[发明专利]一种数控车床主轴的过盈预紧结构及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控车床主轴的过盈预紧结构及其方法。

背景技术

主轴轴承的预紧对于轴运转时的稳定性和精确性有着密切的联系。预紧可以增加轴承的刚度，使旋转轴在轴向和径向正确定位，提高轴的旋转精度，降低轴的振动和噪声，减少由于惯性力矩所引起的滚动体相对于内、外圈滚道的滑动，延长轴承寿命。

主轴轴承的预紧方式分为定位预紧和定压预紧。定位预紧方式将两轴承定位于轴承套中，结构简单，拆卸方便，适用于低俗主轴系统。

现有的定位预紧方式是采用螺纹螺母预紧，该方式精度低，可能造成预紧过度或者预紧不够的现象，使轴承的滚动体在使用过程中不能最大限度的与滚道接触，导致各滚动体的受力不均匀，影响轴承的旋转精度、刚度和使用寿命。在安装过程中，为了防止预紧力不适当造成的危害，必须需要依赖有经验的工人来确保预紧力的准确性，产生较大的装配人工成本。另外，在主轴运行过程中，螺纹可能会产生松动，使轴承之间出现游隙，使主轴出现振动，不仅产生噪音，而且极大的影响了主轴的刚度、旋转精度以及使用寿命。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种数控车床主轴的过盈预紧装置及其方法。

数控车床主轴的过盈预紧装置包括阶梯主轴、右端盖、第一轴承、第一隔套、第二轴承、第二隔套、第一阶梯轴套、弹性垫、第三轴承、左端盖、第二阶梯轴套、皮带轮和同步轮；在阶梯主轴右端顺次安装有前端盖、第一轴承、第一隔套、第二轴承、第二隔套、第一阶梯轴套，在阶梯主轴左端顺次安装有弹性垫、第三轴承、后端盖、第二阶梯轴套、皮带轮、同步轮。

所述的第一阶梯轴套右侧或第二阶梯轴套右侧与阶梯主轴之间设有狭长缝隙。所述的第一轴承为面对面或背靠背安装的角接触球轴承，第三轴承为单列圆柱滚子轴承或双列圆柱滚子轴承。

数控车床主轴的过盈预紧方法包括以下步骤：

1）在阶梯主轴右端顺次安装有前端盖、第一轴承、第一隔套、第二轴承、第二隔套；

2）将第一阶梯轴套加热到高于阶梯主轴的温度，然后将第一阶梯轴套推到轴颈上，冷却后在第一阶梯轴套与阶梯主轴配合面之间压入液压油；

3）在阶梯主轴左端顺次安装有弹性垫、第三轴承、后端盖；

4）将第二阶梯轴套加热到高于阶梯主轴的温度，然后将第二阶梯轴套推到轴颈上，冷却后在第二阶梯轴套与阶梯主轴配合面之间压入液压油；

5）通过调整弹性垫的位置，使第二阶梯轴套推到设定位置，排除配合面之间的液压油。

本发明采用过盈预紧结构，阶梯轴的阶梯状配合面的设计使安装调整方便，也便于用注油法拆卸。阶梯轴套不产生任何有可能降低轴运转精度的压力，并且有更高的安装精度，提高了轴的刚度。调整垫使安装精度提高，弥补了制造误差，并且提高了系统的平稳性。

附图说明

附图为数控车床主轴的过盈预紧装置的结构示意图；

图中，阶梯主轴1、右端盖2、第一轴承3、第一隔套4、第二轴承5、第二隔套6、第一阶梯轴套7、弹性垫8、第三轴承9、左端盖10、第二阶梯轴套11、皮带轮12、同步轮13。

具体实施方式

如附图所示，数控车床主轴的过盈预紧装置包括阶梯主轴1、右端盖2、第一轴承3、第一隔套4、第二轴承5、第二隔套6、第一阶梯轴套7、弹性垫8、第三轴承9、左端盖10、第二阶梯轴套11、皮带轮12和同步轮13；在阶梯主轴1右端顺次安装有前端盖2、第一轴承3、第一隔套4、第二轴承5、第二隔套6、第一阶梯轴套7，在阶梯主轴1左端顺次安装有弹性垫8、第三轴承9、后端盖10、第二阶梯轴套11、皮带轮12、同步轮13。第一阶梯轴套7或第二阶梯轴套9有略微不同的内径与阶梯主轴1匹配。

所述的第一阶梯轴套7右侧或第二阶梯轴套11右侧与阶梯主轴1之间设有狭长缝隙，在装配时可以避免过大的接触压力使配合轴出现相对较大的径向变形。所述的第一轴承3为面对面或背靠背安装的角接触球轴承，第三轴承9为单列圆柱滚子轴承或双列圆柱滚子轴承。弹性垫8为橡胶或树脂等塑性材料制成的弹性元件，装配时可根据需要略微变形以弥补制造精度误差，确保预紧位置的精确性。

数控车床主轴的过盈预紧方法包括以下步骤：

1）在阶梯主轴1右端顺次安装有前端盖2、第一轴承3、第一隔套4、第二轴承5、第二隔套6；

2）将第一阶梯轴套7加热到高于阶梯主轴1的温度，然后将第一阶梯轴套7推到轴颈上，冷却后在第一阶梯轴套7与阶梯主轴1配合面之间压入液压油；

3）在阶梯主轴1左端顺次安装有弹性垫8、第三轴承9、后端盖10；