[发明专利]一种数控卧式铣镗床的高速主轴及装配方法

说明书

一种应用于数控卧式铣镗床的高速主轴及装配方法，其特征在于主轴由三组轴承支撑，主轴前端、中部各由角接触球轴承套装在支撑套内孔前部、后部，主轴内有镗轴，主轴后端由深沟球轴承套装在主轴箱体上；装配前分别配磨主轴前、中部外周，配磨后主轴分别比角接触球轴承内环实际尺寸均小0至0.004mm；依次装入两轴承及零件，按测出两角接触球轴承外环尺寸，再配磨支撑套内孔，前部应比角接触球轴承外环实际尺寸大0.002～0.008mm、后部应比中轴承外环大0.015至0.022mm。能使直径为130mm的主轴最高转速至3000r/min，最高转速运转4小时主轴温度≤33℃，温升≤10℃，加工精度均高于国家标准。

技术领域

本发明涉及数控机床制造领域，尤其体现在数控卧式铣镗床的主轴及其相关支撑连接部分的结构和装配方法。

背景技术

数控卧式铣镗床广泛应用于各类通用机械加工行业，但随着机械制造工艺的发展以及高速切削的广泛应用，用户对数控卧式铣镗床的主轴转速及稳定性的需求也随之提高。主轴转速低、高速加工时精度差，稳定性差是数控卧式铣镗床的通病，究其原因一方面是主轴高速旋转时的离心作用导致主轴与轴承间作用力过大，轴承受载不均而引起轴承损坏；另一方面是主轴高速运转时产生大量的热量导致主轴本身及主轴轴承产生热变形进而出现主轴卡死现象。数控卧式铣镗床主轴的高转速、高刚性、高精度、高稳定性一直是提升产品质量的关键技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于数控卧式铣镗床的高速主轴及装配方法，解决现有产品主轴转速上不去，高速运转主轴发热严重，主轴轴承磨损严重，有效寿命短，主轴较高转速加工时加工精度不理想等系列问题。

一种数控卧式铣镗床的高速主轴，其特征在于主轴由三组轴承支撑，主轴前端通过角接触球轴承套装在支撑套内孔前部，角接触球轴承内环分别通过主轴的轴肩、内隔套、后隔套、锁紧螺母进行定位，角接触球轴承外环分别通过法兰盖、外隔套、支撑套的台肩定位；主轴的中部由中角接触球轴承套装在支撑套内孔后部，中角接触球轴承内环分别通过前隔套和长隔套定位，中角接触球轴承外环不定位，主轴内部套有镗轴，主轴后端通过深沟球轴承套装在主轴箱体上；主轴和支撑套的装配方法：装配前，要根据两角接触球轴承内环实际尺寸，分别配磨主轴前部、中部外周相应配合处，配磨后主轴前部、中部外周尺寸分别比角接触球轴承内环实际尺寸均小0至0.004mm；主轴配磨完成后依先前部、后中部次序装入轴承及各部分零件，分别将锁紧螺母和背帽拧紧，此时利用测量工具测量出两角接触球轴承的外环尺寸，根据测量的尺寸配磨支撑套内孔相应配合部分，配磨后支撑套前部内孔配合部分应比角接触球轴承外环实际尺寸大0.002至0.008mm、支撑套中部内孔配合部分应比中角接触球轴承外环实际尺寸大0.015至0.022mm；支撑套配磨完成后，将主轴装配好的中角接触球轴承零件进行拆卸，只保留主轴前端的角接触球轴承、内隔套、外隔套、后隔套和锁紧螺母，然后将两个键用螺钉把接在主轴的相应位置，再将主轴部分从支撑套前端孔装入支撑套，将前法兰盖用螺钉拧紧在支撑套前端，最后将拆卸下的中角接触球轴承及各部分零件从主轴后端按顺序装到主轴上，将背帽拧紧，镗轴沿两条对称的长键槽对准键转入主轴内部。

本发明的显著特点是：

主轴通过三组轴承支撑，支撑套外部开有环形螺旋槽，可从外部引入冷却油进行热量转移，保证主轴前端角接触球轴承长时间运转时产生的热量被带走，不引起热膨胀；主轴中部通过中角接触球轴承套装在支撑套内孔环后部，中角接触球轴承外环两侧均留有缝隙，保证主轴高速旋转时角接触球轴承具有足够热膨胀空间。主轴后端通过深沟球轴承套装在主轴箱体上，深沟球轴承外环两侧均留有缝隙，保证主轴高速旋转时深沟球轴承具有足够热膨胀空间，三组轴承的布置方式可有效减少主轴高速旋转时因离心作用而引起的轴承受力过大、偏载等现象。