时间：2023-03-21 05:49:50
图1是50车床主轴结构图。主轴箱的主轴精度主要取决于轴承和主轴本身精度以及钳工装配技术。通常采用“定向装配”装配法，使精度尽可能的提高。50车床主轴为三点支承，即前、中、后轴承，前、中轴承是主要支承，后轴承是辅助支承。前轴承是NN3030K双列圆柱滚子轴承及2268930双向推力角接触球轴承，中间轴承为NN3026K双列圆柱滚子轴承。这种前轴承配列具有很高的综合刚性，轴向力及径向力分别由不同的轴承承担，轴向热膨胀可由双列短圆柱滚子轴承吸收。前、中轴承之间，前轴承对主轴组件的精度比中轴承的影响大。后轴承是向心球轴承GB/276/16024起到辅助支撑作用。这种轴承配置为超高刚度配置，主要通过轴承的精度来保证主轴运转精度，还有其它的一些组件都配合轴承制成适当的精度。
2.轴承在主轴上的安装
在装配前应检查NN3030K轴承和NN3026K轴承与主轴轴颈锥度（1：12）配合接触印痕应在80%以上，并且大端略硬（实践经验证明因主轴加工、材质等原因，不能很好的控制，印痕略硬的位置和程度。实际生产时接触印痕超出55%-65%这个范围，对主轴精度保持一致性差。低于55%时轴承无法可靠定位连接，使得轴承变形，轴承刚度差；高于65%时，因锥孔小端组配，调整螺母后使小端收紧变形，改变了接触状态，使得轴承小端接触硬。使工作状态下，轴承刚性下降、易震动，影响加工精度）。在检查时着色剂要调的干一些，涂抹均匀，以小角度约15度正反转动轴承内圈，以使显示印痕准确.真实。锥度配合不好，轴承装配后，滚子两端的径向间隙不同。从而引起轴承内部受力不均匀、刚性降低、轴承工作状态不稳定，直接影响到轴承的使用性能和工作寿命。同时应检查轴承定位隔套两端的平行度以及端面对轴心线的垂直度，一般要控制在0.007MM以下。由于壳体三个轴承孔的同轴度很难保证，所以后轴承与箱体孔的配合较松。若前中轴承孔圆度、同轴度、轴承外圈定位面略有超差。可用经过硫化处理过的橡胶研磨棒，表面涂氧化铬研磨膏，整周沿主轴旋转同方向旋转，并作微量轴向移动进行研磨。研磨棒在研磨前进行冷却，研磨时利用热胀冷缩的原理研磨轴承孔。故研磨量极小，只有0.01-0.015MM，用这种方法改善轴承孔的圆度.同轴度和垂直度。装配前要认真对主轴进行检查，对表面的细微缺陷用油石、金相砂纸修复，最后用麂皮抛光。轴承出厂时表面涂有一层防锈油，为防止因油与防锈油之间不相容，导致试车时轴承不良现象。装配前应选用配比为3%合成清洗剂边旋转边清洗，待轴承残余清洗剂完全自然风干后，带一次性手套安装，不能用手直接接触轴承。由于轴承内圈与轴颈过盈配合，外圈与轴承座孔间隙配合。所以应先在轴承座孔上涂一层薄薄的油，把前轴承NN3030K及2268930，中间轴承NN3026K装入箱体。这样安装可以使轴承在装配中滚动体不受力。装配后转动轴承外圈，由于油作用应有适当阻尼，否则应检查轴承座孔尺寸是否超差。孔小轴承工作发热膨胀，使预紧力加大出现过早磨损、卡死等恶劣现象；孔大使主轴回转精度下降，整机重切椭圆度超差、加工面光洁度差，无法达到工艺要求。法兰盘和螺母3套在主轴上，对φ150、φ130轴颈液氮局部冷却，温差法装配主轴。
因为影响主轴组件的径向跳动无论是主轴近端还是远端主要因素有五方面：一是前轴承内圈跳动或外圈的径向跳动；二是中轴承的内圈跳动或外圈跳动；三是主轴锥孔或主轴端部锥面对前中支承轴颈的径向跳动；四是前中轴承壳体孔的径向跳动；五是壳体孔的同轴度和主轴轴颈同轴度的偏差。装配时对零件进行分组，根据零件实际偏差值进行抵消。利用壳体孔、前中轴承内外圈径向跳动来校正壳体孔（主轴）前中同轴度误差，使得装配后主轴回转轴线的偏移量最小。由于轴承外圈与壳体孔的周向装配位置和轴承内圈与主轴的周向装配位置的布置。通过合理的定向装配使得误差值最大一个布置在一个方向，其余误差布置在其相反方向，来校正壳体、轴承、主轴轴颈跳动和同轴度误差。这样的定向装配可使主轴组件的径向跳动量大大变小。所以装配时注意以误差相消法来减少或抵消零件径向跳动对主轴回转的影响，即轴承内圈径向跳动最高点（轴承外圈径向跳动最高点）与主轴轴颈径向跳动最高点（轴承座径向跳动最高点）在径向处于对称状态以及校正壳体前中轴承孔和主轴前中轴颈的同轴度误差。轴承、主轴在出厂时已在径向跳动最高点已做出标记，但壳体孔要在三座标测量机上测量，壳体孔测量成本较大。由于车床为固定敏感方向主轴，对主轴旋转精度影响最大的是内圈。所以批量装配时，可以将前中轴承外圈的最大径向跳动点在壳体孔内装成一条直线即可。
因为轴承的精度不仅在于它的内外圈和滚动体的配合精度，更重要的是，必须保证轴承装配时有合适的预紧力。其主要目的是提高轴承的旋转精度、减小高速下滚动体的滑动，提高轴承刚性，减小轴承的轴向和径向的窜动量，提高轴承阻尼、降低噪声以及提高轴承使用寿命，所以主轴安装完成后应对轴承进行预紧。应先调整前轴承，这样即减少了径向间隙，同时也控制了主轴的轴向窜动，之后调整中轴承。由于NN3030K轴承内圈与轴颈锥度（1：12）配合，用螺母1来对主轴前端两个轴承做轴向移动，通过改变内圈在轴锥面上的位置，使轴承内圈得到径向扩张，进而改变轴承的径向游隙，实现轴承的预紧。其控制方法主要有经验法、计算法、测量仪器直接控制法等。使用计算法，轴承游隙减小量不仅与轴向移动量有关，而且还与轴颈的表面粗糙度、内圈的壁厚和轴的孔径有关，实际生产中不便于操作控制，生产效率过低不适合批量生产；仪器直接控制法，需要利用圆柱滚子轴承间隙测量仪器进行，设备投入大，不适合实际装配生产。根据总结采用经验法，经验法的关键是掌握好转动主轴时的手感及必要的检测手段进行轴承的装配控制。靠装配人员的经验转动主轴时的手感来判断，如果过盈量大转动主轴就会感到吃力，如果转动主轴时太轻快，说明轴承间隙大。2268930双向推力角接触轴承间隙和预紧量在出厂前已经调整好，不得已可通过修磨中间隔套厚度来调整。使调整好后NN3030K轴承预紧量0～5μM、轴向刚度3.3KN/μM，2268930轴承预载荷1.4KN、轴向刚度1.1KN/μM，中轴承NN3026K轴承预紧量0-5μM、轴向刚度2.9 KN/μM。预紧力调整过大摩擦发热加剧，发热以后预紧力会更大，增大主轴的负荷，并且加快轴承的磨损，最终造成主轴抱死；过小回转精度差，主轴在加工过程中，轴线容易偏移影响加工精度。轴承的预紧分定压和定位两种，这里采用的是定位预紧，主要有利于提高轴承的刚性。定位预紧的轴承在使用过程中支承零部件的相对位置固定不变。角接触球轴承高速旋转时，由于离心力的作用，滚动体有外抛的趋势，从而使得轴承内外套圈有轴向相对移动的倾向，但由于其位置已相对固定，因此，其结果必然使预紧力加大，摩擦发热加剧。工作温度的变化，会影响到轴承的预紧状态，过高温度会导致轴承实际预紧力比装配预紧力大，轴承有可能出现过早磨损.卡死等恶劣情况。跑合试验时，应随时监测轴承温度变化及主轴运转时的工作性能，根据检测结果对轴承预紧力进行修正以获得最佳预紧量。
为了消除装配过程中定位阻力的影响，锁紧螺母时应先以2至3倍正常锁紧力（1040KN）锁紧螺母，然后松开螺母，最后再以正常锁紧力锁紧螺母并锁固。螺母1调整好后，螺母3向双列圆柱滚子轴承拧紧，可以使由螺母1调整好的精度予以保持下去，若因拧紧螺母3而使精度改变了，则应重新调整螺母1，直至两个螺母均拧紧后，主轴精度合格为止。螺母3还起到承担轴向负荷的传递作用，以及卸下或松动轴承的功能。主轴上使用的螺母是专为主轴设计适配的。调整螺母1、螺母2为KMA型锁紧螺母。紧固锁紧装置的方法对提高主轴的旋转精度也扮演一个重要的角色。螺母的螺纹轴心线和端面的垂直度以及螺纹的配合精度不高，则锁紧后螺母发生倾斜，易造成主轴弯曲、轴承预载不均，直接影响到轴承的旋转精度、刚性和承载能力。
3.齿轮件的安装
主轴上的齿轮件全都经过磨齿加工，用以控制齿形、齿向、周累等误差和啮合印痕，用以提高啮合传动精度，从而降低振动、噪声。齿轮件在安装前应在主轴上试装，以检查配合精度，否则会产生倾斜降低啮合精度。特别是大齿轮与主轴轴颈为锥度（1：12）配合，其接触面积要达到80%以上，否则会产生定位不可靠。顶丝用来固定齿轮上回转槽内的平衡块，平衡块用来整机动平衡，以消除整机自激振印V髦岵考在动平衡仪上动平衡后，不平衡重量不能超过5g，平衡圆锥块数量最多不得超过8块。顶丝应选用内六角圆柱端紧定螺钉（GB79-85）涂螺纹紧固胶，以提高摩擦力，确保紧固可靠性。在精度、动平衡调整完毕后，不要随意拆动平衡块，否则将引起主轴振动和机床精度下降。
4.法兰的安装
法兰用螺栓紧固在箱体上，用以定位轴承外圈。如果螺栓紧固力过大或者端盖受力不均，易产生外圈变形，端面精度游动，所以螺栓要对称均匀按工艺拧紧。为保证轴承外圈的正确定位，端盖与轴承端面的轴向过盈量应控制在0.01-0.04mm。
关键词：结构分析；加工工艺；加工基准；工艺路线；加工余量；切削用量
1 结构分析
车床主轴的结构特点为阶梯式，用于安装轴上齿轮和操纵机构，主轴的内部为空心，同时主轴需要传递扭矩和旋转运动，所以主轴的材质选用非常重要。常见的主轴材质如表1。
车床主轴与轴上零件的示意图如图1，通过图中的机构可以看出，车床主轴结构紧凑，每个零件都相互连接，轴承的结构和、齿轮的位置，以及固定件，这些零件直接影响主轴最终的制造精度。
2 加工工
2.1 加工基准
车床主轴加工制造过程中，需要对主轴进行基准确认，而主轴的定位基准选取分为以下几个方面：在主轴毛坯加工时候，选取毛坯表面作为粗基准；粗加工完成之后进行精加工时候，选取加工后表面定为基准，同时利用工艺基准作为主轴加工的精基准，这样做的好处就是遵循“基准重合”原则，提高主轴加工精度。
2.2 工艺路线
主轴加工路线如图2。
主轴的加工工艺如图2有3种不同方案，根据机械设计原理，加工工序要粗、精分开，先粗后精，所以最后一种的工艺路线最合理。
在对车床主轴加工时候，需要使用锥堵（图3）。
锥堵是保证车床主轴加工精度的辅助零件之一，通过使用锥堵，可以增加主轴的同轴度、圆跳动等形位公差的精度。
2.3 加工余量、切削用量
车床主轴进行加工的时候需要进行加工余量确认，保证最后精加工和研磨的尺寸，从而使加工后的主轴符合图纸尺寸和技术要求。对于粗加工，为了将毛坯的缺陷切削下去，所以对于粗加工的余量比较大，一般为30～40mm，半精加工的余量为3mm，精加工为1～1.5mm，精磨加工余量0.1mm。
切削用量是指切削速度Vc、进给量f、背吃刀量ap。它们三种因素中对主轴加工影响，切削速度影响最大，最小的是背吃刀量。
3 结束语
在当今社会，制造是一个永恒的话题，制造业是国家发展的支柱，机床就是制造业的基础，提高机床的质量就是提高国家的发展水平，提高车床零部件的技术要求就会实现机床制造质量的提高。主轴加工过程中除了结构上、加工上需要注意，在材料的选择，以及最后的热处理等，都是需要设计分析的，从车床主轴自身尺寸、形状、位置等方面全面优化，从根本上提高主轴的精度和质量。
参考文献
[1]黄鹤汀.金属切削机床设计[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2]曹金榜.机床主轴/变速箱设计指导[M].北京：机械工业出版社.
[3]成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，1993.
【关键词】加工工艺;主轴;深孔加工
车床主轴属于大批生产而又工序分散的加工工艺过程，概括为下列三个阶段：
⑴粗加工阶段。其主要目的是：用大的切削量切除大部分余量，把毛坯加工至接近工件最终的形状和尺寸，只留下小量的加工余量，还可及时发现锻件裂缝等缺陷，作出相应措施。主要包括①毛坯备料、锻造和正火；②粗加工：锯去多余部分、铣端面打中心孔和普车外圆等。
⑵半精加工阶段。其主要目的是：为精加工作好准备、尤其是作好基面准备。对一些要求不高的表面，在这个阶段达到图纸规定的要求。主要包括①半精加工前热处理：对45钢采用调质处理以达到HBS235；②半精加工：车工艺锥面（定位锥孔）、半精车外圆端面和钻深孔等。
⑶精加工阶段。其的目的是：把各表面都加工到图纸规定的要求。主要包括①精加工前热处理：局部高频淬火；②精加工前各种加工：粗磨工艺锥面（定位锥孔）、粗磨外圆、铣键槽和花键槽，以及车螺纹等；③精加工：精磨外圆和内、外锥面一保证主轴最重要表面的精度。
1.定位基准的选择
以CA6140车床主轴为例，该主轴毛坯是实心的，但最后要加工成空心轴，从选择定位基准面的角度来考虑，希望采用顶尖孔来定位，而把深孔加工工序安排在最后；但深孔加工是粗加工工序，要切除大量金属，会引起主轴变形而影响加工质量，所以只好在粗车外圆之后就把深孔加工出来。在成批生产中深孔加工之后，为了还能用顶尖孔作定位基准面，在轴的通孔两端加工出工艺锥面，插上两个带顶尖孔的锥堵或带锥堵的心轴来安装工作。
2.加工工序的确定
通过分析空心和内锥特点的轴类零件，最后确定主轴的加工工序为：外表面粗加工—钻深孔—锥孔粗加工—外表面精加工—锥孔精加工；该方案磨削力不大,在锥孔精加工时，虽然用已精加工过的外圆表面作为精基准面，但由于锥面精加工的加工余量已很小，同时锥孔的精加工已处于轴加工的最终阶段，对外圆表面的精度影响不大，可以采用外圆表面和锥面互为基准，交替使用，能逐渐提高同轴度。
3.主轴加工中的关键工艺
普通机床进行主轴加工的工艺很复杂，工序也比较多，针对主轴加工的工艺分析，我认为主要要解决下面5关键工艺：
3.1锥堵和锥堵心轴的使用
对于空心的轴类零件，在深孔加工后，为了尽可能使各工序的定位基准面统一，一般都采用锥堵或锥堵心轴的顶尖孔作为定位基准。当锥度较大时，就用带锥度的拉杆心轴，当主轴锥孔的锥度比较小时，就用锥堵。该主轴的锥孔分别为1：20和莫氏6号，锥度较小故选用锥堵，如图2所示。该轴壁厚较薄，如果用力过大，会引起轴件变形，使轴出现圆度误差等。为防止这种变形，使用塑料或尼龙制的锥堵心轴有良好效果。
3.2顶尖孔的研磨
对于实心轴或锥堵上的顶尖孔，因为要承受工件的重量和切削力的作用，而常会磨损；并且工件在热处理时，顶尖孔也会随之变形。因此，在热处理工序之后和磨削加工之前，对顶尖孔要进行研磨，以消除误差。本文采用油石或橡胶砂轮进行研磨，研磨时先将圆柱形油石或橡胶砂轮夹在车床的卡盘上，用装在刀架上的金刚石将油石或橡胶砂轮前端修整成顶尖形状，接着将工件顶在油石或橡胶砂轮顶尖和车床后顶尖间，在加上少量油，然后开动车床使油石或橡胶砂轮转动，进行研磨。研磨过程中，用手把持工件并使它连续而缓慢地转动。
3.3组合磨削
组合磨削或称多片砂轮磨削，是利用增大磨削面积以提高磨削效率的一种有效措施。一台磨床上安装几片砂轮，可以同时加工零件的几个表面，主轴的前后轴颈锥面、短锥面和前端的精加工，均采用组合磨削的方法。磨削的方法：⑴先粗磨前后轴颈锥面，磨完后进行砂轮精细修整；⑵分两种工位进行精磨，首先精磨前后轴颈锥面，完成后，设计图纸规定的角度成型砂轮，先后磨削主轴前端支承面和短锥面。
3.4深孔加工
该主轴内孔L/d≈18，属深孔加工。深孔加工要比一般的孔加工困难和复杂些,因为孔的深度增大以后,刀杆较长,刀具钢度变差,容易引起振动和钻偏孔；其次是刀刃在工件深处进行切削。冷却液不易注入切削区,散热条件差,使刀具很快磨损;加上切削难于排出,容易堵塞而无法连续加工。该轴加工采用工件转动,刀具作轴向送进运动。这种方式钻出的孔轴线与工件的回转轴线能达到一致。如果钻头偏斜,则钻出的孔有锥度；如果钻头轴线与工件回转轴线在空间斜交,则钻出的孔的轴向截面是双曲线,但不论如何,孔的轴线与工件的回转轴线仍是一致的。深孔加工的排屑和冷却见图2冷却液从钻头外部输入,从钻头内部排出。有一定压力的冷却液沿箭头指示方向经刀杆与孔壁之间的通道进入切削区,起到冷却作用,然后经钻头和刀杆的内孔带着大量切削排出。
3.5主轴锥孔加工
主轴前端锥孔和主轴支承轴颈及主轴前端短锥的同轴度要求高，因此磨削主轴的前端锥孔，成为机床主轴加工的关键工序。该主轴前端锥孔，以支承轴颈作为定位基准，将前后支承轴颈分别装在两个中心架上，用千分表校正好中心架位置。工件通过弹性连轴节或万向接头与磨床床头主轴连接。这种方式可以保证主轴轴颈的定位精度，而又不受磨床床头误差的影响。
在本文中介绍了典型轴类零件加工工艺过程的制订及关键工艺方案等。在关键技术工艺选择上透视了先进制造工业的重要性，但是研究也有不足，如主轴锥孔加工的方案虽然可行，但是不经济也有一定的质量误差，有待进一步研究。
参考文献
[1]陆根奎.车工技师培训教材.北京:机械工业出版社[M].2010,10
关键词：普通卧式车床 主轴间隙 调整
普通卧式车床在金属切削机床中所占的比重很大，它的加工范围较广，适用于加工轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，还能加工螺纹，并进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。车床中最关键的部分就是主轴，而主轴在工作过程中会承受很大的切削抗力，从很大程度上来说，主轴部件的刚度对工件的加工精度和表面粗糙度起到了决定性的作用。普通卧式车床主轴间隙的调整就是对主轴轴承的间隙进行调整，通过对主轴轴承间隙的调整可以掌握主轴轴承的特点、类型、适用场合、工作原理与调整方法，可以加深对机床结构设计的了解，可以对主轴部件的结构提出改进方法，可以提高工程制图能力。
一、普通卧式车床主轴概述
普通卧式车床的主轴部件是主轴箱最重要的部分，车削时工件装夹在主轴上的夹具中，并由其直接带动工件做旋转运动，在工作中要承受很大的切削力。主轴是一种常见的回转类零件，它由多种部分组成，例如螺纹、内外圆柱面、花键、内孔等，作为机床中的执行件，主轴主要起到了一种对传动件进行支撑的作用，同时还能对转矩进行传动。与此同时，主轴的存在还可以有效保证工件对其他部件位置的正确性。
二、普通卧式车床主轴分析
1.主轴的基本要求
（1）旋转精度：主轴旋转精度主要是指主轴的径向跳动、轴向窜动以及主轴旋转的均匀性和平稳性。通常情况下，旋转精度如果不受任何荷载，则可以通过手动主轴的方式对其进行测量。
（2）刚度：主要是指主轴部件的刚度，是指一种因为各种载荷作用导致主轴抵抗变形的能力。现阶段主轴刚度并没有一个统一的规定，但是通过大量实践证明，在主轴加工的过程中，如果主轴前端的变形比较小，一般来说是可以对加工精度和动态特性进行保证的，所以主轴的刚度可以通过主轴的静刚度进行评定，换句话说，主轴的刚度可以由主轴前端受到的作用力来表示。
（3）抗振性：主轴抗振性主要是指在机床切削的过程中，主轴为了保持平稳运转而不能振动的能力。如果抗振性不强，那么在工作过程中主轴是很容易会发生振动的，工件表面的质量会受到影响，进而加速机床零件的磨损。除此之外，振动出现的噪声还会使工作环境进一步恶化。从理论上来说，振源频率越接近主轴固有频率，振动就会越强烈，所以一般情况下在主轴设计过程中把主轴固有频率设置到最高，进而使主轴部件振动得以减小。
（4）温升和热变形：主轴在运转的过程中会因为搅油和摩擦而产生一定的热量，而这些热量的存在会使得主轴箱体因为膨胀而发生变形。主轴前端变形伸长或者主轴旋转中心线位置发生变化，都会对加工精度产生影响。此外，如果温升过高，已经调整好的主轴间隙也会发生改变，这样即使正常的条件也会受到破坏，轴承的正常工作也会受到影响，一旦情况严重还会出现抱轴现象。在主轴轴承达到稳定温度（即热平衡状态）时，轴承的温度和温升不得超过如下规定：滑动轴承温度60℃，温升30℃；滚动轴承温度70℃，温升40℃。而对于精密度高一些的机床来说轴承温度不能超过10℃。
（5）耐磨性：为了确保主轴部件的制造精度，轴前端等部件表面的耐磨性一定要得到保证。
2.主轴主要误差分析
（1）机床几何误差：工件成形运动都是通过机床来完成的，因此工件加工精度主要由机床精度决定。工件的加工精度受到机床制造误差的影响是很大的，具体体现在导轨误差、回转误差以及传动链误差等方面，同时还要注意，机床工作精度的下降还会受到机床磨损的影响。
（2）主轴回转误差：主轴是对工件进行装夹的基准，同时将动力传送给工件，值得一提的是，工件的加工精度将会受到主轴回转误差的直接影响。主轴回转误差主要指一种变动量，这种变动量可以分解成为三种基本形式，即轴向窜动、圆跳动以及角度摆动。之所以会出现主轴回转误差，是因为这些误差会对主轴回转精度产生影响，而且这种影响会随着加工方式的不同而出现不同的状况。车削外圆以及进行内孔加工时，主轴回转误差的存在会导致工件圆柱度和圆度出现误差，但是并不会对加工工件端面产生直接的影响。如果能够使主轴制造精度得到适当提高，同时选择高精度的轴承，使主轴装配精度得到提高，平衡高速主轴部件，可以使机床主轴回转精度得到提高。
三、普通卧式车床主轴间隙的调整
主轴间隙的调整实际上是调整主轴轴承的间隙，而主轴轴承有滚动轴承和滑动轴承两大类。主轴间隙调整常用的方法是调整法，调整法是指不靠去除金属的方法，而是靠改变调整件的位置或更换调整件的方法来保证装配精度。主轴轴承间隙调整原则：一般应先调整固定支座，再调整游动支座，即先调整轴向间隙，再调整径向间隙，但具体调整顺序要根据主轴和主轴轴承结构的实际情况来确定。对C630车床而言，应先调整后轴承，再调整前轴承。而CA6140车床是先调整前轴承，如径向跳动仍达不到要求，再调整后轴承的。简言之，固定支座位置就是推力球轴承位置，因此，推力球轴承安装在什么位置就先调整什么位置的螺母。
1.主轴轴承轴向间隙的调整
在车削过程中，之所以会出现主轴轴向窜动的现象，主要是由推力球轴承的间隙过大导致的。推力球轴承若装在主轴前端，就先调整前轴承；推力球轴承若装在主轴后端，就先调整后轴承，如C630应先调整后轴承。C630主轴轴承轴向间隙的调整方法为：将支紧螺钉松开，适量向右转动螺母，使滚动轴承沿着内圈做轴向移动，从而使主轴后端轴肩和后轴承座之间的间隙减小，便可以将支紧螺钉拧紧。经过调整以后，测量主轴的轴向窜动及轴向游隙（即主轴在正、反转瞬时的游动间隙），使其轴向窜动控制在0.01mm范围内，轴向游隙控制在0.01～0.02mm。如仍有超差现象，则需再进行调整。若调整无效可检查主轴的止推垫圈与推力球轴承。
2.主轴轴承径向间隙的调整
在车削的过程中会出现径向跳动的现象，主要原因在于主轴轴承径向间隙过大。
（1）主轴采用滚动轴承。前轴承一般是双列短圆柱滚子轴承，其间隙是通过轴承内圈胀大后减小的。主轴轴承的调整实际上是调整滚道与滚动体之间的配合，也就是调整滚道与滚动体之间的间隙。调整方法为：①前轴承内圈只有左侧有调整螺母的，只要拧紧左侧螺母即可，因为由于轴承左侧螺母的推力，使轴承内圈右移胀大，减小径向间隙（若是推力球轴承装在主轴前端的主轴结构，主轴的轴向窜动也同时得到控制）。②前轴承内圈两侧都有调整螺母的，应先松开主轴前端轴承右侧的螺母，再拧紧主轴前端轴承左侧的螺母，间隙调整达到要求后再拧紧右侧的螺母。
主轴精度的调整还需考虑机床的使用寿命，留有一定的精度储备。精度储备特别适用于间隙配合的运动副，此时的精度储备主要是磨损储备。例如机床主轴间隙在0.015mm以下都能正常工作而不降低精度，那么可以将间隙降到0.008mm，这样可以确保在正常使用一定时间后，主轴间隙仍不会超过0.015mm，从而保证了车床的使用寿命。
（2）主轴采用滑动轴承。滑动轴承有两种类型：内柱外锥式滑动轴承和内锥外柱式滑动轴承。内柱外锥式滑动轴承间隙的减小只要把轴承往左轴向移动即可，具体调整方法为：先拧紧前螺母和后螺母，消除配合间隙，再松开后螺母，然后拧紧前螺母，使轴承轴向移动，从而获得所要求的间隙值。内锥外柱式滑动轴承要减小间隙只要把轴承往右轴向移动即可，具体调整方法和内柱外锥式滑动轴承间隙的调整方法相反。
通过主轴间隙调整，来保证车床工作精度，从相关试验来检测车床动态工作性能。项目有：精车外圆、精车端面、精车螺纹及切断试验，分别检验卧式车床径向和轴向刚性性能及传动工作性能。
①精车外圆试验。用高速钢车刀车φ50×250φ50×250mm的45钢棒料试件，精车后试件允差：圆度误差不大于0.01mm，圆柱度为0.01/100，表面粗糙度Ra值不大于1.6μm。
②精车端面试验。用450标准右偏刀加工φ250mm的铸铁工件端面，加工后其平面度误差不大于0.02mm，只允许中间凹。
③精车螺纹试验。用60°高速钢标准螺纹车刀加工φ40×500mmφ40×500mm的45钢棒料试件。加工后要达到螺纹表面无波纹及表面粗糙度Ra值不大于1.6μm，螺距累积误差应小于0.025/100。
④切断试验。用宽5mm标准切断刀切断φ80× 150mmφ80×150mm的45钢棒料试件，要求切断后试件切断底面不应有明显振痕。
近年来，随着科学技术的不断进步，数控车床已经占领很大的市场。面对数字化机械设备的不断发展，普通卧式车床也不甘落后，在实际工作中不断探索和发展，并没有被时代所淘汰。主轴是一种阶梯带通孔零件，主轴、轴承长时间运转后会产生磨损、变形，会影响主轴的回转精度和刚度，进而影响产品的加工精度，因此，主轴间隙的调整成为一种必然。通过主轴间隙的调整使主轴旋转精度、刚度、抗振性和耐热稳定性都符合要求，从而提高了车床的加工精度。
参考文献：
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[2]王湛.卧式车床改造为气动自动夹紧时新增气缸的联接方法[J].金属加工（冷加工），2014（12）.
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[4]丁国艳，杨成仁，付振海，王海鹰.改造卧式车床钻削深孔[J].金属加工（冷加工），2013（8）.
【关键词】热变形的影响；主轴箱
主轴箱作为卧式车床的重要部件之一。在工作时，由于传动件的机械摩擦，油飞溅，搅拌作用等而发热，使主轴箱温度升高，产生热变形。热变形的影响，主要有以下几个方面：
第一、改变各相关部件的相对位置。
如主轴箱发热后使主轴轴线升高，而尾座则由于内部无传动件而温升很小，这就使主轴与尾座套筒轴线的相对位置发生改变，影响工件的加工精度。
第二、改变主轴的几何位置。
主轴的前后支承构造不同，温升也不同。这就使得前后支承处箱体的热膨胀量不同，从而使主轴轴线倾斜，热检时超差。
第三、改变轴承的间隙。
箱体的散热条件较好，轴承和主轴的散热条件较差，这就使得轴承和主轴的温度高于箱体，热膨胀量较多，从而产生减少轴承的间隙或加大预紧量。这样，又会进一步增加发热量和温差，严重时将导致发生事故。
第四、改变条件。
温升使油的粘度降低，粘度降低又将进一步降低油的性能和油膜的承载压力，严重时导致失效。
因此，减少主轴箱的发热和加强散热，以便降低温升，并采取某些均热措施以减少不均匀热膨胀是设计主轴箱，特别是设计数控卧式车床主轴箱所必须考虑的问题。
1.热平衡和温度场
主轴箱在工作时一方面产生热量，另一方面又向周围环境散发热量。如果单位时间产生的热量一定，则开始时，主轴箱的温度较低，与周转环境之间的温差较小，散热较少，温度升高就较快。随着温度的升高将逐步减慢。最后一定会达到某一温度，这时，同一时间内的发热量等于散热量，即达到了热平衡。
达到热平衡的时间是相当长的，对于普通车床国家现行通用技术要求规定每小时的温升不差过5℃，就认为达到了热平衡。一般需连续运转2至3小时才能达到热平衡。
主轴箱的温度不可能每个部位都相同。热源处温度较高，其它地方较低。一般机床的主轴箱往往就是主轴轴承处的温度高。按照国家现行标准规定，普通精度级机床，当主轴的最高转速空运转达到热平衡时，主轴轴承的温度和温升，滑动轴承温度不超过60℃，温升不超过30℃；滚动轴承温度不超过70℃，温升不超过40℃。这里的温升实际上是滚动轴承外圈的温升。轴颈的温升由于散热条件较差需要更高些。
热量主要是从某个热源发出的。所以热源处温度最高，离热源越远则温度较低。这就形成了温度场。
事实上，热源往往不止一个。例如若主轴箱底部油池热油聚集在内，这就形成另一个热源。此外箱体的厚度也不会均匀。这时，等温线将表现为复杂的曲线。由于各处温度不同，将产生不均匀的热变形，从而进一步影响加工精度。
2.主轴箱的温升估算
机床各部件中发热最多的主轴箱。因此，有必要对主轴箱的温升进行估算。如果发现温升过高，则在设计阶段就可采取措施。例如：加通风、箱体增加散热片、油专设油箱进行外循环、油设冷却装置等。
2.1主轴箱的发热
主轴箱的较高温度出现在主轴高速空载连续运转达到平衡温度时，主轴箱的发热量Q，可以认为是由主轴最高速旋转时空载损失N空转化来的。
Q=N（kw）=1000N（w）
2.2主轴箱体的平均温升估算
箱体内多个热源，如轴承、齿轮、摩擦离合器、油池等。它们的发热不同，又分布在箱体内各个部分。箱体和表面散热条件也不一致，故箱体上个点温度并不均匀。下式可用来对箱体的平均温升进行估算。运转2小时后箱体的平均温升：
ψ——箱体通过接合面传至其他机件的热量比例。对于车床和组合机床ψ=0.15～0.2，接触面较大时取大值。
平均散热系数K=（Wm2·℃）
式中AA.....A——各箱壁表面积（m2）
KK......K——分别为箱体第1至第n壁的散热系数（Wm2·℃）见表1。
例：估算一卧式车床主轴箱在主轴以最高转速运转时的平均温升。主轴和带轮转速均为1400r/min，空转功率损失估算为Q=N（kw）=1925（w）。箱体的尺寸如图1所示。箱体质量为500 kg。
（1）散热系数h。
箱体的面1前有高速旋转的卡盘，表面3之后又带轮皆能产生良好的气流，K=K=85（Wm2·℃）；面积皆为0.355x0.52=0.184m2。表面2、4、5的邻接面有良好的气流K=K=K=16（Wm2·℃）；表面6散热条件较差，K=14（Wm2·℃）；面积A=A=0.57x0.355=0.202m2， A=A=0.52x0.57=0.296m2。
K=
==34.2（Wm2·℃）
（2）散热面积A=（0.184+0202+0.296）×2=1.364。
（3）时间常数Z==≈1.5（h）
（4）求箱体平均温升取ψ=1.75
当t=1h时，Q=（1-0.175）××（1-e）≈15℃
当t=2h时，Q=（1-0.175）××（1-e）≈22.5℃
当t=3h时Q=（1-0.175）××（1-e）≈26.4℃
从以上计算结果可以看出，运转1小时至3小时之间温升已经小于4℃，可以认为达到了热平衡。箱体平均温升约为27℃。作为普通精度等级机床的主轴箱，可以不采用降温措施。
【参考文献】
[1]机械设计通用手册——机械工业出版社.
[2]重型机床设计与计算——北京工业大学出版社.
关键词：结构分析；主轴装配；精度检验
1 结构分析
车床主轴箱内的轴为阶梯轴，轴上的零件都需要定位、紧固，还需要方便拆卸以便于维修，同时主轴箱也是车床结构中一个非常重要的部件，它是主要的传动系统，它是用于扩大电动机速度的装置。
在车床的主轴箱内，使用的主电机一般为伺服电机，这样也可以实现初步的无级变速，而在主电机与主轴箱之间的传动选取V带，举例说明一下车床的主轴箱的整体布局，图1为某卧式车床的主轴箱总体布局图。
通过图1可以看出，这个车床的结构布局非常紧凑，布局也很合理，在直观上给人一种美观，同时该车床采用的是动力液压卡盘，系统采用的是自动装置。
在车床主轴箱设计上，从主电机出来带主轴上，一般是降速传动，这样可以是主轴的扭矩提升，有足够的动力去切削。
2 主轴装配
车床的主轴箱结构上一般是各直面间的直角连接方式，这样使整个主轴箱内的结构非常简单，都为线条，方便主轴箱内零件的装配，在主轴箱装配工艺上，首先一定要对主轴箱进行清洗，而清洗的顺序是将主轴箱内壁清洗、吹干；然后对箱体上的毛刺和锐角进行倒钝，最后防锈处理，并将重要的位置进行检验，防止精度不够，例如轴承座。
同时将要装配的零件进行清洗，例如齿轮、轴承，将主轴箱的主轴进行清理，退刀槽、阶梯轴，在清理过程中防止对零件进行损坏。
经过上述对主轴箱内及零件进行清洗完成之后，进行主轴箱内的装配，具体说明其中一个轴的装配，装配的顺序是安装主轴上的回油环，之后安装轴承，轴承选用双列圆滚子轴承，然后安装隔套，安装完成后，将齿轮装配上，将齿轮内的平键安装上，对齿轮轴向限制，安装另一端的隔套，安装另一侧的双列圆滚子轴承，之后安装下一个齿轮，以此类推，安装中要掌握配合产生的外圈滚道直径直径收缩量，公式如下：
式中：Dh-轴承座内径尺寸；D-轴承外圈尺寸；h-外圈滚道直径收缩量。
在主轴箱装配中，需要安装系统，一般是管路，它的安装顺序为先将管路上的管接头缠上生料带，将管路与分油块连接上，再将分油块固定在箱内，将铜管按照需要的路线进行排管，将每个管线通到相应的位置，最后将油标和油箱连接上。
3 精度检验
在车床主轴箱整体装配完成之后，并将其他辅助零件安装后，需要对主轴箱进行装配检验，对主轴箱检验最重要的位置就是主轴，主轴检验中，对主轴端面的检验内容有径向跳动、轴向窜动、端面跳动，检验这些项目的检具为指示器和检验棒，主要的检验示意图如图2。
对主轴的内孔也需要进行检测，如图3，检验方法还是用指示器和验棒，利用z验棒靠近主轴端面，检验的时候要使主轴缓慢旋转，而检验次数最少3次以上，确保质量。
4 结束语
在设计研究上要避免对设计步骤、零部件认知模糊，不懂得其原理，在装配工艺上也是一样，要使设计者明白零部件的原理，怎么对其装配，最后怎样检验重要点，要通过车床的整体结构，设计图纸，安装要求，不断的设计创新，提高车床的性能，将这些作为出发点，就一定能提高机床的性能和品质，要综合的利用有效资源，实际联系理论，就一定能设计出一套优秀的车床装配工艺。
参考文献
[1]曹玉榜，易锡麟.机床主轴箱设计指导[M].北京：机械工业出版社，1987.
[2]曹金榜.机床主轴/变速箱设计指导[M].北京：机械工业出版社.
[3]冯辛安.机械制造装备设计[M].机械工业出版社，1999.
关键词：普通车床；主轴；内燃机
引 言
在普通机床中，最关键的部分就是由主轴、主轴轴承及其安装在主轴上的传动零件所组成的主轴部件。而主轴也是直接带动工件或具体刀具进行旋转切削的主要工具，因此，在车床中，对主轴具有较高的要求，如在主轴在工作的载荷下，就必须长期保持所需要的稳定的工作精度，一般情况下，主轴部件的旋转精度可以作为车床的一项重要精度指标。同时，随着社会在精密加工方面的不断发展，对机床的主轴部件的旋转精度提出了更好的要求，从而从整体上提高车床在运行工作中对加工件的切削效率。
1.主轴部件旋转精度的影响因素
在普通车床中，其主轴部件的旋转竞速主要指的就是机床在装配完成后，其主轴前端安装工件或刀具部分的径向以及轴向跳动的大小，并且其旋转的精度主要取决于主轴部件中诸如主轴、轴承等这些主要的零部件，直接影响着加工件的制造精度和装配的质量。
首先，滚动轴承。滚动轴承对普通车床中主轴部件的旋转精度的影响主要是通过滚动轴承中滚道的径向跳动、轴承之间的间隙以及滚动体直径不一致和形状误差所导致的对整体主轴旋转精度的影响[1]。如轴承的内圈岁主轴部件进行旋转运动时，滚动体是同时作自传与公转运动的，因此，若滚动体在形状和尺寸方面产生了误差，都将直接导致主轴旋转中心线出现轴线漂移的情况。
其次，主轴及其主轴上的零部件的精度问题。在实际的运动中，若主轴的轴颈与支承的座孔之间产生了误差，就会直接破坏轴承圈滚道的原始精度，从而影响带来整个主轴部件的旋转精度。而主轴上的零部件的端面与其相应的轴线不垂直或端面之间发生不平行的现象，都将会使轴承在装配的时候由于受力不均匀，从而最终导致主轴发生弯曲变形的情况，影响到整个主轴部件的旋转精度。
最后，主轴部件的装配标准与调整质量。在大量的实践中证明，只有将同精度的主轴零部件与轴承之间进行合理的装配，才能充分的发挥出每个零部件的真正功效，并最终提高整个主轴部件的旋转精度。
2.对多缸内燃机主轴承状况的研究
对影响主轴部件的旋转精度的相关因素进行研究后，为提高主轴部件的旋转精度，就必须根据车床的精度等级进行分析，从而选择出与之相应精度等级的轴承，并且进行适当的预紧，在不断的提高各轴承元件的精度、主轴与抽上各零部件的制造精度和主轴部件的装配及其调整的质量的有机结合下，整体上提高普通车床中的主轴部件的旋转精度。
以多缸内燃机为例，其滑动轴承主要包括了曲轴的主轴承、连杆大、小端轴承、曲轴轴端止推主轴承等，并对基于表面粗糙效应的内燃机主轴承性能的影响因素进行分析，发现其影响因素主要包括了油槽的形状与位置、相对间隙、宽径比、贫油以及油密度等。如油受压的密度越大，当温度升高时，油的密度就会相对减小了，但是，通过TEHD的计算发现油的密度与压力之间呈现的正比的趋势，随压力增加，其密度就会随着增加。因此，在实际的内燃机运行过程中，这两种作用同时存在，然而，在中高速的内燃机主轴承中，压力与温度对密度的影响都是非常小的[2]。通过对影响内燃机主轴承性能的相关因素的研究，为提高其实际的性能，就可根据实际的内燃机的结构，将两只电涡传感器以45°角的位置安装在轴承座上，然后根据一般的系统论原理和摩擦学原理，对内燃机的主轴承的方式进行优化设计，将该中类型的内燃机的主轴承油膜厚度不同程度的增大，以降低其在运行中产生的摩擦损耗，从而起到增大性能的作用。
3.结束语
在上述中，对普通车床中主轴部件的旋转精度进行了一定的分析，并且以内燃机为例，就如何提高其性能进行了一定的表述，但是，普通车床中主轴部件的刚度对加工件的制作有一定的影响，因此，也必须不断的提高车床中主轴部件的刚度，来有效的提高车床的运行效率。国内外的研究表明，缩短悬伸量、加大主轴的主轴的直径，以及对车床中主轴轴承的支承形式进行合理的配置，是提高普通车床主轴部件刚度的有效措施。
综上所述，在实际的车床主轴的开发设计中，首先，由于主轴部件中关键零部件的结构与刚度影响着其所在部件的整体精度，因此要重点关注对关键零部件的设计；其次，在对零部件的结构和刚度进行改进设计的时候，也必须坚持一个“适度”原则，只要符合设计机床的加工精度即可；最后在实践中，充分根据零部件的工况，有效对元软件进行辅助设计，从而提供零件的可靠性。
参考文献：
[1]靳兆凤.机床主轴部件旋转精度的影响因素分析及其提高措施[J].科技信息.2012（8）：479.
[2]向延平.CW62125B普通车床主轴的制造与修理[J].机床与液压.2013，41（14）：154-149.
作者简介：
关键词：数控车床;速度型;车床主轴
引言
近年来，随着装备制造业的不断发展，机床的性能和档次也在不断的提升。主轴作为数控车床最重要的部件之一，直接关系到机床的整体性能，和被加工零件的精度和质量。因此主轴的结构和精度也是客户最关注的方面之一，下面把在数控车床上所采用的速度型主轴结构作一个简单的分析和介绍。
图一：主轴结构
1.性能参数
该主轴结构经过与日本NSK轴承公司的反复确认核实，通过模拟实验得出如下数据（见表一）：在最高转速2500r/min，无载荷的情况下运转可以超过20万小时，外圈温升15℃，内外圈温差2℃，满足设计要求。
表一：实验数据
轴承型号 额定动
载荷
（N） 额定静
载荷
（N） 允许轴
向载荷
（N） 预载荷
（N） 轴向
刚性
（N/μm） 径向
刚性
（N/μm）
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2.轴承的确定
主轴的最大允许转速是由运转过程中产生的热量决定的，而热量的产生又受到轴承类型，轴承尺寸，轴承预紧，外部载荷，条件，配件精度和主轴箱结构等诸多因素的影响。从实际应用情况来看大部分热量是由滚动轴承的摩擦产生，因此具有低摩擦系数的球轴承比较适合高速场合的应用。
3.方式的确定
常用的方式有两种，一种是油脂，另一种是稀油。油脂优点是结构设计简单，由于油脂本身的特性有助于防止污染无和湿气进入轴承。并且可以在一段时间内免维护。缺点是在高速情况下油脂易老化，寿命短，而且不能把热量带走。采用循环稀油可以及时把产生的热量带走，能够保证主轴系统的低工作温度，从而确保主轴的精度。但是，循环油结构相对复杂。要控制油的速度，流量和粘度，并且要对油进行过滤，对循环系统进行定期维护确保油的清洁。综合两种方式的优点与缺点，图中结构采用了循环油来最大限度的来降低温升对主轴性能的影响。
4.游隙与预紧量的确定
对主轴轴承施加预紧，有很多好处，可以减小轴承的游隙，提高主轴的旋转精度，提高主轴的刚性和抑制主轴的震动与噪音。但同时也增大了摩擦，增加发热量，因此施加的预紧量要特别注意。如果预紧量过大会引起轴承发热量异常增加，甚至引起轴承烧伤或者剥落损坏。因此游隙和预紧量要根据所需要的转速和刚性与轴承厂商反复确认。图中的结构经过多次的与轴承厂进行沟通，确定采用的是M预压对两组轴承分别采用定位预压的预紧方式进行预紧。在满足转速和精度的前提下达到最大刚度。
5.轴承与主轴和箱体的配合
车床主轴轴承属于外圈固定载荷，内圈旋转载荷的使用方式。这类轴承通常内圈与主轴采用过盈配合，外圈与主轴箱之间采用间隙配合。主轴轴径与箱体孔的公差可以根据轴承的内径与外径公差来确定。但是这样会使配合的公差带较宽，有可能导致轴承预紧量和游隙的变化较大，因此，图中的结构采用的是根据轴承内径与外径的实际测量尺寸来加工主轴直径和箱体孔的办法，这样可以很好的保证主轴箱装配后的高精度。
6.主轴的密封
车床的主轴密封通常有两种。一种是接触式密封，在配置了精密轴承的主轴箱中很少采用，因为接触式密封的发热量大。仅在速度较低和温度升高对主轴工作没有重大影响的场合，另外一种是非接触式密封，这种密封虽然结构复杂，制造困难，但是因为密封性能良好，污染物和切削液难以进入轴承而被广泛采用。
7.隔套的设计
在图中的结构中每一组轴承之间都有一组隔套，这样一方面增加了轴承的作用点，对提高主轴抗弯能力很有利。另一方面来说增强了的效果。值得一提的是同一组内外隔套的宽度尺寸的一致性要严格保证，否则会影响轴承的预载荷。
8.总结
主轴箱作为数控车床最重要的部件之一，结构也有很多种，每一种结构都有它的优点和缺点，很多因素都直接或间接的影响到主轴箱的整体性能。要综合考虑受力，切削条件，环境等因素的影响，才能设计，制造出满足要求的主轴。
参考文献：
[1]机床设计手册编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.8
我国从上世纪80年代对数控机床的初步认识，到现在各机械加工行业对数控机床大量需求，可以说是世界上制造和使用数控机床最多的国家，特别是中、小型数控机床用量很大。生产这种数控机床的企业巨增。但是我国生产的大部分数控机床加工精度比较差，维修率高，达不到加工高精度机械零件的要求。只好依赖进口机床。
从目前看数控机床控制系统除国外的一些知名品牌外，我国的广州数控和北京凯恩帝数控等公司开发的数控系统性能基本稳定可靠，控制精度也比较高。致使部分数控机床加工精度低、稳定性差、维修率高的主要原因是机床结构设计不合理，机床本身零件加工精度低，再加上装配工艺等因素造成的。与国外同类机床相比有较大差距。
数控车床占数控机床中的主要比例。φ360以下回转直径中小型数控车床使用数量最多。这类数控车床大多都采用变频电机无级调速直接驱动车床主轴进行切削加工的。要提高车床加工精度，除提高床身、床鞍、滚珠丝杠等部件的精度外，车床主轴部分是提高车床加工精度和使用寿命的关键部件。经过十多年对中、小型数控车床主轴结构的分析研究，设计出了一套比较理想的主轴结构，该主轴结构转速高，精度高，使用寿命长，装配简单，维修方便，防水性能好。
下面对该主轴结构及特点进行分析，主轴结构图如图1
（注：1.主轴 2.轴承垫 3.前法兰 4.车头箱体 5.角接触串联轴承对 6.轴承内垫 7. 轴承外垫8.角接触轴承 9.轴承调整垫 10 轴承压紧环 11. 锁紧螺母 12.轴承内垫 13 角接触背对背轴承对 14.后法兰 15.轴承垫 16.锁紧螺 17.编码器同步轮 18.主轴皮带轮）
一.主轴结构解析
在主轴前端采用一对角接触串联轴承（5）加一个单独角接触轴承（8），组成角接触轴承对。单独角触轴承通过锁紧螺母（11）锁住轴承。在主轴后端采用一对角接触背对背组合轴承。轴承由锁紧螺母（16）通过轴承垫（15）锁紧。这种五轴承支撑结构，因前端采用了一对串联角接触轴承，另加配一单独角接触轴承，具有高转速、高精度、高刚性特点。
二.主轴结构主要特点
1.在主轴（1）上设计有两道摔水槽。在前法兰（3）上加工有挡水槽，在法兰下部开有流水孔。一旦冷却液液从主轴与前法兰缝隙进入，由于主轴高速旋转，冷却液在离心力的作用下摔到前法兰挡水槽中，从下部流水孔排出。在轴承垫（2）上又设计了一道摔水槽，达到了二次防水之目的。在后轴承部分也设计有与前端相同防水结构。其防水结构效果甚佳，确保冷却液不能进入轴承而致轴承损坏。
2.主轴可作为一个部件除皮带轮（18）外，先装好整个轴承、轴承垫。并调整好轴承间隙，再整体装入车头箱体孔内，锁紧前法兰螺钉即可。在前端串联轴承之间有轴承内外环调整垫（6）（7），可事先在工装上通过研磨调整垫调整轴承（5）与（8）轴承间隙。轴承装在主轴上可将前后锁紧螺母紧到最紧，而不至于将轴承因为压的太紧而被损坏。排除了普通主轴结构中，通过调整主轴尾部锁紧螺母来直接调整主轴轴承间隙时因装配工人经验不足而造成主轴轴承过紧或过松的不良后果。当轴承用到一定时间，出现轴承磨损。还可以通过研磨轴承内垫（6），重新调整轴承间隙，以恢复主轴回转精度。
3.车头箱后端轴承孔是无台阶孔，当主轴运转产生热胀冷缩长度发生变化时，后轴承外环随之在轴承孔内微量移动，以保证主轴回转精度，增加轴承的使用寿命。
4.维修拆卸很方便，当需要拆卸主轴维修时，先拆下主轴皮带轮（18），再卸去前法兰上的紧固螺钉，直接从主轴后部将主轴及全部主轴轴承一起从车头箱体推出。因轴承内环直径小，拆卸轴承很不容易。为使轴承内环方便拆下，而不使轴承外环脱圈损坏轴承，设计了拆轴承用垫（2）（12），这样就可以轻松从主轴上拆下轴承。
关键词 重型卧式车床；卡盘与主轴；联接结构
中图分类号：TG51 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）032-041-02
车床卡盘作为机床的重要组成部分，随着机床技术的改良和更新，卡盘和主轴之间联接结构也朝着积极的方向向前发展。卡盘的性能如果同其与主轴的联接结构息息相关，现今大多数车床上卡盘和主轴的联接有多种，以短锥面、长锥面以及圆柱面等为主要联接结构方式。对于短锥面联接方式来说，其装配工艺方面表现良好，但是其因为接触面积较小，直接导致其再承载的能力上表现较差，因此小型盘类的轻型机床上应用比较适合；对于长锥面联接方式来说，因为其联接的接触面积较大，相对来说承载能力表现良好，通常在重型卧式车床中使用较多。但是其对精度的要求非常高，对于能力不足的小型加工企业来说，使用起来难度较大；对于圆柱面连接方式来说，通常采用过盈配合的方式，再装配工艺上表现较差，无论是安装还是拆卸都不方便。
1 重型卧式车床卡盘概述
通常在重型卧式车床中卡盘和主轴的联接多采用短锥柄法兰盘的形式。这种联接结构不仅使卡盘顶尖和主轴之间的联接刚度得到了很大的提高，从而使整个卡盘和主轴间联接的刚度有所提高。同时因为卡盘厚度的增大，卡盘本身的刚度也有了明显的提高。在重型卧式车床卡盘上使用的主卡爪有四套，而且使用进口机械增力丝杠的双向作用，使零件的安装效率得到明显的提高，因为操作夹紧的减轻，也使操作工人的工作压力和工作强度得到有效的减轻。再车床卡盘上的副卡爪部分增设了手动移动装置，此装置的配置再卡爪移动方面发挥了很大的作用，使其移动起来更加的快速方便。
在重型车床中，卡盘结构由以下几个主要部分组成：卡盘主体、爪四套、副卡爪四套、卡爪移动装置、短锥柄法兰盘顶尖和配重体等。在主卡爪的夹紧方式上使用进口的双向增力丝杠进行零件的双向夹紧增力。此种丝杠夹紧具有力矩小、夹紧力大的优势，而且可以夹紧力还可以定量进行调节。再四套主卡爪的安装上，对主机的拐挡差要注意全面进行测量，保证拐挡差达到要求的标准，以保证主机的正常稳定的运转。对飞轮转动进行阻力检查，确保轴线的一致性。在进行车床的试车工作前要进行必要的安全检查，如螺丝的保险和预紧力等等，以避免运行中有脱节故障产生。各方面都达到标准后，方可进行试车。
2 卡盘与主轴加工中存在的问题
在重型卧式车床中卡盘和主轴的联接采用长锥面的形式，但是此种形式对于卡盘来说，在尺寸和重量方面都很大，因为设备的限制需要，在实际的运行中通常要采取必要的措施。可对卡盘的内锥孔优先进行加工，再根据内锥孔的尺寸进行主轴锥面的加工。但是对于重型车床的卡盘内锥孔的加工，因为机械加工的限制，只能靠人工来进行加工完成。要保证符合接触的要求，进而保证卡盘和主轴的联接和工艺要求。如果机床进行装卡工件的时候采用非顶卡的方式，在接触不严的情况下，很容易使卡盘产生下沉的现象，对机床的加工精度产生严重的影响，也对机床的安全造成负面的影响。
3 解决对策分析
根据以上分析，本文针对卡盘和主轴联接中容易出现加工力不足、装配复杂等问题，在卡盘和主轴联接结构上研究探讨一种可行性、可靠性高的形式。在主轴和卡盘的联接上添加一层锥套来过渡，实现卡盘的加工和装配的优化。
3.1 具体方法
第一步先改卡盘的内锥孔成圆柱孔，直径在原有的基础上再加大55 mm左右的长度。再卡盘和主轴的联接面上添加一层台面起到二层定位的作用。二层定位台面的要大于卡盘的圆柱内孔约20 mm，且深度约35 mm。因为卡盘内孔为圆柱孔，使卡盘母机的适用范围扩大，在加工工艺上实现了简单化。第二步进行锥套的设计，卡盘内的圆柱孔和锥套的配合的间隙要设计在0.1 mm的范围之内，过大的间隙会带来负面的影响。以锥孔为锥套内孔使用专用的工艺装配方法，以保证内外圆同心度的误差减小到最低。锥套的直径要小于主轴直径，控制在标准范围之内。对于调整垫，要注意其厚度要留出一定的调整量，以便于再运行时进行必要的调整。调整垫和卡盘内孔、锥套外圆的联接都以间隙配合的形式，同时对间隙范围要进行控制，以保证各工件间的良好配合运行。
3.2 装配安装
在进行装配安装时，首先要对调整垫和锥套进行安装。把卡盘平放，将调整垫和锥套先后放在卡盘孔中同时进行标记；将主轴装在锥套孔内，对于卡盘和主轴的联接断面的配合间隙的对称点进行测量，选择合适的调整垫数量，然后进行适当的调整。调整完毕后，按照事先的标记将锥套和调整垫先后安装再卡盘上。对于卡盘和主轴的联接安装，先计算每个螺钉的拧合力矩，但是再实际操作中，真正的拧合力矩要稍大一些为宜。对于锥孔的加工，锥套的锥孔和锥面的锥孔在加工程序上是相同的，对于形状和接触要求满足四分之三就达到要求。对于初期的加工，可对接触情况进行抽检，以保证接触效果的理想。
3.3 相关计算
锥套直接的增加可对配合的间隙进行削减和消除，计算轴套的压力公式如下：
施加在轴套上以产生公式（1）计算压力所需的轴向力（FZ ）：
在进行卡盘的试装时，对于联接端面的联接间隙Y来间隙调整垫调整量σ的确定。
在进行装配联接时，对于螺钉的轴向力的分配要均匀，对螺钉的拧合力矩进行准确的计算。
对于此种联接结构，再加工工艺上更加简单优化，同时锥套较小的尺寸也是加工更加方便操作，因为省去了人工刮研的操作，工人的工作量得到有效的减少。而且安装方便，调配简单。
随着加工制造业的飞速发展，对于零件的装配要求也再不断的提高，在工工艺方面也有了长足的进步。本文采用的一卡一托的联接结构在目前卧式车床中应用广泛，对卡盘和主轴的接触和配合方面有很好的优势，具有较强的可靠性和稳定性。
参考文献
[1]张宜.重型卧式车床卡盘结构的组成[J].科技传播，2012.