電主軸裝配工序和關(guān)鍵技術(shù)淺述

電主軸裝配工序和關(guān)鍵技術(shù)淺述高速數(shù)控機床設(shè)計制造中，高速主軸最為關(guān)鍵。近兩年我公司與德國某研究機構(gòu)聯(lián)合設(shè)計了HTC40100zy車削中心，其主軸箱就是內(nèi)置式電主軸。一、高速電主軸的結(jié)構(gòu)高速電主軸的典型結(jié)構(gòu)：主軸有前后兩套滾珠軸承來支承。電主軸的轉(zhuǎn)子用過盈配合的方法安裝在主軸上，處于前后軸承之間，由過盈配合產(chǎn)生的摩擦力來實現(xiàn)大扭矩的傳遞。在主軸上取消了一切形式的鍵連接和螺紋聯(lián)接（這種設(shè)計主要是為了容易使主軸運轉(zhuǎn)部分達到精確的動平衡），電動機的定子通過一個冷卻套固裝在電主軸箱體中。HTC40100zy車削中心的電主軸即采用上述典型結(jié)構(gòu)，將主電機置于主軸前后軸承之間，床頭箱和主軸為我廠自制，電機為西門子的1FE1145-8WS31同步內(nèi)置電動機，其中，定子常溫下裝在床頭箱里，轉(zhuǎn)子熱裝在主軸上。主軸前后軸承分別為FAGB71932C.T.P4S（160×220×28）和FAGB71928C.2RSD.T.P4S（140×190×24），裝在前后軸承座里，并采用適合高速主軸的彈簧預(yù)緊結(jié)構(gòu)。圓光柵采用HEIDENHAINERA180，冷卻機為上海哈伯HWT-2RPSA。前后軸承安裝在前后軸承座里。二、電主軸裝配工藝的關(guān)鍵技術(shù)及工藝方案的確定1.裝配工藝方案2.電主軸主要裝配工序分析2.1裝配前的準(zhǔn)備由于電主軸床頭箱裝配后，拆裝非常困難，因此裝配前必須確保零件符合圖紙要求。裝配過程如下：清點零件，收集所需工裝，清洗零件，按圖紙對零件進行檢測。2.2復(fù)檢精度為確保床頭箱體裝配后的各項精度，裝配前對床頭箱及主軸精度進行復(fù)檢、彈簧安裝孔深度及預(yù)緊彈簧長度一致性的檢測。2.2.1復(fù)檢床頭箱精度取下前后軸承座，重新安裝，送計量室上三坐標(biāo)復(fù)檢軸承安裝孔精度，按檢測結(jié)果和軸承外環(huán)與箱體孔的間隙修復(fù)箱體軸承孔。2.2.2彈簧安裝孔深度及預(yù)緊彈簧長度一致性的檢測前后外環(huán)隔套上的彈簧安裝孔深度一致性要求均在0.04mm以內(nèi)；彈簧（φ10Xφ2X18，德國進口）自然狀態(tài)下長度一致性要求均在0.01mm以內(nèi)。2.3組裝電主軸套件2.3.1組裝電主軸初次動平衡套件電主軸為高速主軸，主軸運轉(zhuǎn)部分微小的不平衡量，都會引起巨大的離心力，造成機床的振動，影響件工精度和表面質(zhì)量，降低機床壽命，因此電主軸裝配時必須控制好主軸套件的不平衡量。2.3.2前軸承座套件裝配主軸前后軸承均為角接觸軸承，主軸最高轉(zhuǎn)速5500rpm。本產(chǎn)品采用的是適合高速主軸的彈簧預(yù)緊結(jié)構(gòu)，使主軸運轉(zhuǎn)時軸承始終承受到彈簧力的作用保持預(yù)緊，而且主軸受熱伸長時軸承壓縮彈簧以保護軸承不承受較大預(yù)緊力，避免軸承損壞。2.3.3主軸旋轉(zhuǎn)精度檢測前軸承座套件熱裝在主軸上，背緊前軸承鎖緊螺母，扭矩值250Nm。后軸承及外環(huán)隔套（彈簧不裝）、后軸承座組裝在一起后一同熱裝在主軸上，背緊后軸承鎖緊螺母，扭矩值250Nm。要求軸承與主軸定向裝配，抵消誤差，提高主軸旋轉(zhuǎn)精度（裝配時要將軸承高點于主軸高點錯位1800）。2.3.4組裝電主軸精動平衡套件為進一步減小電主軸不平衡量，轉(zhuǎn)子熱裝主軸上后，對主軸套件進行精動平衡。主軸精動平衡套件在初次動平衡套件基礎(chǔ)上，增加前軸承座套件和轉(zhuǎn)子。軸承座套件安裝方法同前。2.3.5組裝電主軸套件電主軸套件精動平衡做完后，拆下電主軸上轉(zhuǎn)子后面的零件，為床頭箱部件裝配作準(zhǔn)備。2.4組裝床頭箱部件2.4.1安裝定子主軸箱各部清理干凈，立置在工作臺上。為使定子順利裝入床頭箱內(nèi)，不損傷密封圈，裝配前將定子安裝孔孔口倒角及密封圈溝槽棱邊倒鈍，并在孔內(nèi)壁涂抹潤滑油。將定子裝入箱體。2.4.4檢查主軸箱部件的精度a）檢驗主軸7°7′30″短錐徑向跳動。b）檢驗主軸端面的跳動。2.5整機運車試驗為進一步驗證主軸轉(zhuǎn)速是否滿足要求，驗證主軸單元動平衡指標(biāo)是否合理，進行整機試驗。a）主軸運車試驗，測定主軸轉(zhuǎn)速，復(fù)檢主軸精度，檢測主軸前后軸承溫升的變化。b）主軸輸出功率及扭矩測試（切削試驗）。c）主軸圓光柵分度精度（三十六面體檢測）。三、結(jié)束語電主軸箱部件的裝配對我們來說是個新的嘗試、新的挑戰(zhàn)。通過本次對電主軸加工、裝配工藝探索與研究，對電主軸加工、裝配方法，