正文:
图7
由于高速主轴组件对动平衡要求非常高,所以刀具及夹紧机构也需精密动平衡。但是,传递转矩的键和键槽很容易破坏动平衡。结合面的公差带会使刀具产生径向跳动,引起不平衡。键是用来传递转矩和进行角向定位的,有人试图研究一种刀/轴连接方式能在连接处产生很大的摩擦力来实现转矩传递,用在刀柄上作标记的方法实现安装的角向定位,达到取消键的目的。
在众多的高速刀/轴连接方案中,已被DIN标准化的HSK短锥刀柄结构比较适合高速主轴。这种刀柄采用1∶10的锥度,比标准的7/24锥度短,锥柄部分采用薄壁结构,刀柄利用短锥和端面同时实现轴向定位(如图4)。这种结构对主轴和刀柄连接处的公差带要求特别严格,仅为2~6µm,由于短锥严格的公差和具有弹性的薄壁,在拉杆轴向拉力的作用下,短锥会产生一定的收缩,所以刀柄的短锥和法兰端面较容易与主轴相应的结合面紧密接触,实现锥面与端面同时定位,因而具有很高的连接精度和刚度。当主轴高速旋转时,尽管主轴轴端会产生一定程度的扩张,使短锥的收缩得到部分伸张,但是短锥与主轴锥孔仍保持较好的接触,主轴转速对连接性能影响很小。
八、结语
本文抛砖引玉,浅谈了几个关于在加工中心电主轴设计过程影响其精度和寿命的几个因素,其设计结构已经在洛阳轴研科技股份有限公司生产的240XDJ12和260XDJ10等加工中心电主轴上已采用,其合理的结构和高可靠性得到用户的认可。
参考文献:
- 贾群义.角接触球轴承预紧量的计算及选择(J).轴承,1996(1):5-7.
- 徐荣瑜.提高主轴轴承寿命与可靠想研究子项课题研究报告(R).洛阳:洛阳轴承研究所,1996
- 张世珍、刘炳业电主轴设计的几个关键问题 制造技术与机床 2005.8:50~52
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