摘要（yào）： 主軸係統是數控車床機械部（bù）分中的關鍵部位， 其裝配精度直接影響（xiǎng）到機床的加（jiā）工精度， 而（ér）主軸軸承的選型（xíng）、測量、裝配方法（fǎ）至（zhì）關重要。介（jiè）紹一種數控車床主軸軸（zhóu）承的檢測與定向裝配方法， 裝（zhuāng）配後主（zhǔ）軸精度高， 軸承使用壽命長（zhǎng）， 性能穩定。
      
       關鍵詞： 主軸； 角接觸球軸承； 檢測； 定（dìng）向裝配（pèi）

      數控機床（chuáng）長期使（shǐ）用， 導致主軸軸承嚴（yán）重受損， 影響機床幾何精度， 為恢複精度， 采用“定向裝配法”實施主軸軸承（chéng）的更換及裝配。
 
      1　、主軸軸承的檢測
   
      數控車床（chuáng）主軸軸承一般采用角接觸球軸承， 用（yòng）千分尺（chǐ）檢測軸承內外徑和厚度， 與國標對比是否符合要求。
 
      測量角接觸球軸承的內外圈厚度差， 采用杠杆（gǎn）千分表（百分表）、磁力表座、長１００ ｍｍ 標準塊３ 件、大理石平（píng）板１ 塊、１００ ｍｍ×１００ ｍｍ×２０ ｍｍ 平（píng）行塊，方法（fǎ）詳見圖１。

     
  
  
                  圖１　角接觸（chù）球軸承內外圈厚度差測量圖
   
     將平（píng）板、３ 個標準塊６ 個端麵、磁（cí）力表座底麵、平行塊上下麵清洗幹淨（jìng）， 將標準塊１２０°分（fèn）布於平板上， 角接觸球軸承上（shàng）口朝上放在標準塊上麵（被（bèi）測角接觸球軸承要清洗幹淨， 轉動均（jun1）勻， 滾道內不得有細（xì）微雜物）， 磁力表座吸在平行塊上， 將杠杆千分表頭朝上打在角接觸球軸承下口外（wài）圈端麵處， 使杠杆千分表頭壓下０暢０４ ｍｍ 左右， 讀出千分表讀數並記錄。用手輕推平行（háng）塊連同磁（cí）力表座（zuò）向裏（lǐ）移動至角接觸球軸承下口內圈端麵處， 讀出千（qiān）分表讀數並記錄（lù）， 計算出兩組讀數差值（zhí）X， 即讀數大的端麵（miàn）比（bǐ）讀數小的端麵低X。例（lì）如千分表頭在外圈端麵的讀數為－０暢０１４ ｍｍ，在內圈（quān）端麵（miàn）的讀數（shù）為（wéi）０， 這（zhè）表明內圈端麵比外圈端麵低（dī）０暢０１４ ｍｍ （即內圈端麵比外圈端（duān）麵靠近平板麵０暢（chàng）０１４ ｍｍ）。反過來， 軸承放置不變， 將杠杆（gǎn）千分表（biǎo）頭朝下壓住角接觸球（qiú）軸承上口外圈端（duān）麵並使表頭壓下（xià）０暢０４ ｍｍ 左右， 讀出千分表讀數並記錄。再移到內圈端麵讀出千分表讀數並記錄， 計算兩組讀數差值Y，即讀數大（dà）的端麵比讀數小的端麵高Y。例如（rú）千分表頭在外圈端麵的讀數為０暢０１４ ｍｍ， 在內圈端麵的讀數為０， 這表明角接觸球軸承上口內（nèi）端麵比（bǐ）外端麵（miàn）低０暢０１４ ｍｍ。采用上述過程在（zài）圓（yuán）周上對（duì）稱測４ 個點，測出數值相同（tóng）為最佳（jiā）， 若４ 個點上測出（chū）的數值相差０暢０１～０暢０２ ｍｍ 還可用， 若超差太大則軸承不合格。
 
      以此類推對所有軸承都測出上述兩（liǎng）組數值。測出每盤軸承的狀況後， 要（yào）選配兩盤相一致的軸承（高度差在０暢（chàng）０２ ｍｍ 內均可（kě））， 同方向裝配， 這（zhè）樣就可以確保這兩盤軸承的內、外圈端麵（miàn）全部接觸無間隙（這一點非常關鍵（jiàn）， 詳見圖２）。再測出第三盤軸承的上口和下（xià）口的高度差， 此時就可以考慮第三盤軸承和（hé）前兩盤軸承背對背裝配（pèi）時的中間隔套尺寸。內隔套和外隔套的厚度是否相同取決於第三盤軸承和另（lìng）一盤背對背軸承的高度差。當背對背的兩盤軸承內外圈高度差均為０ 時， 內外（wài）圈厚度相（xiàng）同。當背（bèi）對背兩盤軸承中， 其中一盤軸承外圈比內圈減公（gōng）差（chà）時， 內圈的（de）厚度比外圈的厚度（dù）薄一個公差值。當兩盤背對背的軸承外圈比內圈都（dōu）減公差時， 內圈的厚度比外圈的厚度薄兩個（gè）公差值。當軸承外（wài）圈（quān）比（bǐ）內圈（quān）加公差時， 算法反之。軸承內外圈中間（jiān）加上隔套壓緊後， 必須確保外圈與外圈之間、內圈與內圈之間無間隙， 並有預緊力， 預緊力間隙為０暢０３～０暢（chàng）０４ ｍｍ （矱２４０， 矱３４０）， 小於矱１５０ 軸承的預（yù）緊力間隙為（wéi）０暢０２ ｍｍ。
 
 
      2、　隔套（tào）尺寸的確定
 
      以ＣＫ１４６３Ｌ 數控車床主軸為例（lì）， 軸承型號ＦＡＧ Ｂ７１９４８Ｅ暢Ｔ暢Ｐ４Ｓ， 見圖２。

     
  
  
                   圖２　數控車床Ｃｋ１４６３ｌ 主軸裝配圖
   
　   （１） 設軸承厚度為a， 隔套１ 的厚度A１ ＝L１ ＋X ＋S－３a， 隔套１ 的外（wài）徑與箱體內孔間隙配合， 隔套１ 的內徑等於軸承（chéng）外圈內徑。
 
     （２） 隔套２ 的（de）厚（hòu）度（dù）A２ ＝A１ －Z１ －Z２ －０暢０４， 其中：０暢０４ ｍｍ 為預緊間隙； 隔套２ 的外徑（jìng）等於軸（zhóu）承內圈的外徑， 隔套２ 的內徑與主軸頸間隙（xì）配合。
 
     （３） 隔套（tào）３ 的厚度（dù）B１ ＝L５ －Y－２a， 隔套（tào）３ 的外（wài）徑（jìng）與箱體內孔間隙配合， 隔套３ 的內徑等於軸承外圈內徑。
 
    （４） 隔套４ 的（de）厚度B２ ＝B１ －０暢０２， 其中： ０暢０２ｍｍ 為預緊間（jiān）隙； 隔套４ 的外徑等於軸承內圈的外徑； 隔套４ 的內徑與主軸頸間隙配合。以上隔（gé）套的厚度公差確定（dìng）為０暢０１ ｍｍ， 兩端麵的平行度不大於０暢００６ ｍｍ， 外隔套的外徑中心線相對（duì）於（yú）兩端麵的垂直度為０暢０１ ｍｍ， 內隔套的內徑（jìng）中心線與兩端麵的垂直度為０暢０１ ｍｍ。
 
     （５） L５ ＝L７ ＋Y； L７ ＝L３ －L６； L６ ＝L４ －L２； L１ 、L２ 、L３、L４ 、X、Y、S 均能測出。
 
 
     3　、安裝前的（de）準備
   
     （１） 清洗工作
 
      將軸承、隔套、主（zhǔ）軸、內（nèi）套、箱體內孔等（děng）部位（wèi）用清洗劑清（qīng）洗幹淨， 並用白布擦拭（shì）幹淨， 不得有任何細微雜質。
 
     （２） 裝配麵的檢查與修理
 
      將所有裝配（pèi）麵全部檢查一遍， 細小（xiǎo）的毛刺、拉傷、劃痕等部位全部（bù）修複。
 
     （３） 注潤滑脂
 
      將清（qīng）洗（xǐ）幹淨的軸承吹幹， 主軸專用潤滑脂（zhī）按軸承的１／３ 空間注入， 並轉動軸承內圈使潤滑脂均勻塗敷在滾珠表麵上。
 
     注意： 不（bú）得將軸承的所有空間塗滿潤滑脂， 這樣不便於散熱， 不得帶手套或用其他木（mù）棒操作。
 
     4　、裝配
   
      裝配詳見圖２。
   
     ４ .１　數控車床主軸軸承的定向裝配要求
 
     （１） 將（jiāng）主軸前後軸（zhóu）承內圈的徑向圓跳動高點置於同一軸向截麵內並位（wèi）於主軸軸線的同一側， 與主軸錐孔軸線偏差量的高點方向相反。
     （２） 將主軸前後（hòu）軸（zhóu）承外圈的徑向圓跳動（dòng）高點（diǎn）裝配在箱體孔的同一側。
     （３） 前軸承的徑（jìng）向圓跳動比（bǐ）後軸承的徑向圓跳動小。
   
     ４.２　裝配技（jì）術原理
   
     裝配中的相關件的（de）製造誤差相互抵消至最（zuì）小值。理論依據（jù）是： 按不同（tóng）的裝配（pèi）方（fāng）法進行裝配後（hòu）的主軸精度比較， 如圖３ 所示。

                      圖（tú）３　主（zhǔ）軸軸（zhóu）承定（dìng）向裝配後的精度比較
     
　   圖中： a 為主軸檢驗處的徑向圓（yuán）跳動量即主軸精度（dù）； a１ 為前（qián）軸承（chéng）內圈的徑向圓跳動量； a２ 為後軸承內圈的徑向圓跳動量； a３ 為主軸錐孔中心線偏差量。如圖３ （ａ） 所示（shì）： 定向裝配後主軸徑向圓跳動量a 最小。如圖３ （ｂ） 所（suǒ）示： 主軸錐孔中心線偏差方向和兩軸承徑向圓（yuán）跳動量最大的方向（xiàng）相同（tóng）。如圖３ （ｃ）所示： 兩軸（zhóu）承（chéng）徑向圓跳動量最大的方向在（zài）旋轉中心線的兩側； 主軸（zhóu）錐孔中心線偏差方向和前軸承徑向圓跳動量最大的方向相反。如圖３ （ｄ） 所示： 兩軸（zhóu）承（chéng）徑向圓跳動量最大的（de）方向在旋轉中心線的兩側（cè）；主（zhǔ）軸錐孔中心線（xiàn）偏差（chà）方（fāng）向和前軸承徑向圓跳動量最大的方向（xiàng）相同， 此時主軸的徑向圓跳動量a 最大（dà）。
 
     ４.３　ＣＫ１４６３Ｌ 數控車床主軸（zhóu）軸承裝配實（shí）例
   
     首先將（jiāng）主軸立起來， 前軸承蓋止扣朝上， １ 號、２ 號軸（zhóu）承上口朝（cháo）下， 隔套２、１ 和３ 號軸承上口朝上（shàng），依次套在（zài）主（zhǔ）軸上。用（yòng）幹淨吊帶將主軸吊起並裝入箱體孔內， 同時從後部將內（nèi）套套在（zài）主軸上， 主軸向內推的同時邊旋轉邊推內套（tào）直至到位。前壓蓋用螺栓（shuān）對稱均勻壓緊， ５ 號軸承上口朝裏（lǐ）， 隔套３、４ 和４ 號軸承上口朝外依次套在主軸上和箱體內， 裝防塵圈， 用（yòng）絲圈將（jiāng）軸承鎖緊。
 
     注意： 往主軸上裝１ 號、２ 號、３ 號、４ 號軸承時內圈受力， ５ 號軸承（chéng）外圈受力； 不（bú）要用鋁、銅等易掉碎塊的物件敲擊軸承。
 
     5　、檢測主軸（zhóu）跳動和軸向竄動
   
     將百分（fèn）表頭壓在（zài）主軸定（dìng）位錐麵上， 轉動主軸， 跳動小於０暢００８ ｍｍ （標準允（yǔn）差（chà）a＝０暢０１５ ｍｍ， b＝０暢０２５ｍｍ）。將（jiāng）百（bǎi）分表頭壓在主軸端麵上， 轉（zhuǎn）動主（zhǔ）軸， 軸向竄動小於０暢０１ ｍｍ （標準允差０暢０１５ ｍｍ）。
 
     6　、試（shì）車空（kōng）運轉
   
     ５０、１００、２００ ｒ／ｍｉｎ 各轉動３０ ｍｉｎ， ４００ ｒ／ｍｉｎ 轉動３ ｈ， ６００ ｒ／ｍｉｎ 轉動２ ｈ， １ ０００ ｒ／ｍｉｎ 轉動２ ｈ， 高
速轉動２０ ｍｉｎ．轉動期間注意觀察、監測主軸運轉情（qíng）況（聲音、溫度、振動）。
 
     7　、試車切削
   
     （１） 裝夾工件， 編製程序。
     （２） 進（jìn）給車削外徑， 觀察機床聲音、振動、溫升是否正常。
     （３） 小於（yú）０暢１ ｍｍ 進給車削外徑， 觀察工件外表麵粗糙度（dù）。
     （４） 距主軸端麵１００ ｍｍ 處（chù）， 用６ ｍｍ 寬切（qiē）刀一（yī）次切深６ ｍｍ 試切工件， 觀察機床是否振動。若上述４ 項都正（zhèng）常， 認為該主軸部件裝配合格（gé），達到出廠精度要求。
   
     8　、結束語（yǔ）
   
     該檢測與定向裝配方法在國內（nèi）外數控設備主軸軸承裝配方（fāng）麵較（jiào）為先進， 裝配後的主軸（zhóu）精度高， 軸承使用壽命長， 運轉性能（néng）穩定， 確保設（shè）備高效率使用。目前某公司采用（yòng）該專（zhuān）項技術裝配了數十台數控（kòng）車床主軸軸承， 效果非常顯（xiǎn）著， 具有推廣價值。