CA6140车床用外齿锁紧止动垫圈结构

　　在普通卧式车床的主轴箱、进给箱以及溜板箱的螺纹连接防松结构中，这类带凸耳的止动垫圈是应用频次极高的机械防松零件，尤其在CA6140这类通用卧式车床的圆螺母锁紧工位，几乎是不可替代的防松元件。日常设备维护中我们经常能遇到，圆螺母在轴类零件上做轴向定位时，仅靠螺纹副的预紧摩擦力无法承受机床运转过程中的交变载荷与振动冲击，尤其是车床主轴正反转切换、进给机构快速换向时，螺纹副很容易出现微量回转松动，长期积累就会导致轴承游隙变化、传动齿轮轴向窜动，直接影响加工件的形位公差与表面粗糙度，严重时甚至会引发打齿、轴承抱死等故障。这类止动垫圈的核心作用，就是通过机械限位的方式彻底锁死圆螺母的回转自由度，完全区别于弹簧垫圈、

　　双螺母这类靠摩擦力防松的结构，在承受剧烈振动与交变载荷的工况下防松可靠性要高得多。从结构设计逻辑来看，这个垫圈采用环形本体搭配多个均匀分布的外凸耳的结构，环形内孔与安装轴的轴颈采用间隙配合，装配时可以轻松套入轴上对应圆螺母的安装位置，不需要额外的加工工序适配。垫圈的厚度是根据对应圆螺母的规格、所承受的轴向载荷大小来确定的，既要保证垫圈本身在受到凸耳弯折的作用力时不会发生断裂，也要避免厚度过大导致圆螺母的锁紧行程不足。外凸耳的数量和分布角度是经过实际工况验证的，装配时不需要大幅度转动垫圈就能找到至少一个凸耳对准圆螺母的外周槽，同时至少一个凸耳对准轴上的开槽位置，降低现场装配的调整难度。实际装配流程中，先将圆螺母拧紧到规定的预紧力矩，确认轴承游隙、齿轮轴向位置符合装配要求后，把垫圈上对准圆螺母外周槽的那个凸耳向上弯折，牢牢卡入圆螺母的槽内，再把对准轴上键槽或者轴向开槽的那个凸耳向下弯折，贴紧轴的槽壁，这样一来，圆螺母和轴之间就通过垫圈形成了刚性的机械连接，无论螺纹副受到多大的回转方向冲击力，都无法发生相对转动，从根源上杜绝了松动的可能。从安装边界来看，这类垫圈的内孔直径要比对应安装轴的轴颈大0.2到0.5毫米，保证套装顺畅不会卡滞，外径尺寸要比配套圆螺母的外径小3到5毫米，避免凸耳弯折后超出螺母外径干涉周边的其他零件，比如旁边的轴承内圈、齿轮端面或者箱体隔板。凸耳的突出高度要刚好能完全卡入圆螺母的槽深，不能过短导致卡接不足容易脱出，

　　也不能过长导致弯折后凸耳超出螺母端面，在轴转动时刮蹭到相邻的转动零件。在CA6140车床的具体应用中，这类垫圈主要用在主轴前后支撑轴承的圆螺母锁紧位置、进给箱内传动轴的轴承定位圆螺母处、以及溜板箱中光杠丝杠传动机构的轴向定位部位，这些位置都是车床运转时载荷变化大、振动明显的部位，一旦螺母松动，轻则导致加工精度下降，重则引发设备事故。很多维修人员在装配这类垫圈时容易出现几个误区：一是预紧圆螺母之前就把凸耳弯折，导致螺母无法拧到规定的预紧位置，防松效果大打折扣；二是凸耳弯折角度不到位，没有完全贴紧螺母槽或者轴槽，设备运转一段时间后凸耳弹开，失去防松作用；三是重复使用已经弯折过的旧垫圈，这类垫圈的凸耳经过一次弯折后已经产生加工硬化，

　　再次弯折很容易出现断裂，无法保证防松可靠性，因此每次拆卸圆螺母后都必须更换新的止动垫圈。从建模角度来说，绘制这个零件的三维模型时，首先要确定对应配套圆螺母的规格参数，根据螺母的槽宽、槽深确定凸耳的宽度和突出高度，根据轴颈尺寸确定内孔直径，再根据载荷等级确定垫圈的本体厚度，凸耳和环形本体的连接处要做适当的圆角过渡，避免应力集中导致弯折时出现裂纹，这一点在实际生产中非常重要，很多小厂生产的劣质止动垫圈就是因为连接处没有圆角，弯折时直接断裂，根本无法使用。另外，垫圈的两个端面要保证足够的平面度，不能有翘曲，否则装配后圆螺母和垫圈的接触面不平整，预紧时会产生附加应力，影响锁紧效果。这类止动垫圈除了在车床中大量使用，在其他需要圆螺母做轴向定位的旋转机械中也有广泛应用，比如铣床的主轴结构、减速机的输入输出轴定位、电机的轴承锁紧位置等，只要是存在交变载荷、振动冲击的螺纹连接防松工位，这种机械式的止动垫圈都是可靠性很高的选择。