2 主轴及部件设计

2。1 车床主轴部件的主要技术参数

本课题借鉴的FNC-200的数控车床是由Miyano公司（日本）生产的，其主轴的主要技术参数如下：

（1）主电机功率         22kw

（2）主轴转速           45～4000rpm

（3）轴承配置           前端   NN3020KTN9/SPW33+234420BM1/SP

                        后端   NN3018KTN9/SPW33

（4）润滑               脂润滑

2。2主轴的要求

变速范围、旋转精度、静刚度、抗震性、温升和热变形、耐磨性、材料和热处理。

2。2。1变速范围

根据设计任务书，得知n max =4000r/min，n min=25r/min

变速范围可由下式求得： 

                                                        （1）

由（1）式计算得变速范围为

2。2。2旋转精度 

主轴的旋转精度是指工件的径向跳动和轴向跳动或主轴前端的刀具位置不受载荷和低速的影响。 

主轴组件中有许多主要部件都将影响主轴的旋转精度，比如主轴、轴承和箱体孔的制作、装配和为了提高精度的调整。它还与主轴的转速、轴承支架的选择设计、润滑剂的选用和主轴中各个组件的平衡有关。 

一般机床，包括数控机床的旋转精度已经存在国家标准的规定可以遵循。 

2。2。3 静刚度 

反映了主轴组件抵抗在静态的状态下外载荷变形的能力称为主轴的静刚度。有许多因素可以影响主轴部件的弯曲刚度，比如主轴的尺寸和主轴的形状，轴承的型号，数目，装配方式和预紧，前、后支架之间的距离，主轴前端的悬量，传动部件的布置，主轴各类组件的设计制造到装配等。各种类型的机床主轴部件的刚度目前暂时还没有统一的标准。 

2。2。4抗振性 

主轴组件如果产生振动会降低加工工件的表面质量和还会让刀具的寿命变短，还会影响主轴轴承寿命，同时也会产生噪声。

振动一般表现为两种形式，一种是强迫振动，另一种是自激振动。

主轴部件的静态刚度和质量分布是影响主轴振动抗力的主要因素，阻尼的大小也会影响，尤其是前轴支承的阻尼。主轴自身的固有频率要比自激振动频率大得多，因此不容易产生共振的现象。

2。2。5温升和热变形 

主轴组件由摩擦和润滑油在不同的相对位置发热，导致温度升高，使主轴组件的形状和主轴的位置产生变化，即热变形。 

主轴组件由于热膨胀而改变轴承间隙。温度的升高会降低润滑油的粘度，从而使轴承的承载能力下降。因温度升高使主轴箱产生变形，从而使主轴偏离正确的位置。而前轴承和后轴承的温度的不同，也会使主轴轴线产生倾斜。 

如果加工精度较高机床想想要更进一步，继续提高它的加工精度，热变形往往是它的制约条件。然而热膨胀是材料本身固有的特性，因此有很多研究都将矛头指向如何降低主轴组件的发热量以及研究高精度的机床主轴装配时如何更好的控制温度。文献综述

2。2。6耐磨性 

主轴组件保持精度的能力称为主轴的耐磨性。耐磨性不仅会对轴承精度造成影响，还会对刀具、夹具和工件零件的定位造成影响，如锥度、定心轴的直径等。