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一种数控机床主轴锥孔自修磨的简易方法

2022-6-1 来源：宁夏共享精密加工有限公司作者：赵彦斌

摘要：介绍了一种数控机床主轴锥孔精度修复的方法。从解决问题着手，制作了一种简易的电动修磨装置，采用数控机床双轴走插补斜线的功能，对精度不符合要求的主轴锥孔进行自磨修复。采用该方法修复数控机床主轴，维修周期缩短，维修成本也大大降低。

关键词：数控机床；主轴锥孔；自修磨装置

０. 引言

数控铣床主轴锥孔起到向刀具传递机床扭矩和对刀具进行精确定位的关键作用，因此主轴锥孔的精度直接影响机床的性能和加工精度，是最重要的心脏部分。机床检验标准要求：主轴锥孔用检棒检验，距主轴端面近端跳动０．０１ｍｍ，

距主轴端面３００ｍｍ处检测跳动０．０３ｍｍ。

但主轴锥孔容易损坏，日常使用过程中由于锥孔与刀柄清洁不干净，主轴锥孔与刀柄结合面处存在杂物，在长期使用过程中杂物会导致主轴锥孔研伤；撞车以及刀柄夹持位置不正确等原因也会造成主轴锥孔与刀柄之间产生相对转动，致使主轴锥孔损伤，从而使主轴锥孔精度下降。为了解决这一问题，本文介绍一种数控机床主轴锥孔精度修复的方法。

１.主轴锥孔精度修复的方法

主轴锥孔一旦出现精度不合格，目前完全有效的处理方法是：①更换一支新的主轴；②将整个主轴拆下来放到专业的磨床上去处理。第一种方法的费用特别且维修周期长；第二种方法的费用低于第一种方法，但主轴的拆装耗费人力，停机维修周期也长。

本文介绍的这种维修方法，完全颠覆了上面的传统解决方案，它采用一种简易的电动主轴锥孔自磨修复装置，可以对各类数控机床主轴锥孔进行快速精密磨削，可使主轴锥孔精度复原９５％以上，同时能缩短设备停机时间、有效避免主轴拆装而影响其原出厂精度，并节约维修成本。

２.主轴锥孔自磨修复装置

２．１　装置结构

该主轴锥孔自修磨装置如图１所示，它主要由底座１、回转架２、皮带轮３、电机４、锁紧螺栓５、主轴组件６等部件组成。在该装置的底座１中心设计有回转架支撑轴承１３的安装孔，回转架２上设置有安装回转架支撑轴承１３的安装轴肩，用于安装回转架支撑轴承１３；底座１上设计有环形Ｔ型槽，回转架２上安装的Ｔ锁紧螺栓１０可在环形Ｔ型槽内滑动，并能在任意角度使用锁紧螺母９进行锁紧。

摆动支撑轴承１４通过轴承压盖１５、螺栓１7安装在回转架２上端的轴承孔内，用于支撑摆动支撑轴１６；主轴组件６安装在摆动支撑轴１６上，能实现±９０°的摆动，通过锁紧螺栓５在任意角度锁紧；通过水平面内的回转和垂直面内的摆动，可调整主轴组件６上的主轴轴线方向，使得主轴轴线和待维修机床主轴锥孔的母线完全平行。驱动电机４通过螺栓安装在主轴组件６的外壳上，动力通过皮带轮３、皮带１１驱动主轴组件的主轴旋转，在该装置主轴前端安装磨削砂轮７，采用左旋螺母８压紧，此处采用左旋螺母的目的是防止主轴旋转过程中压紧螺母松动。主轴组件如图２所示，主要由主轴壳体１、主轴２、圆柱滚子轴承６和角接触球组合轴承８等组成。角接触球组合轴承８通过圆螺母７安装在主轴２的前端轴承位，并用轴承压盖９、螺栓３安装到主轴壳体１上；从后端装入圆柱滚子轴承６，用圆螺母５固定轴承内圈，用轴承压盖４、螺栓３固定轴承外圈；安装完成后测试主轴前端安装砂轮位置的径向跳动，不能超过０．０１５ｍｍ，这样才能保证磨削修磨的精度。

２．２　装置使用方法

如图１所示，使用机床Ｔ型螺栓将该装置固定在机床工作台上；通过松开的锁紧螺母９，手动实现回转架及以上部分在水平面内３６０°回转；通过松开锁紧螺栓５，手动实现主轴组件部分±９０°范围内摆动；通过对以上两个自由度的调整，使该装置主轴轴线与待修磨机床主轴锥孔的母线平行，完成装置找正；通过数控机床的编程加工功能使机床走出７∶２４（按照主轴锥孔母线的角度确定）的斜线，配合本装置的旋转磨削功能，完成主轴锥孔的自修磨加工。

修磨完成，在检棒的锥柄上涂上蓝油，对新修磨的主轴锥孔进行接触面研合，若接触面大于７０％以上，再进行主轴轴线跳动检测；若上述两项精度中任何一项超差，我们需要分析具体原因并调整修磨机主轴摆动角度及数控机床运行程序的斜率，重复一次自修磨加工，直至上述两项精度检测全部合格。