刀片刃口磨床主轴结构的探究

刀片刃口磨床主轴结构的探究

严岳锋 

浙江宏恩智能装备技术有限公司  浙江绍兴  312300

摘要：本文介绍的刀片刃口磨床主轴结构，解决了主轴轴向空间利用率低的问题，使磨床结构更加紧凑，且改进后的主轴上能根据需要做不同组合安装多片砂轮。

关键词：磨床主轴;旋转轴;轴向空间;离心力

1、技术背景

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。磨床能加工硬度较 高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。 磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强 力磨削等。

磨床主轴是磨床的最主要部件，目前外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床和刀具刃具磨床的主轴结构都采用悬臂梁结构，砂轮都装在悬臂上。

现有产品存在的缺陷：

现有的带状刀片刃口磨床主轴只能安装一片砂轮，且砂轮厚度不能太厚(即悬臂不能太长)，否则高速旋转所产生的离心力，容易造成悬臂弯曲变形造成磨削精度下降，磨床主轴轴向空间利用率低。

2、结构介绍

刀片刃口磨床主轴结构包括主轴架和主轴。

主轴为旋转轴，两端分别安装两个角接触球轴承，两端的角接触球轴承的内圈分别用锁紧螺母及压盖和螺钉压紧。两端的角接触球轴承的外圈与轴承套内圈配合，并分别用端盖和透盖与轴承套螺纹配合使轴承外圈轴向被固定，从而使主轴与两端的轴承套轴向位置固定，且轴承套的外径小于或等于主轴中部轴身的外径。

两个轴承套架在主轴架上，主轴架的圆弧槽内设有圆柱销孔，轴承套外圆周上也设有销孔，放入定位销可防止轴承套轴向窜动(即主轴轴向窜动)。右侧轴承套用轴瓦体将其抱死固定。左侧轴承套用轴瓦体B将其抱死固定。轴瓦体A及轴瓦体B上设有注油孔，其孔位与分别与左右轴承套油孔位对准，端盖和透盖圆周上也设有过油孔，使润滑油能从轴瓦体A及轴瓦体B上的注油孔注入到轴承内。压盖和轴承内圈与主轴同步转动，端盖与轴承套外圈保持固定，润滑油经过油孔进入油腔，保持轴承润滑。

轴头B外螺纹配合有压紧轴承内圈的锁紧螺母，对应的轴承套内螺纹配合有压紧轴承外圈的透盖，透盖上设有油孔，锁紧螺母和透盖之间为与油孔连通的盛油腔，且锁紧螺母和透盖之间设有防止润滑油漏出的止口结构，用于阻止润滑油外漏。

主轴一端设有动力输入轴头用胀套与带轮连接，用于动力输入。主轴右侧圆周面上设有定位槽，槽内卡入定位环，将挡圈套入定位环作为砂轮组轴向定位端面。

将砂轮及砂轮隔垫根据不同需要进行组合，紧固螺母与主轴螺纹配合旋入压紧砂轮及砂轮隔垫，紧固螺母与砂轮之间设有垫圈，通过拧紧分布在紧固螺母圆周的紧定螺栓进一步锁紧砂轮及砂轮隔垫。主轴两侧与轴承套贴合的端面上设有梯形波圆环槽与轴承套上的梯形波圆环槽配合，形成双层止口密封，在主轴高速旋转时离心力的作用下能防止磨削液及杂质进 入轴承，防止轴承磨损加速。

图一

（主轴架201、主轴202、轴承套203、角接触球轴承204、压盖205、螺钉206、端盖207、定位环208、挡圈209、锁紧螺母210、透盖211、带轮212、砂轮213、砂轮隔垫214、垫圈215、紧固螺母216、紧定螺栓 217、胀套218、轴瓦体B219、轴瓦体A220）

3、有益效果

由于轴承套的外径小于或轴身的外径，不必拆卸轴承套，即可取出装配在轴身上的砂轮。轴身上设有多个砂轮，且相邻两个砂轮之间设有砂轮隔垫，并利用定位环和紧固螺母以轴向压紧砂轮，提升了主轴轴向空间利用率。压盖和轴承内圈与主轴同步转动，端盖与轴承套外圈保持固定，润滑油经过油孔进入油腔，保持轴承润滑。锁紧螺母和透盖之间设有防止润滑油漏出的止口结构，用于阻止润滑油外漏。轴承套外设有抱死对应轴承套的轴瓦体，轴瓦体上设有注油孔，注油孔与过油孔或油孔、和通油孔连通形成润滑油路，为两端的轴承提供润滑油。轴肩与轴承套端面间设有双层止口密封，在主轴高速旋转时离心力的作用下能防止磨削液及杂质进入轴承，防止轴承磨损加速。

4、总结

磨床主轴精度对提高轴承磨削精度,效率有显著的影响,同时对磨床绿色低碳可持续发展有重要意义。本文介绍的刀片刃口磨床主轴结构具有密封的润滑油路，起到防尘防水的效果， 解决了主轴轴向空间利用率低的问题，使磨床结构更加紧凑，且改进后的主轴上能安装多片砂轮且能根据需要做不同组合。

参考文献

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[2]张文华, 郭祥福, 云南合信源机床有限责任公司 云南 昆明. 新型平面磨床主轴系统设计[C]// 中国机械工程学会. 中国机械工程学会, 2012.

[3]王素保, 张占锋, 皇甫兵. 磨床新型主轴的应用[J]. 精密制造与自动化, 2019.