数控轴承磨床作为轴承加工的现代化装备，是轴承磨削加工向自动化和高效化和高精度化发展的重要设备。数控轴承内圆磨床是加工P4、P5级角接触球轴承内圈内径的数控磨床。进给工作台部件、往复工作台部件为该数控磨床传动系统重要的组成部分。其中，进给工作台由滚珠丝杠、伺服电动机等组成，往复工作台由油缸、活塞及往返机构系统组成。往复工作台部件中工作台的工作状态只是直线往复运动，而进给工件台部件为工件的进给系统核心，该部件的设计结构、安装精度是轴承内圈内径磨削后尺寸公差、形位公差是否合格的首要保证。

原设计结构和装配工艺

原进给工作台结构如图1所示。丝母座安装在工作台的底面，滚珠丝杠的丝母安装在丝母座内孔中，并通过螺钉相连；支承滚珠丝杠的丝杠轴承装在轴承座中， 轴承座与轴承支座通过螺钉相连，轴承支座安装在底座上，滚珠丝杠轴肩靠在丝杠轴承的内圈端面上；伺服电动机的电动机轴通过膜片联轴器和滚珠丝杠尾部相连，伺服电动机安装在电动机底座上，电动机底座和其下的垫板安装在底座上。工作台通过十字交叉滚柱导轨副和底座相联接，工作台上安装工件箱，工件箱前端为电磁无心夹具，夹具磁吸盘上是所加工的轴承内圈，如图2所示。

图　1

1.底座 2.工作台 3.滚珠丝杠 4.丝母座 5.滚珠丝杠丝母 6.防尘罩 7.弹簧 8.轴承支座

9.端盖 10.轴承座 11.丝杠轴承 12.垫板 13.伺服电动机 14.电动机底座 15.膜片联轴器

图　2

1.电磁无心夹具 2.轴承内圈 3.工件箱 4.十字交叉滚珠导轨副

进给工作台传动原理：伺服电动机接伺服驱动器信号，伺服电动机电动机轴旋转通过膜片联轴器带动滚珠丝杠旋转，带动工作台沿十字交叉滚柱导轨副方向移动，带动工件箱前端电磁无心夹具上的轴承内圈进给。

轴承支座安装方法如图3所示。十字交叉滚柱导轨副已安装在底座上，工作台已和十字交叉滚柱导轨副联接，并且导轨已预紧。丝母座已安装在工作台底面。将工装心轴1安装在丝母座中，通过螺钉和丝母座相连，工装心轴2插入到工装心轴1尾部的内孔中，工装心轴2其上装夹杠杆百分表，百分表表头和轴承支座A面接触（轴承支座的A面和B面已刮至垂直），通过打表和刮A面修正，最终校正A面跳动0.01mm以内，上紧轴承支座和底座间螺钉，打定位销。

图　3

将轴承座用螺钉安装在轴承支座上（轴承座的安装基面和自身内孔的垂直度已通过机械加工达到0.003mm），工装心轴2其上的杠杆百分表表头和轴承座内孔接触，通过打表找正内孔，最终校正内孔跳动0.01mm以内，上紧轴承座和轴承支座间螺钉，打定位销。经过以上步骤后，保证了轴承座内孔和丝母座内孔的同轴度。

电动机底座安装方法如图4所示。首先，拆去轴承座和轴承支座，再磨电动机底座下的垫板，使安装后电动机底座内孔与丝母座中工装心轴1轴线等高，使用杠杆百分表，通过打表、刮修C面（电动机底座的底面）和电动机底座右端面，最终校正电动机底座右端面跳动和电动机底座内孔跳动均为0.01mm以内，上紧电动机底座、垫板和底座间螺钉，打定位销，最终保证了丝母座内孔和轴承座内孔、电动机底座内孔的同轴度。

图　4

改进后的设计结构和装配工艺

对进给工作台部件中丝杆支承部分、伺服电动机支承部分进行设计改进。改进后的结构如图5所示，不再使用轴承支座、电动机底座，添加连接座和大端盖零件。丝杠轴承装入轴承座，大端盖的左端外圆装入联接底座左端内孔，两者为配合，用来定位。装入丝杠轴承的轴承座通过螺钉和连接座联接，两者之间打定位销。伺服电动机安装在连接座右部内孔中，中间通过膜片联轴器联接丝杠尾部和伺服电动机轴头。连接座和其下的垫板通过螺钉和底座相联接。

图　5

1.大端盖 2.端盖 3.连接座 4.垫板

改进后结构的安装方法如图6所示。先磨连接座下的垫板，使安装后的连接座内孔中心线与丝母座中工装心轴1轴线等高，使用夹在工装心轴2上的杠杆百分表，通过打表和刮修D面（连接座的底面），分别校正连接座右端内孔跳动0.01mm以内，连接座右端面跳动0.01mm以内，上紧连接座、垫板和底座间螺钉，打定位销。经过以上步骤，保证了丝母座内孔和连接座内孔的同轴。

图　6

改进后的突出优点为：

（1）简化结构。

改进后的设计去掉了轴承支座和电动机座，增加了连接座。相当于将轴承支座、电动机座合并成连接座，减少了一个零件。

（2）便于加工、安装和更好地保证精度。

改进前轴承支座、轴承座和电动机座在机械加工时，各零件分别加工，装配时需要通过打表和修刮，分别校正轴承支座的A面、轴承座的内孔、电动机座的内孔和C面，最终找正轴承支座、轴承座和电动机座。

　　改进后， 连接座的左端内孔（定位安装已安装上丝杆轴承的轴承座）和轴承座安装基面、连接座的右端内孔（定位安装伺服电动机）和伺服电动机安装基面，这四者为一次装夹加工，并且以连接座的底面为基准，很好地保证了左端内孔和右端内孔的同轴度。左端内孔轴线对于轴承座安装基面的垂直度、右端内孔轴线对于伺服电动机安装基面的垂直度以及左端内孔轴线、右端内孔轴线相对与连接座底面的平行度，都很好地得到了保证。在装配时，通过刮修连接座底面和打表，分别校正连接座右端内孔和右端端面跳动在0.01mm以内，即可将连接座的位置找正。

结语

通过对数控轴承内圆磨床进给工作台进行结构和工艺的改进，降低了生产费用，提高了生产效率，增强了产品在市场的竞争力，获得了良好的经济和社会效益。