主轴端部结构优化方案

根据机床的工作特点，主轴端部通常要安装刀具或工件，因此需对主轴的端部形式进行结构设计，为了节省设计时间，并保证刀具、夹具及工件在主轴上的定位准确和装卸方便，目前大部分机床主轴的前端部结构已经标准化。表5-4是通用机床常用的几种主轴前端部结构。

表5-4 常用主轴前端结构简表(www.xing528.com)

表5-4中第1种轴端结构适用于普通车床，主轴凸肩前面的圆柱面用做定位，螺纹部分用作紧固夹具，防松压爪用以防止主轴停转或倒转时夹具脱落，主轴前端的锥孔用于安装顶尖或心轴。这种轴端结构便于装卸夹具，但是主轴前端悬伸较大，圆柱面定位不能完全消除间隙，定位精度较低。这种轴端结构目前在新设计的车床上已逐渐淘汰。表中第2种主轴端部带有长锥，用作夹具的定位，转矩靠键传递，并用套在主轴上的圆环螺母将夹具夹紧，这种结构的定位精度和刚度较前一种高些，目前也用在普通车床上。第3种所示的轴端用前端的短锥定位，并靠端面键传递转矩。固定夹具的螺栓（通常为4个）预先旋紧在夹具（图中未画）上，然后将螺栓从主轴凸缘的孔中轴向穿入，再旋紧螺帽固定住夹具。这种连接方式的精度和刚度较高，夹具装卸方便，悬伸较小，常用在各种普通车床、六角车床、多刀车床的主轴和磨床头架的工件主轴上；这种轴端部结构用的比较广泛，它的缺点是制造稍复杂。第4种轴端结构带有莫氏锥孔，靠锥孔定位和后端的扁槽传递转矩，用在钻镗孔加工机床上；加工孔时有轴向力，而莫氏锥是自锁的，因此不需用拉杆拉紧刀具或镗杆。第5种轴端结构多用在组合机床上，主轴内孔做成圆柱形，带锥孔的连接套可在主轴内孔内利用右端的螺母作轴向移动，以调整刀具的轴向位置。第6种轴端结构用在铣床上，锥孔通过与铣刀柄部的圆锥面配合定位安装铣刀，并用拉杆从主轴孔后面拉紧铣刀；在安装端铣刀时，由于刀盘直径较大，因此还需用螺钉固定；主轴前端装有端面键以传递转矩。由于不靠锥面的摩擦力传递转矩，为便于拆下锥柄，配合锥面的锥角较大，常用的锥度为7∶24。第7种轴端结构常用在外圆磨床砂轮主轴上，轴端用锥面定位以提高精度，锥度通常取1∶5。第8种轴端结构常用在内圆磨床砂轮主轴上，内圆磨头的安装采用莫氏锥定位，并通过锥孔底部的螺纹拉紧砂轮连接杆。