑轮，以传递运动和扭矩。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。大多数机床都有多个轴，如车床上的主轴箱和尾箱。机床上最大的轴通常是主轴。一些机床可以执行更多的工序，可能有四个，六个，甚至更多的主轴。这种机床是一种多轴机床。例如，排钻和许多螺旋机都是多轴机床。自动车床虽然有头轴和尾轴两轴，但只有头轴是主轴，所以它仍然是单轴机床。

主轴的主要作用:

• 保证支架的刚性。
• 保证旋转精度。
• 连接功能。
• 内锥和端面的耐磨性。
• 主轴总成的静平衡和动平衡。

主轴各部件的功能及技术要求:

• 主轴支撑轴颈用于安装支撑轴承，是主轴的装配参考平面，其制造精度直接影响主轴的旋转精度。
• 主轴工作面精度是指夹紧支柱或家具的对中面，如莫氏锥孔、轴端外锥、或法兰外圆等。内外锥面的尺寸精度、几何形状精度、接触精度、定心面与轴承轴颈的同轴度、定位端与轴颈轴线的垂直度等。它们对机床工作精度的影响会导致家具或工件的夹紧误差。主轴端部附近的径向跳动和端面附近的径向圆跳动在主轴技术要求中规定。此外，要保证锥度孔玉顶火工具的锥度柄的良好接触和配合。规定接触面积必须用标准锥度塞规和着色法检查。
• 主轴副轴颈和其他表面的精度主轴副轴颈是指齿轮、轴套和其他零件装配的表面。当调节螺母端面跑出时，会使被压轴承套圈倾斜，从而增加主轴的径向跳动。这不仅会影响工件的加工精度，而且会降低轴承寿命。
• 每个主轴的表面粗糙度是不同的。机床主轴各表面的表面粗糙度要求见标准。
• 主轴各表面的硬度主轴的轴颈面、工作面和其他滑动面都会受到不同程度的摩擦。在滑动轴承的合作中，轴颈与轴承座之间的摩擦要求轴颈表面具有很高的耐磨性，其硬度可根据轴承座的材料而变化。在滚动轴承配合中，摩擦由轴承套圈和滚动体承担，因此轴颈不要求很高的耐磨性，但仍要求适当提高其硬度，以提高其装配工艺和装配精度。

主轴性能指标:

• 旋转精度:主轴旋转时在影响加工精度的方向上发生的径向和轴向跳动由主轴和轴承的制造和装配质量决定。
• 动、静刚度:主要由主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼决定。
• 转速适应性:允许的最大转速和转速范围由轴承的结构和润滑以及散热条件决定。

机械主轴保养:

• 采用油循环润滑时，要保证主轴恒温油箱内的油量充足。
• 油气润滑方式与油循环润滑方式正好相反。它只需要填充10%的承载空间容量。

循环润滑的优点是在润滑满意的情况下，可以减少摩擦加热，吸收主轴组件的部分热量。主轴也有两种润滑方式:油雾润滑和喷射润滑。

机械主轴相关知识:

油雾和油气润滑所用的油一般为汽轮油。油润滑机床主轴开始运转前应开启油雾或油气润滑系统，主轴停止运转后应关闭润滑系统。水冷却是冷却主轴的常用方法。它要求冷却水具有一定的防锈功能。必要时，要求对冷却水进行适当过滤。主轴运转前，应打开冷却系统，使主轴冷却。机床主轴可以减速使用，但必须根据电机的设计特性曲线调整相应的输入电压参数。采用油雾或油气润滑的主轴，需要保证压缩空气干燥、清洁。

主轴的参数不同，对变频器的要求也不同。变频器的选择应与机床主轴的参数相匹配，变频器的额定电流应至少为机床主轴的1.3倍，最好在1.5倍以上。主轴常用的润滑方法有润滑脂、油雾和油空气。油脂润滑结构简单，使用方便，环保。油雾润滑能适应较高的转速，应用最广泛，但对环境有影响。油气润滑效果最好，能适应较高的转速，对环境无污染，但油气润滑装置的价格相对较高。

机械主轴加速器:

机械主轴加速器的调速范围根据加速器的生产厂家不同，从3.5倍到8倍不等。只有一家制造商提供机械主轴加速器，可以将机器速度提高10倍，在40000 rpm的最大超速下提供2kW的功率。主轴是加工中心的主要部件之一，其设计直接影响加工效率和工件质量。因此，主轴设计必须考虑静、动刚度、轴径、轴承、设计参数等。机床主轴加速器的性能主要取决于所要求的转速和功率传动比的优化设计。在主轴转速控制单元的优化设计中，必须考虑两个重要因素，即体积最小和传递动能最小。

为了减轻重量，主轴转速控制单元的体积必须最小化，而不减少机床操作所需的空间。机械主轴转速必须设计为长期生产工作，因此，传递动能必须最小化，以确保最佳性能。主轴调速器的设计导致了基于行星齿轮序列(PGTs)的传动的使用，作为行星齿轮序列，PGTs提供了一个紧凑和高效的解决方案，具有高速度和高效率。pgt用于许多配备汽车齿轮箱的机器，以延长机床低速主轴驱动电机的恒定功率范围。