摘　要：根據數控車床主軸箱結構特（tè）點及實際拆檢情況的分析（xī），找出了主軸箱（xiāng）產生異常噪（zào）聲的主要原因，並對主軸軸承（chéng）預緊量與軸承（chéng）壽命、主軸剛性之間關（guān）係等進行了分析，采取了相應的控（kòng）製措施，使主軸箱異常噪聲得（dé）以有效解決，實踐證明（míng），這些措施具有一定的通用性。
　　關鍵詞：主軸箱；軸承預緊量；異常噪（zào）聲；間（jiān）隙；過盈
　　我公司生產的MJ-50數控車床整（zhěng）機（jī）噪聲要求（qiú）不大於83dB（A），主軸箱部件噪（zào）聲（shēng）要求不大於78dB（A），而且不允許有異常噪聲。但實際MJ-50CNC主軸箱部件異常噪聲的發生率（lǜ）相當高，由此返修（xiū）率（lǜ）達80%左右，嚴重影響了產品質量和生產周期（qī）。
　　1　異常噪聲的特征（zhēng）
　　圖1為主軸箱結構示意圖，主軸固定端前支承為一個雙列圓柱滾子（zǐ）軸承（NN3024），二個（gè）角接觸球軸承，前者（zhě）承（chéng）受徑向載荷，後者承受軸（zhóu）向（xiàng）載荷。浮動端後（hòu）支承為一個雙列圓柱滾子軸承（NN3020）。主軸Z高轉速3500r/min。此結構配置的特（tè）點（diǎn）是徑向負載能力大，有較高的剛度和精度，但對噪聲的控製不利。在實際運轉中經常產生“哧啦（lā）...哧啦...”的異常噪聲，有時連續響（xiǎng），有時間斷響，有時高速時響，有時中、低速時響。總之（zhī），這（zhè）種異常噪聲時有時無，毫無規律。 　　2　產生異常噪聲的原（yuán）因
　　可能引起異常噪聲的因素如圖2所示（shì）。我們在拆檢有異常噪聲的MJ-50CNC主軸（zhóu）箱時（shí），發現絕大多數軸（zhóu）承（chéng）滾道已研出相當明（míng）顯的痕跡，嚴重（chóng）的已（yǐ）出現剝落和點蝕現（xiàn）象。滾動軸承NBμ15潤滑脂已（yǐ）嚴重汙染，這與軸（zhóu）承配（pèi）合情況和清潔（jié）度均有很大關係。對拆檢零件精度（dù）檢（jiǎn）測結果如下： 　　（1）前、後軸承套與箱體（tǐ）孔配合過（guò）盈0.008～0.025mm。
　　（2）前（qián）、後軸承套（tào）與軸承外環配合過盈0.005～0.02mm。
　　（3）軸承預緊量過大，用手軸向提壓軸承外環相當費（fèi）勁，通過重新預緊測算，徑向預（yù）緊量在0.01mm左（zuǒ）右（不包（bāo）括軸承套與箱體孔、軸承外環的過盈配合量）。
　　（4）前後軸承套圓（yuán）度0.002～0.006mm，個別（bié）達0.01mm。
　　（5）前後軸（zhóu）承端蓋（gài）軸向預緊量0.04～0.09mm。
　　（6）有（yǒu）的主軸箱高速運（yùn）轉時有振感，但主軸組件動平衡精度均達G2.5級，符合要求。
　　（7）主軸後端皮帶輪槽徑向（xiàng）圓跳動0.02～0.07mm。
　　（8）主軸箱前後箱體孔圓度、同軸度（dù）在0.005mm之內（nèi）。
　　（9）主軸與軸承錐孔（kǒng）接（jiē）觸麵積60%～80%。
　　（10）主軸各項精度基本合格（gé）。
　　綜合以上因素，引起異常噪聲的主（zhǔ）要原因為：
　　（1）主軸箱體孔與軸承套（tào）、軸承套與軸（zhóu）承外環配合過盈量過大，引起軸承變形；
　　（2）軸承（chéng）預緊量過大，引起軸承變（biàn）形；
　　（3）各件清潔度低，特別是軸承，汙物損傷滾道（dào）或使潤（rùn）滑脂失效；
　　（4）軸承端蓋軸向預（yù）緊量過大，引起軸承外環不均勻變形。
　　3　解決措施
　　3.1調整軸承預緊量
　　從NSK NN3020雙列圓（yuán）柱（zhù）滾子軸承為例，分析軸承徑向間隙與軸承壽命（mìng）、剛性之間的關係（xì）。從圖（tú）3可以看出，軸承徑向間隙在-0.003～0.004mm較為合理，過盈0.002mm時疲勞壽命Z高，過（guò）盈量再增加，則壽命急劇下降。 　　從圖4可知，軸承徑向過盈大於0.002mm時，軸承徑向位移小，主軸剛性較好;當軸承存在間隙時，剛性（xìng）明顯變差。 　　綜（zōng）合（hé）軸承間隙與疲勞使用壽命和剛性之間的關係，以及查閱的有關此類軸承預緊量的經驗數據（jù）和（hé）理論分析資料，Z後將軸承徑向預緊量（liàng）目標值確定為過盈0.001～0.005mm。為此，我們控製以下幾項（xiàng）精度：
　　（1）主軸（zhóu）箱體孔與軸承套配合過盈0～0.004mm。
　　（2）軸承與軸承套配合過盈0～0.004mm。
　　（3）軸承預緊時（shí）（主軸和軸承（chéng）未裝入軸（zhóu）承（chéng）套之前（qián）），內外環的（de）間隙控製到0，且（qiě）憑手感軸向（xiàng）提、壓外環稍用力即能使外環移（yí）動。
　　3.2軸承端蓋軸向預緊量調整
　　從圖5和圖6可以看（kàn）出，預（yù）緊量δ<0.04mm時，軸（zhóu）承外環內徑（jìng）變形量（liàng）在0.0015mm左右；預（yù）緊量到0.08mm時，變形量急劇增大。但（dàn）預（yù）緊量過（guò）小會影響主軸精（jīng）度，我們選（xuǎn）定δ=0.02～0.05mm。 　　3.3清潔度、恒（héng）溫要求
　　主軸箱部件裝配要求在恒溫（wēn）、淨（jìng）化（huà）室內進行，這樣既保證了（le）環境的清潔度，又避免了環境溫度變化對零件配合公差的影（yǐng）響。裝配時，各零部件必（bì）須嚴格清洗，特別是軸承必（bì）須用航空汽油反複清洗。
　　3.4其它精度控製
　　（1）主軸後端皮帶（dài）輪槽徑向圓（yuán）跳（tiào）動不大（dà）於0.03mm。
　　（2）主軸箱體孔、軸承套內、外圓圓度不大於（yú）0.003mm，圓柱度不大於0.003mm。
　　（3）軸承內（nèi）環與主軸接觸麵積不少於80%。
　　4　驗證結果
　　嚴格按照上述要求組（zǔ）織生產了8台MJ-50CNC主軸箱部件，經過部件試運轉，整機調試均未產生異常噪聲（shēng）。
　　MJ-50數控車床批量生產至今已4年多，主軸箱合格率達100%，一次性裝配合格率均在95%以上。從此以後，在（zài）MJ-520CNC、MJ-630CNC等數控車床上也（yě）采取（qǔ）上述措（cuò）施，均獲得了滿（mǎn）意的結果。如今我公司MJ係列數控車床已遠銷美國、德國、意大利等國，受到（dào）國內外（wài）用（yòng）戶的好評。