機床主軸撓度分析方法摘要：基于Web的PDM系統(tǒng)基于動力學特征的磨床床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化布局設計SMT基本名詞解釋剪板機安全操作須知MKL7150×16/2型七軸五聯(lián)動數(shù)控強力成形磨床中國超硬工具走向國際市場需解決三個問題大角度斜面激光切割工藝數(shù)控電火花快走絲線切割機床的操作(上)FANUC CNC系統(tǒng)與機床的連接與調(diào)整特固克在CIMT2007展示金屬加工十八般武藝135型柴油機機體氣門挺桿孔加工組合機床W200HD鏜銑床數(shù)控系統(tǒng)故障維修軸承失效分析方法(一)杭州齒輪箱廠PDM工程的實施與應用基于ARM微處理器的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)注塑新工藝--注射壓縮成型技術新型的機器人拖鏈系統(tǒng)表面質(zhì)量系數(shù)β實施PDM、加快企業(yè)的信息化發(fā)展深溝球軸承的基本構(gòu)造及優(yōu)劣分析方法分析主軸機床支承加工0.0002L計算結(jié)構(gòu)軸承本文用統(tǒng)計、計算和實測分析比較的方法，討論了現(xiàn)代機床(包括數(shù)控、精密和通用機床)主軸的許用撓度問題，論證了目前常用的許用撓度式在應用中存在的局限性。前言現(xiàn)代機床主軸部件的剛度，是反映主軸部件結(jié)構(gòu)性能的主要指標，它綜合地反映了主軸和軸承的變形，.

　　本文用統(tǒng)計、計算和實測分析比較的方法，討論了現(xiàn)代機床(包括數(shù)控、精密和通用機床)主軸的許用撓度問題，論證了目前常用的許用撓度式在應用中存在的局限性。

　　前言

　　現(xiàn)代機床主軸部件的剛度，是反映主軸部件結(jié)構(gòu)性能的主要指標，它綜合地反映了主軸和軸承的變形，直接與機床加工精度有關。而高速主軸是機床的關鍵部件之一，因此設計高精度數(shù)控機床的主軸組件時，更應滿足高剛度的要求。主軸部件的剛度大小通常以使主軸前端施加一定作用力，在力的方向上所產(chǎn)生的位移來衡量。這被稱為端部“撓度”的位移，是設計主軸部件的重要參數(shù)，許用撓度的大小對主軸部件的剛度有決定性影響，因而它就決定了機床的使用性能。

　　一、[y]=0.0002L式的來源

　　目前，主軸部件剛度的許用值還尚無統(tǒng)一規(guī)定。大多是取主軸端部的位移、前軸承處的轉(zhuǎn)角、齒輪嚙合處的轉(zhuǎn)角和不產(chǎn)生顫振的最大切削寬度等幾個方面，常用一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)和公式來控制。其中，在主軸端部位移方面，往往用下列內(nèi)容來控制[2][3]：

　　1. 精加工機床主軸端部位移不超過主軸允許徑向跳動的三分之一；

　　2. 一般機床用主軸端部撓度[y]=0.0002L。

　　許用撓度在我國的應用較為廣泛的，目前，在各類學校的教材中還有引用該經(jīng)驗公式的。眾所周知，我國大多數(shù)有關教材的教學內(nèi)容都來自前蘇聯(lián)，幾乎都是采用前蘇聯(lián)機床研究方面的權(quán)威烈歇托夫和阿切爾康等早年對軸和主軸許用撓度的論述。

　　文獻[5]提出：“機床中大多數(shù)軸(這節(jié)內(nèi)容不包括主軸)，其最大撓度對軸承間的長度的比值在0.0001---0.0005范圍內(nèi)。一般不超過0.0002。”

　　又文獻[6]介紹：“決定機床主軸和軸的允許撓度的一般準則，還沒有研究出來。因此在機床制造廠中，目前還是用這些在機床上應用起來可以不造成廢品的試驗數(shù)據(jù)。目前廣泛應用的數(shù)據(jù)：主軸或軸的最大撓度為軸座間距離的0.0002倍。”從以上兩文獻中可見，他們并沒有指定端部撓度，而且，兩位權(quán)威的論述涉及范圍有所不同，烈歇托夫所述不包括主軸，而阿切爾康所述是包括主軸的。

　　我國有些教材，例如文獻[1]介紹：“有的工廠認為在額定載荷下，主軸的最大撓度ymax不得超過0.0002L。”也有文獻[2]、[3]、[7]介紹：“主軸端部撓度y的許用值目前尚無統(tǒng)一標準，有的資料推薦，對于一般機床則要求主軸端部最大位移ymax≤0.0002L”或采用回避說明：“目前，主軸部件尚無統(tǒng)一的剛度標準。”還有2006版的《機械設計手冊》[8]表5-1-42，推薦“金屬切削機床主軸ymaxP=0.0002L”可見，后者是指明主軸端部撓度的，而前者則沒有指明。但可以判斷都是從阿切爾康的論述中引用來的。

　　二、典型機床的撓度計算值

　　由于機床的主軸類型很多，為了選擇結(jié)構(gòu)和性能較典型的示例來說明問題，特用幾臺典型車床的主軸端部撓度計算為例。

　　在計算過程中，根據(jù)支承的形式不同，分成三種計算形式，上計算機(計算源程序略)得：

　　1. 兩支承結(jié)構(gòu)形式：示意圖1所示

　　主軸端部撓度為：

　　y=P[a3/(3EJ)+La2/(3EJ)+(1+a/L)2/C1+(a2/L2)/C2]

　　2. 三支承結(jié)構(gòu)，以前中支承為主要支承：示意圖2所示