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　　摘　要：根據數控車床主軸箱結構特點及實際拆檢情況的分析，找出了主軸箱產生異常噪聲的主要原因，并對主軸軸承預緊量與軸承壽命、主軸剛性之間關系等進行了分析，采取了相應的控制措施，使主軸箱異常噪聲得以有效解決，實踐證明，這些措施具有一定的通用性。
　　關鍵詞：主軸箱；軸承預緊量；異常噪聲；間隙；過盈
　　我公司生產的MJ-50數控車床整機噪聲要求不大于83dB（A），主軸箱部件噪聲要求不大于78dB（A），而且不允許有異常噪聲。但實際MJ-50CNC主軸箱部件異常噪聲的發(fā)生率相當高，由此返修率達80%左右，嚴重影響了產品質量和生產周期。
　　1　異常噪聲的特征
　　圖1為主軸箱結構示意圖，主軸固定端前支承為一個雙列圓柱滾子軸承（NN3024），二個角接觸球軸承，前者承受徑向載荷，后者承受軸向載荷。浮動端后支承為一個雙列圓柱滾子軸承（NN3020）。主軸Z高轉速3500r/min。此結構配置的特點是徑向負載能力大，有較高的剛度和精度，但對噪聲的控制不利。在實際運轉中經常產生“哧啦...哧啦...”的異常噪聲，有時連續(xù)響，有時間斷響，有時高速時響，有時中、低速時響?？傊@種異常噪聲時有時無，毫無規(guī)律。 　　2　產生異常噪聲的原因
　　可能引起異常噪聲的因素如圖2所示。我們在拆檢有異常噪聲的MJ-50CNC主軸箱時，發(fā)現絕大多數軸承滾道已研出相當明顯的痕跡，嚴重的已出現剝落和點蝕現象。滾動軸承NBμ15潤滑脂已嚴重污染，這與軸承配合情況和清潔度均有很大關系。對拆檢零件精度檢測結果如下： 　　（1）前、后軸承套與箱體孔配合過盈0.008～0.025mm。
　?。?）前、后軸承套與軸承外環(huán)配合過盈0.005～0.02mm。
　?。?）軸承預緊量過大，用手軸向提壓軸承外環(huán)相當費勁，通過重新預緊測算，徑向預緊量在0.01mm左右（不包括軸承套與箱體孔、軸承外環(huán)的過盈配合量）。
　?。?）前后軸承套圓度0.002～0.006mm，個別達0.01mm。
　?。?）前后軸承端蓋軸向預緊量0.04～0.09mm。
　?。?）有的主軸箱高速運轉時有振感，但主軸組件動平衡精度均達G2.5級，符合要求。
　?。?）主軸后端皮帶輪槽徑向圓跳動0.02～0.07mm。
　　（8）主軸箱前后箱體孔圓度、同軸度在0.005mm之內。
　?。?）主軸與軸承錐孔接觸面積60%～80%。
　?。?0）主軸各項精度基本合格。
　　綜合以上因素，引起異常噪聲的主要原因為：
　?。?）主軸箱體孔與軸承套、軸承套與軸承外環(huán)配合過盈量過大，引起軸承變形；
　?。?）軸承預緊量過大，引起軸承變形；
　?。?）各件清潔度低，特別是軸承，污物損傷滾道或使?jié)櫥В?br /> 　　（4）軸承端蓋軸向預緊量過大，引起軸承外環(huán)不均勻變形。
　　3　解決措施
　　3.1調整軸承預緊量
　　從NSK NN3020雙列圓柱滾子軸承為例，分析軸承徑向間隙與軸承壽命、剛性之間的關系。從圖3可以看出，軸承徑向間隙在-0.003～0.004mm較為合理，過盈0.002mm時疲勞壽命Z高，過盈量再增加，則壽命急劇下降。 　　從圖4可知，軸承徑向過盈大于0.002mm時，軸承徑向位移小，主軸剛性較好;當軸承存在間隙時，剛性明顯變差。 　　綜合軸承間隙與疲勞使用壽命和剛性之間的關系，以及查閱的有關此類軸承預緊量的經驗數據和理論分析資料，Z后將軸承徑向預緊量目標值確定為過盈0.001～0.005mm。為此，我們控制以下幾項精度：
　?。?）主軸箱體孔與軸承套配合過盈0～0.004mm。
　?。?）軸承與軸承套配合過盈0～0.004mm。
　　（3）軸承預緊時（主軸和軸承未裝入軸承套之前），內外環(huán)的間隙控制到0，且憑手感軸向提、壓外環(huán)稍用力即能使外環(huán)移動。
　　3.2軸承端蓋軸向預緊量調整
　　從圖5和圖6可以看出，預緊量δ<0.04mm時，軸承外環(huán)內徑變形量在0.0015mm左右；預緊量到0.08mm時，變形量急劇增大。但預緊量過小會影響主軸精度，我們選定δ=0.02～0.05mm。 　　3.3清潔度、恒溫要求
　　主軸箱部件裝配要求在恒溫、凈化室內進行，這樣既保證了環(huán)境的清潔度，又避免了環(huán)境溫度變化對零件配合公差的影響。裝配時，各零部件必須嚴格清洗，特別是軸承必須用航空汽油反復清洗。
　　3.4其它精度控制
　?。?）主軸后端皮帶輪槽徑向圓跳動不大于0.03mm。
　?。?）主軸箱體孔、軸承套內、外圓圓度不大于0.003mm，圓柱度不大于0.003mm。
　　（3）軸承內環(huán)與主軸接觸面積不少于80%。
　　4　驗證結果
　　嚴格按照上述要求組織生產了8臺MJ-50CNC主軸箱部件，經過部件試運轉，整機調試均未產生異常噪聲。
　　MJ-50數控車床批量生產至今已4年多，主軸箱合格率達100%，一次性裝配合格率均在95%以上。從此以后，在MJ-520CNC、MJ-630CNC等數控車床上也采取上述措施，均獲得了滿意的結果。如今我公司MJ系列數控車床已遠銷美國、德國、意大利等國，受到國內外用戶的好評。