摘要：主(zhu)軸(zhou)組(zu)(zu)件(jian)(jian)是機床重要的(de)(de)(de)組(zu)(zu)成部分之一，機床工作(zuo)時，由主(zhu)軸(zhou)夾持工件(jian)(jian)或(huo)刀具直接(jie)參加(jia)(jia)(jia)表面成形運動，是機床實(shi)現(xian)切削加(jia)(jia)(jia)工的(de)(de)(de)終端(duan)執行(xing)件(jian)(jian)，直接(jie)影(ying)響加(jia)(jia)(jia)工質量和生(sheng)產率。因此(ci)在生(sheng)產中對(dui)主(zhu)軸(zhou)組(zu)(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)精(jing)度(du)、靜剛度(du)、抗振性(xing)、熱變形及耐(nai)磨性(xing)等性(xing)能都有較高(gao)(gao)要求，本文僅對(dui)提(ti)高(gao)(gao)主(zhu)軸(zhou)組(zu)(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)旋轉(zhuan)精(jing)度(du)的(de)(de)(de)措施進(jin)行(xing)簡(jian)要闡述。
在(zai)加工(gong)(gong)(gong)零件時，總會(hui)產生加工(gong)(gong)(gong)誤(wu)差，影響(xiang)零件的(de)(de)(de)精(jing)度，嚴重的(de)(de)(de)造(zao)成廢品。根(gen)據大(da)量(liang)的(de)(de)(de)實踐證明(ming)，影響(xiang)加工(gong)(gong)(gong)精(jing)度的(de)(de)(de)因素(su)主(zhu)(zhu)要有理論設計誤(wu)差、機床(chuang)的(de)(de)(de)制造(zao)誤(wu)差及部(bu)件磨損、夾具(ju)(ju)誤(wu)差、刀具(ju)(ju)誤(wu)差、工(gong)(gong)(gong)藝系統的(de)(de)(de)彈性變形與熱變形、工(gong)(gong)(gong)件本身(shen)力學性質引(yin)起的(de)(de)(de)誤(wu)差及操(cao)作(zuo)人員測量(liang)誤(wu)差等，就(jiu)機床(chuang)而言(yan)，主(zhu)(zhu)軸(zhou)組件是決定工(gong)(gong)(gong)件（刀具(ju)(ju)）位置及運(yun)動的(de)(de)(de)關鍵件，其(qi)旋(xuan)轉(zhuan)精(jing)度誤(wu)差對(dui)零件的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)(gong)精(jing)度和表面粗糙度有很大(da)影響(xiang)，提(ti)高主(zhu)(zhu)軸(zhou)組件旋(xuan)轉(zhuan)精(jing)度就(jiu)可以提(ti)高機床(chuang)加工(gong)(gong)(gong)精(jing)度。
主(zhu)軸的(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉精(jing)度是指機床(chuang)裝(zhuang)配后，無載荷、低速的(de)(de)條件下，主(zhu)軸前端安(an)裝(zhuang)工(gong)件或刀具部位的(de)(de)徑向(xiang)和軸向(xiang)的(de)(de)跳動值。提高主(zhu)軸的(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉精(jing)度，除必須(xu)保證主(zhu)軸及軸承一定的(de)(de)精(jing)度外，還可以采取(qu)工(gong)藝上(shang)的(de)(de)措施。
（1）裝配(pei)后(hou)精(jing)(jing)加(jia)(jia)工。對于數(shu)控機(ji)(ji)(ji)床(chuang)其主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)比較精(jing)(jing)密(mi)，要求(qiu)有足(zu)夠高的(de)(de)剛度和回(hui)轉(zhuan)精(jing)(jing)度，機(ji)(ji)(ji)床(chuang)制造中(zhong)，對于軸(zhou)(zhou)(zhou)系零(ling)部件的(de)(de)加(jia)(jia)工精(jing)(jing)度要求(qiu)較高，通過逐一控制零(ling)件加(jia)(jia)工質量使整機(ji)(ji)(ji)達到一定的(de)(de)精(jing)(jing)度指標(biao)非常困難，例如(ru)坐標(biao)鏜床(chuang)主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)組件，主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)錐孔軸(zhou)(zhou)(zhou)線跳動允差僅為0.001～0.002mm。如(ru)果全靠主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)或(huo)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)精(jing)(jing)度來(lai)保證，那就(jiu)將對其提出目前無(wu)法(fa)達到的(de)(de)精(jing)(jing)度要求(qiu)。為了(le)保證主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)組件的(de)(de)精(jing)(jing)度，工藝上采(cai)取了(le)先裝配(pei)后(hou)精(jing)(jing)加(jia)(jia)工的(de)(de)方法(fa)，先裝配(pei)好，以主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)兩端錐孔為基(ji)準(zhun)，在精(jing)(jing)密(mi)外圓(yuan)(yuan)磨(mo)床(chuang)上精(jing)(jing)磨(mo)主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)套(tao)筒的(de)(de)外圓(yuan)(yuan)，再以套(tao)筒外圓(yuan)(yuan)為基(ji)準(zhun)，精(jing)(jing)磨(mo)主(zhu)(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)錐孔。精(jing)(jing)磨(mo)完畢檢驗合格(ge)后(hou)拆卸清洗，再裝配(pei)就(jiu)是成(cheng)品了(le)。這類機(ji)(ji)(ji)床(chuang)在維修(xiu)時，如(ru)需拆卸軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)，在拆卸前需在軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)外環與箱體或(huo)套(tao)筒孔之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)、軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)內環與軸(zhou)(zhou)(zhou)頸(jing)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)作(zuo)好標(biao)記(ji)，否則，重新裝配(pei)時一旦錯位(wei)，就(jiu)不能保證拆卸前的(de)(de)精(jing)(jing)度，事(shi)倍功半。
（2）誤差選配法。對于帶錐孔的主軸，測量其主軸旋轉精度時需在其主軸錐孔配合測量棒，測量棒端部的徑向跳動量，等于由前軸承產生的誤差a、由后軸承產生的誤差b和由主軸錐孔的加工誤差c三者向量和的2倍，a、b、c都是有一定方向的，因此，這三項誤差如果按一定的方向裝配可以使誤差相互抵消。首先，測出前后軸承內圈的徑向跳動量Δa、Δb及其方向，就可計算出a、b。a、b的方向分別由Δa、Δb的方向決定。把主軸（不裝軸承）放在V形鐵上，可以測出錐孔的加工誤差c的大小、方向。調整前后軸承內圈與主軸的位置，把這三個誤差調整成一條直線上，使其中較小的兩個（a、b）朝一個方向，最大的（c）朝另一個方向，這樣誤差可縮小為d，但不能完全抵消，如圖1所示。如果照圖2進行選配，可以完全抵消，但需要精確作圖計算a、b、c三者夾角值。
圖1
機械生產(chan)中，面對(dui)主軸組件(jian)旋轉精度不(bu)十分理想的(de)機床，可(ke)通過(guo)一(yi)定的(de)技(ji)術手段使其加工出(chu)合(he)格的(de)產(chan)品(pin)，一(yi)般采用(yong)如下幾種(zhong)方法：
（1）消(xiao)(xiao)除主(zhu)(zhu)軸回(hui)(hui)轉(zhuan)(zhuan)誤差(cha)的措施。如(ru)果機床主(zhu)(zhu)軸本身(shen)回(hui)(hui)轉(zhuan)(zhuan)精(jing)度較(jiao)低，可以設(she)計合適的撥盤，使傳動(dong)和定位分開(kai)，消(xiao)(xiao)除主(zhu)(zhu)軸徑向跳動(dong)引起的誤差(cha)。如(ru)圖3所示為主(zhu)(zhu)軸精(jing)度不高的外圓(yuan)磨床磨削精(jing)度較(jiao)高零(ling)件(jian)的工作圖，采用撥盤帶動(dong)零(ling)件(jian)旋轉(zhuan)(zhuan)，主(zhu)(zhu)軸頂(ding)尖(jian)不轉(zhuan)(zhuan)動(dong)，這樣主(zhu)(zhu)軸的誤差(cha)不能影響到零(ling)件(jian)。
（2）誤差選配法的具體應用。在造成零件誤差的諸多因素中，把其中一個或幾個誤差的方向改變一下，使其誤差值方向相反，盡量相互抵消，從而提高零件的加工精度，達到以粗干精的目的。如圖4所示，普通精度的立式銑床銑削精密鍵槽，由于夾頭套和銑刀夾頭都有偏心誤差，則銑刀安裝的偏心距為e1+e2，因此銑出的鍵槽寬度差為2（e1+e2）。若把銑刀夾頭旋轉180o，則銑刀的安裝偏差為最小，即等于e1-e2。當e1=e2時，銑(xian)刀(dao)夾(jia)頭(tou)的軸(zhou)線(xian)與主軸(zhou)的軸(zhou)線(xian)重合。若主軸(zhou)中心偏(pian)心振(zhen)擺過大，還可(ke)以繼續調整夾(jia)頭(tou)套(tao)的偏(pian)心與主軸(zhou)的偏(pian)心相抵消，進(jin)(jin)一步提高鍵槽寬度(du)的加(jia)工(gong)精(jing)度(du)。當然，這樣做還需要對主軸(zhou)及立銑(xian)刀(dao)夾(jia)頭(tou)的精(jing)度(du)進(jin)(jin)行(xing)認真測試，否則會適得其反。
圖2
圖3 外圓(yuan)磨床(chuang)主軸部分結構(gou)圖
（3）“自(zi)(zi)(zi)(zi)干自(zi)(zi)(zi)(zi)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)方(fang)法(fa)(fa)。“自(zi)(zi)(zi)(zi)干自(zi)(zi)(zi)(zi)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)方(fang)法(fa)(fa)在生產中應(ying)用(yong)(yong)較(jiao)多，它是指在需(xu)要保(bao)證位置(zhi)關系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩部件之間(jian)，選擇一(yi)個裝上(shang)刀具(ju)去(qu)(qu)加(jia)工(gong)(gong)(gong)另一(yi)個。這種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)不但(dan)在機床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)裝配中用(yong)(yong)來達到最終精(jing)度，而且在零件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機械(xie)加(jia)工(gong)(gong)(gong)中也常常作為(wei)保(bao)證加(jia)工(gong)(gong)(gong)精(jing)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)措施。比如(ru)在車床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)上(shang)用(yong)(yong)三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)加(jia)工(gong)(gong)(gong)零件時(shi)要求三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內支撐面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中心(xin)(xin)與(yu)(yu)車床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)主(zhu)軸(zhou)軸(zhou)線(xian)同(tong)心(xin)(xin)，如(ru)果(guo)二者不能(neng)保(bao)持同(tong)心(xin)(xin)，則零件加(jia)工(gong)(gong)(gong)表面(mian)與(yu)(yu)基(ji)準面(mian)就不能(neng)同(tong)心(xin)(xin)，加(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)零件就會(hui)超差，如(ru)圖(tu)5所示。為(wei)了克(ke)服這種(zhong)主(zhu)軸(zhou)與(yu)(yu)三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)相互位置(zhi)精(jing)度不高(gao)造(zao)成零件超差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)弊端，可以(yi)利(li)用(yong)(yong)“自(zi)(zi)(zi)(zi)干自(zi)(zi)(zi)(zi)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)方(fang)法(fa)(fa)。即利(li)用(yong)(yong)車床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)主(zhu)軸(zhou)軸(zhou)線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)回轉(zhuan)(zhuan)精(jing)度，修(xiu)去(qu)(qu)三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)中心(xin)(xin)對主(zhu)軸(zhou)回轉(zhuan)(zhuan)中心(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏心(xin)(xin)量。如(ru)圖(tu)6所示，修(xiu)理三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)時(shi)在其(qi)卡(ka)(ka)爪(zhua)(zhua)(zhua)間(jian)夾持一(yi)圓盤(pan)(pan)，使(shi)三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)機構產生與(yu)(yu)工(gong)(gong)(gong)作時(shi)相似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力，然后進行精(jing)鏜或精(jing)磨(mo)，使(shi)車床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)主(zhu)軸(zhou)與(yu)(yu)三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)中心(xin)(xin)有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)軸(zhou)度。這種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)得到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)軸(zhou)與(yu)(yu)三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)軸(zhou)度一(yi)般較(jiao)車床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)主(zhu)軸(zhou)精(jing)度低，最多等于車床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)主(zhu)軸(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)度，所以(yi)車床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)主(zhu)軸(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)度限制了三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)修(xiu)磨(mo)精(jing)度，且如(ru)果(guo)經(jing)修(xiu)磨(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)再用(yong)(yong)于其(qi)他機床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)時(shi)還需(xu)重新修(xiu)磨(mo)，才能(neng)保(bao)證三(san)(san)(san)爪(zhua)(zhua)(zhua)自(zi)(zi)(zi)(zi)定(ding)(ding)心(xin)(xin)卡(ka)(ka)盤(pan)(pan)在該機床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)(ding)心(xin)(xin)精(jing)度，所以(yi)這種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)有一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)局限性(xing)。
圖(tu)(tu)4 銑削(xue)精(jing)密鍵槽時刀具安裝簡圖(tu)(tu)
圖(tu)(tu)5 三爪自定心卡盤與主軸偏心示意圖(tu)(tu)
圖(tu)6 修磨(mo)三爪(zhua)自(zi)定心卡盤示意圖(tu)
1.三爪自定心(xin)卡(ka)盤軸線 2.基準面 3.卡(ka)爪4.主軸軸線 5.工件(jian)
機(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)度(du)(du)(du)自(zi)動(dong)化，對機(ji)(ji)床(chuang)主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)提(ti)出更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)要求，首(shou)先有(you)足(zu)夠(gou)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)和(he)(he)大的(de)(de)(de)功(gong)率(lv)，以適應高(gao)(gao)效率(lv)加(jia)(jia)工的(de)(de)(de)需要；其(qi)次主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)的(de)(de)(de)變(bian)換迅速(su)可靠且主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)范圍很廣，一般(ban)能自(zi)動(dong)變(bian)速(su)；再次主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)應有(you)足(zu)夠(gou)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)剛(gang)度(du)(du)(du)和(he)(he)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)精度(du)(du)(du)，以滿足(zu)產品精度(du)(du)(du)需要；由于主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)組(zu)件(jian)精度(du)(du)(du)對零件(jian)質量影響(xiang)較大，所以要求設計人員在(zai)選(xuan)擇機(ji)(ji)床(chuang)傳動(dong)方(fang)式、變(bian)速(su)箱體結(jie)構與精度(du)(du)(du)設計、主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)軸(zhou)承型(xing)號的(de)(de)(de)選(xuan)擇與配置和(he)(he)主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)設計等方(fang)面作相關論證，以達到主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)剛(gang)度(du)(du)(du)高(gao)(gao)、旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)與運(yun)動(dong)精度(du)(du)(du)高(gao)(gao)、散(san)熱條(tiao)件(jian)好(hao)和(he)(he)熱變(bian)形(xing)小的(de)(de)(de)效果(guo)。解決提(ti)高(gao)(gao)主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)精度(du)(du)(du)問題，不(bu)僅(jin)在(zai)機(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)設計制造(zao)階段加(jia)(jia)以重視，而且更應該(gai)注意在(zai)應用中如何提(ti)高(gao)(gao)機(ji)(ji)床(chuang)主(zhu)(zhu)(zhu)軸(zhou)的(de)(de)(de)回轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)精度(du)(du)(du)，基于此，本(ben)文在(zai)指導機(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)生產和(he)(he)維修中有(you)一定的(de)(de)(de)現實意義。