典型机械设备修理

1、机械设备修理工艺学,主编晏初宏,第七章 典型机械设备的修理,第一节 轴与轴承的修理 第二节 丝杠螺母副和曲轴连杆机构的修理 第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整 第四节 固定联接和壳体类零件的修理 第五节 卧式车床的修理,第一节 轴与轴承的修理,一、主轴的修理 在机械设备的结构中，有各种形式的轴，例如：主轴、传动轴、花键轴、曲轴等。其作用主要是支承零件，传递动力或运动。轴的形式不同，承受的载荷不同，失效的形式也就不同，修理和调整的方法就不一样。 (1)主轴的主要失效形式 图7-1为CA6140型卧式车床的主轴，主轴上各零件的安装方式如图7-2所示。 (2)主轴精度测量方法 在主轴修理前

2、，首先应检验主轴的精度、表面质量和损伤形式。,第一节 轴与轴承的修理,图7-3 主轴的精度测量,1)表面1、2的圆度公差为0.005mm。 2)表面3、4轴线对表面1、2轴线的同轴度公差为0.005mm。,第一节 轴与轴承的修理,3)锥孔表面5对表面1、2轴线的径向圆跳动公差为0.005mm。 (3)主轴的修复 若上述精度公差超差，可视其超差程度采取相应的修复方法。 二、传动轴的修理 在机械设备中，传动轴的作用是支承零件旋转，传递动力及运动。传动轴有细长轴、花键轴、转轴、齿轮轴等。在传动轴上，一般装有齿轮、带轮、离合器。在传动轴的轴颈上台阶面较多，往往存在键槽、沟槽、螺纹、销孔等结构。传动轴一

3、般用滚动轴承支承在箱体或机架上。 三、轴承的修理,第一节 轴与轴承的修理,轴承是轴与机架（箱体）连接的运动支承零件，在轴或机架（箱体）孔的精度恢复后，轴承的精度直接影响轴的回转精度。因此，轴承的精度状态是轴类零件回转精度的重要保证。 1.液体动压滑动轴承的修理 (1)液体动压滑动轴承的结构形式 普通传动轴用的轴承，一般均可用整体式或对开式的标准轴承座，在轴承座内安装轴承，如图7-4所示。,图7-4 普通滑动轴承,第一节 轴与轴承的修理,图7-5 机床主轴滑动动压轴承形式,(2)油孔的位置及油槽的形式 油孔的作用是给轴承与轴之间不断,第一节 轴与轴承的修理,补充润滑油，因此油孔在轴承上的位置很重

4、要。 (3)轴瓦的刮研与调整 一般传动轴用的滑动轴承座都是标准的，在修理时更换标准轴承(或轴套)即可。 1)主轴轴瓦刮研的方法：主轴轴瓦刮研常用的刀具为曲面刮刀，常见的曲面刮刀有三角刮刀、圆头刮刀、柳叶刮刀等。 2)对开式轴瓦的刮研：对开式轴瓦的结构如图7-6所示，这种轴瓦一般用在普通机械传动轴、曲轴和重型机床主轴上。,图7-6 对开轴瓦刮研 1轴承盖 2上轴瓦 3垫片 4下轴瓦 5轴承座 6双头螺柱 7螺母,第一节 轴与轴承的修理,3)活动多油楔轴瓦的刮研：活动多油楔轴承结构如图7-7所示，主要分三片瓦活动多油楔轴承(见图7-7a)和五片瓦活动多油楔轴承(见图7-7b)等形式。,图7-7 活

5、动多油楔轴承,第一节 轴与轴承的修理,图7-8 短三片瓦活动多 油楔轴承工作原理,第一节 轴与轴承的修理, 拆卸轴承时，注意将每个轴瓦与其成对相配的球头螺钉用线扎在一起，以免装配时调错。 将球头螺钉夹在车床上，以300r/min的速度和W14刚玉研磨剂对轴瓦球面接触部分进行研磨，要求接触率70%，表面粗糙度Ra值不大于0.08m。 刮削轴瓦时，需用圆头刮刀沿轴线45方向交叉刮削。对研时可以以标准研棒为研具，也可直接用修复后的主轴轴颈作研具，显点精度不少于1820点/25mm25mm，显点细密，分布均匀，刮削刀痕应小而深且无棱角，刮研后需再一次超精磨削主轴轴颈。轴瓦进油端应刮出深0.81mm，宽

6、34mm的封闭进油槽，封闭进油槽应距离轴瓦两端56mm。,第一节 轴与轴承的修理, 刮研后需在研棒上涂以W14刚玉研磨剂，将刮好的轴瓦进行研磨以提高接触精度。研磨时注意轴的转动方向与实际方向一致。轴瓦刮研后的安装调整的精度将直接影响主轴的回转精度。短三片瓦活动多油楔轴承的安装调整方法及安装顺序十分重要，有严格的工艺要求(可查阅机修手册磨床修理工艺的有关部分)。 4)内锥外圆式轴承刮研：内锥外圆式滑动轴承如图7-9a所示，刮研时可用三角刮刀刮削内孔。,图7-9 带锥面的滑动轴承 a)内锥外圆式 b)内圆外锥式,第一节 轴与轴承的修理, 箱体竖起，使轴承锥孔中心线处于垂直状态，用轴(或假轴)研点，

7、这种方法因自动定心研点较准确。因此这种刮研易满足精度要求，但刮削操作困难、易疲劳。 箱体横放，使轴承锥孔中心线水平，刮削操作方便，但需在研点时附加很大轴向力，且易出现虚假着色斑点。 5)内圆外锥式轴承刮研：内圆外锥式滑动轴承如图7-9b所示，其外锥面及所配合的锥孔需配刮才能达到精度要求，因此刮研顺序十分重要。 2.滚动轴承的选配与调整,第一节 轴与轴承的修理,(1)主轴部件滚动轴承的选用与配置 主轴轴承是主轴部件的重要组成部分，主轴部件的回转精度、刚度、抗振性等工作性能在很大程度上由轴承性能决定，因此轴承必须满足主轴部件的使用要求。 1)适应承载能力和刚度的要求：在径向承载能力和刚度方面，线接

8、触的圆柱或圆锥滚子轴承比点接触的球轴承好。 2)适应转速的要求：在允许极限转速内选用合适的转速可以减少轴承发热，保持工作精度。 3)适应精度的要求：滚动轴承的精度应适应主轴精度要求。,第一节 轴与轴承的修理,4)适应温升和热变形的需要：滚动轴承的温度和温升在金属切削机床通用技术条件中规定，机床经一定时间运转后，其温度上升幅度不超过每小时5，可认为达到了稳定温度，其稳定温度不超过70，温升不超过40。 (2)滚动轴承的调整和预加负荷 把轴承调整到完全消除间隙并且产生一定过盈量的方法称轴承的预紧。 1)轴承间隙的调整方法：角接触球轴承间隙的调整的方法如图7-10所示。,图7-10 角接触球轴承间隙

9、的调整,第一节 轴与轴承的修理,图7-11 圆锥孔调心圆柱滚子轴承间隙的调整 1垫圈 2套环,2)滚动轴承的预加负荷量：在滚动轴承上预加适当负荷，,第一节 轴与轴承的修理,对提高轴承刚性和回转精度，延长轴承寿命，提高轴承抗振性都有很大好处。,第一节 轴与轴承的修理,表7-1 角接触球轴承预加负荷量(单位：N),第一节 轴与轴承的修理,3)轴承预加负荷量的测量方法：轴承预加负荷量的测量方法有感觉法和测量法两种。 (3)滚动轴承的选配 主轴轴颈和轴承内外圈都有一定的制造误差，在装配时适当选择误差偏向，可降低误差的影响，进一步提高主轴部件的回转精度。,图7-12 感觉法测量轴承预加负荷量,第一节 轴

10、与轴承的修理,图7-13 用杠杆千分表测量轴承预加负荷量 1平板 2圆座体 3套筒 4重物 5水平尺,第一节 轴与轴承的修理,图7-14 单轴承选配,(4)滚动轴承的定向装配 当轴承轴线与主轴轴线在同一平面内时，调节相关零件制造偏差的位置使之部分抵消，,第一节 轴与轴承的修理,可使主轴前端定心表面中心距理想中心偏差最小。,图7-15 双支承主轴轴承定向装配示意图,第一节 轴与轴承的修理,1)装配前后轴承时，在单个轴承选配后，使前后支承最大径向圆跳动点在同一轴向平面内，位于主轴轴线两侧，则前后轴承误差将叠加；若位于主轴轴线的同侧，则误差将抵消一部分；当1(1+l/L)=2l/L时，误差相互抵消。

11、 2)因为(1+l/L)l/L，当轴承径向圆跳动量一定时，将轴承用作前支承比用于后支承对主轴端部的径向圆跳动影响大，因此前轴承比后轴承精度高一等级。 (5)滚动轴承的代用 随着进口设备的增多，滚动轴承备件有时不能及时供应，为不影响生产，有时需用国产轴承代替进口轴承。 1)根据拆下的旧轴承或机床说明书，找到轴承代号，再从“各国轴承型号对照表”中查到相应国产轴承代号。,第一节 轴与轴承的修理,2)根据轴承的结构、尺寸、类型查找国产同类轴承的尺寸和结构，并参考国内同类轴承精度等级确定代用轴承精度等级，安装后要密切注意代用轴承的工作状况。 3)若原轴承精度达不到使用要求，可选用高一级精度的轴承代用，但

12、在安装之前要对所安装部位的轴颈尺寸精度作相应的加工或提高，否则不能达到提高轴的回转精度的目的。 4)代用轴承的合适与否可通过实践经验方法判断：代用轴承在使用中的温升是否正常；代用轴承在使用一段时间后精度保持性如何；代用轴承在高速运转时，轴的工作性能是否达到规定要求；代用轴承振动噪声是否在正常的范围以内；代用轴承使用寿命是否受到较大影响。,第二节 丝杠螺母副和曲轴连杆机构的修理,一、丝杠螺母副的修理 丝杠螺母副是将旋转运动变成直线运动的传动机构。丝杠螺母副在机床上主要用于实现直线进给运动。这种传动方式具有传动平稳性好，具有自锁能力(滚珠丝杠副除外)等优点，也存在摩擦阻力大、润滑不良等缺点。在普通

13、机床上常用的丝杠螺母副大部分是梯形螺纹或矩形螺纹。 1.丝杠螺母副的精度检验 2.丝杠螺母副的修复,图7-16 压力校直丝杠,第二节 丝杠螺母副和曲轴连杆机构的修理,(1)丝杠的校直 直线度超差的丝杠一般都要进行校直，校直的方法主要采取冷校直法，丝杠冷校直方法主要有压力校直法和锤击校直法两种。,图7-17 丝杠的锤击校直,第二节 丝杠螺母副和曲轴连杆机构的修理,(2)磨损丝杠的修复 丝杠的磨损主要是丝杠齿形的磨损。 1)校直丝杠，使其直线度在规定的范围内。 2)精修丝杠外径，因丝杠外径是丝杠螺纹加工的基准。 3)精车螺纹，在精车前要校核丝杠的强度，根据丝杠允许的最小直径，确定丝杠最大允许加工余

14、量，丝杠修复后，直径减少过多则会影响丝杠强度。 (3)磨损螺母的修换 因丝杠一般采用调质后的碳素结构钢，硬度和耐磨性较高。 二、曲轴连杆机构的修理,第二节 丝杠螺母副和曲轴连杆机构的修理,曲轴连杆机构一般由曲轴、飞轮、连杆、活塞等零件组成，它是动力机械、制冷机械等往复运动机械的重要组成部分。曲轴连杆机构担负着将往复直线运动转化成旋转运动，或者将旋转运动转化成往复直线运动的任务。该机构受力复杂、工作条件恶劣，易于产生损伤和失效。 1.曲轴的修理 (1)曲轴轴颈磨损的修复 曲轴轴颈磨损的修复方法，可根据其磨损程度确定其修复方法。 (2)曲轴裂纹的修复 曲轴受力复杂，承受交变应力大，在曲拐与曲拐臂的

15、交接处易产生横向裂纹，在油孔处易产生纵向裂纹，横向裂纹危害较大。,第二节 丝杠螺母副和曲轴连杆机构的修理,(3)曲轴变形的修复 曲轴使用一段时间后，大部分会产生一定的变形。 2.活塞连杆组的修理 (1)活塞组件的修理 活塞组件包括活塞、活塞环、活塞销等零件。 (2)连杆组件的修理 连杆是将活塞得到的动力传递到曲轴的构件。,图7-18 连杆大小头孔平行度检验 a)垂直面内平行度 b)水平面内平行度 1V形架 2、心棒 3连杆 5百分表,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,一、分度蜗杆副的失效形式 机床上的分度蜗杆副分两类，一类用来传递连续的精确分度运动，如齿轮机床的分度蜗杆副传动，另一

16、类用作静态的间断分度，如坐标镗床的回转工作台和分度头的分度回转。分度蜗杆副精度要求较高，制造周期长，成本高。因此，分度蜗杆副一旦精度超差，采用修复的方法比较经济。 二、分度蜗杆副的精度检查 分度蜗杆副的精度检测方法主要分为蜗杆副单个要素检测和蜗杆副综合要素检测两种方法。前者是检测蜗杆副中每一零件的各项几何精度，后者是检查蜗杆副啮合过程中分度精度的状况。在设备的维修和使用过程中经常使用的方法是后者。,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,图7-19 刻度盘与读数显微镜定位法 1微动蜗杆 2蜗轮 3分度蜗轮轴 4刻度盘 5螺母 6刻度盘支架 7光源 8读数显微镜,第三节 分度蜗杆副的修理和

17、传动齿轮的修理调整,1.静态综合测量法,图7-20 经纬仪检测滚齿机工作台分度测量示意图 1读数显微镜 2高精度分度盘 3微调蜗杆 4蜗杆中心线 5经纬仪 6工作台 7平行光管 8支架,2.动态综合测量法,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,图7-21 磁分度检查仪原理图 1、5磁分度盘 2蜗轮 3蜗杆 4、8磁头 6比相仪 7记录器,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,三、分度蜗杆副的修复方法 1.机械加工修复方法 2.手工修复方法 1)将需刮削的蜗轮安装在分度机构上，调整好各项安装精度及间隙，装入蜗杆并调整到啮合位置。 2)在分度蜗轮的每个齿上写上序号，并用静态综合测量

18、法测出蜗杆每转一转(或1/z)时蜗轮的分度误差T。 3)计算出每个齿面的刮削量，刮削量的计算方法及步骤如下： 根据测量所得的分度误差T，换算成齿距误差t(m)。即 绘制齿距累积误差(t)曲线图，计算累积误差值。,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整, 在同一侧齿面中，选取一个基准齿面作为刮削其余齿面的基准。一般将齿距最小的齿面(在曲线上的最低点)作为基准，基准确定以后，便可以计算出其余各齿的刮削量。根据刮削量的大小，将全部刮削量分成若干组，分批分组地依次刮削。 刮削时用力要均匀，并测量出每刮一次齿面误差的修正量。 刮点以着色法研点为准，并应交叉刮削，刮痕要浅，无尖锐的凸凹痕迹，花纹要相

19、互细密排列，刮研点数控制在20点/(25mm25mm)以内。,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,表7-2 蜗轮齿面刮削量,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,表7-2 蜗轮齿面刮削量,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,表7-2 蜗轮齿面刮削量,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,图7-22 齿距累积误差曲线图,四、齿轮传动的失效与修复,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,齿轮传动具有传递运动准确，传动精度高，传动效率高等优点，但齿轮传动具有加工制造困难，装配精度要求高等缺点。 五、齿轮传动的装配与调整 齿轮修复并加工精度合格后，其传动性能的

20、优劣主要取决于装配质量的高低。 (1)装配前的准备工作 1)齿轮在装配前，首先要检查箱体孔的各项精度，主要有：孔的尺寸精度、形状精度、位置精度，孔之间的中心距及孔的表面粗糙度等。 2)检测齿轮和轴的装配尺寸精度，必要时试装齿轮，检测轴上键的配合性能，修整安装表面的毛刺及倒角。,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,(2)装配中的调整方法 齿轮装配后必须经调整才能达到精度要求。 1)轴向定位要准确，齿轮副安装时要逐一检查与调整，相啮合的齿轮应以轴向中心平面为基准对中。 2)啮合间隙要正确，齿轮啮合间隙可用塞尺、百分表或压铅丝的方法检查，其间隙应符合标准规定。 3)啮合位置要正确，齿轮啮合

21、位置的检验可用着色法通过检查接触斑点判断。 4)配合要适当，用花键或滑键联接的齿轮应能在轴上灵活的轴向滑移，但周向间隙小。 5)装配后的齿轮要求转动平稳，无异常的声响。,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,图7-23 用千分表检查齿侧间隙 1表座 2检验杆,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,图7-24 用涂色法检验齿轮啮合情况,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,六、齿轮传动的精度补偿调整法 在齿轮传动副装配时，如果用普通装配法难以达到精度要求，可采用精度补偿调整法提高齿轮的传动精度。补偿调整法又称相位补偿法，它是通过调整齿轮齿距最大误差的方向补偿装配后综合性误

22、差的一种装配方法。目前通常采用以下方法： (1)轴、轴承及轴孔的相位补偿 对于压入箱体的轴套应使轴套外径的尺寸公差与箱体孔的公差相适应，对于安装滚动轴承的轴应使安装后轴颈的径向跳动误差与轴承的径向跳动误差相补偿；对于固定不转的轴，可调整轴的周向位置，使之适当补偿轴的中心距误差。,第三节 分度蜗杆副的修理和传动齿轮的修理调整,(2)齿轮在轴系上的相位补偿 就是将齿轮与轴的误差相位调至180，抵消相位误差，即使齿轮的最大径向跳动处与轴的最小径向跳动处相补偿。,第四节 固定联接和壳体类零件的修理,一、螺纹联接的修理与调整 螺纹联接属于可拆卸的固定联接，具有结构简单、连接可靠、拆卸方便等特点，在机械设

23、备中应用十分普遍。 1.螺纹联接的失效与修复 2.螺纹联接的调整 (1)螺纹的防松 螺纹联接具有自锁作用，在正常情况下，螺纹不会自行松脱，但在冲击、振动、交变载荷条件下或在工作温度变化很大的情况下工作的螺纹联接机构，必须采取防松措施以保证联接可靠。 (2)双头螺柱调整 螺纹中径的配合性质主要有普通配合、过渡配合和间隙配合三种，双头螺柱多为过渡配合，或带轴肩的间隙配合。,第四节 固定联接和壳体类零件的修理,(3)螺纹联接的预紧 对于一些特殊的螺纹联接，预紧力都有相应的规定，可查找有关资料进行计算。,图7-25 双头螺柱拧紧方法 a)双螺母拧紧 b)长螺母拧紧 c)专用工具拧紧,第四节 固定联接和

24、壳体类零件的修理,二、键联接的修理与调整 键是联接传递转矩的一种标准件，按结构特点和用途不同可分为松键、紧键和花键三种。 1.键的失效与修整 2.键联接调整 三、过盈联接件的修理与调整 1.过盈联接件的失效与修复方法 2.过盈联接的调整 (1)压装法 图7-26a所示为加垫块敲击装入零件的方法，此法适用于精度要求低，配合长度短的过盈配合，多用于单件生产。,第四节 固定联接和壳体类零件的修理,图7-26 过盈配合压装法,(2)热(冷)装法 这种方法多用于过盈量较大的配合。,第四节 固定联接和壳体类零件的修理,表7-3 最小保证间隙(单位：mm),第四节 固定联接和壳体类零件的修理,(3)液压套合

25、法 对于有特殊要求的薄壁零件(如主轴的滚动轴承内、外圈)可在轴上加工出液压套合装配油路，用专用液压装置进行装配。,图7-27 主轴轴承液压套合装配装置图,第四节 固定联接和壳体类零件的修理,四、壳体类零件的修理 由于壳体类零件形状比较复杂，制造周期较长，备件不足，因此除损坏十分严重外，一般均修复后继续使用。随着技术的发展，对壳体类零件修复的方法也呈多样性，对不同壳体类零件的不同部位损伤应用不同方法修复。 1)对于基础件导轨的磨损可采用磨削或刮削的方法修复，有时修整后要在表面镶条以补偿其修磨的尺寸层。 2)对于安装孔磨损的壳体类零件可采用刷镀修复孔径尺寸，也可选用热喷修复技术，对于孔径较大而孔间

26、距尺寸足够的孔可采用镶套的方法修复。 3)对于受力较大而产生裂纹的机体零件可采用焊补的方法修复，也可采用金属扣合的方法修复。,第四节 固定联接和壳体类零件的修理,4)对于一般的箱体零件产生的裂纹，可采用焊补或粘接后安装加强板的方法修复。 5)对于密封性要求较高的壳体类零件如发动机缸体等，可采用焊补或粘接的方法修复。 6)对于箱体与箱盖、缸体与缸盖的结合面，由于变形等原因使配合不严密失去密封性时，可采用磨削或刮研方法修复。 7)对于气缸孔的磨损可采用镗缸的方法修复。,第五节 卧式车床的修理,一、卧式车床修理前存在的主要问题 卧式车床经过一个大修理周期的使用后，由于主要零件的磨损和变形，使机床的精

27、度和主要力学性能大大降低，需要进行大修理。通常，机床在修理前，要对其主要零部件的工作状况和故障程度进行认真的检查，针对存在的问题，做好技术准备。 1.车床加工精度的超差 (1)加工零件的圆柱度超差,图7-28 加工轴类零件圆柱度超差 a)外圆柱超差 b)内孔超差,第五节 卧式车床的修理,图7-29 导轨磨损对所加工零件的综合影响,(2)加工零件的平面度超差 在车削零件端面时，,第五节 卧式车床的修理,刀具在中滑板的带动下，沿床鞍导轨作横向直线运动。 (3)加工零件表面粗糙度超差 机床主轴轴承磨损后，主轴零件的回转平稳性受到影响。 (4)其他因素引起的加工精度超差 除了上述因素会引起加工零件的精

28、度超差外，主轴箱产生不正常温升，导轨面间接触刚度降低，主轴支承的刚度降低，以及各运动件的磨损引起机床振动的加剧，都会使车床的加工精度降低。 2.主轴部件刚度降低 3.车床振动、噪声及温升的增加 二、卧式车床主要修理尺寸链的分析,第五节 卧式车床的修理,卧式车床在使用过程中，各种运动部件之间产生的磨损和变形，使车床的尺寸链发生了变化。车床修理的主要工作之一，就是修理和恢复这些尺寸链各环间的精度关系，以保证装配尺寸精度。 1.修理尺寸链的分析 (1)保证前后顶尖等高的尺寸链,图7-30 卧式车床的主要修理尺寸链,第五节 卧式车床的修理,(2)控制主轴轴线对床身导轨平行度的尺寸链 车床主轴轴线与床身

29、导轨的平行度是由垂直面内和水平面内两部分尺寸链控制的。 (3)控制尾座套筒轴线对床身导轨平行度的尺寸链 尾座套筒轴线对床身导轨的平行度，会影响尾座套筒伸出不同长度时的尾座顶尖位置精度，同时也影响加工零件的圆柱度。 (4)控制丝杠(光杆)轴线与床身导轨平行度的尺寸链 当车床床鞍在床身上纵向移动时，穿过溜板箱上开合螺母孔(安全超越离合器孔)的丝杠(光杆)必须与床身导轨保持平行，丝杠(光杆)与床身导轨的平行度，由水平面内的尺寸链和垂直面内的尺寸链控制。 (5)控制丝杠轴线与开合螺母轴线同轴度的尺寸链 丝杠轴线与开合螺母轴线的同轴度也是由垂直面内的尺寸链和水平面内的尺寸链控制的。,第五节 卧式车床的修

30、理,表7-4 车床各主要修理尺寸链分析(单位：mm),第五节 卧式车床的修理,表7-4 车床各主要修理尺寸链分析(单位：mm),第五节 卧式车床的修理,表7-4 车床各主要修理尺寸链分析(单位：mm),第五节 卧式车床的修理,解 法 解 法 说 明 2.修理尺寸链中修理基准的确定 1)选择尺寸链中磨损较少或变形较小的面作为修理基准。 2)选择尺寸链中刚性好的零件作为修理基准。 3)选择尺寸链中的公共环作为修理基准。 4)在一组尺寸链中应选择便于修复又易于测量的环作为基准修复环。 3.根据修理尺寸链确定机床的修理顺序 三、卧式车床的修理工艺,第五节 卧式车床的修理,如图731所示，卧式车床主要由

31、床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍及刀架、尾座等部件组成。在制订卧式车床的修理工艺时，首先要对待修的车床进行综合分析，然后确定修理方案，做好技术准备。,图7-31 CA614型车床外形图 1进给箱 2主轴箱 3刀架 4床鞍 5尾座 6床身 7溜板箱,第五节 卧式车床的修理,1.床身导轨的修理 (1)修复方案的确定 床身导轨的修复方案是由导轨的损伤程度、生产现场的技术条件及导轨表面材质的情况确定的。 1)确定导轨的修复加工方法。 2)确定导轨修复基准。 3)确定尺寸链中补偿环位置的方法 导轨表面加工后，必然使在导轨表面安装的各部件间的尺寸链发生了变化，这种变化会影响车床运动关系和加工精度，因此必

32、须采取措施予以恢复。 (2)床身导轨的修理工艺 车床床身导轨的修复，主要采用磨削和刮削两种工艺方法。 1)床身导轨的磨削。,第五节 卧式车床的修理,图7-32 车床床身导轨截面图,2)床身导轨的刮削。,第五节 卧式车床的修理, 床身的安装，将床身置于调整垫铁上(按机床说明书的规定调整垫铁的位置和数量)，在自然状态下，测量床身导轨在垂直平面内的直线度误差和两条导轨的平行度，并将误差调整至最小数值，记录运动曲线，如图7-33所示。,图7-33 车床床身的安装,第五节 卧式车床的修理, 床身导轨测量，刮削前首先测量导轨表面2、3对齿条安装面的平行度，如图7-34所示。,图7-34 导轨对齿条安装面平

33、行度的测量 a)V形导轨对齿条安装面平行度的测量 b)导轨面2对齿条安装面平行度的测量,第五节 卧式车床的修理, 床身床鞍导轨的粗刮，床身导轨刮削时，首先要利用床身导轨面磨损较轻的部分配刮床鞍导轨和尾座垫板导轨，为床身导轨的精刮做好准备。然后以平行平尺为研具分别粗刮导轨面1、2、3(见图7-32)。在刮削时应随时测量导轨面2、3相对齿条安装面的平行度，并用先与导轨形状配刮好的角度底座拖研，保持导轨角度(见图7-34)。粗刮时应保证导轨全长上的直线度误差不大于0.1mm，但需呈中凸状；并保证与对研平尺的平面接触均匀。 床身床鞍导轨的精刮，将修刮好的床鞍与粗刮后的床身相互调研，精刮导轨面。精刮时需

34、用检验桥板、等高垫块、检验心轴、千分表、水平仪等，随时测量导轨在水平面内的直线度，如图7-35所示，以及测量导轨在垂直面内的直线度(见图)。,第五节 卧式车床的修理,图7-35 床身导轨在水平面内的直线度测量,3)床身尾座导轨的刮削。,第五节 卧式车床的修理,图7-36 床身导轨上尾座单条导轨对床鞍导轨的平行度测量,(3)床身导轨修理后的精度要求,第五节 卧式车床的修理,1)床身导轨面1、2、3(见图7-32)在垂直面内直线度误差每1000mm测量长度上不大于0.02mm，全长不大于0.04mm，只允许向上凸起，凸起部位最高点应在靠近主轴端的1/3处;在水平面内直线度误差每1000mm测量长度

35、上不大于0.015mm，全长不大于0.03mm。 2)床身导轨面1相对于V形导轨面2、3倾斜度误差，每1000mm测量长度上不大于0.02mm，全长不大于0.03mm。 3)尾座导轨对床鞍导轨平行度误差，在垂直方向每1000mm测量长度上不大于0.02mm,全长不大于0.05mm; 在水平方向每1000mm测量长度上不大于0.03mm，全长不大于0.05mm。 4)床鞍导轨面对齿条安装面的平行度误差不大于0.05mm。 5)床鞍与床身导轨面间接触精度不少于1214点/25mm25mm。 2.溜板部件的修理,第五节 卧式车床的修理,(1)修复溜板部件相关的尺寸链 由于床身导轨面(包括床鞍下导轨面

36、)的磨损及修整，必然引起溜板箱和床鞍的下沉，至使以床身导轨为基准的所有相关尺寸链发生变化，如图7-38所示。,图7-37 尾座导轨对床鞍导轨的平行度测量,第五节 卧式车床的修理,图7-38 进给系统尺寸链的变化,1)在共有基准面的一侧增加补偿环。,第五节 卧式车床的修理,图7-39 测量床鞍下沉量,2)移动进给箱、丝杠托架、齿条的安装位置。,第五节 卧式车床的修理,图7-40 溜板部件的修理示意图 a)床鞍 b)中滑板,第五节 卧式车床的修理,3)修整床鞍上的溜板箱结合面。 (2)溜板部件的刮削工艺 溜板部件的刮削主要是指床鞍及中滑板导轨的刮削，如图7-40所示。 1)刮削床鞍纵向导轨8、9面

37、。,图7-41 测量床鞍上溜板箱结合面对床身导轨的平行度,第五节 卧式车床的修理,图7-42 测量床鞍上溜板箱结合面对床身进给箱安装面的垂直度,2)刮削中滑板导轨面。,第五节 卧式车床的修理,图7-43 测量床鞍导轨对丝杠安装孔的平行度,3)刮削床鞍横向导轨面5(见图-)。,第五节 卧式车床的修理,4)刮削床鞍横向导轨面6、7(见图-)。,图7-44 测量床鞍两横向导轨面间的平行度,5)刮削中滑板导轨面3(见图-)，以刮好的床鞍导轨面6与中滑板导轨面3对研，使之达到精度要求。,第五节 卧式车床的修理,6)刮削床鞍上下导轨之间的垂直度，将修刮好的中滑板在床鞍横向导轨上安装好，分别移动中滑板与床鞍

38、，用千分表和角度尺测量床鞍上下导轨之间的垂直度，如图7-45所示。,图7-45 测量床鞍上下导轨之间的垂直度,第五节 卧式车床的修理,(3)对溜板部件的修理要求 1)溜板箱结合面对床身导轨平行度误差全长不大于0.06mm，对进给箱、托架安装面垂直度误差不大于0.03mm。 3)床鞍导轨7对6的平行度误差不大于0.02mm，导轨面6、7的直线度误差不大于0.02mm。 4)中滑板1、2面的平行度误差不大于0.02mm。 5)中滑板与床鞍导轨面接触精度及床鞍与床身导轨接触精度均不少于1012点/25mm25mm。 (4)床鞍的拼装 床鞍的拼装主要包括床鞍与床身的拼装和中滑板与床鞍的拼装。 1)床鞍

39、与床身的拼装，主要是指床鞍压板与床身导轨背面的配刮。,第五节 卧式车床的修理,2)中滑板与床鞍的拼装，主要包括刀架中滑板塞铁的安装和横向进给丝杠的安装。 中滑板塞铁的安装。塞铁是调整刀架中滑板与床鞍燕尾导轨间隙的调整环节，在使用中塞铁磨损严重，需重新配置。 横向进给丝杠的安装。在大修时经常会遇到横向进给丝杠磨损比较严重的问题。丝杠的磨损会引起刀具在承受横向切削力时刀架窜动、刀具定位不准确、操纵手柄空行程变大等缺陷，影响零件的加工精度和表面粗糙度，在大修时应予以修复或更换。 3.刀架部件的修理,第五节 卧式车床的修理,图7-46 横向进给丝杠安装示意图 a)丝杠支承件结构 b)丝杠螺母结构 1镶

40、套 2法兰盘 3锁紧螺母 4刻度盘 5横进给丝杠 6垫片 7左半螺母 8楔形块 9调节螺钉 10右半螺母 11刀架下滑座,第五节 卧式车床的修理,(1)刀架部件修理的主要内容 刀架部件修理的主要内容是恢复方刀架移动的几何精度，恢复方刀架转位时的重复定位精度和刀具装夹时的可靠性和准确性。 (2)刀架部件修理的要求 1)小滑板48mm定位销轴与刀架座孔配合公差带为H7/h6(见图7-47)。 2)小滑板上四个转位定位销锥套与孔的配合公差带为22H7/k6(见图7-47)。 3)转动方刀架，用锥销定位时定位误差不大于0.010.02mm。 4)转盘导轨面3的平面度误差不大于0.02mm，导轨面4的直

41、线度误差不大于0.01mm，,第五节 卧式车床的修理,图7-48 刀架部件主要零件修理示意图 a)小滑板 b)转盘 c)方刀架,第五节 卧式车床的修理,图7-47 刀架部件结构 1钢球 2刀架座 3定位销 4小滑板 5转盘,第五节 卧式车床的修理,5)小滑板与转盘导轨面接触精度不少于1012点/25mm25mm。 6)方刀架与小滑板接触精度不少于810点/25mm25mm。 (3)刀架部件的拼装 刀架部件拼装，主要包括小滑板与转盘的组装和方刀架与小滑板的组装。,图7-49 车削刀架螺母螺纹底孔示意图 1花盘 2转盘 3小滑板 4实心螺母体 5丝杠孔 6专用三角铁,第五节 卧式车床的修理,图7-

42、50 测量小刀架移动对主轴轴线的平行度,1)设置偏心螺母法。,第五节 卧式车床的修理,2)设置丝杠偏心套法。 4.主轴箱部件的修理,10hn7a3.eps,第五节 卧式车床的修理,(1)主轴部件的修理 CA6140型卧式车床的主轴部件的修理，是该机床大修的重要工作之一。 (2)主轴开停和变速操纵机构的修理 车床主轴开停操纵机构如图7-52所示，主要包括双向多片摩擦离合器、制动装置和变速操纵机构三个组成部分。,图7-52 车床主轴开停操纵机构 1双联齿轮 2齿轮 3元宝形摆块 4滑套 5杠杆 6制动带 7手柄 8操纵杆 9、11曲柄 10拉杆 12轴 13扇形齿轮 14齿条轴 15拨叉,第五节

43、卧式车床的修理,图7-53 双向多片摩擦离合器 1双联齿轮 2内摩擦片 3外摩擦片 4、7螺母 5压套 6长销 8齿轮 9拉杆 10滑套 11销轴 12元宝形摆块,第五节 卧式车床的修理,1)双向多片摩擦离合器的修理。,图7-54 卧式车床制动机构 1箱体 2齿条轴 3杠杆支承轴 4杠杆 5调节螺钉 6制动钢带 7制动轮 8花键轴,第五节 卧式车床的修理,图7-55 CA6140型卧式车床主轴箱的变速操纵机构 1双联齿轮 2三联齿轮 3、12拨叉 4拔销 5曲柄 6盘形凸轮 7轴 8链条 9变速手柄 10圆销 11杠杆,第五节 卧式车床的修理,2)制动机构的修理。 3)主轴箱变速操纵机构的修理

44、。 (3)主轴箱体的检修 图7-56所示为CA6140型卧式车床的主轴箱体，要求158H7主轴轴承前孔及150J6轴承后孔圆柱度误差不超过0.015mm，圆度误差不超过0.01mm，两孔的同轴度误差不超过0.015mm。,图7-56 CA6140型卧式车床主轴箱体,第五节 卧式车床的修理,(4)润滑装置的修理 CA6140型卧式车床采用转子液压泵集中供油、强制循环的润滑方式，如图7-57所示。,图7-57 主轴箱润滑系统 1网式过滤器 2回油管 3液压泵 4油管 5过滤器 6、7、9、10油管 8分油器 11油标,第五节 卧式车床的修理,(5)主轴箱部件的装配 主轴箱内零件的装配同其他箱体的装

45、配一样，根据装配图所示的装配关系，采取先下后上、先内后外、先主后次的顺序，逐轴及逐对齿轮的装配调整。 1)主轴定心轴颈的径向圆跳动误差小于0.01mm。 2)主轴轴肩的端面圆跳动误差小于0.015mm。 3)主轴轴向间隙小于0.010.02mm。 (6)主轴箱与床身的拼装 主轴箱内各零件装配并调整好后，将主轴箱与床身拼装。 1)床鞍移动对主轴轴线的平行度误差在垂直面内不大于0.03mm，在水平面内不大于0.015mm。,第五节 卧式车床的修理,图7-58 主轴轴线平行度测量,2)主轴轴线的偏斜方向只允许心轴伸进端向上和向前偏斜，,第五节 卧式车床的修理,检测方法如图7-58所示。 5.进给箱部

46、件的修理,10hn7a4.eps,第五节 卧式车床的修理,图7-60 丝杠轴向窜动的测量与修复 a)丝杠联接轴轴向窜动测量 b)刮研丝杠法兰,6.溜板箱部件的修理 (1)丝杠传动机构的修理 丝杠传动机构主要由传动丝杠、开合螺母、开合螺母体及溜板箱安装控制部分组成。 1)开合螺母体及溜板箱导轨的修理。,第五节 卧式车床的修理,图7-61 燕尾导轨补偿量测量 a)开合螺母修复补偿量的测量 b)溜板箱的找正,2)开合螺母体及溜板箱燕尾导轨的刮研。,第五节 卧式车床的修理,图7-62 溜板箱燕尾导轨的刮研, 刮研溜板箱体导轨，用小平板配刮导轨平面1(见图7-62)，,第五节 卧式车床的修理,用专用角度

47、底座配刮导轨面2，刮研时要用直角弯尺测量导轨表面1、2对溜板箱结合面垂直度，要求为：导轨表面1、2对溜板箱结合面垂直度误差在200mm测量长度上不大于0.080.1mm；导轨面与研具间的接触点达到均匀即可。 刮研开合螺母体，刮研时首先车制一实心的螺母坯，其外径与螺母体配合，并用螺钉与开合螺母体装配好，然后将开合螺母体与溜板箱导轨面配刮，要求两者间的接触精度不低于810点/25mm25mm，用心轴检验螺母体轴线与溜板箱结合面的平行度，误差控制在200mm测量长度上不大于0.080.10mm，然后配刮调整垫片。 3)重新加工开合螺母。,第五节 卧式车床的修理,(2)纵、横向机动进给操纵机构的修理

48、图7-63所示为CA6140型卧式车床纵向、横向机动进给操纵机构，其功用是实现床鞍的纵向快慢速运动和中滑板的横向快慢速运动的操纵和转换。,图7-63 CA6140型卧式车床纵向、横向机动进给操纵机构 1手柄 2轴销 3手柄座 4、9球头销 5、7、23轴 6手柄 8弹簧销 10、15拨叉轴 11、20杠杆 12连杆 13凸轮 14、18、19圆销 16、17拨叉 21销轴 22凸轮,第五节 卧式车床的修理,(3)安全离合器的修理 安全离合器如图7-64所示，由超越离合器M6和安全离合器M7组成。,图7-64 安全离合器 1拉杆 2锁紧螺母 3调整螺母 4超越离合器的星轮 5安全离合器左半部 6

49、安全离合器右半部 7弹簧 8圆销 9弹簧座 10蜗杆,第五节 卧式车床的修理,(4)光杆传动机构的修复 光杆传动机构由光杆、传动滑键和传动齿轮组成。 7.尾座部件的修理,图7-65 尾座部件装配图 1尾座垫板 2尾座体 3顶尖套筒 4丝杠 5手轮 6锁紧机构 7压紧机构,第五节 卧式车床的修理,(1)尾座体孔的修理 由于顶尖套筒承受径向载荷并经常处于夹紧状态下工作，容易引起尾座体孔的磨损与变形，使尾座体孔口呈椭圆形及喇叭形。,图7-66 研磨棒结构,(2)尾座顶尖套筒的修理 尾座体孔修磨后，必须配制相应的顶尖套筒才能保证两者间的配合精度。,第五节 卧式车床的修理,(3)尾座垫板导轨的修复 尾座

50、垫板导轨的磨损，直接影响尾座顶尖套筒轴线与主轴轴线高度方向的尺寸链，使车床加工轴类零件时圆柱度超差。 (4)尾座部件与床身导轨的拼装 在刮研尾座底板导轨时，除了补偿高度尺寸外，还要检验尾座安装后，顶尖套筒轴线对床身导轨的平行度测量方法如图7-67所示；顶尖套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度测量方法如图7-68所示。,图7-67 顶尖套筒轴线对床身导轨的平行度测量,第五节 卧式车床的修理,图7-68 顶尖套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度测量,第五节 卧式车床的修理,1)主轴锥孔轴线和尾座顶尖套筒锥孔轴线对床身导轨的等高度误差不大于0.06mm，只允许尾座端高，测量方法如图7-69所示。,图7-69 主

51、轴锥孔轴线和尾座顶尖套筒锥孔 轴线对床身导轨的等高度测量,第五节 卧式车床的修理,2)溜板移动对尾座顶尖套筒伸出方向的平行度误差，在100mm测量长度上，上母线不大于0.03mm，侧母线不大于0.01mm。 3)溜板移动对尾座顶尖套筒锥孔轴线的平行度误差，在100mm测量长度上，上母线和侧母线都不大于0.03mm。 8.车床的总装配 (1)溜板箱和齿条的安装 安装溜板箱时，主要调整床鞍与溜板箱之间横向传动齿轮副的中心距，如图7-70所示，使齿轮副正确啮合。,图7-70 床鞍与溜板箱横向传动齿轮的安装,第五节 卧式车床的修理,(2)丝杠和光杆的安装 在丝杠安装时，要先调整进给箱、溜板箱和托架三支

52、承件的同轴度。,图7-71 丝杠孔同轴度测量 1、3、4检验心轴 2专用表座,第五节 卧式车床的修理,图7-72 车床丝杠的轴向窜动的测量,四、车床的试车与验收,第五节 卧式车床的修理,车床修理完毕，需进行机床运转试验、机床几何精度检验和机床工作精度试验。 (1)车床空运转试验 车床的空运转试验主要是检验机床各运动件是否运转灵活，紧固件是否紧固牢靠，结合面是否符合要求，各手柄是否操作轻便灵活等。 1)固定结合面应紧密贴合，用0.03mm塞尺检验时应插不进去，滑动导轨的表面用涂色法检验，除达到接触斑点要求外，还要用0.03mm塞尺检验，在端部插入深度20mm。 2)从低速开始依次运转主轴的所有转

53、速，进行主轴空运转试验，在高速时运转时间不得少于半小时。 3)在主轴空运转试验时，主轴箱中润滑油面不得低于油标线，液压泵供油润滑时，供油量要充分。,第五节 卧式车床的修理,4)尾座部件的顶尖套筒由套筒孔最内端伸出至最大长度时，无不正常的间隙和滞塞现象，手轮转动轻便，顶尖套筒夹紧装置操作灵活可靠。 5)床鞍与刀架部件在空运转试验时，要达到床鞍在床身导轨上移动平稳，中、小滑板在其燕尾导轨上移动平稳，塞铁、压板调整松紧适当。 6)进给箱输出的各种进给量应与转换手柄标牌指示的数值相符。 7)溜板箱各控制手柄转换灵活准确，无卡阻现象，纵横向快速进给运动平稳。 8)带传动装置调节适当，四根V带松紧一致。

54、9)电气设备控制准确可靠，电动机转向正确。,第五节 卧式车床的修理,(2)车床几何精度试验 车床几何精度检验主要按GB/T 40201997要求的主要检验项目检验，其检验项目的方法及要求的精度指标可参考上述标准。 (3)车床工作精度试验 车床工作精度试验是检验车床动态工作性能的主要方法。 1)精车外圆试验。 2)精车端面试验。 3)精车螺纹试验。 4)切断试验。 五、车床常见故障及排除方法 车床经大修以后，在工作时往往会出现故障，车床常见故障及排除方法见表75。,第五节 卧式车床的修理,表7-5 车床常见故障及排除方法,第五节 卧式车床的修理,表7-5 车床常见故障及排除方法,第五节 卧式车床

55、的修理,(1)主轴轴承间隙过大 (2)主轴轴颈的椭圆度过大 (3)主轴轴承磨损 (4)主轴轴承(套)的外径(环)有椭圆，或主轴箱体轴孔有椭圆，或两者的配合间隙过大 (1)调整主轴轴承的间隙 (2)修理后的主轴轴颈没有达到要求，这一情况多数反映在采用滑动轴承的结构上。 (3)刮研轴承，修磨轴颈或更换滚动轴承 (4)主轴箱体的轴孔修整，并保证它与滚动轴承外环的配合精度 (1)溜板箱的纵向进给小齿轮与齿条啮合不正确 (2)光杆弯曲，或光杆、丝杠、操纵杆等三孔不在同一平面上,第五节 卧式车床的修理,(3)溜板箱内某一传动齿轮(或蜗轮)损坏或由于节径振摆而引起的啮合不正确 (4)主轴箱、进给箱中的轴弯曲

56、或齿轮损坏 (1)如波纹之间距离与齿条的齿距相同时，这种波纹是由齿轮与齿条啮合引起的，设法应使齿轮与齿条正常啮合 (2)这种情况下只是重复出现有规律的周期波纹(光杆回转一周与进给量的关系)。 (3)检查与校正溜板箱内传动齿轮，遇有齿轮(或蜗轮)已损坏时必须更换 (4)校直转动轴，用手转动各轴，在空转时应无轻重现象 (1)主轴上的传动齿轮齿形不良或啮合不良 (2)主轴轴承的间隙太大或太小,第五节 卧式车床的修理,(3)主轴箱上的带轮外径(或带槽)振摆过大 (1)出现这种波纹时，如波纹的头数(或条数)与主轴上的传动齿轮齿数相同，就能确定。 (2)调整主轴轴承的间隙 (3)消除带轮的偏心振摆，调整它

57、的滚动轴承的间隙 (1)主轴滚动轴承的滚道磨损 (2)主轴轴向游隙太大 (3)主轴的滚动轴承外环与主轴箱孔有间隙 (4)用卡盘夹持工件切削时，因卡爪呈喇叭孔形状而使工件夹紧不稳 (5)四方刀架因夹紧刀具而变形，结果其底面与上刀架底板的表面接触不良,第五节 卧式车床的修理,(1)更换主轴的滚动轴承 (2)调整主轴后端推力球轴承的间隙 (3)修理轴承孔达到要求 (4)产生这种现象时可以改变工件的夹持方法，即用尾座支承住进行切削，如乱纹消失后，即可肯定是由于卡盘法兰的磨损所致，这时可按主轴的定心轴颈及前端螺纹配制新的卡盘法兰。 (5)在夹紧刀具时用涂色法检查方刀架与小滑板结合面接触精度，应保证方刀架

58、在夹紧刀具时仍保持与它均匀地全面接触，否则用刮研修正 (6)上、下刀架(包括床鞍)的滑动表面之间间隙过大 (7)进给箱、溜板箱、托架的三支承不同轴，转动有卡阻现象 (8)使用尾座支承工件切削时，顶尖套筒不稳定,第五节 卧式车床的修理,(6)将所有导轨副的塞铁、压板均调整到合适的配合，使移动平稳、轻便，用0.04mm塞尺检查时插入深度应小于或等于10mm，以克服由于床鞍在床身导轨上纵向移动时，受齿轮与齿条及切削力的颠覆力矩而沿导轨斜面跳跃一类的缺陷 (7)修复床鞍倾斜下沉 (8)检查尾座顶尖套筒与轴孔及夹紧装置是否配合合适，如轴孔松动过大而夹紧装置又失去作用时，修复尾座顶尖套筒达要求 (1)床身导轨在固定的长度位置上有碰伤、凸痕等 (2)齿条表面在某处凸出或齿条之间的接缝不