主轴部件应满意的根本要求有旋转精度、刚度、抗振性、温升热变形和精度坚持性等。主轴的旋转精度是指设备后，在无载荷、低速滚动条件下，在设备工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制作、设备和调整精度。主轴部件的刚度是指其在外加载荷效果下反抗变形的才干，通常以主轴前端发生单位位移的弹性变形时，在位移方向上所施加的效果力来界说，主轴部件的刚度是归纳刚度，它是主轴、轴承等刚度的归纳反映。主轴部件的抗振性是指反抗受迫振荡和自激振荡的才干。主轴部件的振荡会直接影响工件的外表加工质量，刀具的运用寿命，发生噪声。主轴部件的精度坚持性是指长时刻地坚持其原始制作精度的才干，有必要进步其耐磨性。

  两个方向的推力轴承都散布在前支撑处；特色：在前支撑处轴承较多，发热大，升温高；但主轴接受热后向后伸，不影响轴向精度；适用场合：用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。

  两个方向的推力轴承都安置在后支撑处；特色：发热小、温度低，主轴受热后向前伸长，影响轴向精度；适用范围：用于一般精度机床、立铣、多刀车床。

  两个方向的推力轴承别离安置在前后两个支撑处；特色：这类装备计划当主轴受热伸长后，影响轴承的轴向空隙，为防止松动，可用绷簧消除空隙和补偿热膨胀；适用范围：用于短主轴，如组合机床。

  两个方向的推力轴承装备在前支撑后侧；特色：此计划可削减主轴的悬伸量，使主轴热膨胀后向后伸长，但前支撑结构杂乱，温升或许较高。

  主轴静压轴承一般都是运用液体静压轴承，液体静压轴承体系由一套专用供油体系、节省器和轴承三部分组成。静压轴承由供油体系供应必定压力油，输进轴和轴承空隙中，利用油的静压压力支撑载荷、轴颈一直浮在压力油中。所以，轴承油膜压强与主轴转速无关，承载才干不随转速而改变。静压轴承与动压轴承比较有如下长处：承载才干高；旋转精度高；油膜有均化差错的效果，可进步加工精度；抗振性好；作业平稳；既能在极低转速下作业，也能在极高转速下作业；冲突小，轴承寿命长。

  定压式静压轴承的作业原理如下图所示，在轴承的内圆柱孔上，开有四个对称的油腔1~4。油腔之间由轴向回油槽离隔，油腔四周有封油面，封油面的轴向宽度为a，轴向宽度为b。液压泵输出的油压为定值P的油液，别离流经节省器T1、T2、T3和T4进入各个油腔。节省器的效果是使各个油腔的压力随外载荷的改变自动调理，然后平衡外载荷。当无外载荷效果（不考虑自重）时，各油腔的油压持平，即p1=p2=p3=p4，坚持平衡，轴在正中央，各油腔封面与轴颈的空隙持平，即h=h1=h2=h3=h4，空隙液阻也持平。

  当有外载荷F向下效果时，轴颈失去平衡，沿载荷方向偏移一个细小位移e，油腔3空隙减小，即h3=h-e，空隙液阻增大，流量减小，分流器T3的压力降减小，因供油压力P是定值，故油腔压力P3随之增大。同理，上油腔1空隙增大，即h1=h+e，空隙液阻减小，流量增大。节省器T1的压力降增大，油腔压力P1随之减小。两者的压力差Δp=p3-p1，压力差将主轴推回中心以平衡外载荷F。

  （1）46000为圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承接受轴向负荷的才干取决于触摸角，即外圈滚道视点，视点越大，轴向负荷才干也越大；3182100是双列向心圆柱滚子轴承，这种轴承承载才干大，冲突系数小，温升低，但不能接受轴向力。这种装备办法首要在后面的轴承接受轴向力，因而相当于后端装备，这种装备的特色是发热小、温度低，主轴受热后向前伸长，影响轴向精度；适用范围是用于一般精度机床、立铣、多刀车床。

  （2）这种装备办法首要在前段的轴承接受轴向力，因而这种轴承装备相当于前端装备；这种装备的特色是在前支撑处轴承较多，发热大，升温高；但主轴接受热后向后伸，不影响轴向精度；适用场合是用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。

  （3）2268000是双向推力向心球轴承，因而这种装备相当于中心装备，这种装备的特色是两个方向的推力轴承装备在前支撑后侧，此计划可削减主轴的悬伸量，使主轴热膨胀后向后伸长，但前支撑结构杂乱，温升或许较高。

  调整主轴上的后螺母可消除后止推轴承的轴向空隙和角触摸球轴承的径向和轴向空隙；调整主轴上的前螺母可消除前部双列向心圆柱滚子轴承的径向空隙，持续调整主轴上的后螺母，将主轴向后拉可消除前部止推轴承的轴向空隙。

  6.试查看图3－116所示主轴部件中有否过错；如有，请指犯错在那里？应怎样改正？用另画的正确简图表示出来。

  答：有多处过错，主轴前端的双列向心圆柱滚子轴承空隙不能调整；大齿轮应靠主轴前支承，主轴上有轴向力不能用弹性档圈定位，应改为螺母定位锁紧；中心支承运用向心球轴承或圆柱滚子轴承；主轴后支承两个圆锥滚子轴承应大口朝外；没有考虑密封和光滑。

  7.试规划一主轴部件，前支承用两个圆锥滚子轴承接受径向力和双向轴向力，后支承用一个双列圆柱滚子轴承，画出前后支承部分的结构简图。

  2）应具有较好的动态特性，包含较大的位移阻抗（动刚度）和阻尼；整机的低阶频率较高，各阶频率不致引起结构共振；不会因薄壁振荡而发生噪声。

  答：支承件常用的资料有铸铁、钢板和型钢、大然花岗岩、预应力钢筋混凝土、树脂混凝土等。

  铸铁铸造功能好、简略取得杂乱结构的支承件，一起铸铁的内冲突力人，阻尼系数大，使振荡衰减的件能好，本钱低。但铸件需求木模芯盒，制作周期长，有时发生缩孔、气泡等缺陷，本钱高，适于成批出产。铸造支承件要进行时效处理，以消除内应力。

  用钢板和型钢等焊接支承件，其特色是制作周期短，省去制作木模和铸造工艺：支承件可制成关闭结构，刚性好；便于产品更新和结构改进；钢板焊接支承件固有频率比铸铁高，在刚度要求相同状况下，选用钢焊接支承件可比铸铁支承件壁厚削减一半，分量减轻20％〜30％。钢板焊唼结构的缺陷是钢板资料内摩檫阻尼约为铸铁的1/3，抗振性较铸铁差，为进步机床抗振功能，可选用进步阻尼的办法来改进动态功能。

  预应力钢筋混凝土首要用于制作不常移动的大型机械的机身、底座、立注等支承件，预应力钢筋混凝土支承件的刚度和阻尼比铸铁大几倍，抗振性好，本钱较低。用钢筋混凝土制成支承件时，钢筋的装备对支承件影响较大。一般三个方向都要装备钢筋、总预拉力为120〜150KN。缺陷是脆性大，耐腐蚀性差，油进入导致原料疏松，所以外表芘进行喷漆或喷涂塑料。

  天然花岗岩功能安稳，精度坚持性好，抗振性好、阻尼系数比钢大15倍，耐磨性比铸铁高5〜6倍，导热系数和线胀系数小，热安稳性好，抗氧化性强，不导电，抗磁，与金属不粘合，加工便利，经过研磨和抛光简略得到很高的靖度和外表粗糙度。

  树脂混凝土特色是：刚度高；具有杰出的阻尼功能，阻尼比为灰铸铁的8〜10倍，抗振 性好；热容量大，热传导率低，导热系数只为铸铁的1/25〜1/40，热安稳性高，其构件热变形小；比重为铸铁的1/3，质量轻；可取得杰出的几许形状精度，外表精糙度也较低；对切削油、光滑剂、冷却液有极好的耐腐蚀性；与金属粘接力强，可依据不同的结构要求，预埋金属件，使机械加工量削减，下降本钱；浇注时无大气污染；出产周期短，工艺流程短；浇注出的床身静刚度比铸铁床身进步16％〜40％。总归它具有刚度高、抗振性好、耐水、耐化学腐蚀和耐热特性。缺陷是某些力学功能低，但能够预埋金属或添加加强纤维。关于高速、高效、髙精度加工机床具有广泛的运用远景。

  1）无论是方形、圆形或矩形，空心截面的刚度都比实心的大，并且相同的断面形状和相同巨细的面积，外形尺度大而壁薄的截面，比外形尺度小而壁厚的截面的抗弯刚度和抗扭刚度都高。所认为进步支承件刚度，支承件的截面应是中空形状，尽或许加大截面尺度，在工艺或许的前提下壁厚尽量薄一些。当然壁厚不能太薄，避免呈现薄壁振荡。

  2〕圆（环）形截面的抗扭刚度比方形好，面抗弯刚度比方形低。因而，以接受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形，并以其髙度方向为受弯方向；以接受扭矩为主的支承件的截面形状应取圆（环）形。

  3）关闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度。规划时应尽或许把支承件的截面作成关闭形状。可是为了排屑和在床身内设备一些组织的需求，有时不能作成全关闭形状。

  筋板是指联接支承件四周外壁的内板，它能使支承件外壁的部分载荷传递给其它壁板，然后使整个支承件接受载荷，加强支承件的本身和全体刚度筋板的安置取决于支承件的受力变形方向，其间，水平市置的筋板有助于进步支承件水平面内曲折刚度；笔直放置的筋板有助 于进步支承件笔直面内的曲折刚度；而斜向筋板能 一起进步支承件的抗弯和抗扭刚度。

  筋条装备于支承件某一内壁上，首要为了减小部分变形和薄壁振荡，用来进步支承件的部分刚度。筋条能够纵向、横向和斜向，常常安置成穿插摆放，如井字形、米字形等。有必要使肋条坐落壁板的曲折平面内，才干有效地烕少壁板的曲折变形。筋条厚度一般是床身壁厚的3.7〜0.8倍。

  (1）进步支承件的静刚度的首要办法有依据支承件受力状况合理地挑选支承件的资料、截面形状和尺度、壁厚，合理地安置肋板和筋条，以提髙结构全体和部分的曲折刚度和改变刚度。

  （2）进步动态特性的办法首要有改进阻尼特性，关于铸铁支承件，铸件内砂芯不铲除，或在支承件中填充型砂或混凝土等阻尼树料，能够起到减振效果。关于焊接支承件、除了能够在内腔中填充混凝土 减振外，还能够充沛利用接合面间的冲突阻尼来减小振荡。即两焊接件之间留有贴合而未焊死的外表，在振荡进程中，两贴合面之间发生的相对冲突起阻尼效果，使振荡减小。连续焊缝虽使静刚度有所下降，但阻尼比大为添加，使动刚度大幅度增大。在支承件外表选用阻尼涂层，能取得较卨的阻尼比，既进步了抗振性，又提髙了机床对噪声辐射的吸收才干。选用新资料制作支承件如树脂混凝土资料它具有刚性高、抗振性好、热变形小、耐化学腐浊的特色，能够使动刚度进步几倍。

  答：异轨应满意精度高、承载才干大、刚度好、冲突阻力小、运动平稳、精度坚持性好、寿命长、结构简略、工艺性好、便于加工、设备、调整和修理、本钱低一级要求。下面的五个要求允为杰出：

  （1）导向精度 导向精度是导轨副在空载荷或切削条件下运动时，实践运动轨道与给定运动轨道之间的差错。影响导向精度的要素许多，如导轨的几许精度和触摸精度，导轨的结构型式，导轨和支承件的刚度，导轨的油膜厚度和油膜刚度，导轨和支承件的热变形等等。

  （2)承载才干大、刚度好 依据导轨接受载荷的性质、方向和巨细，合理地挑选导轨的截面形状和尺度，使导轨具有满意的刚度，确保机床的加工精度。

  （3）精度坚持性好 精度坚持性首要是由导轨的耐磨性决议的，常见的磨损方法有磨料(或磨粒）磨损、粘着磨损或咬焊、触摸疲惫磨损等。影响耐磨性的要素有导轨资料、载荷状况、冲突性质、工艺办法、光滑和防护条件等。

  （4）低速运动平稳 当动导轨作低速运动或微量进给时，应确保运动一直平稳，不呈现匍匐现象。影响低速运动平稳性的要素有导轨的结构方法、光滑状况、导轨冲突面的静、动冲突系数的差值，以及传动导轨运动的传动系刚度，

  答：导轨空隙常用压板、镶条来调整。压板用来调整辅佐导轨面的空隙和接受推翻力矩。压板用螺钉固定在运动部件上，用配刮、垫片来调整空隙。镶条用来调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧向空隙，镶条应放在导轨受力较小侧，常用的镶条有平镶条和斜镶条两种。

  答：卸荷导轨用来下降导轨面的压力，削减冲突阻力，然后进步导轨的耐磨性和低速运动的平稳性，尤其是对大型、重型机床来说，作业台和工件的质鸶很大，导轨面上的冲突阻力很大，常选用卸荷导轨.

  下图是常用的机械卸荷设备.导轨上的一部分载荷由支承在辅佐导轨面a上的滚动轴承3接受。卸荷力的巨细经过螺钉1和碟形绷簧2调理。卸荷点的数目由动导轨上的载荷和卸荷系数决议。特色：机械卸荷办法的卸荷力不能随外载荷的改变而调理。

  将高压油压入作业台导轨上的一串纵向油槽，发生向上的浮力，分管作业台的部格外载， 起到卸荷的效果。假如作业台上工件的质量改变较大，可选用相似静压导轨的节省器调整卸荷压力，如作业台全长上受载不均匀，可用节省器调整各段导轨的卸荷压力，以确保导轨全长坚持均匀的触摸压力。带节省器的液压卸荷导轨与静压导轨不同之处是后者的上浮力足以 将作业台悉数浮起，构成纯流体冲突；而前者的上浮力不足以将作业台悉数浮起，但因为介质的粘度较高，由动压效应发生的搅扰较大，难以坚持冲突力根本稳定。

  压缩空气进入作业台的气嚢，经导轨面间由表而粗糙度而构成的细小沟槽流人大气，导轨间的气压呈悌形散布，构成一个气垫，发生的上浮力对导轨进行卸荷。气垫的数量依据作业台的长度和刚度而定，长度较短或刚度较高时，气垫数暈可取少些，每个导轨面至少应有两个气垫。

  气压卸荷导轨以压缩空气作为介质，无污染，无收回问题；且粘度低，动压效应影响小，但因为气体的可压缩性，气体静压导轨的刚度不如液体静压导轨。为了统筹精度和阻尼的要求应使冲突力根本坚持稳定，即卸荷应力应随外载荷改变能自动调理呈现了自动调理气压卸荷导轨，也称半气浮导轨。自动调理气压卸荷导轨具有自动调理卸荷导轨体系的刚度K1，比无卸荷时的触摸刚度K进步了。当外载荷有较大改变时，导轨间的触摸力和冲突力只需细小改变，确保运动平稳、不匍匐。

  刀架是机床的重要组成部分，用于加持切削用的刀具，卧式车床刀架只能装四把刀，加上尾架也最多装五把刀。而有些零件加工外表许多，需求更多的刀具才干完结，因而呈现了转塔刀具。整体来说卧式车床刀架自动化程度不高，大部分都需求人工滚动刀架进行换刀。

  数控机床是一种高度自动化的机床，它的刀架一般都选用自动（电气或液压）转位办法。数控车床刀架大体分为排刀式刀架和转塔式刀架两大类。

  数控机床的刀架和卧式车床的刀架的不同是由两者彻底不同的自动化程度构成的。

  ⑴满意工艺进程所提出的要求。机床依托刀具和工件间相对运动构成工件外表，而工件的外表形状和外表方位的不同，要求刀架和刀库上能够安置满意多的刀具，并且能够便利而正确地加工各工件外表，为了实现在工件的一次设备中完结多工序加工，所以要求刀架、刀库能够便利地转位。

  ⑵在刀架、刀库上要能牢固地设备刀具，在刀架上设备刀具时还应能精确地调整刀具的方位，选用自动交流刀具时，应能确保刀具交流前后都能处于正:确方位。以确保刀具和工件间精确的相对方位。刀架的运动精度将直接反映到被加工工件的几许形状精度和表而粗糙度上，为此，刀架的运动轨道有必要精确，运动应平稳，刀架作业的终点到垮应精确、并且这种精度坚持件要好，以便长时刻坚持刀具的正确方位。

  ⑶刀架、刀库、换刀机械手都应具有满意的刚度。因为刀具的类型、尺度各异，分量相差很大，刀具在自动转化进程中方向改换较杂乱，并且有些刀架还直接接受切削力，考虑到选用新式刀具资料和先进的切削用量，所以刀架刀库和换刀机械手都有必要具有满意的刚度.以使切削进程和换刀进程平稳。

  ⑷可靠性高。因为刀架和自动换刀设备在机床丁作进程中，运用次数许多，并且运用频率也高，所以有必要充沛注重它的可靠性。

  ⑸刀架和自动换刀设备是为了进步机床自动化而呈现的，因而它的换刀时刻应尽或许缩短，以利于进步出产率。

  ⑹操作便利和安全。刀架是工人常常操作的机床部件之一，因而它的操作是否便利和安全，往往是点评刀架规划好坏的目标。刀架上应便于工人装刀和调刀，切屑流出方向不能朝向工人，并且操作调整刀架的手柄（或手轮）要省力，应尽暈设置在便于操作的当地。

  答：端面齿盘定位又称端齿盘定位，端齿盘定位由两个相同的端面齿盘相啮合而成，因为啮合时各个齿的差错彼此补偿，起着差错均化的效果，定位精度高。

  齿盘的齿形角一般有2α等于90°和60°两种。齿盘的齿数z的挑选应依据所要求的分度数以及齿盘外径D的巨细来确认。一般齿盘外径均在100~800mm之间，且参数z、齿形角α、外径D、定位基准孔径d、重合度均已标准化。

  答：刀库用于寄存刀具，它是自动换刀设备中的首要部件之一。依据刀库寄存刀具的数目和取刀办法，刀库可规划成不同类型。刀库类型有鼓轮式、链式、格子箱式、直线刀库等。以下介绍几种常见的刀库方法。

  （1）直线刀库，刀具在刀库中直线摆放，结构简略，寄存刀具数量有限（一般8—12把），较少运用。

  （2）圆盘刀库。圆盘刀库少则6—8把，多则50—60把有多种方法。特色是制作本钱低。首要部件是刀库体及分度盘，只需这两样零件加工精度得到确保即可，运动部件中刀库的分度运用的是十分经典的“马氏组织”，前后、上下运动首要选用气缸。设备调整比较便利，保护简略。一般机床制作厂家都能克己。

  （3）链式刀库。链式刀库是较常运用的方法，常用的有单排式刀库和加长链条的链式刀库。链式刀库由一个自动链轮带动装有刀套的链条。

  答：刀库驱动电动机的挑选应一起满意刀库作业时的负载扭矩TF和起动时的加快扭矩T的要求。考虑到实践状况比核算时设定条件杂乱，电动机额外扭矩TS应为负载扭矩TF的1.2~1.5倍，即TS>

  （1.2~1.5）TF。

  答：1）单臂单手机械手：这种机械手又分为机械手只做往复直线运动和机械手往复摇摆两种。单臂单手机械手的特色是结构较简略，换刀动作均需次序进行，时刻不能重合，故换刀时刻较长。

  ①机械手只做往复直线运动的机械手一般运用于刀具主轴与刀库刀座的轴线平行的场合。

  ②机械手作往复摇摆的机械手又分为机械手摇摆轴线与刀具主轴平行和摇摆轴线与刀具主轴笔直两种，其运用场合别离对应于刀库换刀方位的刀座轴线与主轴轴线相平行的场合和刀具换刀方位的刀座的轴线与主轴轴线）反转式单臂双手机械手：这类机械手能够一起捉住和拔、插坐落主轴和刀库见间的刀具，与单臂单手式机械手比较，能够缩短换刀时刻，运用最广泛，方法也较多。

  3）双手式机械手：这种机械手又分为机械手只作往复直线运动和机械手有反转运动两种。机械手只作往复直线运动的双手式机械手的特色是向刀库还回用过的刀具和选取新刀均可在主轴正在加工时进行，故换刀时刻可较短，这种机械手还起到运输设备的效果，适用于容量较大的，距主轴较远的、特别是分置式刀库的换刀。

  4）多手式机械手：这类机械手的特色是各个机械手依次运用，这类机械手适用于单主轴机床或者是带双刀库的双主轴转塔机床。