精密加工技术第六讲ppt课件

1、主轴回转精度主轴回转精度 回转精度回转精度在主轴空载手动或机动低速旋转情况下，在主轴空载手动或机动低速旋转情况下，在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、端面跳动和轴向窜动的大小。端面跳动和轴向窜动的大小。 影响回转精度的要素影响回转精度的要素 1 1轴承精度和间隙的影响。轴承精度和间隙的影响。 2 2主轴、支承座等零件中精度的影响。主轴、支承座等零件中精度的影响。 关键在于精细轴承，精细轴承常用滑动轴承。关键在于精细轴承，精细轴承常用滑动轴承。一、概述一、概述 由于构造与制造的缘由，普通说来：滚动轴承摩阻小、起动灵敏；规范化程度高，

2、质优价廉；便于运用与维护；故广泛运用于普通尺寸、中速、中载的普通任务条件下和运动机械中。 载荷特重；载荷特重； 接受宏大冲击载荷和振动载荷；接受宏大冲击载荷和振动载荷； 回转精度要求高；回转精度要求高； 转速特大；转速特大； 尺寸很大或很小；尺寸很大或很小； 构造上要求轴承剖分时；构造上要求轴承剖分时； 特殊任务条件下如水、腐蚀介特殊任务条件下如水、腐蚀介质中。质中。滑动轴承更有优势。滑动轴承更有优势。但是，在以下情况：但是，在以下情况：滑动轴承的分类滑动轴承的分类 按滑动轴承任务时轴瓦和轴颈外表间呈现的摩擦按滑动轴承任务时轴瓦和轴颈外表间呈现的摩擦形状，滑动轴承可分为形状，滑动轴承可分为:

3、液体摩擦轴承液体摩擦轴承非液体摩擦轴承非液体摩擦轴承液体动压光滑轴承液体动压光滑轴承液体静压光滑轴承液体静压光滑轴承 按滑动轴承接受载荷的方向可分为按滑动轴承接受载荷的方向可分为:径向滑动轴承向心径向滑动轴承向心推力滑动轴承止推推力滑动轴承止推根据光滑膜的构成原理不同分为：根据光滑膜的构成原理不同分为：动压光滑轴承动压光滑轴承利用相对运动副外表的相对运动利用相对运动副外表的相对运动和几何外形，借助流体粘性，把光滑和几何外形，借助流体粘性，把光滑剂带进摩擦面之间，依托自然建立的剂带进摩擦面之间，依托自然建立的流体压力膜，将运动副外表分开的光流体压力膜，将运动副外表分开的光滑方法为流体动压光滑。滑

4、方法为流体动压光滑。静压光滑轴承静压光滑轴承在滑动轴承与轴颈外表之间输入在滑动轴承与轴颈外表之间输入高压光滑剂以接受外载荷，使运动副高压光滑剂以接受外载荷，使运动副外表分别的光滑方法成为流体静压光外表分别的光滑方法成为流体静压光滑。滑。径向轴承向心轴承径向轴承向心轴承径向轴承的受力径向轴承的受力FrFr与轴的中心线垂直与轴的中心线垂直止推轴承推力轴承止推轴承推力轴承止推轴接受力止推轴接受力FaFa与与轴的中心线平行轴的中心线平行FrFa轴承座轴承座径向轴瓦径向轴瓦止推轴瓦止推轴瓦1、液体静压轴承任务原理、液体静压轴承任务原理静压轴承组成：供油系统、节流器、轴承静压轴承组成：供油系统、节流器、轴

5、承一、液体静压轴承主轴一、液体静压轴承主轴 1 1轴承内圆柱轴承内圆柱面上，等间隙地开面上，等间隙地开有几个油腔。有几个油腔。2 2各油腔之间各油腔之间开有回油槽。开有回油槽。3 3运用中，油一运用中，油一部分从回油槽流回部分从回油槽流回油箱径向回油，油箱径向回油，另一部分那么由两另一部分那么由两端流回油箱轴向端流回油箱轴向回油。回油。6 6当主轴不受载荷且忽略自重时，那么各油腔的油压一样，坚当主轴不受载荷且忽略自重时，那么各油腔的油压一样，坚持平衡，轴在轴承正中心，这时轴颈外表与各腔封油面之间的间持平衡，轴在轴承正中心，这时轴颈外表与各腔封油面之间的间隙相等，均为隙相等，均为h0h0。4 4

6、油腔周围构油腔周围构成适当宽度封油成适当宽度封油面，它们和轴颈面，它们和轴颈之间的间隙普通之间的间隙普通为为 0.020.020.04mm0.04mm。5 5油泵供油压力油泵供油压力为为ps ps ，油液经节流，油液经节流器器T T进入各油腔，将进入各油腔，将轴颈推向中央。轴颈推向中央。3 3供油压力供油压力ps ps 一定，油腔一定，油腔3 3内的油压内的油压p3p3升高。升高。 1 1当主轴受径向当主轴受径向载荷包括自重载荷包括自重F F作用后，轴颈向下挪作用后，轴颈向下挪动产生偏心量动产生偏心量e e。受负载之后受负载之后的任务情况的任务情况2 2油腔油腔3 3处的间处的间隙减小为隙减小

7、为h0-e h0-e ，由，由于油液流过间隙小于油液流过间隙小的地方阻力大，流的地方阻力大，流量减小，因此流过量减小，因此流过节流器节流器T3T3的流量减的流量减少，压力损失随之少，压力损失随之减小减小4 4油腔油腔1 1处的间隙增大为处的间隙增大为h0h0e e，间隙变大，间隙变大，流量添加，流过节流器流量添加，流过节流器T1T1的流量添加，压力的流量添加，压力损失添加，油腔损失添加，油腔1 1内的油压内的油压p p降低，油腔降低，油腔3 3与油与油腔腔1 1之间构成了压力之间构成了压力p = p3 -p1p = p3 -p1，产生与载，产生与载荷方向相反的托起力，以平衡外载荷荷方向相反的托

8、起力，以平衡外载荷F F。运用条件运用条件2 2油腔压力是液压泵供应的，与轴的转速无关。因此，静压油腔压力是液压泵供应的，与轴的转速无关。因此，静压轴承可以在很低的转速下任务。轴承可以在很低的转速下任务。1 1各油腔由同一各油腔由同一个液压泵供油，那个液压泵供油，那么每个油腔必需串么每个油腔必需串联一个节流器。没联一个节流器。没有节流器，各油腔有节流器，各油腔油压一样，相互抵油压一样，相互抵消，就不能平衡外消，就不能平衡外载荷了，这时主轴载荷了，这时主轴产生位移，甚至使产生位移，甚至使轴颈与轴承外表接轴颈与轴承外表接触触 1 1液体静压轴承的温升高，难以控制，呵斥热变形，影响主液体静压轴承的温

9、升高，难以控制，呵斥热变形，影响主轴精度。轴精度。 2 2静压油回油时将空气带入油源，构成微小气泡悬浮在油中，静压油回油时将空气带入油源，构成微小气泡悬浮在油中，不易排出，降低轴承的刚度和动特性。不易排出，降低轴承的刚度和动特性。 处理措施：处理措施： 1 1提高静压油的压力到提高静压油的压力到6 68MPa8MPa，使油中微小气泡的影响减小，使油中微小气泡的影响减小，提高静压轴承的刚度和动特性。提高静压轴承的刚度和动特性。 2 2静压轴承用油进展冷却，实现温度控制，减少轴承的温升。静压轴承用油进展冷却，实现温度控制，减少轴承的温升。 3 3轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。轴承用恒温水冷却，

10、减小轴承的温升。2、液体静压轴承的缺陷、液体静压轴承的缺陷练习 请绘图表达精细静压轴承的任务原理，并阐明抑制其缺陷可采用的措施。二、空气静压轴承主轴二、空气静压轴承主轴二、空气静压轴承主轴二、空气静压轴承主轴圆柱径向空气静压轴承圆柱径向空气静压轴承径向轴承的轴套制成外面鼓径向轴承的轴套制成外面鼓形，能自动调整定心。轴套形，能自动调整定心。轴套的外外表做凸形球面，与轴的外外表做凸形球面，与轴承盖及轴承座上的凹形球面承盖及轴承座上的凹形球面相配合。当轴变形时，轴套相配合。当轴变形时，轴套可以自动调整位置，从而保可以自动调整位置，从而保证轴颈与轴鼓为面接触。证轴颈与轴鼓为面接触。双半球空气轴承主轴双

11、半球空气轴承主轴前后轴承均采用半前后轴承均采用半球状，既是径向轴球状，既是径向轴承又是轴向轴承。承又是轴向轴承。由于轴承的气浮面由于轴承的气浮面是球面，有自动调是球面，有自动调心作用，可提高前心作用，可提高前后轴承的同心度，后轴承的同心度，提高主轴的回转精提高主轴的回转精度。度。前部用球形后部用圆柱前部用球形后部用圆柱径向空气轴承的主轴径向空气轴承的主轴一、概述一、概述导轨不仅是支承任务台、主轴箱、头架尾架等部件的载荷，而且是还保证各部件间的相对位置与相对运动的精度。导轨在机床上的运用一、概述一、概述1导轨的特点：与主轴部件相比，具有以下的特点：与主轴部件相比，具有以下的特点：1 1任务速度低

12、。任务速度低。2 2导轨的任务部分既长又薄，刚度差，是机床最薄弱的环节导轨的任务部分既长又薄，刚度差，是机床最薄弱的环节之一。之一。3 3受力情况比较复杂，给计算带来困难。受力情况比较复杂，给计算带来困难。4 4加工导轨的任务量较大，需配备公用导轨磨床进展加工，加工导轨的任务量较大，需配备公用导轨磨床进展加工，甚至需用手工刮研方法才干获得较高的导轨精度。甚至需用手工刮研方法才干获得较高的导轨精度。2导轨的根本要求一导向精度高1、导轨在程度面内和垂直面内的直线度2、导轨的平行度3、导轨间的垂直度二足够的刚度外力作用下导轨本身抵抗变形的才干2导轨的根本要求2、导轨的平行度3、导轨间的垂直度三精度坚

13、持性耐磨性好1、降低导轨面的比压；2、良好的防护与光滑；3、正确选择导轨副的资料和热处置；4、选择合理的加工方法。四运动的灵敏度 指运动构件能实现的最小行程。刻度值越小，灵敏度越高。二足够的刚度 外力作用下导轨本身抵抗变形的才干棱柱面棱柱面圆柱面圆柱面xyz按轨面间的摩擦性质分类1滑动导轨 两导轨面间是滑动摩擦。按两导轨面间的摩擦形状不同，可分为液体或气体静压导轨及流体动压导轨。2滚动导轨 两导轨面间是滚动摩擦。可按中间滚动体的不同而分为：滚珠导轨、滚柱导轨、滚针导轨及滚动轴承导轨等。二、导轨的分类二、导轨的分类滑动导轨按导轨的截面方式分滑动导轨分两大类凸形和凹形凸形导轨不易积存切屑，但难以保

14、管光滑油，只适宜于低速运动。凹形导轨光滑性能良好，适宜于高速运动，为防止落入切屑等，必需配备良好的防护安装。三、液体静压导轨三、液体静压导轨任务原理与静压轴承一样。任务原理与静压轴承一样。将具有一定压力的光滑油，将具有一定压力的光滑油，经节流器输入到导轨面上的经节流器输入到导轨面上的油腔，即可构成承载油膜，油腔，即可构成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩使导轨面之间处于纯液体摩擦形状。擦形状。1 1 、 4 4 滤油器；滤油器； 2 2 油泵；油泵； 3 3 溢流阀；溢流阀； 5 5 节流器；节流器； 6 6 运动部件；运动部件； 7 7 固定部件；固定部件； 8 8 油箱油箱 Pr1Pr1P

15、r2Pr2Pr3Pr3Pr4Pr4Pr5Pr5Pr6Pr6三、液体静压导轨三、液体静压导轨 当运动部件6遭到颠覆力矩M后，油腔3、4的间隙增大，油腔1、6 的间隙减小。由于各相应节流器的作用，使油腔 3、4 的压力减小，油腔 1 、 6 的压力增高，从而产生一个与颠覆力矩相反的力矩，使运动部件坚持平衡。三、液体静压导轨三、液体静压导轨在接受载荷F时，油腔 1、4 间隙减小，压力增大；油腔 3、6 间隙增大，压力减小，从而产生一个向上的力，以平衡载荷F 。 静压导轨的优缺陷静压导轨的优缺陷优点：导轨运动速度的变化对油膜厚度的影响很小； 载荷的变化对油膜厚度的影响很小； 液体摩檫，摩檫系数仅为0.

16、005左右，油膜抗振性好。缺陷：导轨本身构造比较复杂； 需求添加一套供油系统； 对光滑油的清洁程度要求很高。主要运用：精细机床的进给运动和低速运动导轨三、导轨的构造方式三、导轨的构造方式三角形导轨支承导轨为凸形时山形导轨支承导轨为凹形时V形寻轨三角形导轨依托三角形的两个侧面导向，磨损后能自动补偿，不影响导向精度。支承导轨为山形时，不易积存较大的切屑，也不易存留光滑油，适用于不易防护、速度较低的进给运动导轨。支承导轨为V形时，由于能得到较充足的光滑，除用于精细和大型机床的进给导轨外，还可用于主运动导轨，如龙门刨床床身导轨，必需很好地防护，以防落入切屑和灰尘矩形导轨制造简单、刚度高、承载才干大；具

17、有程度和垂直两个方向的导轨面，而且两个导轨面的误差不会相互影响，便于安装调整；侧面磨损后不能自动补偿，需求有间隙调整安装，因此导向性较差；适用于载荷较大而导向性要求不高的机床。矩形导轨燕尾形导轨构造紧凑、高度尺寸较小，可接受颠覆力矩磨损后不能自动补偿间隙，需用镶条调整，刚性较差，摩擦力较大，制造和检修都比较复杂。普通用作中、低速的多层导轨燕尾形导轨优点：圆柱形导轨制造简单，容易到达较高精度优点：圆柱形导轨制造简单，容易到达较高精度缺陷：磨损后很难调整和补偿间隙；对温度变化比较缺陷：磨损后很难调整和补偿间隙；对温度变化比较 敏感，间隙不能调整。敏感，间隙不能调整。圆柱形导轨四、滚动导轨四、滚动导

18、轨滚动导轨的优点滚动导轨就是在导轨面之间装有一定数量的滚动体，两个导轨滚动导轨就是在导轨面之间装有一定数量的滚动体，两个导轨面只和滚动体接触，使导轨面之间的摩擦性质成为滚动摩擦。面只和滚动体接触，使导轨面之间的摩擦性质成为滚动摩擦。特点：摩擦系数小特点：摩擦系数小0.00250.00250.0050.005 静、动摩擦系数很接近静、动摩擦系数很接近 运动轻便灵敏、运动所需功率小；运动轻便灵敏、运动所需功率小； 摩擦发热少、磨损小；摩擦发热少、磨损小； 精度坚持性好精度坚持性好( (钢制淬硬导轨修缮期间隔可达钢制淬硬导轨修缮期间隔可达10101515年年) ) 低速运动平稳性好，普通没有爬行景象

19、低速运动平稳性好，普通没有爬行景象滚动导轨的优点 挪动精度和定位精度高普通反复定位误差约0.10.2m。 滚动导轨光滑简单可用油脂光滑； 维护方便只需改换滚动体； 高速运动时不会象滑动导轨那样因动压效应而浮起。 滚动导轨副的主要缺陷滚动导轨副的主要缺陷是抗冲击载荷的才干较差，是抗冲击载荷的才干较差，且滚动导轨副对灰尘屑末等且滚动导轨副对灰尘屑末等较敏感。较敏感。滚动导轨的缺陷滚动导轨的运用q需求实现精细位移的机床，如坐标镗床、数控机需求实现精细位移的机床，如坐标镗床、数控机床等。床等。q用于外圆磨床砂轮架实现微量进给：用于外圆磨床砂轮架实现微量进给：q平面磨床任务台导轨为防止高速挪动时产生浮起，平面磨床任务台导轨为防止高速挪动时产生浮起，以提高加工精度；以提高加工精度；q大型外圆磨床任务台导轨为了减轻阻力和减少发大型外圆磨床任务台导轨为了减轻阻力和减少发热等也采用滚动导轨。热等也采用滚动导轨。滚珠导轨q滚珠导轨构造紧凑，容易制造，本钱较