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1、設(shè)計(jì)與研究DesignandResea『Ch基于力學(xué)分析的主軸軸系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)王海濤李初曄(北京航空制造工程研究所，北京100024)摘要：結(jié)合工件加工精度要求，以力學(xué)理論為指導(dǎo)，在現(xiàn)有機(jī)床的基礎(chǔ)上，對(duì)主軸軸系的受力和變形狀態(tài)進(jìn)行力學(xué)分析和計(jì)算，并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使軸系結(jié)構(gòu)更趨合理化。從而進(jìn)一步降低影響主軸回轉(zhuǎn)精度的不利因素。使機(jī)床的Jjn-r精度得到顯著提高，為改進(jìn)和完善機(jī)械結(jié)構(gòu)提供了一種思路，滿(mǎn)足了生產(chǎn)的實(shí)際需求。關(guān)鍵詞：主軸軸系力學(xué)分析優(yōu)化設(shè)計(jì)加工精度中圖分類(lèi)號(hào)：TH161+．5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ATheoptimaldesignofspindleshaftingba
2、sedonthemechanicalanalysisWANGHaitao，LIChuye(BeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute，Beijing100024，CHN)Abstract：Accordingtotherequirementofthemachiningaccuracyofthepans，usingthemechanicalthem7asaguide，basingontheexistingmachine，makingsomemechanicalanalysesandcalculat
3、ionsonthepres—sureandtransmutationstatesofspindleshafting，andconductingoptimaldesigntoo，thenmakingthestructureofspindleshaftingmoreandmorerationalization，andreducingthedisadvantagefactorsonaf-fectingtherotatoraccuracyofthespindleconsequently，SOthemachiningaccuracyofthemachinetoolisimpro
4、vedgreatly，andprovidingakindofmethodforimprovingandperfectingthemechanicalstruc—ture，atthesametime，fillingtheneedsofproducing．Keywords：SpindleShafting；MechanicalAnalysis；OptimalDesign；MachiningAccuracy主軸是數(shù)控機(jī)床的核心和關(guān)鍵部件，因而主軸軸重等的影響，都會(huì)導(dǎo)致主軸偏離剛轉(zhuǎn)中心和自身變形系結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床整體的的產(chǎn)生。由于所加工孔的圓柱度不大于0．
5、0015Inm，加工精度、運(yùn)行穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。對(duì)于精密機(jī)床，主表面粗糙度為R0．4Ixm，而且主軸回轉(zhuǎn)精度的設(shè)計(jì)要軸軸系結(jié)構(gòu)的合理性顯得更為突出，當(dāng)今一些重要的求為0．002mm，機(jī)床整體的技術(shù)參數(shù)和精度指標(biāo)較生產(chǎn)加工領(lǐng)域，精密加工已成為發(fā)展趨勢(shì)和重要內(nèi)容高，所以，上述變形、自重等不可控因素的輕微波動(dòng)，都之一。力學(xué)是機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，以力學(xué)分析作為切入會(huì)影響機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度和加精度。點(diǎn)，對(duì)主軸軸系進(jìn)行優(yōu)化和完善，不失為一種有效的處ZJT一310型精密鏜床已成功應(yīng)用于生產(chǎn)近6年，理方式和手段。中問(wèn)也進(jìn)行了多次小的改進(jìn)，主要圍繞著改善主軸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和降低溫升進(jìn)行，動(dòng)力傳動(dòng)
6、從最初的V帶傳動(dòng)1問(wèn)題的來(lái)源改為多楔帶傳動(dòng)，最后改成“準(zhǔn)電主軸”型，直接將電本文以現(xiàn)有的ZJT一3l0型和對(duì)其改進(jìn)中的ZJT一動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在主軸上，有效地降低了徑向載荷和溫320A型精密鏜床主軸軸系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，根據(jù)主軸運(yùn)行升對(duì)軸系精度的影響，使機(jī)床的加工精度產(chǎn)生了一次過(guò)程中的受力情況，分別轉(zhuǎn)換成力學(xué)簡(jiǎn)圖，并介入力學(xué)飛躍。分析和計(jì)算，得出相應(yīng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，進(jìn)行比較，以對(duì)主但是，隨著客戶(hù)對(duì)加工件精度要求的逐步提高，鏜軸軸系結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。床的加工精度只有隨之跟上，才能抓住競(jìng)爭(zhēng)日益激烈ZJT系列鏜床屬于精密加工設(shè)備，因?yàn)樵摍C(jī)床主的市場(chǎng)。通過(guò)充分分析論證發(fā)現(xiàn)，結(jié)合力學(xué)理論，通
7、過(guò)要用來(lái)鏜削加工高精度圓柱孔，主軸支承采用液體靜實(shí)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主軸回轉(zhuǎn)精度還有較大的提升空間。壓軸承，因此，主軸本身的變形、主軸和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子自·76·腳一一舭20ii上卜DesignandResearCh設(shè)計(jì)與研究2，于是有0=tan[(△+△)／1]。2ZJT一310型鏜床軸系結(jié)構(gòu)分析所以△總=△+△=(1+a)tan0，將0值代人，可得：2．1軸系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述(f+口)-(2+Ⅱ)該型號(hào)機(jī)床主軸軸系結(jié)構(gòu)采用前、后靜壓軸承支承，主軸驅(qū)動(dòng)通過(guò)將三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子直聯(lián)在主軸代入各個(gè)已知參數(shù)的實(shí)際數(shù)值后，通過(guò)計(jì)算可以后端實(shí)現(xiàn)(圖1)，鏜削不同材料和孔徑尺寸的
