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阿基米德螺旋線麵（miàn）軸承的數控加工

2017-11-28 來（lái）源：寶雞機床集團有限公司作者：王東郭寶林

【摘要】：隨著數控技術和數控機床的廣（guǎng）泛應用，原先由專用夾具加工的特殊輪廓形狀的零件，現在完（wán）全可以采（cǎi）用數控機（jī）床的多軸聯動功（gōng）能來實（shí）現。文中通過S- 40 數控外圓磨（mó）床X 軸和C 軸的聯動實現了（le）M52125 龍門導軌磨床主軸阿基米德螺旋線麵軸承的數控加工，為設備維修工作帶來很大的便利。

【關鍵詞】：阿基米德螺旋線麵軸承；數控加工；多軸聯動；C 軸

1.引言

我公司一台上海重型機床（chuáng）廠生產（chǎn）於1967 年M52125 龍門導軌磨（mó）床，主軸（zhóu）前軸承采用剛性軸套式阿基米德螺旋（xuán）線麵軸承，後軸承采用彈性軸套式阿基米德螺旋線麵軸承結構。由於長（zhǎng）時間的使用和主軸潤滑係統故（gù）障導致阿基米（mǐ）德螺旋線麵軸承內孔研傷嚴（yán）重（chóng）及機床主軸精（jīng）度喪失，不能滿足使用要求。

2.阿基（jī）米德螺旋線麵軸承的結構

阿基米德螺旋線（xiàn）麵軸承（彈性軸（zhóu）套式）用於高精度磨床，它有3 個滑動麵（三油楔），滑動麵截線為阿基（jī）米德螺旋線（在軸心無位移時，其油楔展開即（jí）為斜麵（miàn）式），單麵結構（gòu）（主軸單方向旋轉），結構如圖1 所（suǒ）示。

圖1 阿基米德螺旋線麵軸承

阿基米德螺旋線麵軸承具有以下特點：（1）軸承（chéng）和箱體錐孔有3 條弧麵接觸（chù），收緊一端螺母後，使（shǐ）軸承產（chǎn）生彈（dàn）性變形來（lái）調節主軸與軸承間（jiān）隙，間隙一般為0.007~0.01mm。（2）分別設有進油孔（使進油孔的3 條凸麵比（bǐ）3 條接觸弧麵稍低（dī））和（hé）回油槽（cáo），用（yòng）單獨油泵強迫潤滑（潤滑壓力0.1MPa，二號主軸油），溫升低。（3）軸承剛性好。（4）軸心穩定性良好。缺點：製造和（hé）裝配工藝複雜。

線麵軸承采用雙金屬（shǔ）結構，在硬（yìng）底基金屬上增加一層軟金屬（shǔ）或合金的薄層，由於軟金屬具有較低（dī）的剪切強度（dù），且軟金屬或合金較薄減少（shǎo）了壓陷變（biàn）形量（liàng）及相應壓陷的（de）接觸麵積，減少了（le）滑動時的阻力，因此可降低其摩擦係數。雙金屬軸（zhóu）套因為具備了這個特點，而且又能節省貴（guì）重金屬，可（kě）使青銅的消耗量減少到1/4~1/6，且軸承壽命可以提高，所以它在機床中得到很廣泛（fàn）的應用。

3.原來的磨削（xuē）夾具

加工（gōng）阿基米德螺旋線麵軸承的成形麵需要有專門的夾具，因此在實際生產過程中常采用一定的偏心圓弧來近似的代換阿基米德（dé）螺旋線。由於加工偏心圓弧所需的夾具結構簡單，也有利於保證加工精度。夾具結構如圖2 所示。

圖2 加工圓弧的夾具

夾具裝（zhuāng）在外（wài）圓（yuán）磨床的頭架上，利用（yòng）曲柄搖杆機構使頭架的（de）回轉運動轉變為擺動運動，頭架的擺動弧度可以通過（guò）改變連杆的長度來進行調節。裝夾軸承時，使其偏心（xīn）圓弧（代替阿基（jī）米（mǐ）德螺旋線）的圓心與頭（tóu）架（擺杆）的擺動中心（xīn）重合，軸承與砂輪相對運動，便磨削出所需要的成型麵。

4.數控加工程序

瑞（ruì）士斯圖特S-40 數控萬能內外圓磨（mó）床

由於專用夾具針對性強，除了專業製造（zào）線麵軸承的廠家外，對於一般的製造（zào）企業沒有加工阿基米德螺旋線麵軸承的專用夾具，原（yuán）廠家已多次改進產品結構，因此不（bú）能提供原來的阿（ā）基米德螺旋線麵軸承，給設備的維修工作帶來極大的（de）不便。但是隨（suí）著數控技術和數控機床的廣泛應用，原先在專用夾具（jù）上加工的線麵軸承的滑動麵截（jié）線形狀現在可以采用帶C 軸（zhóu）功（gōng）能的臥式加工中心或（huò）是數控磨（mó）床運用數（shù）控機床多軸聯（lián）動功能實現（xiàn）。因此我們嚐（cháng）試在數控（kòng）磨床上（shàng）加工（gōng）該阿基米德螺（luó）旋線（xiàn）麵軸承。加（jiā）工設（shè）備為瑞士斯圖特S-40 數控萬（wàn）能（néng）內（nèi）外圓磨床，該機（jī）床（chuáng）是（shì）現代化的數（shù）控磨床，由Studer 的外圓磨削專家開發的軟（ruǎn）件，提供了強大的編程功能。

采用數控係統（tǒng）自帶（dài）的用TNRC 多進磨的（de）形狀磨（mó）削循環G9225 功能。這個輪廓磨削循環允許（xǔ）加工一個任意的工件形狀（輪廓）。實際的輪廓（kuò）形狀是在一個分離（lí）的（de）ISO- 子程序［V］中編輯的，輪（lún）廓子程序能使用離線編程係統“StProfil” 編程。在完成其它工序後，我們在S-40 數控萬能內外圓磨床頭架（C 軸）上用（yòng）四爪卡盤夾持軸承後端方牙螺紋外徑，找正工（gōng）件，並按進油孔位（wèi）置設置C 軸、X 軸和Z 軸工（gōng）件坐標係零點後，執行（háng）程序即可加工出所需線麵軸承的截線輪廓。

輪廓主程序

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