摘　要：本文从主轴箱体的材料、成型工艺和主切削力作用下引起前轴承孔的塑性变形进行了全面的分析，并提出了维修方案，对金属切削机床故障判断具有一定的指导意义。
　　关键词：车床；主轴箱；变形；分析
　　在我国C620-1车床已被C6140车床取而代之，但在短期内还不能全部更新。 C620-1车床由于使用期长， 加之机床在设计中存在一些缺陷，机床的强度、刚度、精度以及功能都较C6140车床差。因此，在使用中应定期检修，注意机床精度对加工零件精度的影响。我院某台C620-1车床在加工轴类零件时产生锥度较大， 以致不能加工精度稍高的轴类工件。机修工和操作者共同查找原因，在静态下测试: 机床导轨几何精度合格， 主轴线对导轨的平行度也合格， 用检验心棒检测主轴径向跳动、轴向窜动不超差的情况下，找不到原因。通过以下分析和论证，查明了原因。作了相应的维修处理，该机床的精度得以恢复。
　　车床工作时，受主切削力的影响，各部件都会产生变形，当切削参数或工件材料的强度、硬度增大时，主切削力也随之增大。在切削过程中，影响切削力的因素很多，其中主要因素是：工件材料、刀具材料、切削用量、刀具几何角度等。在主切削抗力的作用下，车床床身导轨，床鞍的变形并不大，这是由于设计中已考虑了足够的刚度，加之床身导轨与拖板的接触面积较大，单位面积的受力较小，工作时其弹性变形能控制在精度范围内。主切削力对车床主轴箱轴承孔影响较大，主切削力在通常情况下是定向的，它由切向力 Pz、径向力Py 和轴向力px 合成（见图1）。主切削力P通过工件传递给主轴，再通过轴承传递到主轴箱前后轴承孔。前后轴承孔长期受定向力的作用产生弹性和塑性变形。尤其是主轴前端轴承孔的受力较大，通常大于主切削力，因此前轴承孔产生塑性变形的可能性也大。当切削力通过主轴传到前轴承时，由于轴承的外圈属于薄壁零件，在外力的作用下产生弹性变形，变形的方向与受力的方向相同（见图2），轴承外圈局部产生椭圆，轴承外圈局部变形表面将力传递到轴承孔表面，在局部接触面上产生了较大的压应力。主轴箱是由灰铸铁制成，灰铸铁的组织疏松，晶粒大于碳钢，在压应力的作用下，灰铸铁的组织晶粒产生扭曲变形，当压应力超过灰铸铁的弹性极限时，主轴前端轴承孔产生塑性变形而不能回复到原来的状态。轴承的材料是轴承钢，在切削外力消除后，轴承外圈回复到原来状态。当机床无载荷时，在变形后的轴承孔与轴承外圈之间形成较大的间隙（见图3）。车床空载时检验主轴对导轨的平行度，由于轴承外圈处在不变形的状态下，主轴的位置精度不会受轴承孔椭圆度的影响。但随着主切削力的增大，轴承外圈朝着间隙方向变形，前轴承及轴心线也向变形方向位移。切削抗力越大，变形越大，主轴中心线位移也越大。这时，机床主轴线对导轨的平行度超差，加工出的轴类工件就会产生较大的锥度（如图4）。 　　另外，主轴箱体铸造时，若主轴孔砂芯棒发生位移，加工时采用借料的方法来找正主轴孔位置时，切忌主轴孔的位移方向与主轴箱受主切削力的方向相反的情况。这样，受主切削力作用的方向加工余量增大，不符合重要表面余量均匀的原则，导致加工余量大的表面组织晶粒粗大，抗压强度较低。机床制造厂对于这类箱体应严格控制，作报废回炉处理。
　　不论是普通机床还是数控机床，使用期越长，箱体孔变形越大。因此对旧机床大修时，要注意检测主轴箱轴承孔的圆度、圆柱度和同轴度。 
　　车床出现主轴箱轴承孔椭圆度超差后，只能对主轴箱进行大修。在椭圆度超差不大时，可采用金属涂镀法修复。若椭圆度超差较大，可以镗孔镶套后再加工。修复时，要注意保证主轴箱前后轴承孔对主轴箱下接触面导轨在水平平面和垂直平面内的平行度。