数控车床主轴径向跳动和轴向窜动浅析
数控车床主轴径向跳动产生的原因
1、影响主轴机构径向跳动的因素
1）主轴本身的精度：如主轴轴颈的不同心度、锥度以及不圆度等。主轴轴颈的不同心度将直接引起主轴径向跳动；而主轴轴颈的锥度和不圆度在装配时将引起滚动轴承内滚道变形，破坏其精度。
2）轴承本身的精度：其中重要的是轴承内滚道表面的不圆度、光洁度以及滚动体的尺寸差。
3）主轴箱壳体前后轴承孔的不同心度，锥度和不圆度等。轴承孔的锥度和不圆度将引起轴承外座圈变形，影响轴承可以调整的小间隙。
2、影响主轴机构轴向窜动的因素
1）主轴轴颈肩台面的不垂直度与振摆差。
2）紧固轴承的螺母、衬套、垫圈等的端面振摆差和不平行度差。
3）轴承本身的端面振摆差和轴向窜动。
4）主轴箱壳体轴承孔的端面振摆差。
上述这些零、部件肩台面的振摆差在收紧轴承时，将使轴承滚道面产生不规则的变形，不只是引起轴向窜动，而且会使主轴产生径向跳动，同时会引起主轴在旋转一周的过程中，产生轻重不匀的现象，甚而导致主轴机构发热。
3、影响主轴机构旋转均匀性和平稳性的因素
影响主轴旋转均匀性和平稳性的因素，除了主轴传动链的零件如齿轮、皮带轮、链轮等的精度和装配质量之外，还有引起主轴振动的外界振源如电动机、冲压机、锻锤等。
（二）减少径向跳动的方法
刀具在加工时主要产生径向跳动主要是因为径向切削里加剧了径向跳动。所以，减少径向切削力是减小径向跳动重要原则。可以采用以下几种方法来减小径向跳动：
1、使用锋利的刀具
选用较大的刀具前角，使刀具更锋利，以减小切削力和振动。选用较大的刀具后角，减小刀具主后刀面与工作过渡表面的弹性恢复层之间的摩擦，从而可以减轻振动。但是，刀具的前角和后角不能选得太大，否则会导致刀具的强度和散热面积不足。所以，要结合具体情况选用不同的刀具前角和后角，粗加工时可以去小一些，但在精加工时，出于减小刀具径向跳动方面的考虑，则应该取得大一些，使刀具更锋利。
2、使用强度大的刀具主要可以通过两种方式增大刀具的强度。一是可以增加刀杆的直径在受到相同的径向切削力的情况下，刀杆直径增加20%，刀具的径向跳动量就可以减小50%。二是可以减小刀具的伸出长度，刀具伸出长度越大，加工时刀具变形就越大，加工时刀具变形就越大，加工时处在不断的变化中，刀具的径向跳动就会随之不断变化，从而导致工件加工表面不光滑。同样，刀具伸出长度减小20%，刀具的径向跳动量也会减小50%。
3、刀具的前刀面要光滑
在加工时，光滑的前刀面可以减小切屑对刀具的摩擦，也可以减小刀具收到的切削力，从而降低刀具的径向跳动。
4、三爪卡盘和夹头清洁
三爪卡盘和夹头不能有灰尘和工件加工时产生的残屑。选用加工刀具时，尽量采用伸出长度较短的上刀时，力度要合理均匀，不要过大或过小。
5、吃刀量选用要合理
吃刀量过小时，会出现加工打滑的现象，从而导致刀具在加工时径向跳动的不断变化，使加工出的面不光滑。吃刀量过大时，切削力会随之加大，从而导致刀具变形大，增大刀具在加工时径向跳动量，也会使加工出的面不光滑。
6、合理选用切削液
合理使用切削液以冷却作用为主的水溶液对切削力影响很小。以润滑作用为主的切削液可以显著减低切削力。由于它们的润滑作用，可以减小刀具前刀面与切削之间以及后刀面与工件过渡表面之间的摩擦，从而减小刀具径向跳动。 实践证明，只要保证机床各部分制造、装配的度，选择合理的工艺、工装，刀具的径向跳动对工件加工精度所产生的影响可以zui大程度的减小。
