《加工中心主軸安裝調(diào)試技巧探究》4600字（論文）

加工中心主軸安裝調(diào)試技巧研究摘要:為了進(jìn)一步改善加工中心的性能，減少因主軸裝配環(huán)節(jié)而導(dǎo)致故障率，提高了裝置的使用效率。選取典型的加工中心主軸，對其拆裝的工藝方法和精度調(diào)整技術(shù)進(jìn)行了研究，分析了機(jī)床進(jìn)行加工時主軸異響，精度超差等問題、異常溫升等等，為技術(shù)人員診斷和維修故障提供了借鑒。關(guān)鍵詞:主軸;零件清洗;拆裝工藝;精度調(diào)整目錄引言 引言數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備是裝備制造業(yè)的“工業(yè)母機(jī)””，在機(jī)械制造行業(yè)中占有舉足輕重的地位，在冶金，汽車，航空航天，軍工，能源等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。一國機(jī)床制造技術(shù)水平的高低，是反映一國工業(yè)發(fā)展水平高低的主要指標(biāo)，在“中國制造2025”中，數(shù)控機(jī)床行業(yè)被作為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域之一，究其原因主要有：數(shù)控機(jī)床對各行各業(yè)的沖擊，起牽一發(fā)而動全身之效，唯有制造出高精尖的數(shù)控機(jī)床，為使優(yōu)質(zhì)機(jī)械裝備國產(chǎn)化，為了奠定國家的工業(yè)基礎(chǔ)，以提高各國工業(yè)的國際地位。并提到發(fā)展高檔數(shù)控機(jī)床應(yīng)重點(diǎn)放在零部件性能及穩(wěn)定性研究方面，也就是說，需要更深入研究數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功能部件。隨著中國載人航天的發(fā)展、新能源汽車，智能制造等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對于零件高精度加工的數(shù)控技術(shù)有了更高的要求。加工中心主軸是數(shù)控機(jī)床的主要組成部分，由主軸伺服電機(jī)傳動驅(qū)動刀具回轉(zhuǎn)，完成零件的切削，它的裝配精度，穩(wěn)定性好、壽命對零件的加工精度有著直接的影響。為了進(jìn)一步完善主軸拆裝技術(shù)，減少因主軸裝配環(huán)節(jié)而導(dǎo)致故障率，提高產(chǎn)能效率。以國產(chǎn)YL-1506B-00主軸為對象，對其拆裝的工藝方法和精度調(diào)整技術(shù)進(jìn)行了分析和研究，解決了機(jī)床加工時的精度超差，難題，為技術(shù)人員使用中的故障診斷和維護(hù)提供了借鑒。1、總裝工藝分析準(zhǔn)備1.主軸2.迷宮隔套外環(huán)3.迷宮隔套內(nèi)環(huán)4.軸承隔套外環(huán)5.角接觸球軸承6.軸承隔套內(nèi)環(huán)7.前軸承螺母.8.內(nèi)六角平端緊定螺釘9.后軸承擋板10.角接觸球軸承11.主軸套筒壓環(huán)12.內(nèi)六角圓柱頭螺釘13.鍵14.皮帶輪15.預(yù)緊螺母16.內(nèi)六角圓柱頭螺釘17.內(nèi)六角圓柱頭螺釘18.拉桿單元19.拉桿單元頭部20.內(nèi)六角錐端緊定螺釘21.碟簧22.拉刀爪23.主軸套筒24.主軸前端蓋25.防水環(huán)26.定位鍵圖1主軸總裝圖圖1是典型主軸部件的總裝圖，由26個主要零部件組成。以保證主軸整體拆裝的順利實(shí)施，總裝圖的解析，理清零件間的裝配關(guān)系。組裝前統(tǒng)計零部件的數(shù)量并整齊放置，洗滌后合理組裝，關(guān)鍵的尺寸精度應(yīng)在組裝過程中加以調(diào)整，最后完成總裝。主軸的拆卸裝用各種工具設(shè)備，如裝配臺面，清洗液等，有卡扣固定、軸承潤滑脂和注射器、軸承加熱器，三爪拉馬，橡膠錘，擦孔棒，銼刀，砂紙，油石，深度尺，勾扳手，力矩扳手等、可調(diào)式圓螺母扳手，磁力表座和千分表。所述裝配臺面的表層鋪設(shè)有增厚的橡膠墊皮，避免主軸零件與工作臺面發(fā)生直接撞擊。2、加工中心主軸裝配工藝2.1零部件清洗及保養(yǎng)主軸系統(tǒng)的主要零部件——軸承的清潔、注油和適當(dāng)?shù)呐浜习惭b是極為關(guān)鍵的。軸承在旋轉(zhuǎn)過程中內(nèi)部滾珠與軸承相對。滾動體的表面出現(xiàn)疲勞應(yīng)力，雜質(zhì)引起的表面磨損和光潔度的損害，因而影響軸承壽命。所以，在安裝前零部件要經(jīng)過合理的清洗，粗洗和精洗。軸承在粗洗池中不能旋轉(zhuǎn)，防止雜質(zhì)進(jìn)入內(nèi)壁間隙中破壞內(nèi)壁的光滑度。精洗池中的軸承可以輕輕旋轉(zhuǎn)，用毛刷將內(nèi)壁間隙處的細(xì)微雜質(zhì)掃掉，直到旋轉(zhuǎn)軸承沒有阻滯感為止。零部件洗凈后，用潔凈的抹布擦凈，置于干燥臺面上烘干，適當(dāng)灌注潤滑脂。注入過多的潤滑脂將增大軸承中滾珠和內(nèi)壁之間的摩擦力，高速旋轉(zhuǎn)過程中，會產(chǎn)生很大熱量，誘發(fā)異常溫升。主軸角接觸軸承通常占空間容積12%~15%，圓柱滾珠軸承通常占空間容積10%。2.2裝配前檢查與測量在組裝之前，主軸隔套需經(jīng)過等精度的檢驗(yàn)。將前軸承的內(nèi)外隔套擦干凈后，置于平臺上緊挨著V形塊，隔套內(nèi)徑可用酒精擦干凈，以避免細(xì)微雜質(zhì)的遺留而影響檢測精度，把杠桿千分表固定到磁力表座的后面上面以，圖2方法置于進(jìn)行隔套內(nèi)外環(huán)的等高精度測量，允差范圍以0.002mm為修整范圍。圖2隔套檢測與修整除此之外，裝配前需要測量計算修整軸承前端蓋壓緊量A（如圖3所示）。采用深度尺檢測主軸套筒端面至主軸套隔臺的值K1。將清理好的軸承依次疊放，也就是角接觸球軸承、軸承隔套的內(nèi)環(huán)、軸承隔套的外圈、角接觸球軸承、迷宮隔環(huán)內(nèi)外環(huán)，實(shí)測疊加高度數(shù)值K2。測得主軸前端蓋凹臺深度的值是H。分別在互相垂直的2組位置上進(jìn)行測量，將得到的數(shù)值加權(quán)，算出平均值，具體計算式如下:A=K2-Kl-H(1)按照工藝要求計算可得主軸前端蓋壓緊量A。圖3前端蓋壓緊量A值2.3前軸承鑲裝如圖4所示，擦拭干凈的主軸軸心直立擺放帶有卡扣的工作臺面進(jìn)行固定，前軸承根據(jù)總裝圖依次鑲裝。在軸承鑲裝之前，為了減少軸加工誤差所造成的沖擊，提高了主軸的位置精度和高速旋轉(zhuǎn)精度，把軸承的高底點(diǎn)位的記號對準(zhǔn)主軸軸心的錐孔跳動的高點(diǎn)來安裝，前軸承外環(huán)均成對依次標(biāo)記對準(zhǔn)，DB組合模式。把軸承全部裝到軸心上，然后套在隔套上、用內(nèi)六角扳手鎖緊前軸承螺母，一般前軸承壓緊螺母鎖緊力為166N，后軸承則為144N。圖4軸心鑲裝前軸承2.4前軸承裝配精度及部件修調(diào)2.4.1外隔套與主軸同心調(diào)整主軸關(guān)鍵部位的裝配精度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，將導(dǎo)致主軸在工作時產(chǎn)生異響或者出現(xiàn)精度超差。前軸承鎖緊后，測得關(guān)鍵部位的精度，并對其加以調(diào)整，根據(jù)圖5，磁力表座與軸心的軸徑相吸附，使千分表觸頭與外隔套的外圓周相接觸，注：表垂直于隔套的外圓周面。轉(zhuǎn)動外隔套，看數(shù)值跳動，并用橡膠錘敲擊調(diào)節(jié)與主軸的同心，誤差在0.05mm范圍內(nèi)。圖5外隔套精度調(diào)整2.4.2軸徑回轉(zhuǎn)精度測量及前軸承端面修整使主軸軸徑不動，吸附磁力表座于修整后的外隔套外圓，表頭與主軸后面的軸承位軸的徑向表面后面相接觸，豎直輕轉(zhuǎn)外隔套，驅(qū)動表針進(jìn)行測量，以提高軸承位外圓周的回轉(zhuǎn)精度。如果它的跳動值太高，可松可緊地調(diào)整前軸承螺母的頂緊螺釘，也可輕按螺母相應(yīng)的方向微調(diào)，使之誤差保持在0.04mm以內(nèi)。磁力表座與軸徑的外圓吸附連接，使表頭與前軸承的外環(huán)端面豎直接觸。上慢旋轉(zhuǎn)軸承，所測得的外環(huán)旋轉(zhuǎn)跳動值，在0.02mm的精度范圍之內(nèi)可控。2.5軸心與套簡裝配2.5.1軸心套入套筒與前后法蘭的安裝套裝前用適量機(jī)油噴入套筒口徑內(nèi)，防止軸心套入過程中軸承外圓和主軸套筒內(nèi)徑之間產(chǎn)生阻尼感，由此還易造成軸承外環(huán)和套簡內(nèi)壁之間拖拉磕碰。主軸軸心套設(shè)在主軸套筒內(nèi)，把裝好的主軸裝在前，后法蘭凸盤上，用可調(diào)式圓螺母扳手緊固螺釘，需要和涂防松膠。確保螺釘在法蘭盤上的緊固過程中，受力均勻，避免緊固螺釘在法蘭盤單邊受力時產(chǎn)生斜邊間隙，易破壞法蘭盤凸臺平直。2.5.2鑲裝主軸隔套及皮帶輪、脹套后法蘭隔套鑲裝套在抵住套裝皮帶輪的位置，防止帶輪松脫滑位。在安裝皮帶輪的時候，可以通過工裝壓套將皮帶輪壓緊在后面，用同組螺釘擰緊，并漲緊脹套，確保皮帶輪和隔套之間的軸向間隙不能超過0.5mm，若能確保皮帶輪和隔套之間的軸向間隙為0.5mm，亦可不使用工裝壓套，也就是直接鑲裝脹套，斜向上擰緊螺釘就可以。2.6錐孔跳動精度檢驗(yàn)檢測主軸錐孔旋轉(zhuǎn)跳動值,將主軸固定,將磁力表座吸附于主軸套筒前端外圓,把表頭調(diào)至垂直接觸到錐孔表面,如圖6所示。旋轉(zhuǎn)主軸使表頭測量出旋轉(zhuǎn)跳動值,其保證允許范圍內(nèi)的差值為0.006mm。將反扣盤裝配至主軸末端,并對角上緊固螺釘使反扣盤緊壓住脹套，后安裝主軸前端定位鍵。圖8錐孔跳動精度檢驗(yàn)3、裝配完成處理組裝后，檢查主軸部件的全部外露表面是否損壞它的磕碰情況、劃痕等，修整清除，主軸裸露的表面勻需涂上一層防銹油，并需勻速地涂敷。主軸已經(jīng)組裝好，組裝后主軸動態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。運(yùn)行中應(yīng)測量主軸周圍溫度，在某一段測量點(diǎn)的溫度趨于平衡時，又進(jìn)行了分段增加轉(zhuǎn)速的處理，如果某測量段內(nèi)主軸溫度繼續(xù)上升就會停止工作。待軸承的外徑。當(dāng)溫度冷卻到不超過10°C后，繼續(xù)進(jìn)行該段速的再次運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，直到溫度不再繼續(xù)上升到達(dá)平穩(wěn)。4、加工中心主軸調(diào)試主軸承在加工中心安裝時，應(yīng)盡可能保證前，后兩個軸承偏心量相同，盡可能減少后軸承部件正面位置面偏心量。并且在機(jī)床的修理拆除主軸承的過程中，對主軸承的偏心位置應(yīng)做圓形標(biāo)記，避免在維修過程中出現(xiàn)偏差，影響數(shù)控機(jī)床性能與品質(zhì)。保證重新組裝軸承與原位置一致，減少了相關(guān)零件受到的沖擊，最大程度地提高數(shù)控機(jī)床使用性能，延長使用壽命。在個別軸承的安裝和調(diào)試中，主軸內(nèi)孔應(yīng)盡可能多地保持、軸徑偏心量同軸承內(nèi)圈及滾道偏心量作了吻合，以盡可能減少組裝后偏心。軸承在安裝完成之后，通常是通過對軸承的圓跳動進(jìn)行檢測，從而判斷是合格還是就位。角接觸軸承外圈端面軸向跳動通常被限制在0.002mm之內(nèi)；角接觸軸承傾斜，控制小于0.005mm；前后軸承的同心度宜小于0.010mm。5、加工中心主軸拆卸工藝主軸拆卸的步驟和組裝的順序是相反的，不需要精度保證，工序比較簡明。下面是拆除的步驟。（1）取出反扣盤。把主軸放置在工作臺上固定好，用斜向松緊擰緊螺釘?shù)霓k法取出反扣盤。（2）取出定位鍵，脹套和皮帶輪。松開主軸尾部的定位鍵螺釘，取下定位鍵，仍用對角松緊固定螺釘取出脹套。上部緊固螺釘，后拆下脹套，拆下脹套后皮帶輪不脹套壓緊，就可以把帶輪拿下來。（3）拆卸后法蘭凸盤。取下帶輪，斜向拆卸法蘭凸盤上的緊固螺釘并取下法蘭盤。(4)從套筒內(nèi)拆出軸心。兩手分別拖住軸心兩端緩慢抽出,盡量避免軸心上的螺母外圓磕碰套筒內(nèi)壁,防止劃傷套筒內(nèi)壁平滑度。(5)拆卸后軸承。取出軸心之后，把軸心直立到帶有卡扣的工作臺上面。上部是固定的，由于軸承和主軸之間是間隙配合，軸承類零件需加熱拆卸。加熱之后帶上橡膠防滑手套，就可以同時拉出兩個后軸承，還可以使用三爪拉馬，緩慢取出，使三爪均衡地置于軸承的后端，慢慢地旋轉(zhuǎn)拉馬螺母，讓其慢慢地拔出軸承。(6)拆卸前軸承螺母及前軸承。主軸的底部通過卡扣進(jìn)行固定，后拆除松螺母，頂緊螺釘，使用勾扳手放松螺母，直到可取出為止。在將前軸承和螺母之間隔環(huán)去掉之后，拖住前軸承的底一起抽離前軸承，讓其脫離軸心。主軸拆除工作已結(jié)束，將取出的緊固螺釘全部分組保存，用潔凈煤油清洗液清洗主軸各個零件，分組擺放，并無塵封存。6、結(jié)語國產(chǎn)加工中心和國外先進(jìn)的加工中心相比，其性能仍有一定的距離，主軸是加工中心設(shè)備的核心組成部分，其安裝。配精度的高低，直接關(guān)系到整個裝置的性能。對拆裝工藝的技術(shù)進(jìn)行了分析和研究，對關(guān)鍵部件的裝配精度測量及修整方法進(jìn)行了總結(jié)和概括，和利于國內(nèi)精密的升級、高端設(shè)備裝配技術(shù)等，還可獨(dú)立完成主軸故障的修復(fù)，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。參考文獻(xiàn)[1]郭翠娟,鄧鑫.加工中心主軸拉刀機(jī)構(gòu)的設(shè)計與研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2021(06):39-41.DOI:10.19287/ki.1005-2402.2021.06.007.[2]張明良.HEC1600加工中心主軸振動故障分析與排除[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2020(01):192-193.DOI:10.19287/ki.1005-2402.2020.01.036.[3]陳志平，高速五軸銑削中心的主軸裝配工藝及維護(hù)[J].機(jī)械工程師,2014,(02):24-26.[4]馮超陽.數(shù)控機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[J].設(shè)備管理與維修,2021,(22):31-33.[5]黃智勇,劉志勇.加工中心電主軸結(jié)構(gòu)分析及典型故障修理[J].設(shè)備管理與維