摘（zhāi）要（yào）： 主軸係統是（shì）數控車床機械部分中的關鍵部位， 其（qí）裝配精度直接影響到（dào）機床的加（jiā）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（zhóu）承的檢測與定向裝配方法， 裝配後主軸精度高， 軸承使用（yòng）壽命長， 性能穩定。
      
       關鍵詞： 主軸（zhóu）； 角接觸球軸承； 檢測； 定向（xiàng）裝配

      數控機床長期使用， 導致主軸軸承嚴重受損， 影響機床（chuáng）幾何精度， 為恢複（fù）精度， 采用（yòng）“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（cè）
   
      數控車床主軸軸承（chéng）一（yī）般采（cǎi）用角接觸球軸承， 用千分尺檢測軸承內外徑和（hé）厚度， 與國（guó）標對比是否符合要求。
 
      測（cè）量角（jiǎo）接觸球軸承（chéng）的內外圈厚度差， 采用杠杆千分表（百分表）、磁力表座、長（zhǎng）１００ ｍｍ 標準塊３ 件、大理石平板１ 塊、１００ ｍｍ×１００ ｍｍ×２０ ｍｍ 平行塊，方法詳見圖１。

     
  
  
                  圖１　角接觸球軸承內（nèi）外圈（quān）厚度差（chà）測量圖
   
     將平板、３ 個（gè）標（biāo）準塊６ 個端麵、磁力（lì）表座底麵、平行塊上下麵清洗幹淨， 將標（biāo）準塊１２０°分布於平板上， 角接（jiē）觸球軸承上口朝上放在（zài）標準塊上麵（被（bèi）測角接觸球軸承要清（qīng）洗幹淨， 轉動均勻， 滾道內不（bú）得有細微雜物）， 磁力（lì）表座吸在（zài）平行塊上， 將杠杆（gǎn）千分表頭朝（cháo）上打在角接觸球軸承（chéng）下口外圈端麵處， 使杠杆千分表頭壓下０暢０４ ｍｍ 左右， 讀出千分表（biǎo）讀數並記錄。用手輕推平行塊（kuài）連同（tóng）磁力（lì）表座向裏移動至角接（jiē）觸球（qiú）軸承下口內圈端麵處， 讀（dú）出千分表（biǎo）讀數並記錄（lù）， 計算出（chū）兩組讀數差值X， 即讀數大的端麵（miàn）比讀數小的端麵低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）端麵的讀數為０， 這表明內（nèi）圈端麵比外圈端麵低０暢０１４ ｍｍ （即內圈端麵比（bǐ）外圈端麵靠近平板麵０暢０１４ ｍｍ）。反過來， 軸承放（fàng）置不變， 將杠杆千分表頭（tóu）朝下壓住角接觸球軸承上（shàng）口外圈端麵並（bìng）使表頭壓下０暢０４ ｍｍ 左右（yòu）， 讀出千分表讀數並（bìng）記錄。再移到內圈端麵（miàn）讀出千分表讀數並記錄， 計算（suàn）兩組讀數差值Y，即讀數大的端（duān）麵比讀數小的端麵高Y。例如千（qiān）分表頭在外圈端麵的讀（dú）數（shù）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端麵比外端麵低０暢（chàng）０１４ ｍｍ。采用上述過程在（zài）圓周（zhōu）上對稱測４ 個（gè）點，測出數值相同為最佳， 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（dà）則軸承不合格。
 
      以此類推對所有軸承都測出（chū）上述兩組（zǔ）數值（zhí）。測出每盤軸承的狀況後（hòu）， 要選配兩盤相一致的軸（zhóu）承（高度差在０暢０２ ｍｍ 內均可）， 同方向裝配， 這（zhè）樣就可以確保這兩盤軸（zhóu）承（chéng）的內、外圈端麵全部接觸無間隙（這一點非常關（guān）鍵， 詳見圖２）。再測出（chū）第三盤軸承的（de）上口和下口的高（gāo）度（dù）差， 此時就可以考慮第三（sān）盤軸承和前（qián）兩盤軸承背對背裝配時的中間隔套尺寸。內隔套和外隔套的（de）厚度是否相同取決於第三盤軸承和另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， 內外圈厚度相同。當背對背兩盤軸承中， 其中一盤軸承外圈比（bǐ）內圈減公差時， 內圈的厚度比外圈的厚度薄一個公（gōng）差值（zhí）。當（dāng）兩盤背對背的軸承外圈比內圈都（dōu）減（jiǎn）公差時， 內圈的厚度比外圈的厚度薄兩個公差值。當軸承外圈比內圈加公差時（shí）， 算法（fǎ）反之。軸承（chéng）內外圈中間加上隔套壓緊後（hòu）， 必須確保（bǎo）外圈與外圈之間、內圈與內圈之（zhī）間無間隙， 並有預緊力， 預緊力（lì）間隙為０暢０３～０暢０４ ｍｍ （矱２４０， 矱３４０）， 小（xiǎo）於矱１５０ 軸（zhóu）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ＦＡＧ Ｂ７１９４８Ｅ暢Ｔ暢Ｐ４Ｓ， 見圖（tú）２。

     
  
  
                   圖（tú）２　數控（kòng）車床Ｃｋ１４６３ｌ 主軸裝配圖
   
　   （１） 設軸承厚度（dù）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（xì）配合， 隔套１ 的內徑等於軸承外圈內徑。
 
     （２） 隔（gé）套２ 的厚度A２ ＝A１ －Z１ －Z２ －０暢０４， 其中：０暢０４ ｍｍ 為預緊間隙； 隔（gé）套２ 的外徑等（děng）於軸承內（nèi）圈的外徑， 隔套２ 的（de）內徑與主軸頸間隙（xì）配合。
 
     （３） 隔（gé）套３ 的厚度B１ ＝L５ －Y－２a， 隔（gé）套３ 的外（wài）徑與箱體內孔間隙配合， 隔套３ 的內徑等於軸承外圈（quān）內徑。
 
    （４） 隔套４ 的厚度B２ ＝B１ －０暢０２， 其中： ０暢０２ｍｍ 為（wéi）預緊間隙； 隔套４ 的外徑（jìng）等於軸承內圈的外徑； 隔套４ 的內徑與主軸頸間隙配合。以（yǐ）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（yú）０暢（chàng）００６ ｍｍ， 外隔套的（de）外徑中心線相對於兩端麵的垂直度為０暢０１ ｍｍ， 內隔套的內徑（jìng）中心線與兩端（duān）麵的垂直度為（wéi）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（zhuāng）前的（de）準備
   
     （１） 清（qīng）洗（xǐ）工作
 
      將軸承、隔套、主軸（zhóu）、內套、箱體內（nèi）孔等（děng）部位（wèi）用清洗劑清洗幹淨， 並用（yòng）白布擦拭幹淨， 不（bú）得有任何細（xì）微雜（zá）質。
 
     （２） 裝配麵的檢查與修理
 
      將（jiāng）所有裝配麵（miàn）全部檢查一遍（biàn）， 細小的毛刺、拉傷、劃痕等部位全部修複。
 
     （３） 注潤滑（huá）脂（zhī）
 
      將（jiāng）清洗幹淨（jìng）的軸（zhóu）承吹幹， 主軸專用潤滑脂按軸承的１／３ 空間注入， 並轉動軸承內圈使潤滑脂均勻塗敷在（zài）滾珠表麵上。
 
     注意： 不（bú）得（dé）將軸承的所（suǒ）有空（kōng）間（jiān）塗滿（mǎn）潤（rùn）滑脂， 這樣不便（biàn）於散熱， 不得帶手套或用其他（tā）木棒操作。
 
     4　、裝配
   
      裝配詳（xiáng）見圖（tú）２。
   
     ４ .１　數（shù）控車床主軸軸承的定向裝配要求
 
     （１） 將主軸前後軸承內圈（quān）的（de）徑向圓跳動（dòng）高點（diǎn）置於同（tóng）一軸向截麵內並位於主軸軸線（xiàn）的同一側， 與主軸錐孔（kǒng）軸線偏差量的高點方向相反。
     （２） 將主軸前後軸承外圈的徑向圓跳（tiào）動高點裝配在（zài）箱體孔的同一側。
     （３） 前軸（zhóu）承的徑（jìng）向圓跳動比後軸承的徑向（xiàng）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）相互抵消至最小值。理論依（yī）據是： 按不同的裝配方法進行裝配後的主軸（zhóu）精度比較， 如（rú）圖３ 所示。

                      圖３　主軸軸承定向裝配後的精度比較（jiào）
     
　   圖中（zhōng）： a 為主軸檢驗處的徑向（xiàng）圓跳動量即主軸精度； a１ 為前軸承內圈（quān）的（de）徑向圓跳動量； a２ 為後軸承內圈的徑向圓跳（tiào）動量； a３ 為（wéi）主軸錐孔中心線偏差量。如圖（tú）３ （ａ） 所（suǒ）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（zhōng）心線（xiàn）偏（piān）差方向和兩軸（zhóu）承（chéng）徑向圓跳動（dòng）量最大的方向相同。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的兩側； 主軸錐孔（kǒng）中心線偏差方向和前（qián）軸承徑向圓跳動量最大的方向相反（fǎn）。如圖３ （ｄ） 所示： 兩（liǎng）軸承徑向圓跳動量最大的方向在旋轉中心線的兩側；主軸錐（zhuī）孔中心線偏差方向和前軸承徑向圓跳動量最大（dà）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（zhóu）軸承裝配實例
   
     首先將主軸立起來（lái）， 前軸承蓋止扣朝上， １ 號、２ 號軸承上口朝下， 隔套２、１ 和（hé）３ 號軸承上口朝上，依次套在（zài）主軸上。用幹淨吊帶將主軸吊起並裝入箱體孔內， 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至到位。前壓蓋用螺栓對稱均（jun1）勻壓（yā）緊（jǐn）， ５ 號軸承上口朝裏， 隔套３、４ 和４ 號軸承上口朝外依次套在主軸上和箱體內， 裝防塵圈， 用絲圈將軸承鎖緊。
 
     注意（yì）： 往主軸上裝１ 號、２ 號、３ 號（hào）、４ 號軸承時內圈受力， ５ 號軸承外（wài）圈受力； 不要用鋁、銅等易掉碎塊的（de）物件敲擊（jī）軸承。
 
     5　、檢測主軸跳動和軸向竄動
   
     將百分表頭壓在主（zhǔ）軸定位（wèi）錐麵上， 轉（zhuǎn）動主軸， 跳動（dòng）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（zài）主軸（zhóu）端麵上， 轉動主軸， 軸向竄動小於０暢（chàng）０１ ｍｍ （標準允差０暢０１５ ｍｍ）。
 
     6　、試車空運轉（zhuǎn）
   
     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（qī）間注意觀察、監測主軸（zhóu）運轉情況（聲音、溫度、振動）。
 
     7　、試車切（qiē）削
   
     （１） 裝夾工件， 編製程序。
     （２） 進給車削外徑， 觀察（chá）機床聲音、振動、溫升是否正常。
     （３） 小於０暢（chàng）１ ｍｍ 進給車削外（wài）徑， 觀察工件外表麵粗糙（cāo）度（dù）。
     （４） 距主軸（zhóu）端麵（miàn）１００ ｍｍ 處， 用６ ｍｍ 寬切刀一次切深６ ｍｍ 試切工件， 觀察機床是否振動（dòng）。若上（shàng）述４ 項都正常， 認為該主軸部件（jiàn）裝配合格，達到出廠精度要求。
   
     8　、結束語
   
     該（gāi）檢測與定向裝配方法在國內外數控設備主軸軸承裝配方麵（miàn）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（tái）數控車床主軸軸承， 效果非常（cháng）顯著， 具有推廣價值。