加工中心的主軸部件

1 主軸部件精度

    加工中心主軸部件由主軸動(dòng)力、傳動(dòng)及主軸組件組成，它是加工中心成型運(yùn)動(dòng)的重要執(zhí)行部件之一，因此要求加工中心的主軸部件具有高的運(yùn)轉(zhuǎn)精度、長(zhǎng)久的精度保持性以及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的精度穩(wěn)定性。

    加工中心通常作為精密機(jī)床使用，主軸部件的運(yùn)轉(zhuǎn)精度決定了機(jī)床加工精度的高低．考核機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)精度一般有動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)和靜態(tài)檢驗(yàn)兩種方法。靜態(tài)檢驗(yàn)是指在低速或手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)主軸情況下，檢驗(yàn)主軸部件各個(gè)定位面及工作表面的跳動(dòng)量．動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)則需使用一定的儀器在機(jī)床主軸額定轉(zhuǎn)速下．采用非接觸的檢測(cè)方法檢驗(yàn)主軸的回轉(zhuǎn)精度。由于加工中心通常具有自動(dòng)換刀功能，刀具通過(guò)專用刀柄由安裝在加工中心主軸內(nèi)部的拉緊機(jī)構(gòu)緊固．因此主軸的回轉(zhuǎn)精度要考慮由于刀柄定位面的加工誤差所引起的誤差。

     加工中心主軸軸承通常使用C級(jí)軸承，在二支承主軸部件中多采用4-1、2-2組合使用，即前支承和后支承分別用四個(gè)向心推力軸承和一個(gè)向心球軸承，或前、后支承都使用兩個(gè)向心推力軸承組成主軸部件的支承體系．對(duì)于輕型高精度加工中心，也有前、后支承各使用一個(gè)向心推力軸承組成主軸部件的支承體系，該種結(jié)構(gòu)適宜高精度、高速主軸部件的場(chǎng)合．簡(jiǎn)單的主軸軸承組合，可以大大降低主軸部件的裝配誤差和熱傳導(dǎo)引起的主軸隙喪失，但主軸的承載能力會(huì)有較大幅度的下降．

2 主軸部件結(jié)構(gòu)

    主軸部件主要由主軸、軸承、傳動(dòng)件、密封件和刀具自動(dòng)卡緊機(jī)構(gòu)等組成。

⑴ 主軸

    主軸前端有7：24的錐孔．用于裝夾BT40刀柄或刀桿．主軸端面有一端面鍵．既可通過(guò)它傳遞刀具的扭矩，又可用于刀具的周向定位．主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主軸的直徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長(zhǎng)度和支承跨距。評(píng)價(jià)和考慮主軸主要尺寸參數(shù)的依據(jù)是主軸的剛度、結(jié)構(gòu)上藝性和主軸組件的工藝適用范圍．主軸材料的選擇主要根據(jù)剛度、載荷特點(diǎn)、耐磨性和熱處理變形大小等因素確定。主軸材料常采用的有45 鋼、Gcr15 等，需經(jīng)滲氮和感應(yīng)加熱悴火．

    加工中心的主軸支承形式很多，其中立式加工中心的主軸前支承采用四個(gè)向心推力球軸承，后支承采用一個(gè)向心球軸承，這種支承結(jié)構(gòu)使主軸的承載能力較高，且能適應(yīng)高速的要求，主軸支承前端定位，主軸受熱向后伸長(zhǎng)，能較好地滿足精度需要，只是支承結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

⑵ 刀具自動(dòng)卡緊機(jī)構(gòu)

    加工中心可以白動(dòng)換刀，所以，主軸系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)松開和夾緊刀具的功能。刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)安裝在主軸的內(nèi)部，圖2一7所示為刀具的夾緊狀態(tài)．刀柄1由主軸抓刀爪2 央持，碟形彈簧5通過(guò)拉桿4、抓刀爪 2 ，在內(nèi)套 3的作用下將刀棲的拉釘拉緊，當(dāng)換刀時(shí)，要求松開刀柄．此時(shí)將主軸上端氣缸的上腔通壓縮空氣，活塞7帶動(dòng)壓桿8及拉4向下移動(dòng)．同時(shí)壓縮碟形彈簧5，當(dāng)拉桿4下移到使抓刀爪2的下端移出內(nèi)套3時(shí)．卡爪張開．同時(shí)拉桿4將刀柄頂松，刀其即可由機(jī)械手或刀庫(kù)拔出。待新刀裝入后，氣缸6的下腔通壓縮空氣．在碟形彈簧的作用下．活塞帶動(dòng)抓刀爪上移．抓刀爪拉桿貫新進(jìn)人內(nèi)套3 ，將刀柄拉緊。活塞7移動(dòng)的兩個(gè)極限位置分別設(shè)有行程開關(guān)10，作為刀具夾緊和松開的信號(hào)．