阅读说明：本技术 大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法 (Bearing pre-tightening method for spindle of large-through-hole headstock ) 是由 李革志 卢传杰 秦春红 成占华 于洋 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及机床安装技术,具体涉及一种大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法,包括以下步骤：S1)测量前轴承在有负载和无负载的工况下轴承内环的轴向位移差ΔH1；S2)测量后轴承在有负载和无负载的工况下轴承内环的轴向位移差ΔH2；S3)将前轴承和后轴承分别预紧装配至主轴的前后端,保证预紧前后前轴承的轴承内环的轴向位移差为ΔH1、后轴承的轴承内环的轴向位移差ΔH2。该方法有效调整大通孔主轴轴承预紧力,特别是在重负荷状况下,使主轴精度稳定、可靠。(The invention relates to a machine tool mounting technology, in particular to a bearing pre-tightening method for a spindle of a large-through-hole headstock, which comprises the following steps: s1) measuring the axial displacement difference delta H1 of the inner ring of the bearing under the working conditions of load and no load of the front bearing; s2) measuring the axial displacement difference delta H2 of the inner ring of the bearing under the working conditions of load and no load of the rear bearing; s3) respectively pre-tightening the front bearing and the rear bearing to the front end and the rear end of the main shaft, and ensuring that the axial displacement difference of the bearing inner rings of the pre-tightened front bearing and the pre-tightened rear bearing is delta H1 and the axial displacement difference of the bearing inner rings of the rear bearing is delta H2. The method effectively adjusts the pre-tightening force of the main shaft bearing with the large through hole, and particularly enables the main shaft to be stable and reliable in precision under the heavy load condition.)

大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法

技术领域

本发明涉及机床安装技术，具体涉及一种大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法。

背景技术

在大通孔机床床头箱主轴装配中，因主轴孔内有工件穿过，所以造成这种主轴内孔都比较大，用以固定主轴的轴承也随之加大。为了防止主轴旋转时轴承内外环之间的间隙产生不平衡力矩影响主轴旋转的平稳性及回转精度，参考图1和图2，常采用双列圆柱滚子轴承（如NNU4984K P5）控制主轴的径向跳动，采用双列圆锥滚子轴承（如351984 P5）限制主轴的轴向窜动，从而保证轴承安装后主轴的装配精度。这种定位方式因轴承较大，所需螺母轴向顶紧力也较大。但现有装配方式只是加大螺母拧紧力度，作用力是在螺母的圆周方向，转换为轴承轴向压力有限，并且不容易检测，装配后不知道轴承是否顶紧，造成主轴因轴承间隙在床头箱内定位不可靠，精度不稳定，特别是在重载荷情况下精度超差严重。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法，简单精确，方便操作，解决了机床床头箱主轴因轴承间隙在床头箱内定位不可靠和精度超差现象。本发明采用的技术方案如下：

一种大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法，包括前轴承和后轴承，包括以下步骤：

S1)测量前轴承在有负载和无负载的工况下轴承内环的轴向位移差ΔH1；

S2)测量后轴承在有负载和无负载的工况下轴承内环的轴向位移差ΔH2；

S3)将前轴承和后轴承分别预紧装配至主轴的前后端，保证预紧前后前轴承的轴承内环的轴向位移差为ΔH1、后轴承的轴承内环的轴向位移差ΔH2。

上述步骤S3)中，前轴承和后轴承的预紧装配方法为：先将主轴前端的开口端装配好开口锁紧螺母；

S3.11)将前压盖和前压盖锁紧螺母分别对应压住前轴承的轴承外圈和轴承内环，并保持前轴承为无负载状态；

S3.12)测量此时前轴承的轴承内环与主轴前端面的距离C1；

S3.13)用前压盖锁紧螺母压紧前轴承的轴承内环，测量此时前轴承的轴承内环与主轴前端面的距离C1`，直至C1`- C1=ΔH1时停止压紧前压盖锁紧螺母；

上述步骤S3)中，后轴承的预紧装配方法为：

S3.21)用后压盖压住后轴承的轴承外圈；用外隔垫与后压盖以压住后轴承的轴承内环，之后用后压盖锁紧螺母压住外隔垫；并保持后轴承为无负载状态；

S3.22)测量此时外隔垫后端面与主轴后端面的距离C2；

S3.23)用后压盖锁紧螺母外隔垫从而压紧后轴承的轴承内环，测量此时外隔垫后端面与主轴后端面的距离C2`，直至C2`- C2=ΔH2时停止压紧后压盖锁紧螺母。

上述步骤S2)中，所述后轴承为双列圆锥滚子轴承且其设有内环隔垫，测量轴向位移差ΔH2的方法为：

S2.1)将后轴承的内环隔垫卸下，加负载后测定后轴承的两个轴承内环之间的间隙L；

S2.2)给上述的轴承内环加负载，以测定轴承内环的轴向位移差ΔH2；

S2.3)将内环隔垫的厚度打磨至尺寸L后，安装回至后轴承内。

上述大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法，所述前压盖锁紧螺母和后压盖锁紧螺母的端面圆周上均匀设有数个螺孔，分别通过数个螺钉压紧其对应的轴承内环。

上述大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法，所述距离C1和C1`的测量方法为：通过前压盖锁紧螺母端面上的螺孔测量C1；然后预留一个前压盖锁紧螺母端面上的螺孔，剩余螺孔均装配螺钉拧紧，通过预留的那个螺孔来测量距离C1`；当C1`- C1=ΔH1时停止拧紧螺钉，最后预留的螺钉孔内拧入螺钉顶紧；

所述距离C2和C2` 的测量方法与上述距离C1和C1`的测量方法相同。

上述大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法，所述前压盖锁紧螺母和后压盖锁紧螺母的端面圆周上设置的螺孔数量为10~18个，所述螺孔直径为M12~M16。

上述大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法，所述前轴承为双列圆柱滚子轴承。

本发明的有益效果为：该方法有效调整大通孔主轴轴承预紧力，特别是在重负荷状况下，使主轴精度稳定、可靠。使轴承预紧有数据为依据（如ΔH），而且调整预紧力的同时能同时监测主轴调整精度，使主轴的径向跳动、轴向窜动都能保证在精度要求范围内（如0.01mm），用此方法装配的机床床头箱已通过实践证明可靠、实用，在用户处也通过了耐用度验收。

附图说明

图1和图2分别为现有技术中前后轴承预紧工艺的结构示意图。

图3是本发明实施例的前轴承的预紧工艺对比示意图；

图4是本发明实施例的后轴承的预紧工艺对比示意图。

图中：1为床头箱、2为前压盖、3为前轴承、4为前压盖锁紧螺母、5为主轴、6为开口锁紧螺母、7为螺钉、12为后压盖、13为后轴承、14为外隔垫、15为后压盖锁紧螺母、16为内环隔垫。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步解释说明。

现有的床头箱1内轴承预紧是调整大通孔主轴轴承预紧力只是通过前压盖锁紧螺母4和后压盖锁紧螺母15背紧、靠实轴承内环，此时作用力是在螺母外径处，靠螺母旋转形成的顶紧力实现轴承预紧，这种方法轴承内环预紧力小，无法达到轴承预紧的目的，而且因为轴承室空间狭小，无法检测轴承预紧状况。

本实施例中所述床头箱1中的前轴承3为双列圆柱滚子轴承NNU4894K P5，后轴承13为双列圆锥滚子轴承且351984 P5。大通孔床头箱1中主轴的轴承预紧方法，包括以下步骤：

S1)测量前轴承3在有负载和无负载的工况下轴承内环的轴向位移差ΔH1；

S2)测量后轴承13在有负载和无负载的工况下轴承内环的轴向位移差ΔH2；

S3)将前轴承3和后轴承13分别预紧装配至主轴5的前后端，保证预紧前后前轴承3轴承内环的轴向位移差为ΔH1、后轴承13轴承内环的轴向位移差ΔH2。

上述步骤S3)中，前轴承3和后轴承13的预紧装配方法为：先将主轴5前端的开口端装配好开口锁紧螺母6；

S3.11)将前压盖2和前压盖锁紧螺母4分别对应压住前轴承3的轴承外圈和轴承内环，并保持前轴承3为无负载状态；

S3.12)测量此时前轴承3的轴承内环与主轴5前端面的距离C1；

S3.13)用前压盖锁紧螺母4压紧前轴承3的轴承内环，测量此时前轴承3的轴承内环与主轴5前端面的距离C1`，直至C1`- C1=ΔH1时停止压紧前压盖锁紧螺母4；

上述步骤S3)中，后轴承13的预紧装配方法为：

S3.21)用后压盖12压住后轴承13的轴承外圈；用外隔垫14与后压盖12以压住后轴承13的轴承内环，之后用后压盖锁紧螺母15压住外隔垫14；并保持后轴承13为无负载状态；外隔垫14上加工有防溅槽来防止漏油。

S3.22)测量此时外隔垫14后端面与主轴5后端面的距离C2；

S3.23)用后压盖锁紧螺母15外隔垫14从而压紧后轴承13的轴承内环，测量此时外隔垫14后端面与主轴5后端面的距离C2`，直至C2`- C2=ΔH2时停止压紧后压盖锁紧螺母15。

上述步骤S2)中，所述后轴承13设有内环隔垫16，测量轴向位移差ΔH2的方法为：

S2.1)将后轴承13的内环隔垫16卸下，加负载后测定后轴承13的两个轴承内环之间的间隙L；

S2.2)给上述的轴承内环加负载，以测定轴承内环的轴向位移差ΔH2；

S2.3)将内环隔垫16的厚度打磨至尺寸L后，安装回至后轴承13内。

上述大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法，所述前压盖锁紧螺母4和后压盖锁紧螺母15的端面圆周上均匀设有数个螺孔，分别通过数个螺钉7压紧其对应的轴承内环。

上述大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法，所述距离C1和C1`的测量方法为：通过前压盖锁紧螺母4端面上的螺孔测量C1；然后预留一个前压盖锁紧螺母4端面上的螺孔，剩余螺孔均装配螺钉7拧紧，通过预留的那个螺孔来测量距离C1`；当C1`- C1=ΔH1时停止拧紧螺钉7，最后预留的螺钉孔内拧入螺钉7顶紧；用百分表监测主轴5端面和内孔保证其跳动均应在0.01mm之内；

所述距离C2和C2` 的测量方法与上述距离C1和C1`的测量方法相同。

上述大通孔床头箱主轴的轴承预紧方法，所述前压盖锁紧螺母4和后压盖锁紧螺母15的端面圆周上设置的螺孔数量为10~18个，所述螺孔直径为M12~M16。实际操作中可根据轴承直径尺寸大小确定螺孔数量和直径。