專(zhuān)利名稱(chēng)：定壓預(yù)緊與定位預(yù)緊相結(jié)合的高速主軸預(yù)緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種高速加工機(jī)床中高速主軸的預(yù)緊裝置。
背景技術(shù)：
高速主軸是高速加工機(jī)床的關(guān)鍵功能部件。高速主軸實(shí)現(xiàn)高速精密加工的關(guān)鍵是主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不僅能夠高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而且運(yùn)轉(zhuǎn)精度高、振動(dòng)小，同時(shí)主軸具有足夠的剛性承受徑向和軸向的切削載荷。要實(shí)現(xiàn)上述主軸的速度、精度和剛度要求，關(guān)鍵技術(shù)之一就是對(duì)主軸軸承施加恰當(dāng)?shù)念A(yù)負(fù)荷。但是主軸在運(yùn)行過(guò)程中，由于軸承發(fā)熱產(chǎn)生主軸變形等因素影響，軸承的預(yù)負(fù)荷是在不斷變化的。既要軸承預(yù)負(fù)荷恰當(dāng)，又要求預(yù)負(fù)荷穩(wěn)定，并且要保證主軸及軸承的安裝拆卸方便，成為主軸設(shè)計(jì)中要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
傳統(tǒng)主軸軸承采用的預(yù)緊方式是單一的定壓預(yù)緊方式或定位預(yù)緊方式。定壓預(yù)緊有利于主軸實(shí)現(xiàn)高速化，當(dāng)主軸因?yàn)槭軣嶙冃螌?dǎo)致主軸伸長(zhǎng)時(shí)，定壓預(yù)緊能夠通過(guò)彈簧變形自動(dòng)補(bǔ)償主軸的變形，并且保證軸承的預(yù)負(fù)荷基本不變。該預(yù)緊方式的不足是從軸承座孔拆卸主軸和軸承時(shí)，由于彈簧兩端的套筒之間存在較大間隙，需要軸向沖擊或壓迫主軸，并通過(guò)主軸上軸承內(nèi)圈及滾球?qū)S承外圈施加作用力才能使軸承脫離軸承座，很容易損傷軸承。定位預(yù)緊方式由于省去了彈簧等零部件，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，在速度要求不高的場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用，其拆卸也簡(jiǎn)便易行。但是當(dāng)主軸速度很高時(shí)，由于軸承溫升較高，主軸會(huì)沿軸向發(fā)生伸長(zhǎng)變形，該變形會(huì)造成軸承預(yù)負(fù)荷發(fā)生變化；如果預(yù)負(fù)荷增大，會(huì)導(dǎo)致軸承溫度進(jìn)一步升高，縮短軸承使用壽命，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生軸承卡死或燒毀事故；如果預(yù)負(fù)荷減小，會(huì)產(chǎn)生主軸剛度下降、極限轉(zhuǎn)速降低以及旋轉(zhuǎn)精度降低等負(fù)面影響。
實(shí)用新型內(nèi)容 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種定壓預(yù)緊與定位預(yù)緊相結(jié)合的高速主軸預(yù)緊裝置，它不僅能在主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可通過(guò)彈簧變形自動(dòng)補(bǔ)償主軸的變形，保證軸承的預(yù)負(fù)荷基本不變；而且拆卸主軸和軸承時(shí)，可以直接通過(guò)沖擊或壓迫軸承外圈使軸承脫離軸承座孔，不會(huì)對(duì)軸承滾球及內(nèi)外滾道產(chǎn)生破壞作用。
本實(shí)用新型是通過(guò)下面的技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的本實(shí)用新型的定壓預(yù)緊與定位預(yù)緊相結(jié)合的高速主軸預(yù)緊裝置，其特征在于它是在兩組主軸軸承間設(shè)置有外套筒、彈簧套筒和內(nèi)套筒，彈簧套筒內(nèi)設(shè)置有彈簧，所述外套筒與彈簧套筒的長(zhǎng)度之和與內(nèi)套筒的長(zhǎng)度相等。
所述的外套筒上設(shè)置有使其與主軸箱體不發(fā)生軸向相對(duì)移動(dòng)的定位銷(xiāo)。
本實(shí)用新型將高速加工機(jī)床中主軸的定壓預(yù)緊與定位預(yù)緊方法有效地結(jié)合，克服了單一定位預(yù)緊裝置或定壓預(yù)緊裝置的缺點(diǎn)。將外套筒與彈簧套筒的長(zhǎng)度之和設(shè)置為與內(nèi)套筒的長(zhǎng)度相等。當(dāng)拆卸主軸或主軸在較低速度下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸承外套筒與彈簧套筒處于接觸狀態(tài)，主軸軸承表現(xiàn)為定位預(yù)緊方式；拆卸時(shí)可以直接通過(guò)沖擊或壓迫軸承外圈使軸承脫離軸承座孔，不會(huì)對(duì)軸承滾球及內(nèi)外滾道產(chǎn)生破壞作用。當(dāng)主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于軸承溫升使主軸沿軸向發(fā)生伸長(zhǎng)變形，導(dǎo)致軸承外套筒與彈簧套筒脫離接觸狀態(tài)，軸承變?yōu)槎▔侯A(yù)緊方式；可通過(guò)彈簧變形自動(dòng)補(bǔ)償主軸的變形，保證軸承的預(yù)負(fù)荷基本不變，以適應(yīng)主軸高速化的需要。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各標(biāo)號(hào)表示1、主軸軸承，2、彈簧套筒，3、彈簧，4、外套筒，5、內(nèi)套筒， 6、定位銷(xiāo)， 7、主軸，8、主軸箱體。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的定壓預(yù)緊與定位預(yù)緊相結(jié)合的高速主軸預(yù)緊裝置，是在主軸7的兩組主軸軸承1間設(shè)置有外套筒4、彈簧套筒2和內(nèi)套筒5，彈簧套筒2內(nèi)設(shè)置有彈簧3，外套筒4與彈簧套筒2的長(zhǎng)度之和與內(nèi)套筒5的長(zhǎng)度相等。兩者的長(zhǎng)度誤差應(yīng)保證主軸軸承1的實(shí)際預(yù)負(fù)荷在允許的預(yù)負(fù)荷內(nèi)，一般小于50微米。外套筒4上設(shè)置有定位銷(xiāo)6，由該定位銷(xiāo)6固定于主軸箱體8上，使其與主軸箱體8不發(fā)生軸向相對(duì)移動(dòng)。當(dāng)拆卸主軸7或主軸7在較低速度下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸軸承1的預(yù)緊方式為定位預(yù)緊；拆卸時(shí)可以直接通過(guò)沖擊或壓迫主軸軸承1外圈使主軸軸承1脫離軸承座孔，不會(huì)對(duì)主軸軸承1的滾球及內(nèi)外滾道產(chǎn)生破壞作用。當(dāng)主軸7高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸軸承1溫升使主軸7沿軸向發(fā)生伸長(zhǎng)變形，主軸軸承1的預(yù)緊方式變?yōu)槎▔侯A(yù)緊；它能夠通過(guò)彈簧3變形自動(dòng)補(bǔ)償主軸7的變形，并且保證軸承1的預(yù)負(fù)荷基本不變。
本實(shí)用新型的工作原理是主軸7低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，外套筒4與彈簧套筒2的長(zhǎng)度之和與內(nèi)套筒5的長(zhǎng)度相等，外套筒4與彈簧套筒2之間隙為零，主軸軸承1的預(yù)緊方式表現(xiàn)為定位預(yù)緊，此時(shí)，主軸軸承1預(yù)負(fù)荷由軸承內(nèi)、外圈左右兩側(cè)的各定位套筒的相對(duì)位置決定。主軸7高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸軸承1溫升使主軸7發(fā)熱，沿軸向發(fā)生伸長(zhǎng)變形，外套筒4與彈簧套筒2之間的間隙不再為零；由于間隙的產(chǎn)生，此時(shí)，主軸軸承1的預(yù)緊方式表現(xiàn)為定壓預(yù)緊，主軸軸承1的預(yù)負(fù)荷由彈簧3的變形量決定；可通過(guò)彈簧3變形自動(dòng)補(bǔ)償主軸7的變形，且保證主軸軸承1的預(yù)負(fù)荷基本不變。
權(quán)利要求1.一種定壓預(yù)緊與定位預(yù)緊相結(jié)合的高速主軸預(yù)緊裝置，其特征在于它是在兩組主軸軸承(1)間設(shè)置有外套筒(4)、彈簧套筒(2)和內(nèi)套筒(5)，彈簧套筒(2)內(nèi)設(shè)置有彈簧(3)，所述外套筒(4)與彈簧套筒(2)的長(zhǎng)度之和與內(nèi)套筒(5)的長(zhǎng)度相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定壓預(yù)緊與定位預(yù)緊相結(jié)合的高速主軸預(yù)緊裝置，其特征在于所述的外套筒(4)上設(shè)置有使其與主軸箱體(8)不發(fā)生軸向相對(duì)移動(dòng)的定位銷(xiāo)(6)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種定壓預(yù)緊與定位預(yù)緊相結(jié)合的高速主軸預(yù)緊裝置，其特征在于它是在兩組主軸軸承(1)間設(shè)置有外套筒(4)、彈簧套筒(2)和內(nèi)套筒(5)，彈簧套筒(2)內(nèi)設(shè)置有彈簧(3)，所述外套筒(4)與彈簧套筒(2)的長(zhǎng)度之和與內(nèi)套筒(5)的長(zhǎng)度相等。本實(shí)用新型克服了單一定位預(yù)緊裝置或定壓預(yù)緊裝置的缺點(diǎn)，不僅能在主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可通過(guò)彈簧變形自動(dòng)補(bǔ)償主軸的變形，保證軸承的預(yù)負(fù)荷基本不變；而且拆卸主軸和軸承時(shí)，可以直接通過(guò)沖擊或壓迫軸承外圈使軸承脫離軸承座孔，不會(huì)對(duì)軸承滾球及內(nèi)外滾道產(chǎn)生破壞作用。
文檔編號(hào)B23B19/00GK2668301SQ200320114239
公開(kāi)日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者黃紅武, 熊萬(wàn)里, 盛曉敏, 宓海青, 吳耀, 鄧新春, 陸名彰 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)