1 引言
我公司一臺上海重型機床廠生產(chǎn)于1967年M52125龍門導(dǎo)軌磨床，主軸前軸承采用剛性軸套式阿基米德螺旋線面軸承，后軸承采用彈性軸套式阿基米德螺旋線面軸承結(jié)構(gòu)。由于長時間的使用和主軸潤滑系統(tǒng)故障導(dǎo)致阿基米德螺旋線面軸承內(nèi)孔研傷嚴重及機床主軸精度喪失，不能滿足使用要求。
2 阿基米德螺旋線面軸承的結(jié)構(gòu)
阿基米德螺旋線面軸承（彈性軸套式）用于高精度磨床，它有3個滑動面（三油楔），滑動面截線為阿基米德螺旋線（在軸心無位移時，其油楔展開即為斜面式），單面結(jié)構(gòu)（主軸單方向旋轉(zhuǎn)），結(jié)構(gòu)如圖1所示。
阿基米德螺旋線面軸承具有以下特點：（1）軸承和箱體錐孔有3條弧面接觸，收緊一端螺母后，使軸承產(chǎn)生彈性變形來調(diào)節(jié)主軸與軸承間隙，間隙一般為0.007～0.01mm。（2）分別設(shè)有進油孔（使進油孔的3條凸面比3條接觸弧面稍低）和回油槽，用單獨油泵強迫潤滑（潤滑壓力0.1MPa，二號主軸油），溫升低。（3）軸承剛性好。（4）軸心穩(wěn)定性良好。缺點：制造和裝配工藝復(fù)雜。
線面軸承采用雙金屬結(jié)構(gòu)，在硬底基金屬上增加一層軟金屬或合金的薄層，由于軟金屬具有較低的剪切強度，且軟金屬或合金較薄減少了壓陷變形量及相應(yīng)壓陷的接觸面積，減少了滑動時的阻力，因此可降低其摩擦系數(shù)。雙金屬軸套因為具備了這個特點，而且又能節(jié)省貴重金屬，可使青銅的消耗量減少到1/4~1/6，且軸承壽命可以提高，所以它在機床中得到很廣泛的應(yīng)用。
3 原來的磨削夾具
加工阿基米德螺旋線面軸承的成形面需要有專門的夾具，因此在實際生產(chǎn)過程中常采用一定的偏心圓弧來近似的代換阿基米德螺旋線。由于加工偏心圓弧所需的夾具結(jié)構(gòu)簡單，也有利于保證加工精度。夾具結(jié)構(gòu)如圖2所示。
夾具裝在外圓磨床的頭架上，利用曲柄搖桿機構(gòu)使頭架的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閿[動運動，頭架的擺動弧度可以通過改變連桿的長度來進行調(diào)節(jié)。裝夾軸承時，使其偏心圓弧（代替阿基米德螺旋線）的圓心與頭架（擺桿）的擺動中心重合，軸承與砂輪相對運動，便磨削出所需要的成型面。
4 數(shù)控加工程序
由于專用夾具針對性強，除了專業(yè)制造線面軸承的廠家外，對于一般的制造企業(yè)沒有加工阿基米德螺旋線面軸承的專用夾具，原廠家已多次改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，因此不能提供原來的阿基米德螺旋線面軸承，給設(shè)備的維修工作帶來極大的不便。但是隨著數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用，原先在專用夾具上加工的線面軸承的滑動面截線形狀現(xiàn)在可以采用帶C軸功能的臥式加工中心或是數(shù)控磨床運用數(shù)控機床多軸聯(lián)動功能實現(xiàn)。因此我們嘗試在數(shù)控磨床上加工該阿基米德螺旋線面軸承。加工設(shè)備為瑞士斯圖特S-40數(shù)控萬能內(nèi)外圓磨床，該機床是現(xiàn)代化的數(shù)控磨床，由Studer的外圓磨削專家開發(fā)的軟件，提供了強大的編程功能。采用數(shù)控系統(tǒng)自帶的用TNRC多進磨的形狀磨削循環(huán)G9225功能。這個輪廓磨削循環(huán)允許加工一個任意的工件形狀（輪廓）。實際的輪廓形狀是在一個分離的ISO-子程序［V］中編輯的，輪廓子程序能使用離線編程系統(tǒng)"StProfil"編程。在完成其它工序后，我們在S-40數(shù)控萬能內(nèi)外圓磨床頭架（C軸）上用四爪卡盤夾持軸承后端方牙螺紋外徑，找正工件，并按進油孔位置設(shè)置C軸、X軸和Z軸工件坐標系零點后，執(zhí)行程序即可加工出所需線面軸承的截線輪廓。
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