主軸傳動系統(tǒng)

為了在本次設計中保證數控機床整體運行質量及運轉工作效率，應當加強設計主軸結構。對主軸結構的設計精度要做到嚴格控制，因為主軸與相關組件之間的精度存在密切關聯，例如軸承、齒輪、主軸相關零件。通過連接這些零件假若存在設計誤差，就會對接觸剛度產生直接影響。零件的接觸表面具體形狀，密切相關表面粗糙度，越是精確的形狀就會形成精密度越高的結構表面，在受力后也就有效控制了接觸變形度。主軸結構作為傳動系統(tǒng)設計中至關重要的部件，在強度、精度、剛度各方面都密切相關機床的切削質量。假若主軸的長度直徑比在 12 以上，即撓性軸。為了保證撓性周的設計剛性，需要以實際的機械結構工作情況為依據，制定相應措施。在優(yōu)化設計主軸機械結構過程中，徑向對于軸中心所在位不會產生更大影響，因此無需剛性校核應當將側重點置于強度校核。

為了保證主軸順利、成功運轉，就需要做好基礎支撐工作，挑選恰當的軸、軸承之間配合部位，軸頸長度密切相關抗壓強度、散熱要求，假若選擇滾動軸承，那么在軸頸設計過程中，就需要以軸承特點為為依據。在需要安裝較多零件前提下，為加大零件之間的配合度，一般選擇階梯軸設計，通過擋環(huán)、套筒精準定位，但是在抬肩上不可以運用此種定位方式。軸加工過程中還要設計軸端倒角，控制每一個臺階倒角，這樣能有效降低集中作用力，影響主軸結構的加工產生。

組件建構設計

在主軸組件設計過程中，包含主軸、主軸承、密封件、傳動件相關部分，設計主軸組件主要是為了保障數控機床可以正常運轉，作為執(zhí)行件可以對其他的組件成功帶動，這樣在主軸各組件之間也就形成了特定運動。組件設計密切關聯數控機床的運行性能。在主軸上直接選擇施加切削作用力，無論速度還是范圍均對于組件設計可靠性要求*高。

前端結構設計

在設計數控機床的前端結構過程中，應當保障準確無誤的安裝前端結構，包括**、夾具、道具等結構組件，還應當保證在組裝中方便后期裝卸。結合主軸機械結構的實際情況，盡可能減短主軸前端懸臂長度，還要盡可能選擇角接觸軸承，從而保證承受徑向荷載作用力和軸向荷載作用力。在各前端結構的元件設計達到*速下，可以選擇 4 個角接觸軸承，這樣背組安裝即可擴展兩個承載點，有效減短主軸前端的懸伸長度，一定**上強化了主軸結構的承受剛度。

諸多主軸機械結構都有著*大相似度的前端結構，通過設計主軸結構的前端支承部位，通過此種主軸結構設計能夠達到良好應用成效。

優(yōu)化設計結果

通過上面對數控機床主軸結構的優(yōu)化設計，可以得到優(yōu)化模型公式如圖下：

根據上述數學模型優(yōu)化設計后發(fā)現，較普通機床提升了主軸剛度 10.9%，減小了主軸體積 15.56%，這表明本次優(yōu)化設計可以幫助生產企業(yè)獲得更多的經濟效益與應用價值。