一种便于调整的机床主轴轴承结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种便于调整的机床主轴轴承结构。


背景技术：

2.主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素，机床主轴轴承对于保证机床主轴运动精度是十分重要的。
3.机床在装配调试时，或当机床主轴轴承磨损后，都需要调整机床主轴轴承的预紧力或间隙。对于主轴的前支承，双向推力角接触球轴承和双列短圆柱滚子轴承二者组合安装的结构方法是最常用的，双向推力角接触球轴承承受主轴受到的向前和向后两个方向的轴向载荷，双列短圆柱滚子轴承承受主轴受到的径向载荷，在机床上使用双列短圆柱滚子轴承的一个最大优势在于，该轴承可以调整径向间隙。
4.在机床使用中，双列短圆柱滚子轴承承调整径向间隙(或预紧力) 的频次远大于双向推力角接触球轴承调整轴向间隙(或预紧力)，有些机床从使用到报废，可能没有调整过双向推力角接触球轴承的轴向间隙(或预紧力)。
5.(1)双列短圆柱滚子轴承
6.双列短圆柱滚子轴承的内圈的壁很薄，且内圈的内孔是一个1： 12的锥孔，对应在主轴安装该轴承的位置上是有相同锥度(1：12) 的外圆锥面，双列短圆柱滚子轴承内圈的内孔刚好和主轴上的外圆锥面相配合安装。在该外圆锥面的小径端的外侧，在主轴上往往加工出了螺纹，并可以安装了调节螺母。在调节预紧力或间隙时，转动主轴上的调节螺母，将双列短圆柱滚子轴承的内圈沿着内孔锥度的大径方向移动，使得双列短圆柱滚子轴承内圈的内锥孔与主轴上的外圆锥面产生相对轴向移动，由于配合锥度的作用，使得双列短圆柱滚子轴承内圈被主轴上的外圆锥面涨大(该轴承的内圈很薄，相对而言，比较容易变形涨大)，进而消除该轴承的径向间隙，或者说在径向间隙缩得足够小时，实现了该轴承的径向预紧。反之，当该轴承被推向主轴圆锥面的小径端时，则该轴承的径向间隙增大，减小预紧力。
7.机床主轴的前支承使用双列短圆柱滚子轴承是最常见的，在使用时，目前均是将该轴承内径的圆锥内孔的大端朝向主轴的前端，这样双列短圆柱滚子轴承的调节螺母放置该轴承的后端位置，这就意味着，该螺母在主轴箱的内部，若要调节该调节螺母，必须打开主轴箱，在主轴箱内进行调整，不仅操作繁琐，而且主轴箱内部某些地方空间比较狭窄，不利于操作。
8.(2)双向推力角接触球轴承
9.双向推力角接触球轴承往往设置在调节螺母与双列短圆柱滚子轴承之间，为了在旋转调节螺母时不影响到双向推力角接触球轴承中滚珠与滚道间的间隙，在双向推力角接触球轴承的两列滚珠之间有一个隔套。
10.在调整双向推力角接触球轴承时，需将双向推力角接触球轴承从主轴上拆卸下来，拆解出其中的隔套，通过磨削隔套的端面，改变隔套轴向长度，来调整双向推力角接触
球轴承的间隙和预紧力。
11.也就是说整个主轴都需要从主轴箱中拿出来，不仅要拆解的零件很多，步骤繁琐，而且往往使用机床的厂家没有能力进行该调整工作。由于调整该轴承难度较大，所以一般都是由轴承的生产厂家在出厂时调整一次后就不再调整了。这样就导致机床磨合期过后，双向推力角接触球轴承往往是间隙过大的。


技术实现要素：

12.为克服上述问题，本实用新型提供一种便于调整的机床主轴轴承配置方法及其结构。
13.本实用新型采用的技术方案是：一种便于调整的机床主轴轴承结构，包括主轴箱和设置在主轴箱内的主轴，主轴后端设置在双向推力角接触球轴承的内圈上，主轴的前端设置在双列短圆柱滚子轴承的内圈上，双向推力角接触球轴承和双列短圆柱滚子轴承设置在主轴箱上；所述双向推力角接触球轴承与双列短圆柱滚子轴承之间设有第一轴套，双列短圆柱滚子轴承的前端设有第二轴套；
14.所述主轴上与双向推力角接触球轴承相配合的位置设有轴肩，双向推力角接触球轴承的内圈后端通过第一调节螺母固定，双向推力角接触球轴承的内圈前端通过轴肩固定；双向推力角接触球轴承的外圈后端由主轴箱固定，双向推力角接触球轴承的外圈前端通过第一轴套与双列短圆柱滚子轴承外圈的后端相连；
15.所述主轴上与双列短圆柱滚子轴承相配合的位置设有外圆锥面，外圆锥面的径向尺寸由左向右逐渐缩小；双列短圆柱圆锥滚子轴承的外圈后端通过第一轴套与双向推力角接触球轴承的外圈前端相连，双列短圆柱圆锥滚子轴承的外圈前端通过轴承端盖固定；双列短圆柱圆锥滚子轴承的内圈与主轴的外圆锥面配合，双列短圆柱圆锥滚子轴承的内圈前端通过第二轴套与第二调节螺母固定连接；第二调节螺母位于主轴箱外部，便于调整双向推力角接触球轴承、双列短圆柱滚子轴承的间隙和预紧力。
16.进一步，所述第一调节螺母、第二调节螺母上分别设有第一紧定螺钉、第二紧定螺钉，第一紧定螺钉、第二紧定螺钉与第一调节螺母、第二调节螺母之间分别设有第一垫片、第二垫片，以防止主轴上的螺纹被压坏。
17.进一步，述第二调节螺母外罩设有螺母防飞套，以防止第二调节螺母在主轴转动时松动飞出。
18.进一步，述主轴伸出主轴箱的前端设有三爪卡盘，主轴与三爪卡盘相配合的位置设有外锥面，三爪卡盘具有与外锥面锥度相同的内锥面，使得主轴伸出主轴箱的前端与三爪卡盘为锥面配合。
19.本实用新型的原理是：将主轴前支承的双列短圆柱滚子轴承，在主轴上掉个头放置，当然了，主轴上安装该轴承的外圆锥面的大小头也将换个方向，及小头朝向主轴的前端，这样调节螺母就可以放置在主轴的前端与该轴承之间。也就是说，可以将该调节螺母放置在主轴箱外部，主轴卡盘的后端。这样一来，如果需要调节轴承间隙，就可以不用再拆开主轴箱，可以大大提高工作效率。
20.由于双向推力角接触球轴承与双列短圆柱滚子轴承分开放置，所以双向推力角接触球轴承中不再需要隔套，可以将其中的隔套去除，一端用轴肩定位，另一端用调节螺母固
定，这样当需要调节该轴承时，只需旋转调节螺母就可以完成调节，而不需要将轴承拆卸下来了。
21.本方案与传统方案最大的区别在于，将双列短圆柱滚子轴承反置，再利用一个轴套，使得调节双列短圆柱滚子轴承的调节螺母露在主轴箱外部。这样一来，如果需要调节列短圆柱圆锥滚子轴承的预紧力，就不需要再拆开主轴箱来调节，而在主轴箱外部就可以完成调整了。其次，去除了双向推力角接触球轴承中的隔套，改用调节螺母来调节双向推力角接触球轴承的间隙，极大降低了该轴承的调节难度。
22.本实用新型的有益效果是：
23.(1)可以分别调整承受径向载荷的主轴轴承的预紧力，和承受轴向载荷的主轴轴承的预紧力；
24.(2)相对而言，承受径向载荷的主轴轴承的预紧力调整更为频繁，将承受径向载荷的主轴轴承的预紧力的调整机构外置于主轴箱，更容易实现调整，方便调整，且降低了调整的技术难度。
附图说明
25.图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本实用新型专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.参照附图，本实用新型的第一个实施例提供一种便于调整的机床主轴轴承配置方法，包括以下步骤：
30.(1)将主轴前支承的双列短圆柱滚子轴承在主轴上掉个头放置；主轴上安装该双列短圆柱滚子轴承的外圆锥面的大小头也换个方向，即小头朝向主轴的前端；将双列短圆柱滚子轴承的调节螺母放置在双列短圆柱滚子轴承与主轴的前端之间，即将调节螺母设置在主轴箱外部，三爪卡盘的后端；
31.(2)将双向推力角接触球轴承中的隔套去除，双向推力角接触球轴承一端用主轴上的轴肩定位，另一端用双向推力角接触球轴承的调节螺母固定。
32.本实用新型的第二个实施例提供一种便于调整的机床主轴轴承结构，包括主轴箱5和设置在主轴箱5内的主轴1，主轴1后端设置在双向推力角接触球轴承3的内圈上，主轴的前端设置在双列短圆柱滚子轴承6的内圈上，双向推力角接触球轴承3和双列短圆柱滚子轴承6设置在主轴箱5上；双向推力角接触球轴承3与双列短圆柱滚子轴承6之间设有第一轴套4，双列短圆柱滚子轴承6的前端设有第二轴套8；
33.所述主轴1上与双向推力角接触球轴承3相配合的位置设有轴肩，双向推力角接触球轴承3的内圈后端通过第一调节螺母2固定，双向推力角接触球轴承3的内圈前端通过轴肩固定；双向推力角接触球轴承3的外圈后端由主轴箱5固定，双向推力角接触球轴承3的外圈前端通过第一轴套4与双列短圆柱滚子轴承6外圈的后端相连；
34.所述主轴1上与双列短圆柱滚子6轴承相配合的位置设有外圆锥面，外圆锥面的径向尺寸由左向右逐渐缩小；双列短圆柱圆锥滚子轴承6的外圈后端通过第一轴套4与双向推力角接触球轴承3的外圈前端相连，双列短圆柱圆锥滚子轴承6的外圈前端通过轴承端盖7固定；双列短圆柱圆锥滚子轴承6的内圈与主轴1的外圆锥面配合，双列短圆柱圆锥滚子轴承6的内圈前端通过第二轴套8与第二调节螺母9固定连接；
35.第二调节螺9母位于主轴箱外部，便于调整双向推力角接触球轴承3、双列短圆柱滚子轴承6的间隙和预紧力。所述第一调节螺母2、第二调节螺母9上分别设有第一紧定螺钉13、第二紧定螺钉12，第一紧定螺钉13、第二紧定螺钉12与第一调节螺母2、第二调节螺母 9之间分别设有第一垫片15、第二垫片14，以防止主轴1上的螺纹被压坏。所述第二调节螺母9外罩设有螺母防飞套11，以防止第二调节螺母9在主轴1转动时松动飞出伤害操作人员。
36.所述主轴1伸出主轴箱5的前端设有三爪卡盘10，主轴1与三爪卡盘10相配合的位置设有外锥面，三爪卡盘10具有与外锥面锥度相同的内锥面，使得主轴伸出主轴箱5的前端与三爪卡盘10为锥面配合。
37.在装配时，先将完成双向推力角接触球轴承3与主轴和主轴箱的装配，双向推力角接触球轴承3的内圈后端由调节螺母2固定，前端由主轴上的轴肩固定。双向推力角接触球轴承3的外圈后端由主轴箱固定，前端通过轴套4与双列短圆柱圆锥滚子轴承6相接。双列短圆柱圆锥滚子轴承6的外圈后端通过轴套4与双向推力角接触球轴承3 相连固定，前端通过轴承端盖固定。双列短圆柱圆锥滚子轴承6的内圈与主轴上对应的斜面相配合，前端通过轴套8与调节螺母9相连固定。
38.调节螺母2、9上设有紧钉螺钉12、13，用来防止调节螺母松动，紧定螺钉下有铜材质的垫片14、15，可以防止主轴上螺纹被压坏。而由于调节螺母9在主轴箱外部，若紧钉螺钉在主轴转动时松动并飞出，就有可能对工作人员带来伤害。我们在三爪卡盘后方设置了螺母防飞套11，可以防止调节螺母9上的紧钉螺钉在主轴转动时松动飞出给工作人员带来伤害。
39.主轴1与三爪卡盘10装配时，由于双列短圆柱滚子轴承6需要从轴承的前端装入，我们舍弃原有的将卡盘装在卡盘坐上在与主轴连接的装配方式，将主轴原来与卡盘坐相连的法兰去除，这样双列短圆柱滚子轴承6就可以从主轴前端装入。装配时，主要使用主轴前端与三爪卡盘后端原有的相同锥度的斜面来保证装配同轴度。在主轴的最前端的平面加工
若干个螺纹孔与三爪卡盘内孔周围原有的通孔相对应，再用螺钉将主轴与卡盘固定在一起。
40.调节双向推力角接触球轴承3时，拆下主轴箱盖，旋松紧钉螺钉 13，即可旋转调节螺母2，旋转到合适的位置之后，旋紧紧钉螺钉13，装回主轴箱盖即完成双向推力角接触球轴承的调节。
41.调节双列短圆柱滚子轴承6时，拆下三爪卡盘和螺母防飞套，旋松紧钉螺钉12，即可旋转调节螺母9，旋转到合适的位置之后，旋紧紧钉螺钉12，装回三爪卡盘和螺母防飞套即完成双列短圆柱滚子轴承的调节。
42.本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。