有關(guān)機床產(chǎn)品的裝配工藝設(shè)計

劉洋

摘 要：裝配是最終體現(xiàn)設(shè)計意圖的手段，但是同樣的設(shè)計在不同的裝配人員和裝配工藝下，性能卻相差很大。本文將針對數(shù)控車床的產(chǎn)品裝配進行了分析研究，并重點介紹了如何選配軸承，如何安裝鎖緊軸承，且由此制定了科學(xué)合理的裝配工藝。

關(guān)鍵詞：機床產(chǎn)品；裝配工藝；選配軸承

制定裝配工藝規(guī)程的任務(wù)是根據(jù)產(chǎn)品圖樣、技術(shù)要求、驗收標準和生產(chǎn)綱領(lǐng)、現(xiàn)有生產(chǎn)條件等原始資料，確定裝配組織形式；劃分裝配單元和裝配工序；擬定裝配方法；包括計算時間定額，規(guī)定工序裝配技術(shù)要求及質(zhì)量檢查方法和工具，確定裝配過程中裝配件的輸送方法及所需設(shè)備和工具，提出專用夾具的設(shè)計任務(wù)書，編制裝配工藝規(guī)程文件等。裝配是把許多個機械零件按技術(shù)要求聯(lián)接或固定起來，以保持正確的相對位置和相互關(guān)系，成為具有一定性能指標的機械。機械修理后質(zhì)量的好壞，與裝配質(zhì)量的高低有密切關(guān)系。裝配工藝是一個和復(fù)雜、很細致的工作。即使有高質(zhì)量的零件，若裝配工藝不當，輕則機械的性能達不到要求，造成返工，重則造成機械或人身事故。所以，應(yīng)嚴格按照裝配的技術(shù)要求進行工作。

1.裝配工藝基本要求

裝配時應(yīng)注意裝配方法與順序，注意采用合適的工具及設(shè)備，遇到有裝配困難的情況，應(yīng)分析原因，排除障礙，禁止亂敲猛打。過盈配合件裝配時，應(yīng)先涂潤滑油脂，以利裝配和減少配合表面的磨損。裝配時，應(yīng)核對零件的各種安裝記號，防止裝錯。對某些裝配技術(shù)要求，如裝配間隙、過盈量（緊度）、靈活度、嚙合印痕等，應(yīng)邊安裝邊檢查，并隨時進行調(diào)整，避免裝后返工。旋轉(zhuǎn)的零件，檢修后由于金屬組織密度不均、加工誤差、本身形狀不對稱等原因，可能使零部件的重心與旋轉(zhuǎn)中心發(fā)生偏移。在高速旋轉(zhuǎn)時，會因重心偏移而產(chǎn)生很大的離心力，引起機械振動，加速零件磨損，嚴重時可損壞機械。所以在裝配前，應(yīng)對旋轉(zhuǎn)零件按要求進行靜平衡或動平衡試驗。合格后方能允許裝配。對運動零件的摩擦面，均應(yīng)涂以潤滑油脂，一般采用與運轉(zhuǎn)時所用的潤滑油相同。油脂的盛具須清潔加蓋，不使沙塵進入。所有附設(shè)之鎖緊制動裝置，如開口銷、彈簧墊圈、保險墊片、制動鐵絲等，必須按機械原定要求配齊，不得遺漏。墊圈安放數(shù)量，不得超過規(guī)定。開口銷、保險墊片及制動鐵絲，一般不準重復(fù)使用。為了保證密封性，安裝各種襯墊時，允許涂抹機油。所有皮質(zhì)的油封，在裝配前應(yīng)浸入60℃的機油與煤油各半的混合液中5～8分鐘，安裝時可在鐵殼外圍或座圈內(nèi)涂以新白漆。裝定位銷時，不準用鐵器強迫打入，應(yīng)在其完全適當?shù)呐浜舷?，輕輕打入。每一部件裝配完畢，必須仔細檢查和清理，防止有遺漏和未裝的零件。防止將工具、多余零件密封在箱殼之中造成事故。

2.主軸裝配工藝研究

2.1軸承的選擇和配對

由于每個加工件實際尺寸都不一致，由軸承廠商提供的軸承尺寸也會不一致。如果任意選取零件進行組合會有各種難以預(yù)料的情況發(fā)生：有些軸承會過盈量太大，造成滾道變形嚴重而運轉(zhuǎn)中異常發(fā)熱而損毀；有些軸承內(nèi)外圈與主軸或箱體會出現(xiàn)不應(yīng)有的間隙，會造成本應(yīng)固定的內(nèi)外圈產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動滑移，而影響精度和剛性、甚至使用壽命。因此必須合理選用配對零件，以保證裝配體足夠的剛性和精度?？紤]軸承的配對，必須考慮相關(guān)零件受熱后尺寸的變化。材料受熱變化率——線膨脹系數(shù)就是考量零件受熱尺寸變化的主要參數(shù)。線膨脹系數(shù)是指材料每升高一攝氏度單位長度的變化率，對于直徑為D的零件，其直徑隨溫度的變化為：δD=δC/π=δC×π×D/π=ζ×D

其中：δD為直徑的變化值，δC為周長的變化值，δC為材料的線膨脹系數(shù)，D為材料直徑。由于主軸和軸承線膨脹系數(shù)基本一致，這樣，主軸正常溫升（25℃）后也能保證軸承與主軸始終保證適量過盈而不至于產(chǎn)生相對滑動。

2.2前軸承的安裝

前軸承與主軸過盈配合，為最小化對軸承精度的影響，推薦采用熱套安裝?？梢圆捎脤Ｓ秒姼袘?yīng)軸承加熱器對軸承進行無損加熱。加熱溫度的確定，由于主軸最大徑向跳動為0.003mm，軸承內(nèi)圈最大徑向跳動為0.005mm，最大裝配過盈量為0.004mm?？紤]到實際零件尺寸檢測誤差、圓度誤差、安裝過程中軸承冷卻尺寸縮小及其他不可預(yù)測的因素，為了避免軸承安裝過程中的困難，可將軸承加熱至比理論需求溫度高20～30℃。因此加熱設(shè)定溫度確定為60℃.軸承加熱過程中，將主軸垂直放置，并套上前端壓蓋，然后在主軸表面上薄薄地涂抹一層潔凈的潤滑油脂，將加熱好的軸承輕輕套上主軸。為避免熱裝后的軸承在冷卻過程中寬度方向的收縮，而造成軸承內(nèi)圈和主軸軸肩產(chǎn)生間隙，套上軸承后可用隔套輕輕壓緊軸承內(nèi)圈，并保持至軸承冷卻到室溫，然后緩緩轉(zhuǎn)動隔套，找到合適角度，以保證隔套后端跳動最小。

2.3后軸承的安裝

由于主軸箱與軸承外圈是間隙配合，因此安裝相對容易。當然，如果條件允許，也可以將箱體加熱。烘箱、大功率鹵素燈和工業(yè)用電吹風等都比較容易實現(xiàn)主軸箱體的加熱?？紤]實際操作的方便，加熱溫度不宜過高，以手能觸碰為準，一般40℃左右即可。然后在主軸箱內(nèi)壁均勻涂滿薄薄一層潔凈潤滑防銹油脂，將已經(jīng)預(yù)裝好的主軸、前軸承及隔套輕輕插入箱體內(nèi)，直至前軸承完全進人箱體內(nèi)孔。從包裝中取出后軸承，輕輕套上主軸，然后固定螺桿前端，用扳手輕輕旋緊后端螺母，直至感覺明顯阻力，說明軸承已經(jīng)到達安裝位置。設(shè)計工裝時，要確保壓套只能壓住軸承內(nèi)圈，并盡可能減輕工裝重量。為保證更好的旋轉(zhuǎn)精度，應(yīng)注意：主軸在前期檢查時已經(jīng)標定了最大跳動誤差點，而軸承內(nèi)圈側(cè)面也由軸承制造商標有徑向跳動最大位置的記號“O”。因此在安裝前后軸承時都應(yīng)該確保兩處標記正好處在相反的位置上。

3.結(jié)束語

本文就主軸的裝配工藝進行了分析，并就主軸裝配工藝進行了詳細介紹。主軸的設(shè)計千差萬別，但是軸承的選配原則基本一致，因此該選配原則同樣適用于其他主軸裝配。

參考文獻：

[1]張博洋，數(shù)控機床在安裝系統(tǒng)的問題分析[J]，企業(yè)文化，2014

[2]李兆祥，數(shù)控機床主軸安裝過程的技術(shù)探究[J]，機床與液壓，2013