专利名称：高阻尼主轴装置的制作方法
技术领域：
本发明属于机床制造技术。
各类由滚动轴承支承主轴的机床，在高速运转时，主轴均会产生不同程度的振动，这些振动直接影响被加工零件的精度和表面波纹度，同时产生噪声。在现有的技术领域中，减少机床主轴振动的方法有主要有三种一是采用动态刚性较好的轴承;二是在主轴箱和床身联接处加减振垫;三是在设计主轴时，选用合适的跨距和轴径使主轴的固有频率偏离主轴的转速。用第一种方法是轴承选择受到限制，动刚性好的轴承如静压轴承不适用于高速主轴;用第二种方法是只能减少外界振源对主轴的影响，由主轴本身的振动所引起的加工误差并不能得到消除;用第三种方法是主轴转速受到限制，机床只能在一狭窄的转速范围内工作，不适应于目前工业发展对机床大转速范围的要求。
为了克服以上存在的问题，设计出一种高阻尼主轴装置，特提出本发明。
本发明是在保留原有主轴系统设计的基本结构的基础下，仅在主轴与轴承内圈的配合面上以及在壳体(包括箱体或轴承座，以下同)孔与轴承外圈的配合面上增置阻尼圈来吸收由轴承传来的振动能量。
附
图1、高阻尼主轴装置结构附图2、外阻尼圈结构附图3、内阻尼圈结构结合附图对本发明进一步描述，高阻尼主轴装置，它包括主轴〔9〕、滚动轴承〔19〕、壳体〔1〕，主轴〔9〕在安装轴承〔19〕的轴段端面上开有轴向孔〔12〕并与径向通孔〔13〕连通，其上套有内阻尼圈〔14〕，内阻尼圈〔14〕的外圆与轴承〔19〕的内圈相配合，轴向孔〔12〕中装有柱塞〔11〕，与柱塞相连接的调节压力的螺钉〔10〕;壳体〔1〕端面上开有轴向孔〔3〕并与壳体〔1〕的槽〔2〕连通，壳体孔与外阻尼圈〔7〕的外圆配合，外阻尼圈〔7〕的内圆与轴承〔19〕的外圈相配合，轴向孔〔3〕中装有柱塞〔4〕，与柱塞相连接的调节压力的螺钉〔5〕。内阻尼圈〔14〕的内圆中部开有凹槽与相配合的主轴〔9〕之间形成充满阻尼材料的空腔，空腔〔15〕与径向通孔〔13〕和轴向孔〔12〕连通。外阻尼圈〔7〕的外圆中部开有凹槽与壳体孔之间形成充满阻尼材料的空腔〔6〕，空腔〔6〕与槽〔2〕和轴向孔〔3〕连通。
主轴〔9〕由轴承〔19〕支承，靠挡圈〔18〕和螺母〔17〕在轴向定位，轴承的外圈由端盖〔8〕在端面压紧。在壳体〔1〕上加工成比轴承外圈大4至15毫米的孔，在孔的中部切制槽〔2〕，壳体〔1〕端面上开有轴向孔〔3〕与槽〔2〕连通，壳体孔中装入外阻尼圈〔7〕，阻尼圈〔7〕外圆中部开有凹槽与壳体孔采用过盈配合，安装时将外阻尼圈〔7〕冷却或将壳体加热。外阻尼圈〔7〕的内圆与轴承〔19〕的外圈采用间隙配合，外阻尼圈壁〔20〕的厚度为0.5至3毫米，薄壁长度稍短于轴承的总宽度，装入外阻尼圈〔7〕后，从轴向孔〔3〕中灌入阻尼材料(液性塑料或半流体状的高阻尼材料，以下同)充满槽〔2〕和空腔〔6〕，然后装入柱塞〔4〕，通过调节压力的螺钉〔5〕调节推动柱塞，挤压阻尼材料产生压力，外阻尼圈壁〔20〕在压力作用下产生变形，外阻尼圈〔7〕的内圆和轴承〔19〕的外圈之间的间隙或过盈，靠调节螺钉〔5〕进行调节。当主轴〔9〕运转时，从轴承产生的振动能量将被阻尼材料吸收，从而使壳体避免振动。反之，外界干扰激发的壳体也将受到这一阻尼层的隔离，而消除或减少它们对轴承和主轴的影响。
将主轴〔9〕安装轴承〔19〕的轴段直径加成比轴承内圈小4至6毫米，然后在该轴段加工径向通孔〔13〕，在该轴段端上开轴向孔〔12〕，并与径向通孔〔13〕连通，装入内阻尼圈〔14〕，内阻尼圈〔14〕的外圆与轴承〔19〕的内圈采用间隙配合，内阻尼圈〔14〕的内圆中部开有凹槽与主轴〔9〕采用过盈配合，安装时将内阻尼圈加热，内阻尼圈壁〔16〕的厚度为0.5至1.5毫米，薄壁长度稍短于轴承的总宽度，装入内阻尼圈〔14〕后，从轴向孔〔12〕中灌入阻尼材料充满内阻尼圈与主轴之间的空腔〔15〕，然后装入柱塞〔11〕，通过调节压力的螺钉〔10〕调节推动柱塞〔11〕，挤压阻尼材料产生压力，内阻尼圈壁〔16〕在压力作用下产生变形，向外膨胀，消除由原间隙使内阻尼圈的外圆与轴承的内圈产生过盈，当主轴〔9〕运转时，从轴承产生的振动能量将被阻尼材料吸收，从而使主轴避免振动。反之，由切削力和其他作用在主轴〔9〕上的外加动载荷引起的振动，也将受到这一阻尼层的隔离得到减弱，从而提高了主轴的动态刚度和抗振能力。
本发明能明显提高主轴系统的动力学刚度，减少振动，提高传动平稳性和运动精度，它在精密机床、高速机床及航空发动机和透平机制造等行业中能得到广泛的推广应用。
权利要求
1.一种高阻尼主轴装置，它包括主轴[9]、滚动轴承[19]、壳体[1]，本发明的特征是主轴[9]在安装轴承[19]的轴段端面上开有轴向孔[12]并与径向通孔[13]连通，其上套有内阻尼圈[14]，内阻尼圈[14]的外圆与轴承[19]的内圈相配合，轴向孔[12]中装有柱塞[11]，调节压力的螺钉[10]；壳体[1]端面上开有轴向孔[3]并与壳体[1]的槽[2]连通，壳体孔与外阻尼圈[7]的外圆相配合，外阻尼圈[7]的内圆与轴承[19]的外圈配合，轴向孔[3]中装有柱塞[4]，调节压力的螺钉[5]。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是内阻尼圈〔14〕的内圆中部开有凹槽与相配合的主轴〔9〕之间形成充满阻尼材料的空腔〔15〕，空腔〔15〕与径向通孔〔13〕和轴向孔〔12〕连通。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是外阻尼圈〔7〕的外圆中部开有凹槽与壳体孔之间形成充满阻尼材料的空腔〔6〕，空腔〔6〕与槽〔2〕和轴向孔〔3〕连通。
全文摘要
一种高阻尼主轴装置，在原有主轴设计的基本结构的基础上，仅在主轴与轴承内圈的配合面上及在壳体孔与轴承外圈的配合面上增设阻尼圈吸收由外界干扰和轴承运动产生的振动能量，提高主轴系统的动力学刚度，减少振动，提高传动平稳性和运动精度。它在精密机床，高速机床及航空发动机和透平机制造等行业中能得到广泛的推广应用。
文档编号F16C27/06GK1035784SQ8810147
公开日1989年9月27日 申请日期1988年3月18日 优先权日1988年3月18日
发明者姜春 申请人:浙江大学