机床主轴箱体孔基准标注的选择

在机床中，主轴部分是比较主要的部件，轴承又是其中最重要的元素，它直接影响主轴的径向跳动及端面跳动。因此安装轴承的轴及轴承座（即主轴箱体）的精度、公差配合对机床的工作精度的影响就至关重要。精密车床主轴的大体结构形式：

1、轴承厂家对箱体孔的要求

一般来说，主轴箱体孔的两孔同轴度在国外的技术资料中都是以一个有足够长度的单一轴线为基准，即单一基准的标注方法。下面介绍两家轴承公司对轴承孔的加工要求。

1.1 SKF公司的标注

国际知名轴承制造厂SKF公司对两轴承孔同轴度的要求为单一基准标注法，具体要求及数据表1、表2：

表1 相关组件的精度

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>公差参数

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>轴公差等级

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>轴承座公差等级

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P4A·SP·P4C

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">PA9A·以上

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P4A·SP·P4C

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">PA9A·以上

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">圆度t

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT2/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT1/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT2/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT1/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">圆柱度t1

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT2/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT1/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT2/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT1/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">曲率t2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT3/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT2/2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%"> 

normal style="LINE-HEIGHT: 150%"> 

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">跳动t3

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT1

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT0

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT1

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT0

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">同轴度t4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT3

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">IT3

表2 公差等级

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>直径mm

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>公差等级

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>公称以上

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>包括

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>IT0

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>IT1

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>IT2

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>IT3

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>IT4

normal style="TEXT-ALIGN: center" align=center>IT5

6

10

0.6

1

1.5

2.5

4

6

10

18

0.8

1.2

2

3

5

8

18

30

1

1.5

2.5

4

6

9

30

50

1

1.5

2.5

4

7

11

50

80

1.2

2

3

5

8

13

80

120

1.5

2.5

4

6

10

15

120

180

2

3.5

5

8

12

18

180

250

3

4.5

7

10

14

20

250

315

4

6

8

12

16

23

315

400

5

7

9

13

18

25

400

500

6

8

10

15

20

27

1.2 NSK公司的标注

国际知名轴承制造厂NSK公司对两轴承孔同轴度的要求也为单一基准标注法，具体要求及数据表3：

表3 轴承座的精度和平均粗糙度

normal style="MARGIN: 0cm -5.25pt 0pt; LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>轴承室内径mm

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>极限公差等级和粗糙度（μm）

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>圆度a1（○）

normal style="MARGIN: 0cm -5.25pt 0pt; LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>圆柱度b1（│○│）

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>跳动c1（↑）

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>同轴度d1（◎）

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>粗糙度Ra

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>精度等级

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">精度等级

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">精度等级

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">精度等级

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">精度等级

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>超过

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>以下

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P5，P4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P3，P2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P5，P4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P3，P2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P5，P4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P3，P2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P5，P4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P3，P2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P5，P4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">P3，P2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>10

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>18

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.6

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.6

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>18

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>30

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.7

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.7

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>6

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>30

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>50

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.7

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.7

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>7

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>50

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>80

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>8

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>80

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>120

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>10

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>6

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.8

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>120

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>180

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.7

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.7

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>6

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>12

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>8

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.8

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>180

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>250

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>2.2

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>7

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>14

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>10

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.8

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%" align=center>250

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>315

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>4

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>8

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>6

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>16

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>12

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.6

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.8

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>315

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>400

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>4.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>4.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>3.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>9

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>6.5

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>18

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>13

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>1.6

normal style="LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align=center>0.8

2、实际工作中箱体孔的标注

而在我们的实际工作中，对于主轴箱体孔同轴度的标注，通常是以滚动轴承两轴颈的轴线所构成的公共轴线为基准，即公共基准的标注方法。

3、两种标注方法的基准转换

在实际生产中，为了工件的稳定、定位方便、加工及检测的需要等，我们常常选用公共基准标注方法，这样与理论上轴承要求的单一基准不能重合，因此需要注意基准之间转换问题。

3.1 单一基准与公共基准的定义

以一个有足够长度的单一轴线为基准，即单一基准要素，以两个回转轴颈（或孔）所构成的公共轴线为基准，即公共基准要素。

3.2 根据定义及检验方法得知按公共基准及按单一基准标注的检测方法步骤及数值分别如下：

（1）在孔1（基准孔）轴线方向正中处取一截面圆，取圆心点1；

（2）同样在孔2（加工孔）轴线方向正中处取一截面圆，取圆心点2；

（3）点1及点2连线即为公共轴线；

（4）分别找出孔1及孔2的轴心线圆柱，δ2的2倍（φ2δ2）即为孔2对公共基准的同轴度数值

（5）孔1的轴心线与孔2的轴心线之间的间距（近似为△）即为孔2对孔1单一基准的同轴度数值

根据关系可近似得出如下数据：

当α＝β时，△＝

当α≠β时，△＝

△—单一基准标注数值  —公共基准标注数值的1/2  L—两轴承孔间跨距  k2—孔2轴向尺寸

α—孔2与水平线夹角  β—孔1与水平线夹角

根据上式用床头箱(跨距434.5) 代入，计算了几种加工情况得出单一基准与公共基准标注后的数值关系， 单一基准数值≈ (6～7)公共基准数值。以沈阳第一机床厂原标注的公共基准数值0.005，用某产品床头箱实际画了几种加工情况下的单一基准数值，基本都在0.03以上，与上面的计算公式结果较接近。

从上面公式及实例可以看出，单一基准形式位置误差偏移值较大，它属于一个较复杂的变量（在一定范围内变化），与两轴承孔间跨距、两孔的实际加工偏差情况及加工孔的长度有关，而与基准孔的长度无关。同时因其并不符合装配、加工、测量的实际工作条件，因而单一基准形式标注是不合理的。在实际中，箱体孔的同轴度受到多方面的影响。操作者的自身素质和对图纸工艺要求的理解不同；测量机的探测误差，探头本身的误差；工件的加工状态，表面粗糙度；检测方法的选择，工件的安放、探针的组合；外部环境例如检测间的温度、湿度等都会给测量带来一定的误差。所以在实际应用中的数值会有诸多偏差，因此认为现阶段主轴箱体孔的两孔同轴度最好采用公共基准标注方法。