陳殿興（xìng）
（廣東機電職業技術學院先進製造學院，廣東廣州 510550）
摘 要：車床實際加工中，車床的各項精（jīng）度影響零件加工精度。文章用學（xué）生實習設備C6132A車床未工作情況下測試車床導軌精度、主軸線對導（dǎo）軌平行度（dù），並對其原因進行分析。通過分析引起車床主軸（zhóu）箱（xiāng）軸承孔變形（xíng）的各種因素，提出相（xiàng）關問題及解決對策，對車床的（de）故障診斷及軸類（lèi）零件生產加工精度有顯著的提高和對車床的維護具有一定的參考意義。
關鍵詞：車床主軸（zhóu）箱；軸承孔（kǒng）；變形；維修
1 問題的提出
“中國（guó）製造2025”已成為（wéi）我國機械製（zhì）造行業一（yī）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已經被C6140取代，但（dàn）是由（yóu）於成本問題導致車床更新換代速度較慢，傳統車床C6132A具有一定缺陷，例如，其各種精度、剛度較C6140差。
2 主軸承孔變形的（de）基本原（yuán）因
車刀切削時切削力FC，背向力（lì）FP、和進（jìn）給抗力（lì）FX合成車削時的切削力，車刀切削時（shí）受力情況如圖1所示。
加工零件時，切削力會（huì）使切削熱變（biàn）大，從（cóng）而影響（xiǎng）加工零件的精度。主切削力直接導（dǎo）致各部件產生變形。主切削力（lì）直接受切（qiē）削速度Vc，背吃刀量a和進給量f的（de）影響，與切削速度Vc，背吃刀量a和進給量f成正比，被加工零件強度、硬度越大，主切削力也越大。由於（yú）車床設計時，考慮到其較大的剛度。因此（cǐ），在主切削力作用下，車床床身導軌，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。主切削力傳遞步驟（zhòu）如下（xià）：主切削力FZ到主軸，軸承到主軸箱。在切向力的（de）作用下，前後軸承孔（kǒng）較容易發生彈性和塑性（xìng）變形。此時（shí），主軸前端軸承孔受（shòu）力非常大（dà），其受力值大於主切削力，導致主軸孔較易產生塑性變形。切削力通過主軸傳遞至軸承，軸承外圈在外（wài）力作（zuò）用下極易發生變形（xíng），產生變形方向與受力方向相同。
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（lì）施加時且力的（de）大小超過晶粒（lì）受力極限（xiàn），則灰（huī）鑄鐵產生的變形不能恢複至原來（lái）狀態。軸承（chéng）是（shì）采用軸承鋼製成（chéng），當外部切削（xuē）力消失後，軸承圈將恢複到原來狀態。在車床無（wú）工作狀態下，變形後軸（zhóu）承孔與軸承外圈容易形成（chéng）較大的空隙（xì）。主切削力越大，增大，軸承外圈、主軸承及軸心（xīn）線向間隙方向變形或位移變化越大，此（cǐ）時車床主軸線對（duì）導軌（guǐ）的平行度超出（chū）正常範圍，車床（chuáng）主軸線對導軌（guǐ）的（de）平行度如圖2所示。
此外，加工主軸（zhóu）箱時，若主軸（zhóu）孔紗芯棒發生位（wèi）移（yí）現象（xiàng），在確定主軸位置時應該采用借料方法（fǎ）。特殊情況下，應注意主軸孔的位移與切削力相反的（de）情況。此時，加工餘量在（zài）切削力的作用下變大，但不滿足餘量均勻條件。因此，餘量大但不滿（mǎn）足強度要（yào）求。
3 主軸承孔的維修（xiū）
在長時間使用車（chē）床後，箱體孔材料容易超過疲勞限度從而產（chǎn）生變形。因此，修理車床時要注意（yì）滿足軸承孔精度。若主軸箱軸承孔的精（jīng）度（dù）誤差變化較小，可在（zài）軸承孔表（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（kǒng）內鑲套然後進（jìn）行加工。
3.1進行預檢
一般采用檢驗芯棒或百分（fèn）表進行主軸精度的預檢測，主要進行檢驗主（zhǔ）軸（zhóu）軸肩、主軸軸（zhóu）頸、主軸錐孔的徑向跳動。對主軸（zhóu）軸肩、主軸軸頸、主（zhǔ）軸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，正常情況（kuàng）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（chēng）車床主軸的支撐（chēng）架製造比較特殊，短（duǎn）圓柱滾（gǔn）子（zǐ）安裝在軸（zhóu）承主軸兩側，該位置軸承具有承受徑向力的作用。因為短圓柱滾子軸承具有很大的承載能（néng）力，剛度較大。所以說，可以（yǐ）通過軸向移（yí）動主軸來適（shì）當調節（jiē）軸承間隙來增加主軸的回（huí）轉精度及增大（dà）其剛度。通俗來講，就是適當調節前軸承，當調節前軸承不起（qǐ）任何作用時也可調節後軸承，對車床主軸部件的精（jīng）度檢查。
3.3主軸維修環節
3.3.1主軸精度的檢查和修理
通常使用兩種方法進（jìn）行檢驗主軸的精度：（1）在車床上測量；（2）使用V行架進行測量。這兩種方式的使（shǐ）用方法相同，兩者都是將一個堵頭放置在（zài）主軸後（hòu）端（duān）的中心孔位置，並（bìng）且將鋼珠放在中心孔內，確保（bǎo）該鋼珠可擋住（zhù）擋鐵進行控製（zhì）主軸的（de）軸向移動（dòng）。進行檢查軸肩、軸徑及軸錐孔的跳動時采用千（qiān）分表，使用電鍍以及（jí）刷鍍的方式進行軸肩、軸徑及軸錐孔的修複（fù）。
3.3.2主軸錐孔的檢（jiǎn）驗和修複
使用（yòng）千分表進行（háng）檢驗主軸孔時，首先（xiān）將檢驗棒放進主軸錐孔內，然後將千分表的接觸頭觸碰到芯柱兩側，Z後使主軸回轉一周（zhōu）即可測到其跳動（dòng）誤差。在（zài）修複主軸（zhóu）錐孔時，可視錐孔磨損程度分為：（1）輕微磨損修複；（2）嚴重磨損修複。如果主軸錐孔磨損度較輕則可使用研磨棒（bàng）進行修複或者使用絞銷，如（rú）果主軸錐孔（kǒng）磨損度（dù）較大則必須使用精磨。對主軸軸肩支撐麵進（jìn）行修複時可以選擇精磨或精（jīng）車（chē），精磨或者精車可以選擇在總裝配之後進行（háng）。如果安裝主軸，應采用定向裝配法，首先將要安裝的主軸進行調整；然後（hòu）將鬆開固定在螺母上的螺（luó）釘；Z後順時針調整螺母，使螺母內（nèi）圈朝著軸向轉動。在調整過程中（zhōng），確保無論轉速多高都不會出現過熱現象。
3.4車床（chuáng）主軸箱軸的修複方法
3.4.1熱噴（pēn）塗修複
熱噴塗修複法適用於合金、金屬等多種（zhǒng）材料，並且熱噴塗修複法的塗層厚度也大小不一，一般塗層（céng）厚度在0.05-2mm之間浮動（dòng）。在噴塗過程中，采用的工件一般都具（jù）有很低的（de）溫度，低（dī）溫能夠使工件保持原有的組織，不會因為溫度而產生變形（xíng），操過過（guò）程極其簡單。這種方法的缺點就是（shì）工件表麵和噴塗層之間的結（jié）合程度比較低，所以（yǐ）在（zài）進行噴塗前一定要先打磨好設（shè）備零件，但是打磨零件會損傷到零件的強度，並且容易導致零件產生腐蝕（shí）。所以，采用熱噴塗法對車床主軸進行修複時，需要注意避免修（xiū）複低衝擊荷載或者（zhě）小零件的表麵，盡量避免因為零件（jiàn）產生腐蝕而（ér）降（jiàng）低車床主（zhǔ）軸的剛度。
3.4.2刮研修複
刮（guā）研修複發能夠根據實際情況將（jiāng）工件變成特殊的形狀，從而消除加工（gōng）過程中產生的誤差，這種方法能夠解決機械加工過程中解決不掉的一些問題。刮研修複法在（zài）工作過程中可以充分接觸到工件（jiàn）的（de）表麵，研磨的精度非常高。這（zhè）種方法的缺點是需要消耗大（dà）量的人力，整個修複過程都需要人（rén）工，相對於機械加工來說，工作效率比較低，人工成本較（jiào）高。車床主軸的部件與（yǔ）部件之間產生（shēng）摩擦或者導軌和相對（duì）滑麵之間產生摩擦的情況（kuàng）下，采用刮研（yán）修複法能夠提高密（mì）封性。
3.5修理後對（duì）部件的精度檢查（chá）記錄
對車床（chuáng）主軸維（wéi）修完成後，為了確保車床維修成功（gōng），首先做好相應的精度檢查，做好記（jì）錄跟蹤。然後開（kāi）車驗收，對車床的運（yùn）動過程做（zuò）好檢查記錄。車床主軸維修（xiū）完成後的主軸部件精度檢查。
4 結束語
隨著國家“中國製造2025”的提出（chū），我國機械製造（zào）業將朝著更高（gāo）、更快、更好即“高、精、尖”的方向（xiàng）發（fā）展（zhǎn）。要（yào）求零件的製造精度也（yě）越來（lái）越（yuè）高，車床主軸作為車床不可或缺的一部分，作為動力傳（chuán）輸的（de）核（hé）心，對其維修也有（yǒu）著更高的要求，通過各種途徑（jìng）來修複車床的磨損，進一步提高車床自身精（jīng）度，使零件的加工精度（dù）得到進一步提高。
參考文獻：
[1]王（wáng）啟平，王振龍，狄春，等.機（jī）械製造工（gōng）藝學[M].哈爾（ěr）濱工業大學出版社，2011（11）：105-119.
[2]張福潤，徐鴻本，等.機械製造技術基礎（chǔ）[M].華中理（lǐ）工大學出版社（shè），2015（06）：156-159.
[3]全川（chuān）生，宋曉英.車床主軸箱的檢修力法[J].製造技術與（yǔ）車床（chuáng），2015，6（01）：94.
[4]潘淑清.幾（jǐ）何精度規範學[M].北（běi）京理工大學出版社，2016（03）：112-145.
來源：《科技創新與（yǔ）應用》2017年29期
