臥式加工中心主軸靜剛度特性研究
精工機(jī)床主軸是整個(gè)機(jī)床的核心部件，對(duì)于臥式加工中心，它帶動(dòng)刀具實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)， 因此主軸部件的精度、靜剛度、抗振和熱變形能力對(duì)加工質(zhì)量有直接影響。主軸靜剛度是數(shù) 控機(jī)床最基本的性能，而主軸的抗振性和熱變形與動(dòng)剛度和熱剛度有關(guān)。精工機(jī)床既要完成 粗加工又要完成精加工，因此，對(duì)主軸逐漸剛度要求較高，研究其靜剛度特性對(duì)于提高整機(jī) 性能影響很大。精工機(jī)床主軸剛度主要反映主軸抵抗外載荷的能力。其影響因素眾多，包括主軸尺寸形 狀，軸承型號(hào)、數(shù)量和配置形式，前后支承距離，主軸懸伸長(zhǎng)度以及傳動(dòng)形式等。本文針對(duì) 多種形式主軸的一系列臥式精工加工中心開(kāi)展靜剛度特性研究，找出******的主軸剛度配置。1靜剛度測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀器包括：永正稱(chēng)重傳感器101BH，精度C3，量程500 kg，用于對(duì)主軸施加已知靜 載荷力；千分表，精度0.001 mm，用于測(cè)量主軸在力負(fù)載下的變形量；標(biāo)準(zhǔn)檢棒，承受已知 載荷。測(cè)試如圖1所示，以X向靜剛度測(cè)試為例，將千分表置于主軸端部，并使千分表的表針 與支架側(cè)向孔軸線位于同一水平面，調(diào)整Y坐標(biāo)，同時(shí)觀察千分表讀數(shù)，使主軸軸線與千分 表表針位于同一水平面；在檢棒端部加力，讀取X向變形量，每隔50 kg加載一次，直到負(fù) 載達(dá)到300 kg開(kāi)始卸載，同樣每隔50 kg卸載一次直至0 kg，分別記錄不同負(fù)載下的加卸載 主軸變形量；同理可得Y向變形量；Z向測(cè)試已知力在檢棒軸線處加力，讀取Z向變形量， 并且令千分表表針與支架頂部孔軸線組成的平面與X-Y平面垂直，記錄不同載荷下的變形量。2各種臥式加工中心主軸靜剛度曲線 50機(jī)床工作臺(tái)尺寸為500x500，可承受均布載荷500 kg; 63 1200 kg; 80 工作臺(tái)尺寸 800x800，載重 2000 kg。從圖3中可以看出同樣是型號(hào)80的機(jī)床，e系列各軸剛度都 50，h系列各軸都要遠(yuǎn)大于e系列，說(shuō)明h系列是三種系列中剛性最好的，而c系列最差。 再由e系列中不同型號(hào)機(jī)床比較可知，Z軸剛度是機(jī)床尺寸越大越好；X和Y軸則是80>50>63。 在從圖4中卸載時(shí)各型號(hào)機(jī)床剛度比較可知，各型號(hào)各系列機(jī)床剛度分布規(guī)律與加載時(shí)相同。e系列主軸結(jié)構(gòu)完全一樣，尺寸上80e>63e>50e，c系列主軸結(jié)構(gòu)與e系列大體一致，也 是采用機(jī)械式主軸結(jié)構(gòu)，e為經(jīng)濟(jì)型，c為普通型。而h系列主軸采用電主軸單元，為高速型 機(jī)床，因高速臥式加工中心對(duì)機(jī)床的綜合性能和加工精度要求較高，這里也可以看出該型機(jī) 床的配置最高。因此，可得出結(jié)論，采用機(jī)械式主軸結(jié)構(gòu)的e和c系列主軸，經(jīng)濟(jì)型機(jī)床配置單一、結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，最高轉(zhuǎn)速低于普通型機(jī)床，因轉(zhuǎn)速高的主軸在工作時(shí)的預(yù)加載荷較小，因此同樣尺 寸結(jié)構(gòu)的主軸，一般最高轉(zhuǎn)速高的主軸剛度要小于最高轉(zhuǎn)速低的主軸剛度，經(jīng)濟(jì)型機(jī)床的主 軸靜剛度要優(yōu)于普通型。同為e系列（經(jīng)濟(jì)型）機(jī)床，相同結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)速要求的主軸，一般尺 寸越大剛度越大。而相同尺寸機(jī)床，采用電主軸結(jié)構(gòu)因采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，減少了齒輪、帶 輪等中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，相比機(jī)械式主軸，結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)，剛度也得到大幅提高。4 結(jié)論(1) 臥式精工機(jī)床主軸靜剛度曲線在加載和卸載時(shí)都表現(xiàn)為線性關(guān)系，主軸卸載剛度大于 加載剛度。(2) 各型臥式精工機(jī)床中，最高轉(zhuǎn)速高的主軸剛度要小于最高轉(zhuǎn)速低的主軸剛度。(3) 電主軸結(jié)構(gòu)中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)少，相比機(jī)械式主軸，結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)，剛度更大。本文由海天精工整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！