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车床主轴径向跳动变大,轴承预紧和卡盘定位锥面都要查

作者:云获客 来源: 技术分享 3 次浏览

主轴径向跳动变大时,轴承预紧退化和卡盘定位锥面贴合不良都会把回转中心推偏。测点放在主轴端部还是卡盘体上,两类原因才能分开。

车床主轴径向跳动变大,轴承预紧和卡盘定位锥面都要查

预紧怎样稳住轴线

车床主轴多采用成对向心推力轴承,同时承受径向切削力和轴向进给力。轴向预紧把滚动体压进滚道,内部游隙被收拢以后,轴颈在径向几乎没有可退让的空隙。切削分力从卡盘传到轴颈时,滚道接触刚度把轴线维持在回转中心附近。端部千分表的读数因此主要只剩形状误差和很小的残留振摆。预紧一旦退掉,这种约束就先从受力方向失效。

预紧螺母松退、弹性垫圈疲劳,或者运转温升之后配合松弛,滚动体便不再整圈贴实。轴颈会顺着径向力往反方向让开,跳动随背吃刀量一起变大,空转轻载时却不一定明显。圆度误差往往在吃刀的一侧更突出,因为让刀方向跟着合力走。把背吃刀量减轻后跳动读数回落,是游隙已经打开的典型表现。只在冷态把螺母再拧死,并不能分辨松紧。

预紧过紧走的是另一条路径。滚道压强过高,运转后温升把内圈继续胀紧,油脂变稀,摩擦热再把预紧往上推。端部跳动常常先稳定,转过一段时间才开始飘,并伴有轴承座发热和尖细啸叫。此时若再把锁紧螺母拧死,只会加速滚道压伤,冷态跳动未必立刻下降。松预紧和过紧都能让跳动变大,但一个随负荷变,一个随温升变。

锥面怎样把卡盘推偏

卡盘依靠主轴端部的短锥或止口定心,锥面整圈贴合之后,卡盘轴线才与主轴轴线重合。锥面上的磕伤、拉毛、夹入的切屑或薄薄一层锈,都会把整圈贴合变成少数高点接触。卡盘轴线因此倾斜或平移,工件在悬伸端把偏心放大成更大的径向跳动。螺栓的夹紧力只能消除可见缝隙,不能把高点压回理论锥面。垫高量很小,在悬伸处也会被杠杆放大。

这种偏心随卡盘一起转动。卸下卡盘以后,主轴端部本身的跳动仍可以合格,因为轴承和轴颈并没有让开。锥面磨损不均匀时,每次重新装夹的高点相对位置还会变化,跳动方向并不固定。只修卡爪工作面,只能改善夹持处的局部接触,检验棒在锥面垫高的状态下照样画圆。爪面修得越光,越容易使人误以为夹持已经可靠。

用测点把两条路径分开

排查时先不装卡盘,表针打在主轴定心锥面或轴肩上,慢转一圈读极值。这个位置跳动已经明显偏大,原因在轴承预紧、滚道或主轴本身,与卡盘无关。这个位置跳动不大,再装上卡盘,表针改打在卡盘止口或检验棒上,读数立刻上升,就应清洗并检查锥面贴合。顺序反了,很容易把锥面垫高误判成轴承失效。两边都大,说明两条路径同时存在。

锥面贴合可以用着色看高点:发亮处顶住了,无色处是空的。将卡盘相对主轴转过一个角度再装一次,跳动高点若跟着卡盘走,缺陷在卡盘锥孔;高点仍留在主轴的同一方向,缺陷在主轴锥面。轴承让刀对装夹角度不敏感,手沿径向轻推轴端能感到退让,温升以后读数继续变。着色环带断开的位置,就是垫高发生的位置。

锥面问题在空转和加载之间的差值小得多,偏心来自几何贴合,不靠游隙开合。松预紧则相反,空转读数可以不大,一切削就让开。只换轴承而不去除锥面高点,空轴合格,一装卡盘就恢复原状。只刮锥面而不恢复预紧,卡盘跳动下来了,主轴端部在受力后仍然漂。两条路径的读数对负荷和装夹角度的反应不同。

工件上的表现也不能代替测点。外圆振纹、圆度超差和精车后的椭圆,既能来自主轴让刀,也能来自卡盘偏心。振纹若随转速升高并伴有轴承座发热,预紧和滚道更可疑。同一根检验棒换一个装夹角度后高点移动,则是锥面或卡盘体。两条都要查,是因为只处理其中一处,另一处仍会把回转中心留在错误位置上。

预紧应当恢复到有径向刚度、又没有异常温升的状态,而不是一味拧紧。锥面则要去掉高点、清除垫屑,让贴合重新连成环带。径向跳动只是结果,预紧失稳和锥面失准对应两条不同的力闭合路径。先读主轴端部,再读卡盘,据此决定拆轴承还是修锥面,判断才不会做反。维修顺序跟着测点走,才能避免重复拆装。