一種關于數控車床床頭箱主軸結構改造的方案設計

滕志

摘 要：文章介紹了在增大床頭箱主軸孔徑的情況下，床頭箱主軸的齒輪、主軸軸承、編碼器傳動機構的改造的方案設計，有一定的參考價值。

關鍵詞：主軸；齒輪；軸承；編碼器

引言

隨著數控車床的快速發展和普及，客戶對數控車床的需求在不斷的變化。對于一些大批量的零件，在粗加工階段，若采用大規格加工設備來完成零件的加工，會降低加工設備的使用率，增大損耗。如果選用規格相近的改造機床，則可以滿足客戶的需求，也會為客戶節省一定的費用。

本文介紹一種在增大床頭箱主軸孔徑的情況下，主軸結構改造的方案設計。

1 主軸的結構型式

主軸是床頭箱主要部件。如圖1所示，床頭箱主軸1，前端裝有雙列圓柱滾子軸承2，后端裝有一組角接觸軸承6；中部裝有傳動齒輪，大齒輪3和小齒輪4；反饋齒輪5是用來傳遞轉速給編碼器。

編碼器是床頭箱主軸的反饋部件，編碼器通過聯軸器和傳動軸相連，傳動軸的前、后端均裝有軸承，軸承規格不同；在中間位置裝有齒輪，與主軸的反饋齒輪相嚙合，傳遞主軸轉速給編碼器。

2 主軸結構的改造設計

2.1 主軸傳動齒輪的改造設計

主軸孔徑的增大，會使裝在主軸上的齒輪相應改變。在兩傳動軸間距確定的情況下，齒輪模數不變，直徑增加會使齒輪齒數增加，直徑減小會使齒輪齒數減少，則小齒輪的齒數增加，嚙合齒輪的齒數減少，大齒輪齒數不變，嚙合齒輪與小齒輪的傳動比變小[1]。

與改造前相比較，低檔位時，主軸轉速、扭矩不變；高檔位時，主軸轉速降低，扭矩增大。

2.2 主軸軸承結構的改造設計

主軸軸承結構[2]可以參考原有設計，需要擴大軸承規格。先確定主軸后端軸承規格，通過階梯軸的設計，選出前端軸承。經校核，床頭箱前端面軸承孔會與相鄰的軸孔干涉。需另行設計。

對主軸軸承結構進行新的方案設計，如圖2所示，采用雙支點各單向固定結構[3]，主軸的前、后端均采用單列圓錐滾子軸承，但后端軸承規格略小。經方案設計，減少階梯軸的階數，選出符合規格的兩端軸承。經校核，此方案可行。

2.3 主軸編碼器傳動機構的改造設計

主軸編碼器傳動機構可以參考原有設計，需要增大一對嚙合齒輪的直徑，傳動比為1。經校核，修改后的齒輪與床頭箱體干涉。需另行設計。

對主軸編碼器傳動機構進行新的方案設計，將傳動機構放在床頭箱外部。編碼器裝在床頭箱上部，通過傳動軸，連接一個同步帶輪；在主軸后端安裝另一個同步帶輪，兩個同步帶輪置于同一側，通過同步帶連接，傳動比為1。經校核，此方案可行。

3 結語

本文是介紹在床頭箱主軸孔徑增大的情況下，主軸結構改造的方案設計。方案優先保留大部分的零部件，通過對關鍵部件的修改，使床頭箱滿足一定的要求。相信會對主軸結構的改造設計有一定的參考價值和積極作用。.

參考文獻

[1]陳心昭，權義魯.現代實用機床設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2006.

[2]王愛玲.現代數控機床機構與設計[M].北京：兵器工業出版社，1999.

[3]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2006.

（作者單位：大連機床（數控）股份有限公司）