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1、总第四十九期船工科技一九八七年第三期主轴定位锥孔精度与轴承选配的分析杜鸿 家机械工程系摘要为减小加工后不可避免存在的误差,提 高机床主轴的回转精度,在装配时可利用抽承选配方法。一般 资料介绍选配 法 只考虑利用各项误差矢量 合 成,使 主轴端部某点 的径跳为零,从而得出在同一根主轴上不同精度的后轴承都能使主轴前端某点得到一样的径跳结果。本文指出影响 主轴前端定位 锥孔径跳的原因,并据此 分析轴承选配方法。以纠正并减小主抽定位锥孔中心线与主轴回转 中心线的角度误差 为出发点进行了理论上 的分析,这刘一某些以锥孔定位安装刀具的主轴尤显重要。一、前言机床主轴前端定位锥孔是为安装刀杆、刀具或安装支撑工
2、件的顶尖而设的,其回转精度将直接影响加工工件质量。因此在制定加工主轴的工 艺过程时,必须满足设计上提出的精度要求。在加工完成后,主轴各部尺寸、形状、位置精度仍存在一定的误差,为 使机床主轴获得良好 的回转精度,在装配过程中有必要采取一定 的技术措施一一选配轴承,以减小主轴定位锥孔径向跳动值。从一些文献所见,轴承选配时多从减小主轴前端某点的径跳考虑,而忽视了定位锥孔中心线与主轴回转中心 线存在 的角度误差,这在用心棒测量时会出现距轴端愈远,径跳数值愈大的现象。若锥孔中心 线与主轴回转中心线 只是平行误差时,用不同误差 的后轴承选配,其结果是增加了这一角度误差,这对某些以锥孔定位安装刀具的机床来说
3、,将产生更大的危害。因此在选配轴承时,考虑减小主轴前端径跳的同时还应朝着使锥孔中心线与主轴回转中心 线一致一一即夹角最小 的方向努力。二、影响主轴前端定位锥孔精度的因素现以装滚动轴承的车床为例,影响主轴前端定位锥孔径跳占的因素有三,如 图所示。前轴承滚道偏心礼,使主轴前端产生径跳占。后轴承的滚道偏心占盯,使主轴前端产生径跳占。锥孔相对轴颈的加工误差。即前、后轴颈相对锥孔中心线 的径跳占。 、占。,在主轴以轴径为基准测量时,将引起前端锥孔的径跳占。本文于年月日收到。主轴定位镶孔精度与轴承选配的分析如果轴承滚道和与之配合 的轴 颈 的几何形状是理想的圆,则主轴装配后回转中心 线的位置就是固定的。这
4、时 用心棒测出主轴前端 的径跳完全是 由前后轴承内圈相对滚道偏心,以及锥孔相对轴 颈偏心所致、为消除这种性质的径跳,采用选 配法是其措施之一。选配法 的出发点不 同,其所得结果则不 同,如单纯考虑主轴前端的径跳矢量合成,可根据 数值大小,调整各个误差方向,使得主轴端部某点的径跳为零。即占占占误差大小及方向的关系可根据矢量三角形的比例及三角余弦定理求出。这样的选配 会出现前轴承径跳,与锥孔对轴颈的径跳占。固定不变 的情况下,选用不同径跳值的后轴承均会得到主轴前端某点径跳值相同或为零的结果。但从定位锥孔中心线与主轴回转中心线考虑,其间的夹角大小则是不 同的。三、主轴前端定位锥孔与主轴回转中心线夹角
5、误差 的分析与计算主轴 在 加工过程中,有不 同的工艺和工艺基堆,一般最后精加工是先以前、后锥孔为基准磨削前、后轴颈、,然后再丫以、为基准磨锥孔。因而前轴颈径跳占。和后轴颈径跳占,的数值与方向反映了锥孔中心线相对轴颈 中心线 的偏离这里忽略了圆度误差。主轴加工完毕,其夹角关系即为确定见图。二占。一占。角除与占。和占。的大小有关,几何 中心线 的两 侧如图所示,不也与其方向有关,为讨论方便起见,假定占。与占。在轴颈图中为主轴跨距,为前悬伸量。占,万州占刀。劫、,一,一过“,石一气子。,占。么图图装配后,前、后锥孔中心点将分别落在前、后支持点点和点的以或、与组成的圆或 圆环截面内,如 图所示。轴承
6、滚道 中心,即主轴回转 中心,轴承内圈孔 的几何 中心,或轴颈几何中心尺轴承 内圈孔与滚道的偏心指礼或占。,厂主轴轴颈对锥孔的偏心指占。或占。,二尺,缸船工科技一或尺二之一一口。了,产庄 藻 算冲 泽释,瞥对左图装配后,锥孔中心线与主轴回转中心 线 的夹角关系如 下图。二 旦卫上堕由于假 定占。与占。反向,并且是由加工决定 的,时与各也需反向,才能获得较小的角。占。】占。其间相对关系不能任意调整,则在选配图为轴颈径跳占。与占。在定位锥孔中心线两侧,前轴承径跳月分别大于或小于占。时,改变后轴承径跳占的几种情况占。占,占。占,占。占,占。占刀占。,占。占占。占,占。吞。苦,夕。,万,又二 刃一二占
7、。,习图图中,最小角有如 下关系式主轴定位锥孔精度与轴承选配 的分析占。一占,士占。一占式中占。一礼与汽、一在主轴回转中心线同侧,取“一反之取“十”号。号,即分子为两者之差,由几何关系可推 出主轴定位锥孔径跳值计算公式如 下占日占。一占月从 图中可么看出,两种情况下,两中心线交点处于两支承 中间,对应选较小的占。,这样就演化为的情况。对 应选较大 的占。,而得到的情况。在两种情况下,具有较小 的占和夹角,两 中心线交于前支承之外,而不希望交于后支承之外。四、结语由于主轴在 加工 后占。、占。的大小、方向不同,以及所选、占。的差异,如 图所示,主轴定位锥孔中心 线将是主轴支承点、处两平面上,圆之
8、间某两点的连 线,与主轴 回转中心线之间是空间两条直 线 的关系,即平行、相交、异面直线都可能出现。在装 配时,选择占月与占的大小与方向,可望获得锥孔中心线向主轴回转中心线靠近 的结果,从而获得较小的定位锥孔径跳值。轴承选配的结果只能减小单纯滚道偏心误差,实际上轴承滚道绝不是一个理想 的圆,轴承滚道 的波纹度,几何形状,滚动体的误差等,都是影响定位锥孔回转精度 的因素。其影响虽然 包含于测量数值中,但并不能籍助选配消除其影响,这些只能依靠一定 的轴承精度来保证。参考文献戴曙主编金属切削机床设计,机械工业出版社,年 月。刘文信主轴和轴承选配的深人讨论,机床,年第 期。国家环保局向我院颁发建设项目
9、环境影响评价证书根据 中船总公 司的申请,国家环保局在对我院环境质量评价室 的组织机构、人员、仪器设备能 力进行考核的基础上,于一九八 七年二月十日向我院颁发了建设项目环境影响评价证书及其副本,证书号为国环评证字第号。按照国家环保法规定,今后凡新建、改建、扩建包括技术改造工程项目都要编写环境影响评价报告书或报告表,设计文件中要有环境影响评价专篇。这是环境建设和环境管理工 作的重要组成部分。环境影响评价制度 的实施,可以防止 一些对环境有重大不良影响的建设项目的进行,也可以通过对可行性方案的比较、筛选,把某些建设项目的环境影响减到最小程度。它是一项综合性的复杂 的技术工 作,需要 多学科多专业 的配合,并采用多种新技术。目前,我院化工系等单位正 在积极进行筹备,不断积累资料,为今后更好地开展环境影响评价工作而努力。于令第
