主軸單元設(shè)計(jì)課件

數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)與分析主軸單元設(shè)計(jì)青海一機(jī)數(shù)控機(jī)床有限責(zé)任公司2011年12月5日主編：茍衛(wèi)東數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)與分析主編：茍衛(wèi)東課程內(nèi)容課程內(nèi)容概述主軸結(jié)構(gòu)主軸軸承刀具系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)密封系統(tǒng)主軸電機(jī)課程內(nèi)容課概述概述加工中心市場(chǎng)需求3C模具航鈦輕合金汽機(jī)車(chē)一般加工高速鉆孔攻絲，輕切削面銑1mm以下小孔徑鉆孔硬鋼材加工，曲面加工高速銑削，曲面加工高速銑削，鉆孔，攻絲精密鏜孔鉆孔，攻絲，面銑，鏜孔高速高精度高效率概述加工中心市場(chǎng)需求3C模具航鈦輕合金汽機(jī)車(chē)一般加工高概述數(shù)控機(jī)床高速切削關(guān)鍵技術(shù)輕量化高剛性結(jié)構(gòu)CAD/CAM刀具技術(shù)工藝(規(guī)程，夾具)控制器進(jìn)給系統(tǒng)主軸系統(tǒng)高速，高精度切削概述數(shù)控機(jī)床高速切削關(guān)鍵技術(shù)輕量化高剛性結(jié)構(gòu)CAD/C概述主軸為數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)，直接帶動(dòng)刀具或工件旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行切削、磨削..等加工程序之重要單元。–帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，如車(chē)床。–帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，如銑床。精度剛度速度概述主軸為數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)，直接帶動(dòng)刀概述主軸設(shè)計(jì)之性能指標(biāo)主軸剛性:徑向與軸向最高轉(zhuǎn)速:安全持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)極限轉(zhuǎn)速主軸功率:連續(xù)輸出額定功率與最大功率影響剛度與轉(zhuǎn)速的因素剛性主軸系統(tǒng)軸承系統(tǒng)支撐系統(tǒng)轉(zhuǎn)速軸承系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)概述主軸設(shè)計(jì)之性能指標(biāo)剛性主軸系統(tǒng)軸承系統(tǒng)支撐系統(tǒng)轉(zhuǎn)速概述主軸設(shè)計(jì)主要因素主軸驅(qū)動(dòng)方式:齒輪/皮帶式，直接式，內(nèi)藏式主軸軸承:軸承形式，數(shù)量，組裝方式，潤(rùn)滑主軸電機(jī):電機(jī)型式，功率，尺寸主軸結(jié)構(gòu):刀柄拉桿，刀柄型式概述主軸設(shè)計(jì)主要因素概述依驅(qū)動(dòng)方式分為:–齒輪式優(yōu)點(diǎn)：?傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)剛性大，能承受低速高扭矩負(fù)載?適合低速大切深加工，但主軸剛性需加大缺點(diǎn)：?效率低，傳輸功率損耗大，噪音大，油污染?高速受限制?齒輪及箱體制造成本高?齒輪造成軸承負(fù)荷概述依驅(qū)動(dòng)方式分為:概述依驅(qū)動(dòng)方式分為:–皮帶式優(yōu)點(diǎn)：?高張力低噪音齒型設(shè)計(jì)，高速時(shí)噪音比齒輪式低?組裝，維修容易，成本低缺點(diǎn)：?傳動(dòng)系統(tǒng)撓性大，扭轉(zhuǎn)剛性低?皮帶造成軸承負(fù)荷?高速運(yùn)轉(zhuǎn)受皮帶限制而無(wú)法提高?超負(fù)荷切削易使皮帶滑移。概述依驅(qū)動(dòng)方式分為:概述依驅(qū)動(dòng)方式分為:–電機(jī)內(nèi)藏式優(yōu)點(diǎn)：?電磁能直接轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，無(wú)傳動(dòng)功率損耗，亦無(wú)須考慮如DDS主軸聯(lián)軸器的剛性問(wèn)題?此外電機(jī)具有雙線(xiàn)圈兩段輸出功率，具備低速高扭矩功能?低速重切削能力大約介于齒輪式與皮帶式之間?高速切削能力則較優(yōu)。缺點(diǎn)：?制造及材料成本高，?組裝復(fù)雜，維修困難度高?線(xiàn)圈發(fā)熱易影響主軸溫升。概述依驅(qū)動(dòng)方式分為:概述依驅(qū)動(dòng)方式分為:–直結(jié)式優(yōu)點(diǎn)：?高速化，噪音低于皮帶式主軸?直接電磁能–機(jī)械能轉(zhuǎn)換?低傳傳輸功率損耗?低速重切削不會(huì)有皮帶式之跳脫打滑問(wèn)題缺點(diǎn)：?系統(tǒng)總組合長(zhǎng)度拉長(zhǎng)，?組裝精度要求高，?使用在C-型架重量集中前端。?動(dòng)平衡校正較困難，聯(lián)軸器易受切削激振松脫。概述依驅(qū)動(dòng)方式分為:概述各式主軸:液體靜壓主軸磁浮主軸軸線(xiàn)可動(dòng)主軸液體動(dòng)壓主軸滾珠軸承主軸概述各式主軸:液體靜壓主軸磁浮主軸軸線(xiàn)可動(dòng)主軸液體動(dòng)壓主主軸結(jié)構(gòu)主軸軸承刀具夾持系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)密封其他主軸結(jié)構(gòu)主軸結(jié)構(gòu)主軸主主軸結(jié)構(gòu)加工中心(MachinningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(MachinningCenter)主軸結(jié)構(gòu)

加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸結(jié)構(gòu)加工中心(machiningCenter)主軸–主軸之心軸為一多段式中空階梯梁，是主軸單元重要結(jié)構(gòu)元件。–功能提供主軸所需剛性。提供刀柄介面及刀具夾持系統(tǒng)。與軸承組成主軸-軸承系統(tǒng)，為主軸旋轉(zhuǎn)組件。提供主軸中心出水(CTS)機(jī)構(gòu)(部分系統(tǒng))。主軸–主軸之心軸為一多段式中空階梯梁，是主軸單元重要–設(shè)計(jì)考慮因素等效慣性矩:各階段的長(zhǎng)度與截面尺寸設(shè)計(jì)。軸承間之跨距:軸承間距離影響主軸負(fù)荷變形量。懸伸量:前端軸承至刀柄介面距離。主軸–設(shè)計(jì)考慮因素主軸主軸端部主軸錐孔主軸端部主軸錐孔主軸端部主軸錐孔加工中心的主軸錐孔通常分為兩大類(lèi)，即錐度為7:24的通用系統(tǒng)和1:10的HSK真空系統(tǒng)。錐度為7:24的通用刀柄通常有五種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，即NT（傳統(tǒng)型）、DIN69871（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）、IS07388/1（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）、MASBT（日本標(biāo)準(zhǔn)）以及ANSI/ASME（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）。

1:10HSK真空刀柄的德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是DIN69873。有六種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，即HSK-A、HSK-B、HSK-C、HSK-D、HSK-E和HSK-F，常用的有三種：HSK-A(帶內(nèi)冷自動(dòng)換刀)、HSK-C(帶內(nèi)冷手動(dòng)換刀)和HSK-E(帶內(nèi)冷自動(dòng)換刀，高速型)。7:24的通用刀柄是靠刀柄的7:24錐面與機(jī)床主軸孔的7:24錐面接觸定位連接的，在高速加工、連接剛性和重合精度三方面有局限性。

HSK真空刀柄靠刀柄的彈性變形，不但刀柄的1:10錐面與機(jī)床主軸孔的1:10錐面接觸，而且使刀柄的法蘭盤(pán)面與主軸面也緊密接觸，這種雙面接觸系統(tǒng)在高速加工、連接剛性和重合精度上均優(yōu)于7:24的HSK刀柄。其中常用于加工中心(自動(dòng)換刀)上的有A型、E型和F型。

主軸端部主軸錐孔加工中心的主軸錐孔通常分為兩大類(lèi)，主軸接口形式主軸接口形式刀具結(jié)合面系統(tǒng)HSK:1/10空心短刀柄KM:1/10空心短刀柄-1/10錐度主軸接口形式刀具結(jié)合面系統(tǒng)HSK:1/10空心短刀柄KM:1/1主軸端部30-60號(hào)GB/T3837-2001主軸端部結(jié)構(gòu)尺寸主軸端部30-60號(hào)GB/T3837-2001主軸端部主軸端部尺寸主軸端部尺寸主軸端部鍵槽及鍵塊主軸端面鍵主軸端部鍵槽及鍵塊主軸端面鍵主軸端部端面鍵尺寸主軸端部端面鍵尺寸主軸端部主軸錐孔ISO9524-1993機(jī)床加工中心主軸端部結(jié)構(gòu)尺寸主軸端部主軸錐孔ISO9524-1993機(jī)床加工中心主主軸拉刀機(jī)構(gòu)主軸拉刀機(jī)構(gòu)主軸拉刀系統(tǒng)碟形彈簧之并串聯(lián)(以并串聯(lián)上調(diào)整拉刀力)主軸拉刀系統(tǒng)碟形彈簧之并串聯(lián)(以并串聯(lián)上調(diào)整拉刀力)主軸拉刀系統(tǒng)碟形彈簧之并串聯(lián)(以并串聯(lián)上調(diào)整拉刀力)主軸拉刀系統(tǒng)碟形彈簧之并串聯(lián)(以并串聯(lián)上調(diào)整拉刀力)主軸拉刀系統(tǒng)碟形彈簧之并串聯(lián)(以并串聯(lián)上調(diào)整拉刀力)主軸拉刀系統(tǒng)碟形彈簧之并串聯(lián)(以并串聯(lián)上調(diào)整拉刀力)刀具夾持系統(tǒng)–液壓系統(tǒng)(以油壓調(diào)整拉刀力)主軸拉刀系統(tǒng)刀具夾持系統(tǒng)主軸拉刀系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)主軸刀柄系統(tǒng)軸承支持主軸，并限制位移，使主軸繞固定旋轉(zhuǎn)中心運(yùn)動(dòng)，此外提供足夠界面剛性，使主軸承受切削力。滾動(dòng)軸承(RollingBearing)液靜壓軸承(HydrostaticBearing)液動(dòng)壓軸承(HydrodynamicBearing)磁浮軸承(ActiveMagneticBearing)主軸軸承軸承主軸軸承

角接觸球軸承的組合1、角接觸球軸承一般有2列組合（DB）、3列組合（DBD）或4列組合（DBB）2、組合軸承內(nèi)外徑的公差都控制在允許公差范圍內(nèi)的1/3.主軸軸承角接觸球軸承的組合1、角接觸球軸承一般有2列組合（DB

作用點(diǎn)距離與負(fù)荷方向背對(duì)背組合DB面對(duì)面組合DF并列組合DT3列組合DBD

4列組合DBB主軸軸承作用點(diǎn)距離與負(fù)荷方向背對(duì)背組合DB面對(duì)面組合DF軸承組合方式2列組合：DB/DF/DT3列組:DBD/DFD/DTD4列組合:DBB/DFF/DBT/DFT/DTT不同的組合：承受負(fù)荷方向、扭轉(zhuǎn)剛度、高速性能、發(fā)熱和徑向剛度各有不同。主軸軸承軸承組合方式2列組合：DB/DF/DT主軸軸承軸承組合后彎曲性能比較徑向位移：背對(duì)背組合DB＞面對(duì)面組合DF剛度：背對(duì)背組合DB＞面對(duì)面組合DF載荷1000N作用點(diǎn)的距離對(duì)主軸的彎曲有著較大影響主軸軸承軸承組合后彎曲性能比較徑向位移：背對(duì)背組合DB＞面對(duì)面組合D

極限轉(zhuǎn)速用單個(gè)軸承組合成2列、3列、4列組合使用為提高主軸剛度而加大預(yù)緊力時(shí)極限轉(zhuǎn)速會(huì)隨之下降速度系數(shù)主軸軸承極限用單個(gè)軸承組合成2列、3列、4列組合使用極限轉(zhuǎn)速速度影響預(yù)緊力變化的因素主軸軸承影響預(yù)緊力變化的因素主軸軸承主軸-軸承系統(tǒng)主軸與軸承系統(tǒng)之組合設(shè)計(jì)，對(duì)主軸剛性的影響。軸承的選用與配置。主軸的內(nèi)外徑、懸伸與軸承跨距。主軸-軸承系統(tǒng)主軸與軸承系統(tǒng)之組合設(shè)計(jì)，對(duì)主軸剛性的影響。軸主軸襯套管主軸襯套管提供軸承支撐、冷卻卻水套及主軸安裝介面。主軸襯套管主軸襯套管主軸-支撐-襯套管主軸-支撐-襯套管結(jié)構(gòu)系統(tǒng):主軸-支撐-襯套管主軸-支撐-襯套管結(jié)構(gòu)系統(tǒng):松刀機(jī)構(gòu)常見(jiàn)浮動(dòng)松刀機(jī)構(gòu)機(jī)械式倍力設(shè)計(jì)刀具松拉刀系統(tǒng)松刀機(jī)構(gòu)常見(jiàn)浮動(dòng)松刀機(jī)構(gòu)機(jī)械式倍力設(shè)計(jì)刀具松拉刀系統(tǒng)刀具松拉刀系統(tǒng)松刀機(jī)構(gòu)常見(jiàn)空壓轉(zhuǎn)液壓增壓缸設(shè)計(jì):刀具松拉刀系統(tǒng)松刀機(jī)構(gòu)刀具松拉刀系統(tǒng)松刀機(jī)構(gòu)常見(jiàn)空壓轉(zhuǎn)液壓增壓缸設(shè)計(jì):刀具松拉刀系統(tǒng)松刀機(jī)構(gòu)刀具系統(tǒng)刀具夾持系統(tǒng):利用并串聯(lián)碟形彈簧組合經(jīng)拉桿，瓣爪拉住刀柄拉釘，使刀具斜面與主軸內(nèi)孔斜面緊密接觸，形成足夠的界面剛性。刀具系統(tǒng)刀具夾持系統(tǒng):利用并串聯(lián)碟形彈簧組合經(jīng)拉桿，瓣爪拉住刀具系統(tǒng)刀柄結(jié)合面–7/24錐度BT30,BT40,BT50(日本BottleGrip公司)CAT30,CAT40,CAT50(美國(guó)Catipillar公司)DIN69871FormA,FormB:SK40,SK50雙面約束實(shí)心刀柄BBT-40,50(BIGplus)雙面約束實(shí)心刀柄

MBT-40,50(Nikken)

–1/10錐度雙面約束中空刀柄HSKA-50,A-63,A-100雙面約束中空刀柄KMA-50,A-63,A-80,A-100刀具系統(tǒng)刀柄結(jié)合面刀具系統(tǒng)刀具結(jié)合面系統(tǒng)-7/24錐度BTCATSKFromA刀具系統(tǒng)刀具結(jié)合面系統(tǒng)BTCATSK刀具系統(tǒng)傳統(tǒng)單面接觸時(shí)刀柄不適用于高速旋轉(zhuǎn)1.旋轉(zhuǎn)離心力，溫升2.刀柄較長(zhǎng)，較重刀具系統(tǒng)傳統(tǒng)單面接觸時(shí)刀柄不適用于高速旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)刀具夾持系統(tǒng)–

雙面約束:–中空刀柄:刀具系統(tǒng)刀具夾持系統(tǒng)刀具系統(tǒng)刀具結(jié)合面系統(tǒng)

雙面約束中空短刀柄:更高結(jié)合面剛性，更精密定位及更短換刀時(shí)間。刀具系統(tǒng)刀具結(jié)合面系統(tǒng)刀具系統(tǒng)刀具結(jié)合面系統(tǒng)

雙面約束中空短刀柄:更高結(jié)合面剛性，更精密定位及更短換刀時(shí)間。刀具系統(tǒng)刀具結(jié)合面系統(tǒng)刀具系統(tǒng)刀柄長(zhǎng)度比較:HSK刀柄長(zhǎng)僅有一般1/2刀具系統(tǒng)刀柄長(zhǎng)度比較:刀具系統(tǒng)剛性比較:刀具系統(tǒng)剛性比較:刀具系統(tǒng)重復(fù)精度比較:刀具系統(tǒng)重復(fù)精度比較:刀具系統(tǒng)重復(fù)精度比較:刀具系統(tǒng)重復(fù)精度比較:冷卻系統(tǒng)

冷卻系統(tǒng)–主軸熱源

軸承電機(jī)切削冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)主軸電機(jī)及軸承因主軸運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱，須以冷卻液帶走，以控制主軸溫升變形量。大部分主軸以水套環(huán)繞電機(jī)定子及軸承外環(huán)，以冷卻液循環(huán)其中，進(jìn)行冷卻。

冷卻循環(huán)一般無(wú)法冷卻電機(jī)線(xiàn)圈及軸承內(nèi)部，造成外冷內(nèi)熱。冷卻系統(tǒng)主軸電機(jī)及軸承因主軸運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱，須以冷卻液帶走，以控冷卻系統(tǒng)

另一種方式以冷空氣為冷卻媒介，可以有效冷卻電機(jī)內(nèi)外線(xiàn)圈，降低主軸溫升變形。

許多主軸備有中心出水(CTS，CoolantThruSpindle)切削液，亦具有冷卻主軸中心之功能。但對(duì)于高轉(zhuǎn)速運(yùn)用，因冷煤通道不對(duì)稱(chēng)或冷卻液遭或空氣污染而造成主軸/刀具系統(tǒng)不平衡。冷卻系統(tǒng)另一種方式以冷空氣為冷卻媒介，可以有效冷卻電機(jī)內(nèi)外潤(rùn)滑系統(tǒng)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng):油脂潤(rùn)滑(Grease):油霧潤(rùn)滑(OilMist):油氣潤(rùn)滑(OilAir):噴射潤(rùn)滑(OilJet):油霧潤(rùn)滑(OilMist)油氣潤(rùn)滑(OilAir)噴射潤(rùn)滑(OilJet)潤(rùn)滑系統(tǒng)滾動(dòng)軸承油霧潤(rùn)滑(OilMist)油氣潤(rùn)滑(Oil潤(rùn)滑系統(tǒng)主軸潤(rùn)滑技術(shù)比較潤(rùn)滑系統(tǒng)主軸潤(rùn)滑技術(shù)比較潤(rùn)滑系統(tǒng)主軸潤(rùn)滑技術(shù)比較潤(rùn)滑系統(tǒng)主軸潤(rùn)滑技術(shù)比較潤(rùn)滑系統(tǒng)油脂潤(rùn)滑(GreaseLubrication)–填充量(greasequantity)<30%freespaceinbearingQ=

qB×dm×B×10-3

（SKF）Q:油脂量,cm3qB:軸承尺寸因子dm:軸承平均直徑=(D+d)/2B:軸承寬度潤(rùn)滑系統(tǒng)油脂潤(rùn)滑(GreaseLubrication)潤(rùn)滑系統(tǒng)油脂潤(rùn)滑(GreaseLubrication)–結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組裝測(cè)試驗(yàn)證容易。–成本低。–免維護(hù)。–散熱不易，工作轉(zhuǎn)速比油氣式潤(rùn)滑低。–油脂會(huì)有老化問(wèn)題。–灰塵及切削液容易侵入。潤(rùn)滑系統(tǒng)油脂潤(rùn)滑(GreaseLubrication)潤(rùn)滑系統(tǒng)油量與溫升及摩擦損失關(guān)系圖

潤(rùn)滑系統(tǒng)油量與溫升及摩擦損失關(guān)系圖潤(rùn)滑系統(tǒng)

油潤(rùn)滑(OilLubrication)Q=(Mo+M1)×nT/ΔT×10-6Q:油量,l/minMo:摩擦力矩(loadindependent)M1:摩擦力矩(loaddependent)n:轉(zhuǎn)速,rpmΔT:潤(rùn)滑油允許溫升潤(rùn)滑系統(tǒng)油潤(rùn)滑(OilLubrication)潤(rùn)滑系統(tǒng)

油潤(rùn)滑(OilLubrication)–油氣式(oil-airoroilspot)

滾珠使用潤(rùn)滑油與空氣混合之后噴入滾珠軌道，DN值高。潤(rùn)滑油消耗量小，消耗功率小，適合高速長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)熱量少，空氣有冷卻效果。成本高，供油系統(tǒng)續(xù)嚴(yán)格監(jiān)控穩(wěn)定性，否則易瞬間燒毀，油量調(diào)整費(fèi)時(shí)，組裝及制造過(guò)程復(fù)雜。潤(rùn)滑系統(tǒng)油潤(rùn)滑(OilLubrication)潤(rùn)滑系統(tǒng)油氣式潤(rùn)滑常見(jiàn)問(wèn)題油顆粒大，供油間隔須長(zhǎng)(8to16minutes)主軸溫度變化大，不穩(wěn)定供油時(shí)間間隔長(zhǎng)，萬(wàn)一缺少供油一次，產(chǎn)生影響大供油監(jiān)測(cè)困難潤(rùn)滑系統(tǒng)油氣式潤(rùn)滑常見(jiàn)問(wèn)題潤(rùn)滑系統(tǒng)

油潤(rùn)滑(OilLubrication)–油霧式(oil/airMist)–噴射式(oiljet)潤(rùn)滑系統(tǒng)油潤(rùn)滑(OilLubrication)潤(rùn)滑系統(tǒng)特殊潤(rùn)滑系統(tǒng):軌道直接潤(rùn)滑(RacewayLubrication):Under-raceRobust?series(NSK)

潤(rùn)滑系統(tǒng)特殊潤(rùn)滑系統(tǒng):Robust?series(NSK主軸密封密封之目的防止?jié)櫥图坝椭瑥妮S承中泄露出來(lái)。

防止切削液或灰塵、切屑等異物從外部侵入。密封設(shè)計(jì)考慮因素轉(zhuǎn)速空間設(shè)計(jì)零件安裝步驟主要密封方向（立式或臥式）價(jià)格與效果主軸密封密封之目的主軸密封密封之目的防止?jié)櫥图坝椭瑥妮S承中泄露出來(lái)。

防止切削液或灰塵、切屑等異物從外部侵入。密封設(shè)計(jì)考慮因素轉(zhuǎn)速空間設(shè)計(jì)零件安裝步驟主要密封方向（立式或臥式）價(jià)格與效果主軸密封密封之目的主軸密封密封種類(lèi)主軸密封密封種類(lèi)主軸密封迷宮式密封利用流體經(jīng)過(guò)一系列節(jié)流間隙與膨脹空腔組成通道，產(chǎn)生節(jié)流作用，以限制泄漏之非接觸式動(dòng)密封。每一個(gè)迷宮分隔必須有足夠?qū)挾?，以使壓力于區(qū)域3中降低，逐次消耗能量。主軸密封迷宮式密封每一個(gè)迷宮分隔必須有足夠?qū)挾?，以使壓力于區(qū)主軸密封過(guò)去之研究結(jié)果可歸納出下列數(shù)項(xiàng)結(jié)論：（1）分隔數(shù)增加將可使流體動(dòng)能降低而使泄漏量減小，但將增加密封件空間之需求，（2）減小間隙C可使泄漏量降低，（3）分隔區(qū)若具有直角轉(zhuǎn)角，將使排放系數(shù)降低，亦即使泄漏量降低，（4）當(dāng)齒厚對(duì)間隙C之比增加時(shí)，會(huì)增加排放系數(shù)，亦即使泄漏量增加，（5）增加齒距或齒深，會(huì)使分隔區(qū)中之渦流增大，而造成額外之壓力損失，因而可降低泄漏量。主軸密封過(guò)去之研究結(jié)果可歸納出下列數(shù)項(xiàng)結(jié)論：主軸密封空穴式(CavityType)階梯式(SteppedType)保護(hù)領(lǐng)式(ProtectiveCollarType)多重彎道式(MultipleElbowType)

迷宮式密封

增加摩擦，消耗動(dòng)能，強(qiáng)化阻絕效果

主軸密封空穴式(CavityType)迷宮式密封增加摩主軸密封主軸密封主軸密封傳統(tǒng)迷宮式用于保護(hù)主軸軸承不受污染，確保軸承壽命。

1.預(yù)防污染物直接噴入主軸2.膨脹空間凝結(jié)水氣并降低速度3.排流管設(shè)計(jì)4.間隙設(shè)計(jì)主軸密封傳統(tǒng)迷宮式主軸密封常見(jiàn)迷宮軸封設(shè)計(jì)主軸密封常見(jiàn)迷宮軸封設(shè)計(jì)主軸密封主軸密封主軸密封主軸密封主軸密封空氣正壓軸封

由于煙囪效應(yīng)及主軸內(nèi)部幾何形狀，傳統(tǒng)迷宮軸封無(wú)法完全阻絕，污染物仍會(huì)逐漸被吸入主軸，空氣正壓式(AirPurge)軸封為有效改善方法。主軸密封空氣正壓軸封主軸密封主軸套的端面與主軸端蓋連接，主軸端蓋內(nèi)設(shè)有環(huán)行的氣腔，主軸端蓋上開(kāi)有氣流孔隙，主軸套的氣流通道與壓縮空氣泵連接，其中的壓縮空氣可以通過(guò)主軸端蓋的環(huán)行氣腔吹出，并在主軸與主軸端蓋之間形成環(huán)型氣幕。由于環(huán)型氣幕使主軸端蓋內(nèi)部與外部始終形成壓力差，保證加工區(qū)域的切削液和切屑不能進(jìn)入主軸前端的軸承里，同時(shí)由于主軸端面正壓存在，可以把主軸上的水霧吹走，使其空間始終保持干燥，起到保護(hù)主軸軸承的作用。主軸空氣密封主軸密封主軸套的端面與主軸端蓋連接，主軸端蓋內(nèi)設(shè)有環(huán)行主軸密封主軸空氣密封主軸密封主軸空氣密封主軸密封在采用空氣隔離氣密封時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

由于主軸前后端同時(shí)增加了氣體壓力,在該氣體壓力作用下,主軸套筒（箱）內(nèi)的壓力處于平衡狀態(tài)或接近平衡狀態(tài),套筒（箱）體內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生大流速的空氣對(duì)流現(xiàn)象。

在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮,向內(nèi)氣環(huán)上的氣阻應(yīng)大于向外氣環(huán)上的氣阻;向內(nèi)氣環(huán)的間隙應(yīng)為0.08～0.12mm,而向外氣環(huán)的間隙應(yīng)為0.15～0.20mm,以保證主軸密封處的氣體壓力大于箱體外的壓力。這樣,空氣中的粉塵等雜物在氣壓的作用下不會(huì)進(jìn)入主軸密封環(huán)。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到壓縮空氣的凈化及其干燥。

在一般情況下,作用于氣體隔離環(huán)上的氣體壓力為0.2～0.4MPa。

主軸密封在采用空氣隔離氣密封時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

主軸電機(jī)–功率扭矩圖是主軸切削性能的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)，也是評(píng)估選用機(jī)器的首要參考指標(biāo)，對(duì)于使用者而言，選用機(jī)器前須了解切削條件需求才能正確選擇規(guī)格。連續(xù)額定(continuousrated):可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的輸出功率。30分鐘額定(30minrated):輸出功率較大,但能承受30分鐘。

主軸電機(jī)–功率扭矩圖是主軸切削性能的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)，也是評(píng)估選用主軸電機(jī)主軸電機(jī)與扭矩取決于主軸電機(jī)之選用主軸電機(jī)于基速(basespeed)提供固定扭矩基速后提供固定功率基速主軸電機(jī)主軸電機(jī)與扭矩取決于主軸電機(jī)之選用基速主軸電機(jī)主軸電機(jī)寬域電機(jī):基速低，低速就全功率輸出，扭矩大。

非寬域電機(jī):基速高，扭矩較小。皮帶或齒輪傳動(dòng)式主軸由齒輪或皮帶輪改變扭矩。直接驅(qū)動(dòng)式主軸無(wú)法由齒輪或皮帶輪改變扭矩，通常于較高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，不適合重切削。主軸電機(jī)主軸電機(jī)皮帶或齒輪傳動(dòng)式主軸由直接驅(qū)動(dòng)式主軸無(wú)法由齒主軸電機(jī)

主軸電機(jī)規(guī)格表主軸電機(jī)主軸電機(jī)規(guī)格表主軸單元設(shè)計(jì)1、主軸設(shè)計(jì)參數(shù)2、主軸結(jié)構(gòu)確認(rèn)3、主軸尺寸確認(rèn)4、軸承性能確認(rèn)5、主軸安裝主軸速度主軸剛度主軸精度主軸發(fā)熱主軸壽命可靠性軸承形式配置方式預(yù)緊方式驅(qū)動(dòng)方式潤(rùn)滑冷卻軸徑·長(zhǎng)度主軸剛度軸承間距危險(xiǎn)速度極限轉(zhuǎn)速軸承型號(hào)壽命預(yù)緊力極限靜負(fù)荷精度軸承剛度潤(rùn)滑壽命游隙發(fā)熱軸精度軸承座精度公差配合端蓋壓縮量螺母預(yù)緊力預(yù)緊確認(rèn)游隙確認(rèn)潤(rùn)滑量主軸單元設(shè)計(jì)1、主軸設(shè)計(jì)參數(shù)2、主軸結(jié)構(gòu)確認(rèn)3、主軸尺寸確認(rèn)主軸單元設(shè)計(jì)主軸設(shè)計(jì)參數(shù)1、確定主軸總體性能參數(shù)2、決定最重要的性能要求剛度？速度？精度？……主軸結(jié)構(gòu)確認(rèn)根據(jù)軸承形式、列數(shù)、驅(qū)動(dòng)方式、潤(rùn)滑等主要參數(shù)確定其結(jié)構(gòu)注意軸承配置與剛度及速度的關(guān)系主軸單元設(shè)計(jì)主軸設(shè)1、確定主軸總體性能參數(shù)主軸結(jié)根據(jù)軸承形式主軸單元設(shè)計(jì)主軸尺寸確認(rèn)軸承極限轉(zhuǎn)速、主軸剛度、危險(xiǎn)速度等方面，選擇最適當(dāng)?shù)某叽缱⒁猓阂紤]軸承極限轉(zhuǎn)速影響因素軸承性能確認(rèn)考慮壽命、剛度、發(fā)熱等因素選擇最適當(dāng)?shù)妮S承游隙（預(yù)緊力）注意：游隙與預(yù)負(fù)荷直接關(guān)系到軸承性能，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)更重要。主軸單元設(shè)計(jì)主軸尺軸承極限轉(zhuǎn)速、主軸剛度、危險(xiǎn)速度軸承性考慮主軸單元設(shè)計(jì)主軸安裝1.安裝軸承的軸及軸承座精度、公差配合2.固定時(shí)所需的螺母預(yù)緊力3.實(shí)際安裝之后的軸