普通臥式車床主軸部件結構的改造

劉新生

（唐山科技職業技術學院，河北 唐山 063000）

0 引言

為了適應唐山鋼鐵集團公司生產的轉型，由原來主要生產一般建筑用鋼材，轉型生產熱軋、冷軋薄板，因此對設備也提出了新的要求。以生產冷軋薄板為例，加工冷軋薄板用的軋輥，經鑄造成型后，先進行車削加工，再用數控磨床精磨加工，在磨削加工之前，對軋輥的尺寸精度、形狀精度及表面粗糙度均有較高的要求。在車床上對其進行粗加工時的切削量大，車床的負荷大，對車床的剛度要求較高。采用較新的車床基本能滿足使用要求，但由于加工時的切削量大，生產的環境較差，產生的灰塵多，導致機床的精度下降很快，若將稍舊一些的車床進行適當的維修、調整和改進，恢復其性能，則能加工出比較適合精磨的軋輥。

1 C630-1B 型車床主軸部件的結構簡介

我校有一臺由柳州機床廠1992 年3 月出廠的C630-1B 型車床，其主軸全長1 085 mm，由前、后兩端的滾動軸承支承，前支承為雙列向心短圓柱滾子軸承，位于主軸前端140 mm 處；后軸承由推力軸承和角接觸球軸承組成，位于主軸前端900 mm 處。前、后支承間的距離為700 mm。

2 主軸部件結構存在的不足

用臥式車床加工較大型的軋輥時，由于工件的重量及車削時的作用力較大，造成主軸產生一定的彎曲變形，變形不但影響工件的加工精度，還會因支承軸承的受力不均而使壽命縮短。

3 主軸組件結構改進方法

為了提高主軸部件的剛度，提高C630-1B 型臥式車床的加工精度，可將主軸的前、后兩端支承，改為前、中、后3 點支承，即在主軸中間的部位加軸承支承，這樣，主軸部件的剛度會大大提高，從而保證軋輥的加工精度。

圖1

在C630-1B 型臥式車床的主軸箱內，距前支承440 mm 處，有用于其它軸支承的支承板，此處的主軸直徑為102mm，筋板在主軸處有φ140 mm 的通孔，較簡便的改造方法是：將此通孔進行精鏜加工，對應的主軸圓柱面進行磨削加工，用以安裝支承軸承。

這種安裝支承方法從理論上講為重復定位（或稱過定位），若主軸的前、中、后3 個軸承安裝面及主軸箱體的前、中、后3 處的軸承安裝孔存在著較大的同軸度誤差，將引起主軸的彎曲變形。因此在加工主軸上的軸承安裝面時，一定要保證3 個圓柱面的同軸度；同樣，在加工主軸箱內筋板上的軸承安裝孔時，一定要保證3 個孔的同軸度精度。當主軸及主軸箱的3 個軸承安裝位置的同軸度精度達到要求的情況下，不但能使主軸的剛度得到較大的提高，還能延長支承軸承的壽命。

4 中間支承軸承選擇

由于C630-1B 型臥式車床采用的是甩油潤滑，即用主軸箱內位置較低的、轉動著的齒輪將主軸箱內的潤滑油甩向箱蓋，然后利用導油槽和油管對主軸箱的各處進行潤滑，適宜采用滾動軸承。而主軸在中間產生的彎曲變形，適宜用向心軸承支承。因此，選用短圓柱向心滾子軸承，此類軸承不但承載能力大，且徑向尺寸相對較小，確定型號為N220GB/T283-1994，精度為：P6 級，此軸承的其他尺寸為：外徑180 mm，寬度34 mm。

5 改進設計的加工工藝

1）將主軸上的軸承安裝面進行磨削加工。

2）鏜削加工中間支承軸承孔。

在鏜削加工中間支承軸承孔之前，以前、后兩個軸承安裝孔為基準找正兩孔軸線與鏜床主軸同軸并固定，鏜削加工筋板上的軸承安裝孔及兩側表面，安裝孔的尺寸為φ180 mm，鏜平兩側表面并使支承板的厚度為36 mm。

圖2 支承孔示意圖

圖3 軸承安裝示意圖

3）用模板劃6-M8 螺紋孔中心線并加工支承板上的6-M8 螺紋通孔。

4）加工軸承兩側的擋圈。

5）裝配及精度調整。

6 結語

通過對普通車床主軸部件結構的改進，由前端及后端2 處支承，改為前端、后端及中間3 處支承，主軸部件的剛度大大提高了（經力學計算，主軸部件的剛度能提高70%左右），同時，由于主軸的變形大大減小，改善了前、后支承軸承的受力情況，延長了軸承的使用壽命，主軸部件的旋轉精度也有一定的提高，較好地適應軋輥生產的需要。

［1］戴曙.金屬切削機床設計［M］.北京：機械工業出版社，1981.

［2］任殿閣，張佩勤.機械設計手冊［M］.沈陽：遼寧科學技術出版社，1991.

［3］劉思俊.工程力學［M］.北京：機械工業出版社，2007.