数控车床主轴的性能指标及轴承的检测方法

 

   数控车床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，如机床主轴；有的用来装夹工件，如心轴。

   

    除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。

 

①旋转精度：主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动（见形位公差），主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。

 

②动、静刚度：主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。

 

③速度适应性：允许的最高转速和转速范围，主要决定于轴承的结构和润滑，以及散热条件。

 

    数控车床长期使用会导致主轴轴承严重受损，影响机床几何精度，为恢复精度，需采用“定向装配法”实施主轴轴承的更换及装配。

 

    数控车床主轴轴承的检测

 

   数控车床主轴轴承一般采用角接触球轴承，用千分尺检测轴承内外径和厚度，与国标对比是否符合要求。测量角接触球轴承的内外圈厚度差，采用杠杆千分表(百分表)、磁力表座、长100mm标准块3件、大理石平板1块、100mm×100mm×20mm平行块1。

 

    将平板、3个标准块6个端面、磁力表座底面、平行块上下面清洗干净，将标准块120°分布于平板上，角接触球轴承上口朝上放在标准块上面(被测角接触球轴承要清洗干净，转动均匀，滚道内不得有细微杂物)，磁力表座吸在平行块上，将杠杆千分表头朝上打在角接触球轴承下口外圈端面处，使杠杆千分表头压下0畅04mm左右，读出千分表读数并记录。用手轻推平行块连同磁力表座向里移动至角接触球轴承下口内圈端面处，读出千分表读数并记录，计算出两组读数差值X，即读数大的端面比读数小的端面低X。例如千分表头在外圈端面的读数为-0畅014mm，在内圈端面的读数为0，这表明内圈端面比外圈端面低0畅014mm(即内圈端面比外圈端面靠近平板面0畅014mm)。反过来，轴承放置不变，将杠杆千分表头朝下压住角接触球轴承上口外圈端面并使表头压下0畅04mm左右，读出千分表读数并记录。再移到内圈端面读出千分表读数并记录，计算两组读数差值Y，即读数大的端面比读数小的端面高Y。例如千分表头在外圈端面的读数为0畅014mm，在内圈端面的读数为0，这表明角接触球轴承上口内端面比外端面低0畅014mm。采用上述过程在圆周上对称测4个点，测出数值相同为最佳，若4个点上测出的数值相差0畅01～0畅02mm还可用，若超差太大则轴承不合格。

 

    以此类推对所有轴承都测出上述两组数值。测出每盘轴承的状况后，要选配两盘相一致的轴承(高度差在0畅02mm内均可)，同方向装配，这样就可以确保这两盘轴承的内、外圈端面全部接触无间隙(这一点非常关键，详见图2)。再测出第三盘轴承的上口和下口的高度差，此时就可以考虑第三盘轴承和前两盘轴承背对背装配时的中间隔套尺寸。内隔套和外隔套的厚度是否相同取决于第三盘轴承和另一盘背对背轴承的高度差。当背对背的两盘轴承内外圈高度差均为0时，内外圈厚度相同。当背对背两盘轴承中，其中一盘轴承外圈比内圈减公差时，内圈的厚度比外圈的厚度薄一个公差值。当两盘背对背的轴承外圈比内圈都减公差时，内圈的厚度比外圈的厚度薄两个公差值。当轴承外圈比内圈加公差时，算法反之。轴承内外圈中间加上隔套压紧后，必须确保外圈与外圈之间、内圈与内圈之间无间隙，并有预紧力，预紧力间隙为0畅03～0畅04mm(矱240，矱340)，小于矱150轴承的预紧力间隙为0畅02mm。