陳殿（diàn）興
摘 要：車床實際加工中，車床的各項精度影響零件加工精度（dù）。文章用學生實習設備（bèi）C6132A車床未工作（zuò）情況下測試車床導軌精度、主軸線對導軌平行度，並對其原因（yīn）進行分析（xī）。通過分析引起車床（chuáng）主軸箱軸承孔變形的各種因素，提出相關問題（tí）及解決（jué）對策，對（duì）車（chē）床的故障診斷及軸類零件生產加工精度有顯（xiǎn）著的提高和對（duì）車床的維護具有一定的參考意義。
關鍵（jiàn）詞：車床主軸箱；軸承孔；變形；維（wéi）修
1 問題的提出
“中國製（zhì）造2025”已成為我國機械製造行業一個新（xīn）的台階，目前製造業朝著“高、精、尖”三個方向發展。傳統的一批車床C6132A已（yǐ）經被C6140取代，但是由於成本（běn）問題導致車（chē）床更新換代速度較慢，傳統車床C6132A具有一（yī）定缺陷，例如，其各種精度、剛度較C6140差。
2 主軸承孔變形的基本原因
車刀（dāo）切削時切削力（lì）FC，背向力FP、和進給（gěi）抗力FX合成車削時的切削力，車刀切削時受力情況如圖1所示。
加（jiā）工零件時（shí），切削力會使（shǐ）切削（xuē）熱變大，從而影響加工零件的精度。主切削力（lì）直接導致（zhì）各部件產生變（biàn）形。主切削力直接受切削速度Vc，背吃刀量（liàng）a和進給量f的影響，與切削速度Vc，背吃刀量a和進給量f成（chéng）正比，被加工零件強度、硬度（dù）越大，主切削力也（yě）越大。由於車床設計時，考慮到（dào）其較大的剛度（dù）。因此，在（zài）主切削力（lì）作用下，車床床（chuáng）身導軌，床鞍並沒有明顯變化。車床主軸箱軸承孔受主切削力的影響（xiǎng）。主切削力傳遞步驟如下：主切削力FZ到主軸，軸承到主軸箱。在切（qiē）向力的作用下，前後軸承孔較容易發生彈性和塑性變形（xíng）。此時，主軸前端（duān）軸承孔受力非常大（dà），其受力值大於主切削力，導致主軸（zhóu）孔較易產生塑（sù）性變形。切削力通（tōng）過主軸（zhóu）傳遞至軸承，軸承外圈在外力作用下極易（yì）發生變形（xíng），產生（shēng）變形方向與（yǔ）受力方向相同。
主軸箱由灰鑄鐵製造，灰鑄鐵的晶粒直徑大於普通鋼鐵晶粒直徑，當有外力施加時且力（lì）的大小超過晶粒受力極（jí）限，則灰鑄鐵產生的變（biàn）形不能恢複至原（yuán）來狀態。軸承是采用軸承（chéng）鋼製成，當外部切（qiē）削（xuē）力消失後（hòu），軸承圈將恢複到（dào）原（yuán）來狀態。在車床無工（gōng）作狀態下，變形後軸承孔（kǒng）與軸承外圈容易形成較大的空隙。主切削力越大，增大，軸承外圈、主（zhǔ）軸（zhóu）承及軸心線向間隙方向變形或位移變化越大，此時車床主軸（zhóu）線對（duì）導軌的平行度超出正常範圍，車床主（zhǔ）軸線對導軌的平行度如圖2所示。
此（cǐ）外，加工主軸箱時，若主軸孔（kǒng）紗芯棒（bàng）發生位（wèi）移現（xiàn）象，在確定主軸（zhóu）位置時應該采用借料方法。特殊情況（kuàng）下，應注意主軸孔的位移與切削力相反的情（qíng）況。此時，加工餘量在切削力的作用下變大，但不滿足餘（yú）量（liàng）均（jun1）勻（yún）條件。因此，餘量大但不滿足（zú）強度（dù）要求。
3 主軸承孔的維修
在長時間使（shǐ）用車床（chuáng）後，箱體孔材（cái）料容易超過疲勞限度從而產生變形。因此，修理（lǐ）車床時要注（zhù）意滿（mǎn）足軸承孔精度。若主軸箱軸（zhóu）承孔的精度誤差變化較小，可在軸（zhóu）承孔表（biǎo）麵塗鍍一層金屬，若軸承孔的橢圓度變化較大，可在軸承孔內（nèi）鑲套然後進（jìn）行加工（gōng）。
3.1進行預檢
一般采用檢驗芯（xīn）棒或百分表進（jìn）行主軸精度的預檢測，主要（yào）進行檢驗主（zhǔ）軸軸肩、主（zhǔ）軸軸頸、主軸錐孔的徑向跳動。對主軸軸肩（jiān）、主軸軸頸、主軸（zhóu）錐孔徑向跳動檢驗的目的（de）是檢查外圓磨損及跳動是否變大（dà），正常情況下誤差保證在0.01%範圍內。
3.2拆卸主軸前進行幾何精度檢查
支撐車床主軸（zhóu）的支撐架製造比較特殊，短圓柱滾子安裝在（zài）軸承主軸兩側，該位置軸（zhóu）承具有承受徑向力的作用。因為短圓柱（zhù）滾子軸承具有很大的（de）承載能力，剛度較大（dà）。所以說，可以通過軸向移動主軸來（lái）適當調節（jiē）軸承（chéng）間隙來增加主軸的回轉精度及增大其剛度。通俗來講，就是適當調節前軸承，當調節（jiē）前軸承不起任何作（zuò）用時也可調節後（hòu）軸承，對車床主軸（zhóu）部件的精（jīng）度檢（jiǎn）查。
3.3主軸維修環（huán）節
3.3.1主軸精度的檢查（chá）和修（xiū）理
通常使用兩種方法進（jìn）行（háng）檢驗主軸的精度：（1）在車床上測量（liàng）；（2）使（shǐ）用V行架進行（háng）測量。這兩（liǎng）種方式（shì）的使用方法（fǎ）相同，兩者都是將一個堵頭放置（zhì）在（zài）主軸後端的中心孔位置，並且（qiě）將鋼（gāng）珠放在中心孔內，確保該鋼珠可擋住擋鐵進行控製主軸的軸向移動。進行檢查軸肩、軸徑及軸錐孔的跳動時采用千分表，使用電鍍以及刷鍍的方式進行軸肩、軸（zhóu）徑及軸錐孔的修複。
3.3.2主軸（zhóu）錐孔的檢驗（yàn）和修複（fù）
使用（yòng）千分表進行檢驗主軸孔時，首先將檢驗棒放進主軸錐（zhuī）孔內，然後將千分表的接觸頭觸碰到芯柱兩側，Z後使（shǐ）主軸回轉（zhuǎn）一周即可測到其跳動誤差。在修複主軸錐孔時，可視錐孔磨損程度分為（wéi）：（1）輕微（wēi）磨損修複；（2）嚴重磨損修複。如（rú）果主軸（zhóu）錐孔磨損度較（jiào）輕則（zé）可使用研磨棒進行修複或者使用絞銷，如果主軸（zhóu）錐孔磨損度較大則必須（xū）使用精磨。對主軸軸肩支撐麵進（jìn）行修複時可以選擇精磨或精車，精（jīng）磨或者精車可以選擇（zé）在總（zǒng）裝配之後進行。如果（guǒ）安裝主（zhǔ）軸，應采用定向裝配法，首先將要（yào）安裝的主軸進行調整；然後將鬆開固定在螺母上的螺釘；Z後（hòu）順時針調整螺母，使螺母內圈朝著軸（zhóu）向轉動。在調整過程中，確保無論轉速多高都不會出現過熱（rè）現象（xiàng）。
3.4車床主軸箱軸的修複方（fāng）法
3.4.1熱噴塗修複
熱噴（pēn）塗修複法（fǎ）適（shì）用於合金、金屬等多種材料，並且熱噴塗修複法的塗層厚度也大小不一，一（yī）般塗層（céng）厚度在0.05-2mm之間浮動。在噴塗過程中，采用的工件一般都具有很低的溫度（dù），低溫能（néng）夠使（shǐ）工件保持原有的組織（zhī），不會因為溫度而產生（shēng）變形，操過過程極其簡單（dān）。這種方法的缺點就是工（gōng）件表麵和噴塗層之間的結合程度比較低，所以在進行噴塗前一定要先（xiān）打磨好設備零件，但是打磨零（líng）件會損傷到零件的強（qiáng）度，並且容易導致零件產生腐蝕。所以（yǐ），采用（yòng）熱（rè）噴塗法對車床主軸進（jìn）行修複時，需要注意避免修複低衝擊荷載或者小零件的表麵，盡量避免因為零件（jiàn）產生腐蝕而降低車床主軸的剛度。
3.4.2刮研修複
刮（guā）研修（xiū）複發能夠根據（jù）實際情況將工件變成（chéng）特殊的形狀，從而消除加工過程中產生的誤差，這種（zhǒng）方法能夠解決機械加工過程中解決不掉的一些問題。刮（guā）研修複法在（zài）工作過程中可以充分接觸到工件的表麵，研磨（mó）的精度非常高。這種方（fāng）法的缺點是需要消耗（hào）大量的人力，整個修複過程都需要人工，相對於（yú）機械加工來說，工作效率比較低，人工成本較高。車床主軸的部件與（yǔ）部件之間產（chǎn）生摩擦或（huò）者導軌和相對滑麵之間產生摩擦的情（qíng）況（kuàng）下，采用刮研修複法能夠提高密封性。
3.5修理後對部件的精度檢查記錄
對車床主軸維修完成後，為了確保（bǎo）車床維修成功，首先做好相應的（de）精度檢查，做好記錄跟蹤。然後開車驗收，對車（chē）床（chuáng）的運動過程做好檢查記錄。車床主軸維修完成後的主軸部（bù）件精度檢查。
4 結束語
隨著國家“中國製造2025”的提出，我國機械製造業將朝著更高、更快、更好即“高、精、尖”的方向發展。要求零（líng）件的製造精度（dù）也越來越高，車床主軸作為車床不可或缺的一部分，作為動力傳輸的核心（xīn），對其維（wéi）修也有著更高的要求（qiú），通過各種途徑來修（xiū）複車床的磨損，進一（yī）步提高車床自身精度，使零件的加工精度（dù）得到進一步提（tí）高。
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來源：《科技創新與（yǔ）應用》2017年29期
