基于弹性变形的机床主轴参数设计方法研究

2014-09-13安虎平张志梅杨天兴刘昊王玲

机械制造与自动化 2014年5期

关键词：变形

安虎平,张志梅,杨天兴,刘昊,王玲

(1.兰州城市学院机械检测与故障诊断研究所,甘肃兰州730070；2.兰州交通大学后勤集团公司,甘肃兰州730070)

机床主轴是实现切削主运动的执行部件，在切削系统中起关键作用。在机械制造装备设计中，主轴设计合理性关系到机床性价比优劣，主轴精度在很大程度上决定了机床工作精度。在传动系统确定的情况下，主轴支承结构的配置是影响主轴刚性、工作精度、结构、体积及成本的重要因素。如CW6163系列车床经过多年生产、改进设计，其结构趋于完善，品种规格日益齐全，生产工艺基本稳定。我国生产企业基于其局部结构和外观的不足进行改进设计、增加品种规格，满足了不同行业生产需要。然而，该机床精度还不够高，其主要原因是生产商对主轴支承的合理性缺乏理论分析和技术手段。从实际生产经验获知，要想进一步提高机床工作精度，难度较大，因为设计部门已经试用过多种类型主轴支承轴承及其预紧结构，效果不明显。此外，该机床的数控化改造不够理想，其中原因之一就是精度与数控系统匹配度不高，只限于简易型数控。鉴于多年制造装备设计制造经验和力学研究的体会，作者认为有必要对机床主轴支承的力学性能进行分析，利用现代数值分析软件MATLAB描绘，充分认识影响主轴精度的主要因素，为主轴参数设计提供依据。