主轴轴承可以选用圆柱滚子轴承、 圆锥滚子轴承由于滚子大端面与内圈挡边之间为滑动 摩擦，发热较多，故转速受到限制。 由于滚动轴承有许多优点，加之加工精度的提高，所以，一般情况下数控机床应尽量采 用滚动轴承， 只有要求加工表面粗糙度数值和小时， 且主轴又是水平的机床时才用滑动轴承， 而本设计内容为小型加工中心主轴组件设计，所以要选用滚动轴承了。 主轴轴承主要应根据精度、刚度和转速来选择，为了提高精度和刚度，主轴轴承间的间隙应 该是可调的。 线接触的滚子轴承比点接触的球轴承的刚度高， 但一定温升下允许的转速较低， 下面就简述几种常用的数控机床主轴的机构及适用范围
摘 要：本设计是以 CK6140数控车床主轴部件为主要内容。讲述了数控机床的结构设计要 求：提高机床的结构刚度，提高机床结构的抗振性，以及减少机床的热变形。主要设计主轴 的前端轴径的大小和形状、 主轴跨距的计算及前后支撑的类型和轴承的选用。 主轴是加工中 心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中为主要 考虑对象。 关键词： 关键词：主轴回转精度 轴承精度 最优跨距 前端悬伸量 绪 论 选题背景 随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足 要求。 数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。 它的发展代表了一个国家 设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。
主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程 中要多加注意。主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承
2主轴的要求及精度 主轴的要求及精度 2.1主轴的要求 主轴的要求 2.1.1旋转精度 旋转精度 主轴的旋转精度上是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位 的径向跳动和轴向跳动。 主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴，轴承，箱体孔的的制造，装配和调 整精度。还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。 通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 ） 2.1.2静刚度 静刚度 主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯 曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和欲紧，前后 支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。 各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性 抗振性 主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还 会产生噪声影响环境。 振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。 影响抗振性的因素主要有主轴组件的静刚度，质量分布和阻尼（特别是主轴前支撑的阻尼） 主轴的固有频率应远大于激动力的频率，以使它不易发生共振。 目前，尚未制定出抗振性的指标，只有一些实验数据可供设计时参考。 2.1.4升温和热变形 升温和热变形 主轴组件工作时因各相对运动的处的摩擦和搅油等而发热，产生温升，从而使主轴组件 的形状和位置发生变化（热变形） 。 主轴组件受热伸长，使轴承间隙发生变化。温度是使润滑油粘度降低，降低了轴承的承 载能力。主轴箱因温升而变形，使主轴偏离正确位置。前后轴承的温度不同，还会导致主轴 轴线倾斜。
由于受热膨胀是材料固有的性质，因此高精度机床要进一步提高加工精度，往往受热变 形的限制。研究如何减少主轴组件的发热，如何控制温度，是高精度机床主轴组件的研究的 主要课题之一。 2.1.5耐磨性 耐磨性 主轴组见的耐磨性是指长期保持原始精度的能力，即精度保持性。对精度有影响的首先 是轴承，其次是安置刀，夹具和工件的部位，如锥孔，定心轴径等。 为了提高耐磨性，一般机床主轴上的上述部分应淬硬至 HRC60左右，深约1mm. 2.1.6材料和热处理 材料和热处理 主轴承载后允许的弹性变形很小，引起的应力通常远远小于钢的强度极限。因此，强度 一般不做为选材的依据。 主轴的形状，尺寸确定之后，刚度主要取决于材料的弹性模量。各种材料的弹性模量几 乎相同，因此刚度也不是选材的依据。 主轴材料的选择主要根据耐磨性和热处理变形来考虑。 普通机床的材料通常是45号或60 号优质中碳钢，数控机床需调质处理。 4主轴轴承的选择 主轴轴承的选择 4.1轴承的选型 轴承的选型 主轴轴承是主轴组件的重要组成部分，它的类型、结构、配置、精度、安装、调整、润 滑和冷却都直接影响了主轴组件的工作性能。 在数控机床上主轴轴承常用的有滚动轴承和滑 动轴承。 滚动轴承摩擦阻力小，可以欲紧，润滑维护简单，能在一定的转速范围和载荷变动范围 下稳定地工作。滚动轴承有专业化工厂生产，选购维修方便，在数控机床上被广泛采用。与 滑动轴承相比，滚动轴承的噪声大，滚动体的数目有限，刚度是变化的，抗震性略差，但总 体来说，数控机床主轴组件在可能的条件下，应尽量使用滚动轴承，特别是大多数立式主轴 和主轴在套筒内能够作轴向移动的主轴。这时用滚动轴承可以用润滑脂润滑，以避免漏油。 滚动轴承根据滚动体的结构分为球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承三大类。 主轴支承分径向和推力 （轴向） 支承。 角接触轴承 （包括角接触球轴承和圆锥滚子轴承） 兼起径向和推力支承的作用。 推力支撑应位于前支撑内，原因是数控机床的坐标原点常设在主轴的前端。为了减少 热膨胀造成的坐标原点移动，应尽量缩短坐标原点至推力支撑之间的距离。
现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身， 具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。实现加工机床及生 产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术 的竞争。
本课题的目的和意义 在通过设计中运用所学的基础课、 技术基础课和专业课的理论知识， 生产实习和实验等 实践知识， 达到巩固、 加深和扩大所学知识的目的。 通过设计分析比较机床的某些典型机构， 进行选择和改进，学习构造设计，进行设计计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法 的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计 能力的目的。 通过设计获得设计工作的基本技能的训练， 提高分析和解决工程技术问题的能 力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。 1题目及参数 题目及参数 1.1题目 题目 本设计的题目是 CK7815数控车床的主轴组件的设计。它主要由主轴箱，主轴，电动机， 主轴脉冲发生器等组成。
