液壓裝置在機床裝配中的應用

劉文平+李玉蘭+張娜+張麗

摘 要 機械裝配質(zhì)量的好壞，直接決定將來機床的加工精度和使用壽命。設計和研發(fā)一種裝配設備，能保證零部件安裝時不破壞零件的表面粗糙度和精度，也能保證裝配質(zhì)量，還能保證主軸的旋轉(zhuǎn)精度和垂直度。該裝配設備在生產(chǎn)中具有實際意義。

關鍵詞 裝配工藝；液壓裝置；過盈裝配

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）20-0026-03

Abstract The qualiy of mechanical equipment determines the machi-ning accuracy and lifespan of machine tools. Therefore， a hydraulic device is designed and developed to ensure the assembly quality ofmachine tools and the rotation accuracy and perpendicularity of theirspindles by avoiding doing any damage to the roughness and preci-sion of their components installed. This kind of device is practical inmanufacturing.

Key words assembly process； hydraulic equipment； interference assembly

1 前言

數(shù)控機床的運行質(zhì)量保證，取決于機床功能的完善、完美的人機設計、機床零件的加工精度、安裝裝配精度及裝配技術工人的技能水平等方面。對于數(shù)控機床維修維護專業(yè)而言，最需要的是最后兩項，即“安裝裝配精度及裝配技術工人的技能水平”。同時，裝配工藝在數(shù)控機床設備維護和機械制造中占有很重要的地位。

為培養(yǎng)北京電子科技職業(yè)學院數(shù)控設備應用與維護專業(yè)學生具備裝調(diào)數(shù)控機床功能部件如主軸支撐和滾珠絲桿副支撐的專業(yè)技能，熟悉軸承的裝配方法，開發(fā)以學生為主體的實踐教學項目，以企業(yè)實際應用為背景，以實訓設備為依托，自始至終貫徹工學結(jié)合的理念，自行設計一套液壓教學裝置。

2 裝配工藝

零件裝配方法 零件裝配方法有以下4種。

1）互換法：對工件的加工精度要求高，但是裝配時效

率高。

2）選配法：可降低零件加工精度和加工成本，但是裝配效率低；對于裝配精度要求較高、又不能互換的零件。

3）修配法：需要預留修配余量，修配也影響裝配效率。

4）調(diào)整法：零件可按經(jīng)濟精度要求加工而獲得較高的裝配精度；適用于不同加工精度零件和裝配精度部件或總成。

軸承安裝方法 一般來說，機床上的軸承與軸之間都是用過盈配合來裝配的。軸承安裝方法通常有下面兩種。

1）壓入法：對于過盈配合的小型軸承，可用錘擊法、機械壓力方法將軸承壓裝到軸上或殼體中。

2）加熱法：對于尺寸較大的軸承或要求的過盈量較大時，利用熱脹冷縮的原理來安裝。

過盈裝配 軸和軸承的裝配、箱體和軸承的裝配、滾珠絲杠副和滾動軸承的裝配工藝，都屬于過盈配合連接。在一般的裝配過程中，常常采用人力的方法——“錘擊法”，用手錘敲擊，在被安裝軸的底面上放置軟金屬部件，通過人工錘擊，將軸承上面墊有色金屬（防止將軸承損壞）裝入到傳動軸里面，從而達到過盈裝配的目的。這種方法由于施力大小不均，在錘擊的過程中不能完全控制力度的強弱，對于某些有色金屬或者淬火的碳鋼材料制成的輪軸，可能會造成一定的損傷，從而損傷過盈裝配部件的協(xié)調(diào)性，因此具有一定的局限性。同時，錘擊需要技術積累才能準確，而且還勞動強度大，尤其是過盈量大的軸和軸承的裝配更是有過之。還有由于安裝人員的技術水平不一樣，裝配質(zhì)量也無法保證；再有是錘擊的軸類零件無法保證垂直度，影響機床加工精度和機床的位置精度。這種裝配方法只適用于低速、旋轉(zhuǎn)精度不高的簡單設備。

在數(shù)控機床機械維修實習中，常常需要把這些過盈裝配的零件拆下來，在經(jīng)過檢查和維修以后，再將過盈的配件裝配回去。由于孔徑小于軸徑，拆卸和裝配過程肯定存在一定的錯誤的操作，這樣直接會使過盈裝配的相關部件失去精度和垂直度，所以采取正確的拆卸和裝配方法才能保證過盈零件連接部分的穩(wěn)定性。

以上幾點充分說明，過盈裝配機械的質(zhì)量好壞，直接決定著將來機床的加工精度和運轉(zhuǎn)精度，所以需要設計和開發(fā)一種即能保證裝配時不損壞零件的表面和精度，也能保證裝配精度同時保證軸的旋轉(zhuǎn)精度、同軸度和垂直度的設備，完成這一任務。

為了解決當前過盈裝配質(zhì)量不符合安裝技術要求的問題，需要設計一套便捷的壓裝設備，并提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度，對改變現(xiàn)有的軸與軸承壓裝工藝具有現(xiàn)實意義。學生親自動手裝配過盈軸承，從中切身體會裝配精髓和要點。

3 液壓裝置

過盈連接的工作原理 過盈零件的通俗解釋，其實就是在零件裝配過程中，軸承里孔的直徑小于軸的直徑，工作時載荷就靠材料的變形產(chǎn)生的摩擦力來傳遞扭矩和動力。因此，在裝配過程中需要借助一定的外部力量，過盈零件的裝備是一種常見、對于機床運轉(zhuǎn)又很重要的零件配合手段，在機械設備的維護修理中用途很廣。

結(jié)構(gòu)與控制原理 根據(jù)現(xiàn)在的問題和技術條件，設計出一種液壓壓入裝置，如圖1所示。

液壓裝置制作簡單，加工成本低，安全性能好，具有操作簡單、容易掌握等特點。液壓傳動比機械傳動操控起來省力簡單，可提高生產(chǎn)率和裝配質(zhì)量。采用液壓傳動要比采用機械傳動的重量輕，在外形尺寸上也有縮小，平穩(wěn)性較好，可實現(xiàn)過載保護。所以通過比較最后選擇液壓傳動裝置來對過盈配合件進行安裝。

裝配時在軸承與液壓桿頭部根據(jù)軸承里孔的直徑，加工制作銅質(zhì)材料或鋁制材料作為壓制軸承與壓頭之間的介質(zhì)，軸承比一般機械零件制造精度要高，在裝配時有著精度的要求，如安裝有誤，就將會對軸承造成損害，無法完成軸承的使用功能和正常的使用壽命，隨之也容易使相關零件損壞。軸承所產(chǎn)生的事故幾乎都是因為軸承裝配不當和使用時不正確所造成，因此用該液壓裝置安裝軸承，壓入速度均勻、垂直度有保證、受力分布均布。這種正確的方法安裝與使用可以從根本上提高軸承的精度和使用壽命。

液壓裝置控制原理圖如圖2所示。換向閥控制液壓缸伸出退回動作，減壓閥可以調(diào)節(jié)軸承壓入力的大小，液控單向閥鎖緊液壓缸，防止自行下滑。

4 滾動軸承裝配原則

1）對軸、軸承的尺寸要根據(jù)國標檢測精度尺寸是否合格，觀察軸、軸承體有無毛刺和鐵屑，軸承的端面是否能和軸臺階完全接觸，如有，要用油磨石、細砂紙或干凈抹布等去除。裝配前要洗凈軸承，吹干后，上潤滑脂并做好防塵措施。

2）為避免在安裝時零件損傷和將來拆卸方便，在軸及軸承體的裝配表面應抹少量的潤滑油。壓入時，應使力均勻地分布于軸承內(nèi)、外圈的端面上，不要使力施加滾珠上和保持架上，同時用較軟金屬套直接接觸軸承端面，以免碰傷軸承，不能直接用碳鋼接觸軸和軸承體。

3）軸承安裝在軸上時要使內(nèi)環(huán)受力，如軸承安裝在箱體時，要使軸承外環(huán)受力。如果受力操作失誤，會使軸承軌道產(chǎn)生傷痕，造成噪音和剝離破損，使軸承壽命降低。因此，裝配時要使力量垂直且均勻受力于軸承端面，不可對軸承的滾珠和保持架施力。

4）軸承內(nèi)外套要同時安裝在箱體上或軸承支架上時，要使用墊板或適合的軟金屬套，使受力面同時在內(nèi)、外環(huán)上完成裝配。軸承壓入后，必須檢查滾動軸承的旋轉(zhuǎn)是否正常，并試運行檢驗。

5 結(jié)語

該手動液壓裝置的優(yōu)點包括：1）機架為整體焊接，強度高、壽命長，有效保障該裝置的安全性；2）工作臺裝置高度可以輕松調(diào)整；3）液壓缸具有防掉落功能，安全性有保障；4）壓力表可顯示液壓系統(tǒng)壓力，精度高，穩(wěn)定可靠；5）油管為耐高壓、密封性可靠，油管接口選用快速接頭；

6）腳踏式控制，可解放雙手更專注于對零件裝配的控制。

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