一种改进喷嘴中孔座面磨床主轴组件及其方法

摘要

本发明涉及中孔座面磨床主轴组件，包括主轴，主轴的一端设置有环形凸缘，嵌套在主轴上的轴套以及嵌套在主轴上的垫环，轴套被固定在主轴上的环形凸缘与嵌套在主轴上位于轴套外侧的垫环之间，垫环外侧用螺母拧紧；两个单列圆锥滚子轴承，背靠背嵌套在所述轴套上，两个单列圆锥滚子轴承与轴套之间的间隙用内隔圈填充。本发明的改进喷嘴中孔座面磨床主轴组件，为公司节约人力物力降本增效创造了有利条件，而且由于以前采用的是非标轴承，价格高市场无现货供应，现改为标准轴承，价格低，极大的节约了成本。

说明书

技术领域

本发明涉及中孔座面磨床主轴组件，具体涉及船用柴油机喷油器中针阀偶件类、止回阀类零件专用磨床磨削中孔座面磨床主轴组件。

本发明涉及中孔座面磨床主轴组件的改进方法，具体涉一种改进喷嘴中孔座面磨床主轴组件的方法。

背景技术

喷嘴中孔座面磨床是加工喷油器总成中针阀偶件类、止回阀类零件的关键设备。由于这台设备平时利用率较高，主轴轴承磨损，设备精度丧失无法保证加工件的工艺技术要求。

该机床加工工件的技术要求较高，中孔的圆柱度≤0.002毫米，座面对中孔的圆跳动≤0.003毫米，座面角度为±10′，磨削表面粗糙度为Ra0.1。由于主轴轴承的磨损无法满足较高的加工精度要求，维修拆卸过程中发现主轴前轴承B3-707推力滚子轴承损坏严重，轴承滚道表面出现严重疲劳磨损，因此需要更换相同规格型号的轴承，才能保证机床继续运转，经查该轴承市场上无货，而要更换机床则成本过大。

如图1所示，喷嘴中孔座面磨床的磨架上备有两只并列的电动磨头，一只用于磨削Φ6-Φ20毫米圆柱孔(中孔)，另一只带有往复斜导轨，可磨削内锥面(座面)，因此，产品的中孔和座面可在工件一次装夹中磨削完成。可用磨架上的中孔砂轮，磨削工件圆柱孔，接着移动拖板使磨具移动，让座面砂轮进入工作位置，磨削座面，磨架主要由桥板拖板及磨具座组成，桥板固定在机床床身上，拖板上安装着各自带有自己的进给机构的电动磨具(中孔磨具及座面磨具)，拖板沿桥板导轨可作200毫米的移动。

床头箱工件主轴由电动机，通过三角皮带及皮带轮直接拖动，床头箱由垂直中心轴定位在中间板上，中间板也可绕工作台上支点回转，通过中间板尾端微调螺丝调正中孔的锥度。

主轴由三个轴承支承，前轴承为B3-707双列圆锥滚子轴承一套，规格为68mm×115mm×79.7mm和后轴承为36211单列向心推力轴承两套。

由于主轴轴颈尺寸为φ68，国内一些标准轴承样本中没有这档尺寸，首先想到的是更换主轴重新选配轴承规格，如果加工新主轴估计需要45天，而且加工一根主轴价格昂贵，这样既需要加工周期，又增加了成本，经过论证，认为在选定合适的轴承型号确定尺寸后，对主轴进行改进。

最后确定选用的轴承型号为32915，规格为75mm×105mm×20mm单列圆锥滚子轴承两套，此轴承的内径比原来的轴承内径大，轴承外径比原来轴承外径小。简单的组合不能满足替换的要求，因此根据现有的轴承对主轴及其相关部件进行改造。

发明内容

为解决上述问题，需发明一种能够替换现前轴承的轴承部件，以保证机床加工工件的精度要求。

为达到上述目的，本发明提供的一种改进喷嘴中孔座面磨床主轴组件，包括：

主轴，其一端设置有环形凸缘；

轴套，嵌套设置在主轴上靠近环形凸缘一端；

垫环，嵌套设置在主轴上，沿着主轴的轴向方向将所述轴套固定在环形凸缘与垫环之间，垫环外侧用螺母拧紧；

两个单列圆锥滚子轴承，背靠背嵌套在所述轴套上，两个单列圆锥滚子轴承与轴套之间的间隙填充有内隔圈。

其中，所述主轴安装于嵌套设置有轴承座圈的床头箱体孔内。

所述轴承座圈与主轴的环形凸缘之间设置有压盖，所述环形凸缘的环向与压盖嵌合连接，轴承座圈沿着主轴的轴向两端分别被压盖和垫环压紧。

优选地，所述轴承座圈靠近环形凸缘一端的环向设有一突出部，该突出部的径向边沿外侧卡设在床头箱体孔的外部；所述压盖与轴承座圈的突出部嵌合连接。

其中，所述单列圆锥滚子轴承与轴承座圈之间的间隙填充有外隔圈。

本发明提供了一种改进喷嘴中孔座面磨床主轴组件的方法，用于制备上述的磨床主轴组件，具体包含以下步骤：

S1：在主轴轴体上嵌套一个轴套，并打磨该轴套；

S2：在轴套上嵌套设置两个背靠背安装的单列圆锥滚子轴承；

S3：在用于安装主轴的床头箱体孔内嵌套一个轴承座圈；

S4：将嵌套有轴套、两个单列圆锥滚子轴承的主轴安装在嵌套有轴承座圈的床头箱体孔内；

S5：在主轴上嵌套设置一垫环，垫环外侧安装螺母，配合主轴上的环形凸缘将轴套、两个单列圆锥滚子轴承以及轴承座圈压紧固定。

其中，首先使用研磨杆研磨S1步骤的轴套的内孔，将研磨好内孔的轴套嵌套在主轴轴体上，再对轴套的外表面进行打磨。

其中，所述S2步骤中安装两个单列圆锥滚子轴承还包括以下步骤：根据两个单列圆锥滚子轴承与主轴的轴体之间的径向间隙，在两个单列圆锥滚子轴承与主轴的轴体之间安装一内隔圈。

其中，所述S4步骤中将嵌套有轴套、两个单列圆锥滚子轴承的主轴安装在嵌套有轴承座圈的床头箱体孔内前，根据两个单列圆锥滚子轴承与床头箱体孔内的轴承座圈之间的径向间隙，在两个单列圆锥滚子轴承与轴承座圈之间安装一外隔圈。

其中，所述S4步骤中将嵌套有包含轴套、两个单列圆锥滚子轴承的主轴安装在嵌套有轴承座圈的床头箱体孔内之前，预先在主轴上嵌套压盖，压盖与主轴的环形凸缘嵌合安装，在嵌套设置S5步骤的垫环后，轴承座圈被压紧在压盖与垫环之间。

本喷嘴中孔座面磨床主轴组件的改进，为公司节约人力物力降本增效创造了有利条件，而且由于以前采用的是非标轴承，价格高市场无现货供应，现改为标准轴承，价格低，极大的节约了成本。

附图说明

图1为本发明喷嘴中孔座面磨床工作原理及原轴承结构；

图2为改进后的主轴组件与床头箱的装配总成。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的改进喷嘴中孔座面磨床主轴组件及其方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

如图2所示，本发明提供的一种改进喷嘴中孔座面磨床主轴组件，包括主轴2，主轴2的一端设置有环形凸缘201；轴套4，嵌套在主轴2上；垫环3，嵌套在主轴2上，沿着主轴2的轴向方向轴套4被固定在环形凸缘201与垫环3之间，垫环3的外侧用螺母拧紧；两个单列圆锥滚子轴承8，背靠背嵌套在所述轴套2上，两个单列圆锥滚子轴承8与轴套2之间的间隙用内隔圈5填充。其中，所述主轴2安装于嵌套设置有轴承座圈7的床头箱体9孔内。

所述轴承座圈7与主轴2的环形凸缘201之间设置有压盖10，轴承座圈7沿着主轴2的轴向两端分别被压盖10和垫环3压紧，所述单列圆锥滚子轴承8与轴承座圈7之间的间隙填充有外隔圈6。

其中，所述轴承座圈7靠近环形凸缘201一端的环向设有一突出部，该突出部的径向边沿外侧卡设在床头箱体9孔的外部。

进一步地，所述压盖10与轴承座圈7的突出部嵌合连接；所述环形凸缘201的环向与压盖10嵌合连接。

进一步地，根据上述的改进喷嘴中孔座面磨床主轴组件，本发明提供了一种改进喷嘴中孔座面磨床主轴组件的方法，具体如下。

首先，在主轴2上嵌套一个轴套4，由于轴套4内径是要经过内圆磨床磨削的，轴套4属大直径薄壁零件在磨削时产生的热量会导致轴套4产生热应力变形，从而影响轴套4本身内外径圆度及同轴度，一定程度上轴套4的精度影响了轴套4安装在主轴2上的精度。另外，在后续采取螺母1调整轴承间隙时，由于轴套4可能的圆度问题致使轴承内圈产生了相应的圆度变化，将影响轴承的正常运转，致使轴承产生非正常磨损。

综上所述，为了缓解轴套4加工后的变形，因此轴套4内孔精磨后，还需对轴套4内孔进行研磨，提高轴套4内孔的光洁度和圆柱度。具体地，用研磨杆研磨轴套内孔，纠正内圆磨削轴套4时产生的热应力对轴套圆度的影响，轴套4研磨好后，再将轴套4安装在主轴2上，然后再精磨轴套4的外侧。

接着，在改进的主轴2装入床头箱体9孔内之前，由于床头箱体9的孔径过大，需要在孔内嵌套安装一个轴承座圈7以缩小孔径。根据床头箱体9的孔径选用与之匹配的轴承座圈7，然后利用加工中心机床在轴承座圈7中镗出孔，并将加工好的轴承座圈7安装在床头箱体9孔内。

接着，在主轴2的轴套4上安装两套型号为32915的单列圆锥滚子轴承8，安装两个单列圆锥滚子轴承8之前，先计算出两单列圆锥滚子轴承8与主轴2的轴体以及与床头箱体9孔内的轴承座圈7之间的径向间隙，为保持两个单列圆锥滚子轴承8有最佳的回转灵活性，以便单列圆锥滚子轴承8安装时调整轴向间隙和径向窜动量，需在两个单列圆锥滚子轴承8与主轴2的轴体之间安装一内隔圈5；在两个单列圆锥滚子轴承8与轴承座圈7之间安装一外隔圈6。如图2所示，沿着主轴2的径向，主轴2位于中心位置，主轴2外侧依次为轴套4、内隔圈5、两个单列圆锥滚子轴承8、外隔圈6、轴承座圈7、床头箱体9，将装配好包含轴套4、内隔圈5、外隔圈6、单列圆锥滚子轴承8的主轴2装入床头箱体9孔内。

最后，对装入床头箱体9孔内的主轴2上的两个单列圆锥滚子轴承8进行固定；具体的，在主轴2上嵌套设置垫环3，在轴承座圈7与主轴2的环形凸缘201之间放置压盖10，压盖10与环形凸缘201嵌合安装，在垫环3外侧拧入两个螺母1，提供一个轴向力。利用该轴向力配合主轴2上的环形凸缘201将轴套4以及两个单列圆锥滚子轴承8夹紧在环形凸缘201与垫环3之间，将轴承座圈7夹紧在垫环3与压盖10之间。

对装配有改进后的喷嘴中孔座面磨床主轴组件的机床加工生产的工件测试，工件的各项参数如下表1所示：

表1、加工工件磨削尺寸记录表

经测量，主轴2的轴向窜动量为0.002毫米，主轴2定心轴颈的径向跳动量为0.0015毫米，经检测主轴2技术要求参数正常，两个单列圆锥滚子轴承8手感温度没有明显变化，设备经初步鉴定进行试生产。由操作者实际操作进行精磨试验，磨加工10件工件，根据表1数据发现中孔圆柱度≤0.002毫米，座面与中孔的同轴度≤0.003毫米，磨削表面粗糙度≤Ra0.1，符合产品技术质量要求，工件经过后工序雾化试验，产品质量合格。

本喷嘴中孔座面磨床主轴组件的改进，为公司节约人力物力降本增效创造了有利条件，而且由于以前采用的是非标轴承，价格高市场无现货供应，现改为标准轴承，价格低，极大的节约了成本。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。