摘要（yào）： 主軸係（xì）統是數控車床機械部分中的關鍵部位， 其裝配精度直接影響到機床的加工精度， 而主軸軸承的選型、測量、裝配（pèi）方法至關重要。介紹一種數控車床主軸軸承的檢測與定向裝配方法， 裝配後主軸精度（dù）高， 軸承使用壽命長， 性能穩定。
      
       關鍵詞： 主軸； 角接觸球軸承； 檢測； 定向裝配

      數控機床長期（qī）使用， 導致主軸軸承嚴重受損， 影響機床幾何精度， 為恢（huī）複精度， 采用（yòng）“定向（xiàng）裝配法”實（shí）施主軸軸承的更換及裝配。
 
      1　、主軸軸承的檢測
   
      數（shù）控車床主軸軸承一般采用角接觸球軸承， 用（yòng）千分（fèn）尺檢測軸承（chéng）內外（wài）徑和厚度， 與國標對比是否符合要求。
 
      測量角（jiǎo）接觸球軸承的內外圈厚度差， 采用杠（gàng）杆千分表（百分表）、磁力表座、長１００ ｍｍ 標準（zhǔn）塊３ 件、大理石平板１ 塊（kuài）、１００ ｍｍ×１００ ｍｍ×２０ ｍｍ 平行（háng）塊，方法詳見圖１。

     
  
  
                  圖１　角接觸球軸承內外圈厚度差測量圖（tú）
   
     將平板、３ 個標準塊６ 個端麵、磁力表座底麵、平行塊（kuài）上下麵清（qīng）洗幹（gàn）淨， 將標準（zhǔn）塊１２０°分布於平板上， 角接觸球軸承上口朝上放在標準塊上麵（被測角接觸球軸承要清洗幹淨， 轉動均勻， 滾道內不得有細微雜物）， 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圈端麵（miàn）處， 使杠杆千分表頭壓下（xià）０暢０４ ｍｍ 左（zuǒ）右， 讀（dú）出千分表讀數並記錄。用手輕推平行塊連同磁力表座向裏移動至角接觸球軸承下口內圈端麵處， 讀出（chū）千（qiān）分表讀數並記錄， 計算出兩組讀數差值X， 即（jí）讀（dú）數大的端麵比讀數小的端麵低X。例如千分表頭（tóu）在外圈端麵的讀數為－０暢０１４ ｍｍ，在內圈端麵的讀數為０， 這表明內圈端麵比外圈端麵低０暢０１４ ｍｍ （即（jí）內圈端麵比（bǐ）外圈端麵靠近平板麵０暢（chàng）０１４ ｍｍ）。反過來， 軸承放置不變（biàn）， 將杠杆千分表頭朝下壓住角接觸球軸承上口外圈（quān）端麵並使表頭壓下０暢０４ ｍｍ 左右， 讀出千分表讀數並記錄。再移到（dào）內（nèi）圈端麵讀出千（qiān）分（fèn）表讀數並（bìng）記錄， 計算兩組讀數差值Y，即讀數大的端麵比讀（dú）數小的端（duān）麵高Y。例如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（míng）角接觸球軸（zhóu）承（chéng）上口內端麵比外端麵低（dī）０暢０１４ ｍｍ。采用上述過程在圓周上對稱測４ 個點，測（cè）出數值相同為（wéi）最佳， 若４ 個點上測出的數值相差０暢０１～０暢０２ ｍｍ 還可用， 若超差太大則軸承不合格。
 
      以（yǐ）此類推（tuī）對所有軸承都測出上述（shù）兩組數值。測（cè）出每盤軸承的狀況後， 要選配兩盤相（xiàng）一致的軸承（高度差在０暢０２ ｍｍ 內均可）， 同方向裝配， 這樣就（jiù）可以確（què）保這兩盤（pán）軸承的內、外圈端麵（miàn）全部接觸無間隙（這一點非常關鍵， 詳見圖２）。再測出第三盤軸承的上口和下口的高度差， 此時就可以考慮第三盤（pán）軸（zhóu）承和前兩盤軸承背（bèi）對背裝配時的中間隔套尺寸。內隔套和外隔（gé）套的厚度是否相同取決於第（dì）三盤軸承和另一盤背對背軸承的高（gāo）度差。當背對（duì）背的兩盤軸（zhóu）承內外圈（quān）高度差均為０ 時， 內（nèi）外圈厚度相（xiàng）同。當背對背兩盤軸承中， 其中一盤軸承外圈比內圈減公差時， 內（nèi）圈的厚度比外圈的厚度薄一個公差值。當兩盤背對背的軸承外圈比內（nèi）圈都減公差時， 內圈的厚度比外圈的厚度薄（báo）兩個公差值。當軸承外圈比內圈加公差時， 算法反之。軸承內外圈中間加上隔套壓緊後， 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（lì）， 預緊力間隙為０暢０３～０暢０４ ｍｍ （矱２４０， 矱３４０）， 小於矱１５０ 軸承的（de）預緊力間隙為０暢０２ ｍｍ。
 
 
      2、　隔套尺寸的確定
 
      以ＣＫ１４６３Ｌ 數控車床主軸為例， 軸承型號ＦＡＧ Ｂ７１９４８Ｅ暢Ｔ暢（chàng）Ｐ４Ｓ， 見圖２。

     
  
  
                   圖２　數控車床Ｃｋ１４６３ｌ 主軸裝配圖
   
　   （１） 設軸承厚（hòu）度為a， 隔套１ 的厚度A１ ＝L１ ＋X ＋S－３a， 隔套１ 的外徑與箱體內孔間隙配合（hé）， 隔套１ 的內徑等於（yú）軸承（chéng）外圈內徑。
 
     （２） 隔套２ 的厚度A２ ＝A１ －Z１ －Z２ －０暢０４， 其中：０暢０４ ｍｍ 為（wéi）預緊間隙； 隔套２ 的外（wài）徑等於軸承（chéng）內圈的外（wài）徑， 隔（gé）套２ 的內徑與主軸頸間隙配合（hé）。
 
     （３） 隔套３ 的厚度（dù）B１ ＝L５ －Y－２a， 隔套３ 的外徑（jìng）與箱體內孔間隙（xì）配合（hé）， 隔（gé）套３ 的內徑等於（yú）軸承外圈內徑。
 
    （４） 隔套４ 的厚度（dù）B２ ＝B１ －０暢０２， 其（qí）中： ０暢（chàng）０２ｍｍ 為預緊間隙（xì）； 隔套４ 的外徑等於軸承內（nèi）圈的外徑； 隔套４ 的內徑與主（zhǔ）軸頸間隙配合。以上隔套的厚度公差確定為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）於兩端麵的垂（chuí）直度為０暢０１ ｍｍ， 內隔套（tào）的內徑中心線與（yǔ）兩端麵的（de）垂直（zhí）度（dù）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　、安裝前的準備
   
     （１） 清洗工作
 
      將軸承、隔套、主軸、內套、箱體內孔等部位用清洗劑清洗幹淨（jìng）， 並（bìng）用白布擦拭幹淨， 不得有任何細微雜質。
 
     （２） 裝配麵（miàn）的檢查與修理（lǐ）
 
      將所有裝配麵全部檢查一遍， 細小的（de）毛（máo）刺、拉傷、劃痕等部（bù）位全部修複。
 
     （３） 注潤滑脂
 
      將（jiāng）清洗幹淨的軸承吹幹， 主軸專用潤滑脂按軸承的１／３ 空間注入（rù）， 並轉動軸承（chéng）內圈使潤（rùn）滑脂均勻塗（tú）敷在滾珠表麵上。
 
     注意： 不得將軸承的所有空間塗滿潤滑脂， 這樣不便於散熱（rè）， 不得帶手套或用其他木棒操作。
 
     4　、裝配
   
      裝配詳見圖２。
   
     ４ .１　數控車床主軸軸承的定（dìng）向裝配（pèi）要求
 
     （１） 將（jiāng）主軸前後軸承內圈的徑向圓跳動高點置於同一軸向截（jié）麵內並位於主軸軸線的同一側， 與（yǔ）主軸錐孔軸線偏（piān）差量的高點方（fāng）向相反（fǎn）。
     （２） 將主軸前後軸承外圈的徑向圓跳動高點裝配在箱體（tǐ）孔的同一（yī）側。
     （３） 前軸承的徑向圓（yuán）跳（tiào）動比後軸承的徑向圓（yuán）跳動（dòng）小（xiǎo）。
   
     ４.２　裝配技術原理
   
     裝配中（zhōng）的相關件的製（zhì）造誤差相互抵消至最小值。理論依（yī）據是： 按不同的裝配方法進行（háng）裝（zhuāng）配後（hòu）的主軸精（jīng）度比較， 如圖３ 所（suǒ）示。

                      圖（tú）３　主（zhǔ）軸軸承（chéng）定向裝配後（hòu）的精度比較
     
　   圖中： a 為主軸檢驗處的徑向圓跳動量即主軸（zhóu）精度； a１ 為前軸承內圈（quān）的徑向圓跳動量； a２ 為後軸（zhóu）承內圈的徑向圓跳動量； a３ 為主（zhǔ）軸錐孔中心線偏差量。如圖３ （ａ） 所示： 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跳動量最（zuì）大的方向相同。如圖３ （ｃ）所示： 兩軸承徑向圓跳動量最大的方向在旋轉中心線（xiàn）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（de）方向相反。如圖３ （ｄ） 所示： 兩軸（zhóu）承徑向圓跳動量最大（dà）的（de）方向在旋轉中心線的兩側；主軸（zhóu）錐孔中心線（xiàn）偏差方向和前軸承徑向圓跳（tiào）動量最大的（de）方向相同， 此時主軸的徑向圓跳動量a 最大。
 
     ４.３　ＣＫ１４６３Ｌ 數控車床主軸軸承裝配實例
   
     首（shǒu）先將主（zhǔ）軸立起來（lái）， 前軸承（chéng）蓋止扣朝上， １ 號、２ 號軸承上口朝下， 隔套２、１ 和３ 號軸承上口朝上，依次套在主軸（zhóu）上。用幹淨吊（diào）帶將主軸吊（diào）起並裝入箱體孔內， 同時從後部將內套套在主軸上， 主軸向內推的同時邊旋轉邊推內套直（zhí）至到位。前壓蓋用螺栓對稱均勻壓緊， ５ 號軸承上口（kǒu）朝裏， 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（zhuāng）防塵圈（quān）， 用絲圈將軸（zhóu）承鎖緊。
 
     注意： 往主軸上裝（zhuāng）１ 號、２ 號、３ 號、４ 號軸（zhóu）承時內圈受力， ５ 號軸承外圈受力（lì）； 不要用鋁、銅等易掉（diào）碎塊的物件敲擊軸承。
 
     5　、檢（jiǎn）測主軸跳動和（hé）軸向竄動
   
     將百（bǎi）分表頭壓在主軸定（dìng）位錐麵上， 轉（zhuǎn）動主軸， 跳動小於０暢００８ ｍｍ （標準允差a＝０暢０１５ ｍｍ， b＝０暢０２５ｍｍ）。將百分表頭壓在主軸端麵上， 轉動主軸， 軸向竄動小於（yú）０暢０１ ｍｍ （標準允差０暢０１５ ｍｍ）。
 
     6　、試車空運轉
   
     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（zhǔ）軸運轉情況（聲音、溫度、振（zhèn）動）。
 
     7　、試車切削
   
     （１） 裝夾工件， 編製程序。
     （２） 進給車削外徑， 觀察機床聲音、振動、溫升是否正常。
     （３） 小於０暢１ ｍｍ 進給車削外徑， 觀（guān）察工件外表麵粗（cū）糙度。
     （４） 距主（zhǔ）軸端麵１００ ｍｍ 處， 用６ ｍｍ 寬切刀一次切深６ ｍｍ 試切工（gōng）件， 觀察機床是否振（zhèn）動。若（ruò）上述４ 項都（dōu）正常， 認為該主軸部件裝配合格（gé），達到（dào）出廠（chǎng）精度要求。
   
     8　、結束語
   
     該檢測與定向裝（zhuāng）配方法在國內外數控設備主軸軸承裝配方麵較為先進， 裝（zhuāng）配後的主軸精度高， 軸承使用壽命長， 運轉性能穩定， 確保設備高效率使用。目前某公司采用該專項技術裝配（pèi）了數十台數（shù）控車床主軸軸承， 效果非常顯著， 具（jù）有推廣價值（zhí）。