機床主軸常用軸承_機床主軸軸承安裝_數(shù)控機床主軸的結(jié)構(gòu)

　　機床主軸軸承是精密機床及類似設(shè)備的主軸軸承，它對保證精密機床的工作精度和使用性能。

　　數(shù)控機床主軸：指的是機床上帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)的軸。通常由主軸、軸承和傳動件（齒輪或帶輪）等組成主軸部件。在機器中主要用來支撐傳動零件如齒輪、帶輪，傳遞運動及扭矩，如機床主軸（有的用來裝夾工件）、心軸。除了刨床、拉床等主運動為直線運動的機床外，大多數(shù)機床都有主軸部件。主軸部件的運動精度和結(jié)構(gòu)剛度是決定加工質(zhì)量和切削效率的重要因素。

　　衡量主軸部件性能的指標主要是旋轉(zhuǎn)精度、剛度和速度適應(yīng)性。

　　（1）旋轉(zhuǎn)精度：主軸旋轉(zhuǎn)時在影響加工精度的方向上出現(xiàn)的徑向和軸向跳動（見形位公差），主要決定于主軸和軸承的制造和裝配質(zhì)量。

　?。?）動、靜剛度：主要決定于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。

　　（3）速度適應(yīng)性：允許的最高轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍，主要決定于軸承的結(jié)構(gòu)和潤滑，以及散熱條件。

　　數(shù)控機床的機械主軸和電主軸結(jié)構(gòu)

　　機械主軸

　　機械主軸結(jié)構(gòu)

　　高速電主軸

　　數(shù)控機床主軸常用的幾種滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式

　　機床主軸帶著刀具或夾具在支承件中作回轉(zhuǎn)運動，需要傳遞切削扭矩，承受切削抗力，并保證必要的旋轉(zhuǎn)精度。數(shù)控機床主軸支承根據(jù)主軸部件的轉(zhuǎn)速、承載能力及回轉(zhuǎn)精度等要求的不同而采用不同種類的軸承。一般中小型數(shù)控機床（如車床、銑床、加工中心、磨床）的主軸部件多數(shù)采用滾動軸承；重型數(shù)控機床采用液體靜壓軸承；高精度數(shù)控機床（如坐標磨床）采用氣體靜壓軸承；超高轉(zhuǎn)速（2～10萬轉(zhuǎn)／分鐘）的主軸可采用磁力軸承或陶瓷滾珠軸承。在各種類型的軸承中，以滾動軸承的使用最為普遍，圖1所示為主軸常用的幾種滾動軸承的類型。

　?。╝） 雙列圓柱滾子軸承 （b） 雙列推力向心球軸承 （c） 雙列圓錐滾子軸承

　?。╠） 帶凸緣雙列圓柱滾子軸承 （e） 帶彈簧的單列圓錐滾子軸承

　　圖1 主軸常用的幾種滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式

　　1、主軸滾動軸承的配置

　　根據(jù)主軸部件的工作精度、剛度、溫升和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，合理配置軸承，可以提高主傳動系統(tǒng)的精度。采用滾動軸承支承，有許多不同的配置形式，目前數(shù)控機床主軸軸承的配置主要有如圖2所示的幾種形式。

　　圖2 數(shù)控機床主軸的配置形式

　　在圖（a）所示的配置形式中，前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和60°角接觸球軸承組合，承受徑向載荷和軸向載荷，后支承采用成對角接觸球軸承，這種配置可提高主軸的綜合剛度，滿足強力切削的要求，普遍應(yīng)用于各類數(shù)控機床。在圖（b）所示的配置形式中，前軸承采用角接觸球軸承，由2～3個軸承組成一套，背靠背安裝，承受徑向載荷和軸向載荷，后支承采用雙列短圓柱滾子軸承，這種配置適用于高速、重載的主軸部件，圖（c）所示前后支承均采用成對角接觸球軸承，以承受徑向載荷和軸向載荷，這種配置適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機床主軸。圖（d）所示前支承采用雙列圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷，后支承采用單列圓錐滾子軸承，這種配置可承受重載荷和較強的動載荷，安裝與調(diào)整性能好，但主軸轉(zhuǎn)速和精度的提高受到限制，適用于中等精度，低速與重載荷的數(shù)控機床主軸。

　　2、主軸滾動軸承的預(yù)緊

　　對主軸滾動軸承進行預(yù)緊和合理選擇預(yù)緊量，可以提高主軸部件的回轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振性。滾動軸承間隙的調(diào)整或預(yù)緊，通常是通過軸承內(nèi)、外圈的相對軸向移動來實現(xiàn)的。

　　圖3 滾動軸承的預(yù)緊方法

　　（1）軸承內(nèi)圈移動 這種方法適用于錐孔雙列圓柱滾子軸承。用螺母通過套筒推動內(nèi)圈在錐形軸頸上作軸向移動，使內(nèi)圈變形脹大，在滾道上產(chǎn)生過盈，從而達到預(yù)緊的目的。圖3所示為幾種移動軸承內(nèi)圈的預(yù)緊形式，圖（a）結(jié)構(gòu)簡單，但預(yù)緊量不易控制，常用于輕載機床主軸部件。圖（b）用右端螺母限制內(nèi)圈的移動量，易于控制預(yù)緊量。圖（c）在主軸凸緣上均布數(shù)個螺釘以調(diào)整內(nèi)圈的移動量，調(diào)整方便，但是用幾個螺釘調(diào)整，易使墊圈歪斜。圖（d）將緊靠軸承右端的墊圈做成兩個半環(huán)，可以徑向取出，修磨其厚度可控制預(yù)緊量的大小，調(diào)整精度較高。調(diào)整螺母一般采用細牙螺紋，便于微量調(diào)整，而且在調(diào)好后要鎖緊防松。

　?。?）修磨座圈 通過修磨軸承的內(nèi)外座圈，可以調(diào)整軸承的預(yù)緊力。圖4所示為兩種修磨的形式。圖 （a）為軸承外圍寬邊相對（背對背）安裝，這時修磨軸承內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)，使間隙a增大；圖（b）所示為外圍窄邊相對（面對面）安裝，這時修磨軸承外圈的窄邊。在安裝時按圖示的相對關(guān)系裝配，并用螺母或法蘭蓋將兩個軸承軸向壓攏，使兩個修磨過的端面貼緊，這樣使兩個軸承的滾道之間產(chǎn)生預(yù)緊。

　　（a）修磨軸承內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)

　?。╞）修磨軸承外圈的內(nèi)側(cè)

　　圖4 修磨軸承座圈

　　機床主軸的拆卸和安裝

　　當機床主軸受損需要更換時，應(yīng)當先拆下原有主軸，再將新主軸組裝好后，打完動平衡，再重新安裝到機床上，才可以使用機床。這里應(yīng)當注意，新主軸的零部件可以使用原主軸上尚好的零部件，比如完好的軸承等，但是組裝完后，應(yīng)該做動平衡試驗，然后才可以用，如果動平衡不好的話，那么噪聲相當大，而且軸承等零部件易損壞。

　　首先是拆卸損壞主軸。先拿去頂部氣缸，再擰下疊簧壓塊，注意疊簧壓塊里面有緊固用的頂絲，應(yīng)先松掉頂絲再松螺紋，在拿下九對疊形簧片和擋圈，要想拆下主軸芯部，就得先拿下帶輪而帶輪又用背緊螺母壓著，先擰下背緊螺母上的壓緊螺釘，而后拆下背緊螺母，這樣皮帶輪就可以卸下來了。最后要拿下主軸芯部——包括柱體及內(nèi)、外套的整個部件，這事至少需要兩個人，一個人拆掉軸承端蓋螺釘，一個人注意保護，用手托住主軸柱體底部，當軸承端蓋被卸下來后，主軸芯就可以掉下來，這時兩個人同時在下面扶著主軸芯部，如果芯部拿不下來，可以用鋼棒輕輕的在上面往下敲，最后拿下主軸芯部。

　　然后就是主軸的安裝了。在安裝主軸前，要做到以下幾點：

　　① 將拉桿和推桿相互擰緊——它倆靠螺紋連接。

　?、?用汽油清洗殼體內(nèi)壁和主軸外套，以免安裝時有雜質(zhì)進入，影響配合質(zhì)量，這時主軸外套尺寸為φ110mm±0.0065mm，它和殼體的內(nèi)壁為過渡配合。

　?、?九對疊簧由于機床長期使用而布滿油性灰塵，應(yīng)用汽油或煤油清洗干凈，然后加上黃油——鋰基脂或鈣基脂，這樣可以延長疊簧的使用壽命。

　?、?給三副軸承加上潤滑油，由于要耐高溫，所以最好為鋰基脂或鈉基脂，同時要檢查向心推力軸承方向，為背靠背式安裝。

　　做好基本準備工作，主軸做好動平衡后，就可以安裝主軸了。先將拉桿、推桿、柱體、軸承、內(nèi)套、外套按圖裝配好（內(nèi)套和外套之間有間隙，以變軸承轉(zhuǎn)動），兩個人托著從殼體的下方往上裝，另一個人上緊軸承端蓋，主軸軸芯就不會掉下來了，然后再依次安裝帶輪、背緊螺母、擋圈、九對疊形彈片，疊簧壓塊，最后裝好壓縮氣缸，整個主軸就算裝好了。在這里應(yīng)該注意的一點事，如果軸承端蓋高度和軸承深入高度不一致，可以通過軸承端蓋來調(diào)整高度。同時要將下面的軸承端蓋和上面的軸承壓緊塊都壓緊。