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提高数控机床主轴箱装配刚性和精度的有效途径.pdf

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提高数控机床主轴箱装配刚性和精度的有效途径.pdf

栏目主持邢立显3345553A5BC1A机床/附件/工装冷加工年第期提高数控机床主轴箱装配刚性和精度的有效途径济南一机床集团有限公司朱慧崔鸿韩晓鹏主轴箱是数控机床最关键的部件之一其装配精度的高低直接影响着数控机床的制造精度本文根据数控机床主轴箱及主轴部件的技术要求制定了适合数控机床主轴部件特点的装配工艺流程零件投入零件清洗零件装配间隙选配主轴组合主轴组合体动平衡主轴预装准备零件清洗主轴预装主轴箱成装主轴箱试运转送检总装以下从装配角度分析主轴箱装配过程中影响装配质量装配精度的主要因素及关键保证环节一主轴与轴承及轴承套箱体孔的定间隙装配主轴与轴承及轴承套箱体孔的配合选用优化定间隙既能保证配合间隙的合理又可获得良好的支承刚性机床设计图上一般都选择了配合公差但其公差带分布范围大采用互换法满足不了数控机床主轴部件对温升与刚性的要求通过多年的实践我们确定了数控车床主轴部件的配合定隙表见附表数控车床主轴箱配合定隙表单位箱体与轴承套轴承套与轴承轴承与主轴前支撑WRRWRR后支撑WRRWRR注4表示间隙R表示过盈在检测选择定间隙配合时应检测工件的圆度锥度其公差一般应控制在以内圆度从严要求经选配后应在工件明显位置上标注出大直径的位置以便于部件装配时尽可能地使配合工件大直径对准大直径减少装配变形在测量工件直径时应每相邻K记录一次直径按测量的平均值计在测量锥度时宽度大于的孔与轴都应在前后位置上每相邻/K检测一次见图图二主轴与轴承及轴承套箱体孔的定向装配主轴与轴承采用定向装配的目的就是在现有工件精度条件下通过定向装配的手段选择最佳装配方向以提高工件组合后和部件装配后的几何精度主轴锥孔轴线径向圆跳动高点检测主轴前后支撑轴颈位于J形座上在位于主轴端处每相隔/K插入一次检验棒检测主轴锥孔轴线径向圆跳动高点如仅有一处高点在高点同相位上标注高点位置如有两处高点则在中间位置上做出标注注意在主轴的轴向上多做几处标注便于在部件成装工序装配后轴承时观察标注点的方位防止后轴承的方位弄错在主轴上配键装入齿轮带轮等工件然后重新检测主轴锥孔轴线径向圆跳动高点装工件前与装工件后的高点相位应一致否则应重新修配被装入的工件直到相位一致为止轴承内圈径向高点的检测主轴上的轴承在设计时或在订货时应向轴承厂提出设计或工艺所需的检验项目一般应检查的项目有轴承内外圈的直径内圈的径向圆跳动高点端面振摆及成组轴承在设计轴向负荷下的轴向间隙和径向游隙如果需自检轴承内圈跳动高点时应使轴承外圈定机床/附件/工装3345553A5BC1A年第期冷加工图位在轴承内圈插入约XY重的检验棒回转检验棒测得内环跳动高点并在内圈端面上标注所测值详见图主轴与轴承的定向装配由于主轴内锥孔轴线前后轴承内圈都标注有径向圆跳动的高点在此基础上使其径向圆跳动高点都处于同一截面内进行分析见图其中图0Z为前后轴承内圈高点位于主轴同侧0图为主轴高点偏向回转中心线Z图为主轴高点背向回转中心线图B0主轴系统的设计轴向负荷D轴承滚动体数轴承接触角6轴承滚动体直径0轴承原始间隙0轴承内环轴向预紧量通过计算法可求出以上轴承的预紧量图用实测法测出滚动轴承轴向预紧量角接触球轴承在轴向上支撑轴承外圈在轴承内圈上施加相当于主轴系统的轴向力在平板上用杠杆千分表测出轴承内圈外端面在轴面上的差值该值为单轴承的轴向预紧量对于成组装配的轴承按所有轴承装配形式的代数和求算轴承轴向预紧量见图调心滚子轴承预紧量把轴承预装到主轴上在轴承和圆螺母间装一个工艺环套拧紧主轴上圆螺母通过工艺环套3345553A5BC1A机床/附件/工装冷加工年第期对轴承内圈加轴向力使轴承外圈刚刚不能自由滑落然后在轴承外圈上施加D的径向力检测轴承外圈的位移量此位移量可作为轴承的装配间隙一般控制在此时轴承内圈在主轴上轴向的位置即是轴承预紧后的位置可通过测量手段测出轴承内圈端面至主轴轴肩的距离此段距离公差应控制在之内见图图四主轴组合装配轴承滚道润滑脂的注入量数控机床主轴轴承多采用油脂润滑采用润滑脂结构简单无需配置专门的润滑装置在制造中加入润滑脂后可保证数年使用一般球轴承润滑脂的注入量可控制在滚道空间的A滚子轴承可控制在A轴承滚道空间体积的计测法是在轴承一侧的内圈外圈端面上均匀涂布微量润滑脂并将带脂的一侧放到平板上或玻璃板上用量杯盛入煤油或T4PD全损耗系统用油向轴承滚道内注液并计取刚注满时的液体注入量以求得轴承滚道空间的体积轴承滚道润滑脂的注入量D1/E6式中/轴承滚道空间体积6润滑脂比重YD润滑脂注入量YE润滑脂注入系数球轴承取滚子轴承取用温差法装配主轴对有配合关系的工件加温降温使过盈配合的工件在装配时产生较大的间隙成为瞬间的间隙配合避免了装配过程中的机械挤压与损伤从而达到比较好的配合状态其具体实施工艺是轴承加热到比室温高\用医用注射器把润滑脂按量注入到轴承滚道中各滚动体间各滚柱端面都应均匀注入润滑脂然后使轴承内圈标注点与主轴标注点对正装入成组轴承应注意顺序轴承内圈外圈配合较紧的应靠近主轴头端一侧特别注意各轴承内圈外圈的标注点应在同一相位上加热轴承使之与所配工件温差在\左右然后使轴承套圆度大直径与轴承外圈大直径标注点对正装入装入前支撑处的其余工件装入圆螺母并进行调整因为轴承轴向预紧量已选择好圆螺母紧固后再稍微向反方向松动一下即可调整好轴承的预紧量以主轴前支承座为支点千分表座吸附在轴承套上千分表头触及在主轴后支撑轴颈上回转主轴检测主轴后轴颈跳动其值在工艺控制范围内为合格反之应调整圆螺母直至合格见图图五主轴箱部装加热主轴箱体高于室温\箱体孔端面螺孔拧入工艺导向杆箱体后支承孔装入导向工艺套主轴组合体的轴承套与箱体孔圆度大直径对正在箱体端面上工艺导向杆与箱体后工艺导向套的引导下可迅速地将主轴组合体推入箱体孔内并紧固好各螺钉后支承处的轴承与轴承套也应用定向定隙温差法组合当后支承的组合体向主轴箱上装配时必须注意轴承内圈标注点应与主轴上的标注点对正装入装配完毕后应用木锤敲击箱体前后支承处释放装配应力主轴箱体或单元体试车前后都应检测主轴锥孔轴线的径向圆跳动跳动值变化越小证明装配质量越好收稿日期

注意事项

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