立式加工中心主轴系统设计
2019-3-20 来源：- 作者：-
【摘要】加工中心是决定国民经济水平和制造业水平的设备，数控技术和装备技术已经成为制造业最重要的装备，立式加工中心成为机床设备领域核心的加工设备，对于任何机床，主轴箱和主轴是机床最重要的的部分，立式加工中心也不例外，它的主传动系统更负责，主轴组件精度更高，对主轴组件的校核要更严谨，只有保证这些设计理念，才能保证立式加工中心的加工精度。
【关键词】主传动系统；主轴组件；主轴组件校核
1、 主传动系统
图1 为立式加工中心实物图。
图1 立式加工中心
立式加工中心的组成为结构框架、主轴系统、进给系统、工作台、主轴箱、刀库及自动换刀装置，数控柜、机械手等，主轴系统是立式加工中心最重要切非常核心的部分，它的组成部分有主轴电机、主传动系统及主轴组件。
主传动系统中电动机是非常重要的部件，它是提供机床主轴旋转的动力装置，对电动机的选取需要计算主轴的所需切削力同时还要计算出电动机需要的功率，选取的电动机一般是交流伺服电动机。
在对主传动系统中最重要的部件主轴设计时候，要确定主轴的内孔、主轴的前轴直径、主轴前端的悬伸量以及主轴的支撑距离，主轴前轴直径对主轴的影响最大，它的大小可以影响主轴本身弯曲变形引起的主轴位移和轴承弹性变形引起的轴端位移，对主轴设计完成之后需要进行校核，校核公式如下：
2 、主轴组件
主轴组件（如图2）是主轴的基础部件，是实现主轴选择的前提，主轴组件的精度和设计要求是满足主轴带动工件或刀具精确的、稳定的选择并长期选择保持精度的前提。
主轴组件的基本要求如下：
（1）保持选择精度，主轴的旋转是实现工价加工的前提，主轴组件要满足主轴的景象和轴向的跳动符合要求，在主轴工作的时候，将外界对主轴的影响排除掉；
（2）刚度，主轴组件是支撑主轴并随着运动的部件，所以要求它具有一定的刚度；
（3）抗振性，主轴组件的振动会影响机床的加工，工件表面粗糙度会受影响，刀具的耐久度也随之影响，同时还会产生噪声，要求主轴组件要具有抗振性；
（4）温升和热变形，如果主轴组件受热变形，这时候主轴在选择时候会不同心或者产生其他问题，需要主轴组件能抵抗摩擦生热和润滑油升温对它的影响；
（5）耐磨性，机床是长期加工的设备，有些工厂要求机床24 小时工作，这样就需要零件的寿命要长，耐磨性要好。
3 、主轴组件校核
主轴组件中最重要的零件就是轴承，而轴承的型号和形式也分很多种，如图3。
主轴的轴承一般选取滚动轴承，因为它的摩擦系数小，对主轴的阻力小，同时轴承本身还能预紧，润滑起来特别方便，在规定的转速状态下旋转平稳，属于通用件，更换和维修都很方便。
对于轴承的校核，一般是对寿命进行计算，计算公式如下：
4、 结语
当今世界各国制造业都采用数控机床代替普通机床，这样加工效率会提升，节约人工成本，同时还提高制造能力和水平，对市场的竞争和适应性得到保障，对立式加工中心的设计要使主轴箱的体积尽量小，设计之初要对主轴各部件进行方案论证，设计计算以及建模，综合考虑其他部件，轴承、键等，最大化满足客户的要求，使机床在使用时候平稳，寿命长。
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