摘要： 主軸（zhóu）係統是數控車床機械（xiè）部分中的關（guān）鍵部位， 其裝配精（jīng）度直接影響到機床的（de）加工精度， 而主軸軸承的選型、測量、裝配方法至關重要。介紹一種數控車床主軸軸承的檢測與定向（xiàng）裝配方法， 裝（zhuāng）配後主軸精度（dù）高， 軸承使用壽命（mìng）長， 性能穩定。
      
       關鍵詞： 主軸； 角接（jiē）觸球軸承； 檢（jiǎn）測； 定向裝配

      數控機床長期使用， 導致主軸軸（zhóu）承嚴重受損， 影響（xiǎng）機床（chuáng）幾何精度， 為恢複（fù）精度， 采用“定向裝配法”實施主軸軸承的更換及裝配。
 
      1　、主軸軸承的檢測
   
      數控車床主軸（zhóu）軸（zhóu）承一般采用角（jiǎo）接（jiē）觸球軸承， 用千（qiān）分尺檢測軸承（chéng）內（nèi）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（chà）， 采用杠（gàng）杆千分表（百分表）、磁力（lì）表座、長１００ ｍｍ 標準（zhǔn）塊３ 件、大（dà）理石平板１ 塊、１００ ｍｍ×１００ ｍｍ×２０ ｍｍ 平行塊，方法詳（xiáng）見圖１。

     
  
  
                  圖１　角接觸球軸承內外圈厚（hòu）度差測量圖
   
     將平板、３ 個標準塊（kuài）６ 個端麵、磁力表座底麵、平行塊上下麵（miàn）清洗幹淨， 將標準塊１２０°分布於平板上（shàng）， 角接觸球軸承上口（kǒu）朝上放在標準塊上麵（被（bèi）測角接觸球軸承（chéng）要（yào）清洗幹淨， 轉動均勻（yún）， 滾道內不得有細微雜物）， 磁力表座吸在平（píng）行塊（kuài）上， 將杠杆千分表頭朝上打（dǎ）在角接觸球軸承下口外（wài）圈端麵（miàn）處， 使杠杆千分表頭壓下０暢０４ ｍｍ 左右， 讀（dú）出（chū）千分表讀數（shù）並記錄。用手輕推平行（háng）塊連同磁力表座向裏移動至角（jiǎo）接觸球軸承下口內圈端麵處， 讀出千分表讀（dú）數並記錄， 計算出（chū）兩（liǎng）組讀數差值（zhí）X， 即讀數大的端麵比讀（dú）數小的端麵低X。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， 這表明內圈端麵比外圈端（duān）麵低０暢０１４ ｍｍ （即（jí）內（nèi）圈端麵（miàn）比外圈端麵靠近平板麵０暢０１４ ｍｍ）。反過來， 軸承（chéng）放置不變， 將（jiāng）杠杆千分表頭朝下壓住角接觸球軸承上口外圈端麵並使表頭壓下０暢０４ ｍｍ 左右， 讀出千分表讀數並記錄。再移到內圈端麵讀出千分表讀數並記錄（lù）， 計算兩組讀數差值Y，即讀數大（dà）的（de）端麵比讀數小的（de）端麵高Y。例如千分表（biǎo）頭在外圈端麵的（de）讀數為（wéi）０暢０１４ ｍｍ， 在內圈端麵的讀數（shù）為０， 這表明角接觸球軸承上（shàng）口內端麵比外端麵低０暢０１４ ｍｍ。采用（yòng）上述過程在圓周（zhōu）上對稱測４ 個點（diǎn），測出數值相同為最佳， 若（ruò）４ 個點上測出的數值相差０暢０１～０暢０２ ｍｍ 還可（kě）用（yòng）， 若（ruò）超差（chà）太大（dà）則軸承不合（hé）格（gé）。
 
      以此類推對所有軸承都測出上述兩組數值。測出每盤軸承的狀況（kuàng）後， 要選配兩盤相一（yī）致的軸承（高度差在０暢０２ ｍｍ 內均可（kě））， 同方向裝配， 這樣就可以確保這兩盤軸承的內、外圈端麵全部接觸無間隙（這一點非常關鍵， 詳見圖２）。再測出第三（sān）盤軸承（chéng）的上口和下（xià）口的高度差， 此時就可以考慮（lǜ）第三盤軸承和前兩盤（pán）軸承背對背裝配時的中間隔套尺寸。內隔套和（hé）外隔套（tào）的厚度是（shì）否相同取決於第（dì）三盤軸承和另一盤（pán）背對（duì）背軸承的（de）高度差。當（dāng）背對背的（de）兩盤（pán）軸承內外圈高度差均為０ 時， 內（nèi）外圈厚度相同。當（dāng）背對背兩盤（pán）軸承（chéng）中， 其（qí）中一盤軸承外圈（quān）比內圈減公差時， 內圈的厚（hòu）度比外（wài）圈的厚度薄一個公差值。當兩（liǎng）盤背對背的軸承外圈比內圈都減公差時， 內圈（quān）的厚度比外圈的（de）厚度薄兩個公（gōng）差（chà）值。當軸承（chéng）外圈比內圈加公差時， 算法反之。軸承內外圈中間（jiān）加上隔套壓（yā）緊後， 必須確保外圈與外圈之間、內圈與內（nèi）圈之間無間隙， 並有預緊力， 預（yù）緊力（lì）間隙為０暢０３～０暢０４ ｍｍ （矱（yuē）２４０， 矱３４０）， 小於矱１５０ 軸承的預緊力間隙為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（hào）ＦＡＧ Ｂ７１９４８Ｅ暢Ｔ暢Ｐ４Ｓ， 見圖２。

     
  
  
                   圖２　數（shù）控車床Ｃｋ１４６３ｌ 主軸裝（zhuāng）配圖
   
　   （１） 設軸承厚度為a， 隔套１ 的厚度A１ ＝L１ ＋X ＋S－３a， 隔套１ 的外徑與箱體內孔間（jiān）隙配合， 隔套１ 的內徑等於軸承外圈內徑。
 
     （２） 隔套２ 的（de）厚（hòu）度A２ ＝A１ －Z１ －Z２ －０暢０４， 其中：０暢０４ ｍｍ 為預緊間隙（xì）； 隔套２ 的外徑等於軸承內圈（quān）的外徑（jìng）， 隔套２ 的（de）內徑與主軸頸間隙配合。
 
     （３） 隔套３ 的厚（hòu）度B１ ＝L５ －Y－２a， 隔套３ 的外徑與箱體內孔（kǒng）間隙配合， 隔套（tào）３ 的內（nèi）徑等於軸承外圈內徑。
 
    （４） 隔（gé）套４ 的厚度B２ ＝B１ －０暢（chàng）０２， 其（qí）中： ０暢０２ｍｍ 為預緊間隙； 隔（gé）套４ 的外徑等於軸承內圈的外徑； 隔套４ 的內徑與主軸（zhóu）頸（jǐng）間隙配（pèi）合。以上隔套的厚度（dù）公差確定為０暢０１ ｍｍ， 兩端麵的平行度不（bú）大於０暢００６ ｍｍ， 外隔套的外徑中（zhōng）心線（xiàn）相對於兩端麵（miàn）的垂直度為０暢０１ ｍｍ， 內隔套的內徑中心線與兩（liǎng）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　、安裝前的準（zhǔn）備
   
     （１） 清洗工作
 
      將軸承、隔套、主軸、內套、箱體內孔等（děng）部位用清洗劑清洗（xǐ）幹淨， 並用白布擦拭（shì）幹淨（jìng）， 不得有（yǒu）任何（hé）細微雜（zá）質。
 
     （２） 裝配麵的檢查與修理（lǐ）
 
      將所有裝配麵全部檢查一遍， 細小的毛刺（cì）、拉傷（shāng）、劃痕等部位全部修（xiū）複。
 
     （３） 注潤滑脂
 
      將（jiāng）清洗幹淨的軸承吹（chuī）幹， 主軸專用潤滑脂（zhī）按軸承的１／３ 空間注入， 並轉（zhuǎn）動軸承內圈使潤（rùn）滑脂均（jun1）勻塗敷在滾珠表麵上。
 
     注意： 不得將軸承的所有空間塗滿潤滑脂， 這樣不便於散熱， 不得帶手套或用其他（tā）木棒操（cāo）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（pèi）要求
 
     （１） 將主軸前（qián）後軸承內圈的徑向圓跳（tiào）動高點置於同一軸向截麵內並位於主軸軸線的同一側， 與主軸錐孔軸線偏差量的高（gāo）點方向相反。
     （２） 將主軸前後軸承外圈的徑向圓（yuán）跳動高點裝配在箱（xiāng）體孔的同一側。
     （３） 前軸承的徑向圓跳動比後軸承的徑向圓跳動小。
   
     ４.２　裝配技術原理
   
     裝配中的相關件的製造誤差（chà）相互（hù）抵消至最小值。理論依據是（shì）： 按不同的（de）裝配方法進行裝配後的主軸精度比較， 如圖３ 所示。

                      圖３　主軸軸承定向裝配後的精（jīng）度比較
     
　   圖中： a 為主軸檢驗處的徑向圓跳動量即主軸精度（dù）； a１ 為前軸承內圈的徑向圓（yuán）跳動量； a２ 為後軸承內圈的徑向圓（yuán）跳動量； a３ 為主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） 所示： 主軸錐孔中心（xīn）線偏差方向和兩軸承徑向圓跳動量最大的方向相同。如圖（tú）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； 主軸錐孔中心線偏差方向和前軸承徑（jìng）向圓（yuán）跳動（dòng）量最大（dà）的方向相反。如圖３ （ｄ） 所示： 兩軸承徑向圓（yuán）跳動量最（zuì）大的方向在旋（xuán）轉中心線的（de）兩側；主（zhǔ）軸錐孔中心線偏（piān）差方向和前軸承（chéng）徑向圓跳動量最大的方向相（xiàng）同， 此時主軸的徑向圓（yuán）跳動量a 最（zuì）大。
 
     ４.３　ＣＫ１４６３Ｌ 數控車床主（zhǔ）軸軸承裝配實例
   
     首先將主軸立起（qǐ）來， 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（yī）次套在主軸上。用幹淨吊帶將主軸吊起並裝入箱（xiāng）體孔內， 同時從後部將內套套在（zài）主軸上， 主軸向內推的同時邊旋轉邊推內套直至到位。前壓蓋用（yòng）螺栓對稱均勻壓緊（jǐn）， ５ 號軸承上口朝裏， 隔套３、４ 和４ 號軸承（chéng）上口朝外依次套在主（zhǔ）軸上和箱體內， 裝防塵圈， 用絲圈將軸承鎖緊。
 
     注（zhù）意： 往主軸上裝１ 號、２ 號、３ 號、４ 號軸承時內（nèi）圈受力， ５ 號軸承外圈受力； 不要用鋁、銅等易掉碎塊的物（wù）件敲擊軸承。
 
     5　、檢測主軸跳動和軸向竄動
   
     將百分表頭壓在主軸定位錐麵上， 轉動主軸， 跳動小（xiǎo）於０暢００８ ｍｍ （標準允差a＝０暢０１５ ｍｍ， b＝０暢０２５ｍｍ）。將百（bǎi）分表頭壓在（zài）主軸端麵上， 轉動主軸， 軸向竄動小於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、監測主軸運轉情況（聲音、溫度、振動）。
 
     7　、試車切削
   
     （１） 裝夾工件， 編製（zhì）程序。
     （２） 進給車削外（wài）徑， 觀察機床聲（shēng）音、振（zhèn）動、溫升（shēng）是否正常。
     （３） 小於０暢１ ｍｍ 進給車削（xuē）外徑， 觀察（chá）工件外表麵粗糙度。
     （４） 距主軸（zhóu）端麵１００ ｍｍ 處， 用６ ｍｍ 寬切刀一次切深（shēn）６ ｍｍ 試切工件， 觀察機床（chuáng）是否振動。若上述４ 項都（dōu）正常， 認（rèn）為該（gāi）主軸部件裝配合格，達到出廠精度要求。
   
     8　、結束語（yǔ）
   
     該檢測與定向裝（zhuāng）配方法在國內外數控設（shè）備主軸軸（zhóu）承裝配方麵較為先進， 裝（zhuāng）配後的主軸精度高， 軸（zhóu）承使用壽命長， 運轉性能穩定， 確保設備高效率使用。目前（qián）某公司采用該專項技術裝配了（le）數十台（tái）數控車床主軸軸承， 效果（guǒ）非（fēi）常顯著， 具（jù）有推廣價值。