浅谈数控车床主轴回转精度
作者：吴兆忠
来源：《科技资讯》 2014年第18期
吴兆忠
(广西英华国际职业学院广西钦州 535000)
摘要:数控车床主轴回转精度直接影响到零件加工精度,而影响主轴回转精度的主要有:主
轴相关零件的制造精度及工人的安装技术,本文主要分析影响主轴回转精度的一些因素及装配过程中的一些注意事项。
关键词:数控车床回转精度制造精度安装技术注意事项
中图分类号:TH9 文献标识码:A 文章编号:1672-
3791(2014)06(c)-0072-01
主轴的回转精度是机床的重要精度指标之一,它是决定零件加工表面几何形状精度、表面波度和表面粗糙度的主要因素。
每一台数控车床主轴的径向跳动精度和轴向窜动精度在出厂前,必须要符合ISO或GB标准,如何保证每一台数控车床主轴的回转精度都符合标准是关系到产品质量。
所以主轴相关零件的加工精度都符合图纸要求之外,还要求在安装及调试主轴精度时要注意每个零件的安装细节,使每一个零件都发挥其所应有的精度,使控制主轴回转精度起到事半功倍
的作用。
1 主轴回转精度检测要求
某一台数控车床主轴回转精度要求:图1(a)主轴端部的跳动精度:主轴的轴向窜动精度
a≤0.01 mm;主轴轴肩的跳动精度b≤0.015 mm。
图1(b)主轴锥孔轴线的径向跳动精度:靠近主
轴端面a≤0.01 mm,距a点L(300 mm)处b≤0.02 mm。
图1(c)主轴定心轴颈的径向跳动精度
a≤0.01 mm,这些精度要求是机床出厂前或交付用户时必检的内容,是衡量机床质量的主要标准。
2 影响主轴回转精度的因素
主轴回转精度是指机床在装配后,主轴前端安装工件或刀具部分的径向和轴向跳动的大小。
主轴回转精度取决于主轴部件的主要零件,如:主轴、轴承、支撑孔座、调整螺母、隔套等的制
造精度和装配质量等。
主轴制造误差:主要包括主轴支承轴颈的圆度误差、同轴度误差(使主轴轴心线发生偏斜)和主轴轴颈轴向承载面与轴线的垂直度误差(影响主轴轴向窜动)。
主轴支承座孔:其尺寸和形状误差同样也会使主轴轴心发生偏斜与轴向窜动。
轴承误差:轴承误差包括滑动轴承内孔或滚动轴承滚道的圆度误差,滑动轴承内孔或滚动轴承滚道的波度,滚动轴承滚子的形状与尺寸误差,轴承定位端面与轴心线垂直度误差,轴承端面之间的平行度误差,轴承间隙以及切削中的受力变形等。
轴向固定轴承用的调整螺母、隔套、垫圈等零件的端面对其轴线不垂直以及端面间不平行,都会使轴承在装配时受力不均而发生歪斜,并引起滚道畸变,同时还会使主轴产生弯曲变形,从而影响主轴部件的回转精度。
除了零件制造精度对机床回转精度造成影响之外,主轴部件的装配和调整质量与主轴部件回转精度有密切关系。
影响主轴部件装配和调整质量的因素主要有工人装配的熟练程度和外构件的制造精度(比如锁紧螺钉端部的是否平整)。
3 主轴回转精度的控制方法
主轴回转精度的控制主要在预紧轴承时进行的,其一般用到修刮,研磨,修整、轻敲等方法,所以在装配调试时结合这几种方法,把主轴回转精度控制在要求范围之内,下面是几种常见控制主轴回转精度的方法。
(1)修刮法:因主轴轴承锁紧螺母端面与其螺纹中心线的垂直度及螺纹齿的误差,在螺母拧紧后很可能造成主轴弯曲及轴承内、外圈倾斜,对主轴组件回转精度有很大影响。
所以拧紧螺母后,应测量其主轴回转精度,找出径向跳动最高点,并在反方向180°处于螺母上作出标记。
拧下螺
母后,在作标记处修刮螺母结合面,再装上重新测量,直至主轴回转精度合格为止。
(2)研磨法:轴套两端的平面度误差过大会影响机床主轴的回转精度,轴套两端一般是在平面磨床上加工,通过磨床的自身精度保证轴套前后端面的平行度,所以精度不好保证。
一般情况下,如果机床主轴回转精度要求高,可在装配主轴部件之前研磨轴套两端面,以提高主轴装配精度。
(3)修整法:图1(d)锁紧螺母上的紧定螺钉用于对锁紧螺母的防松,紧定螺钉一般是外购件,其生产过程对质量要求不高,端部一般都不平整,在锁紧紧定螺钉会使压片或螺母发生倾斜,从而使轴套也跟随倾斜,依次传递到滚动轴承内圈,破坏轴承先前的调整精度,从而也会影响到主轴的回转精度,但是我们装配过程中往往就忽视了紧定螺钉所起的作用,所以在锁紧紧定螺钉之前务必要把紧定螺钉的端部打磨平整,这样紧定螺钉旋转力才会垂直向下,压片或锁紧螺母才不会发生倾斜。
(4)轻敲法:在装配调整主轴部件并调整检测过程中,可以根据主轴跳动情况对锁紧螺母轻轻敲打,或对主轴前后轴承支撑之间的中间位置进行敲击,一定用铜棒进行,切勿用钢棒,避免主轴损伤。
敲击锁紧螺母的目的是找正螺母位置,使螺母轴线与主轴轴线逼近同轴并且保证螺母轴线与螺母端面垂直,这样螺母端面压紧轴套端面处于最佳状态。
减少螺母旋紧过程中发生的倾斜对轴套的影响,起到调整主轴跳动的目的。
敲击主轴中间位置的方法是在打表检测找到主轴径向跳动的最高点,然后再前支撑和后支撑之间的中间位置进行敲击,能使主轴跳动的最高点位置得以降低。
4 结论
在装配调整主轴的过程中,对主轴回转精度的控制一定要从多方面去考虑,考虑每一个零部件对主轴装配精度的影响,在常规方法无法解决的时候一定要考虑个案。
主轴上每一个零件的制造精度,或主轴部件的装配方法都会影响到主轴的回转精度。
参考文献
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