主轴部件是如何设计的？

主轴是怎样设计的~

主轴是主轴部件中的关键零件。的结构尺寸和形状、制造精度、材料及热处理等对主轴部件的工作性能有很大的影响。主轴结构随主轴系统设计要求的不同而有多种形式。
主轴的主要尺寸参数包括：主轴直径、内孔直径、悬伸长度和支承跨距。决定主轴主要尺寸参数的依据是主轴的刚度、结构工艺和主轴部件的工艺适用范围。
主轴的主要尺寸参数：
①主轴直径：主轴直径越大，其刚度越高，但轴承和主轴上其零件的尺寸也相应增大。轴承直径越大，同等级精度轴承的公差值也就越大，要保证主轴的旋转精度就越困难，同时极限转速也下降。主轴后端支承轴颈的直径一般为前支承轴颈的0.7—0.8倍，实际尺寸要到主轴组件设计时确定。前、后轴颈的差值越小则主轴的刚度越高，工艺性能也越好。
②主轴内孔直径：主轴内孔是用来通过棒料及刀具夹紧装置，也可用于通过气动、液压卡盘的联结件。主轴内孔直径越大，可通过棒料的直径就越大，机床的使用范围就越宽，同时主轴部件也越轻。主轴内孔直径的大小主要受主轴刚度的制约。当主轴内孔直径与主轴直径之比小于0.3时，空心主轴的刚度几乎与实心主轴的刚度相当：当主轴内孔直径与主轴直径之比为0.5时，空心主轴的刚度为实心主轴的刚度90%；当主轴内孔直径与主轴直径之比大于0.7时，空心主轴的刚度急剧下降。
③悬伸长度主轴与主轴前端结构的形状尺寸、前轴承的类型和组合方式及轴承的润滑与密封有关。主轴的悬伸长度对主轴的刚度影响很大，主轴的悬伸长度越短，其刚度约好。
④支承跨度主要部件的支承跨距对主轴的刚度有很大的影响。跨距对主轴部件综合刚度的影响不是单向的。如跨距越大，则主轴变形较大；如跨距较小，则轴承的变形对主轴前端的位移影响较大。所以跨距要有一个最佳值，跨距太大或太小，都会降低主轴的综合刚度。

　　主轴部件设计的关键指标是回转精度和刚度，为此优先采用带有温控的低噪音主轴电机并通过扭矩或各种电磁的和薄膜的联轴节与主轴联接进行驱动，主轴轴承则采用具有自定位功能的球面气浮或液体静压轴承结构。用此结构的主轴精度(径向和轴向跳动)可达0.01µm。当工作压力为0.3MPa~0.6MPa时，气浮轴承的平均刚度为200N~400N/µm，液体静压轴承则为600N~1000N/µm。但为了主轴跳动不超过0.05µm，供油压力的波动值不应大于0.01MPa，油温波动也不应大于0.05℃。

主轴是主轴部件中的关键零件。的结构尺寸和形状、制造精度、材料及热处理等对主轴部件的工作性能有很大的影响。主轴结构随主轴系统设计要求的不同而有多种形式。
主轴的主要尺寸参数包括：主轴直径、内孔直径、悬伸长度和支承跨距。决定主轴主要尺寸参数的依据是主轴的刚度、结构工艺和主轴部件的工艺适用范围。
主轴的主要尺寸参数：
①主轴直径：主轴直径越大，其刚度越高，但轴承和主轴上其零件的尺寸也相应增大。轴承直径越大，同等级精度轴承的公差值也就越大，要保证主轴的旋转精度就越困难，同时极限转速也下降。主轴后端支承轴颈的直径一般为前支承轴颈的0.7—0.8倍，实际尺寸要到主轴组件设计时确定。前、后轴颈的差值越小则主轴的刚度越高，工艺性能也越好。
②主轴内孔直径：主轴内孔是用来通过棒料及刀具夹紧装置，也可用于通过气动、液压卡盘的联结件。主轴内孔直径越大，可通过棒料的直径就越大，机床的使用范围就越宽，同时主轴部件也越轻。主轴内孔直径的大小主要受主轴刚度的制约。当主轴内孔直径与主轴直径之比小于0.3时，空心主轴的刚度几乎与实心主轴的刚度相当：当主轴内孔直径与主轴直径之比为0.5时，空心主轴的刚度为实心主轴的刚度90%；当主轴内孔直径与主轴直径之比大于0.7时，空心主轴的刚度急剧下降。
③悬伸长度主轴与主轴前端结构的形状尺寸、前轴承的类型和组合方式及轴承的润滑与密封有关。主轴的悬伸长度对主轴的刚度影响很大，主轴的悬伸长度越短，其刚度约好。
④支承跨度主要部件的支承跨距对主轴的刚度有很大的影响。跨距对主轴部件综合刚度的影响不是单向的。如跨距越大，则主轴变形较大；如跨距较小，则轴承的变形对主轴前端的位移影响较大。所以跨距要有一个最佳值，跨距太大或太小，都会降低主轴的综合刚度。

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