機械式雙軸轉(zhuǎn)臺的裝配

■ 沈陽機床（集團）有限責任公司 （遼寧 110142） 徐吉存 陳洪軍 羅和平 化春雷

機械式雙軸擺臺由我公司設(shè)計研究院設(shè)計制造，具有A、C雙軸結(jié)構(gòu)，其中A軸為擺動軸，C軸為回轉(zhuǎn)軸。其工作臺尺寸為φ400mm，A軸轉(zhuǎn)速為35r/min，C軸轉(zhuǎn)速為41r/min，產(chǎn)品定位精度要求±5″，重復(fù)定位精度4″。本文的主要內(nèi)容為PCT40轉(zhuǎn)臺的主要裝配過程。

1. C軸部裝配

C軸的主要組成部分為C軸箱體、工作臺和凸輪機構(gòu)。其動力來源為西門子伺服電動機，通過傳動齒輪傳遞到凸輪桿上，再由凸輪桿傳遞到凸輪軸軸上，凸輪軸帶動與其連接的工作臺轉(zhuǎn)動，工作臺的回轉(zhuǎn)范圍為360°。C軸部裝配結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由于轉(zhuǎn)臺的動力由齒輪結(jié)構(gòu)及凸輪結(jié)構(gòu)傳遞，在傳遞過程中勢必要造成功率損失。為了降低電動機功率損耗，必須要消除傳動齒輪間隙、凸輪軸與凸輪桿間隙。

圖 1

（1）凸輪結(jié)構(gòu)間隙調(diào)整：①利用軸承加熱工具加熱軸承，并將其安裝于凸輪桿兩端。②在軸孔內(nèi)安裝軸承座，將裝有軸承的凸輪桿裝入軸承座，安裝壓蓋。③安裝凸輪軸，凸輪軸通過滾針與凸輪桿接觸。④調(diào)整凸輪結(jié)構(gòu)間隙，在滾針上涂抹紅丹粉，旋轉(zhuǎn)凸輪軸使涂有紅丹粉滾針與凸輪桿接觸。觀察滾針與凸輪桿接觸率，保證每in2（1in＝0.025 4m）接觸點不少于10點。其中軸承座件為偏心結(jié)構(gòu)，可旋轉(zhuǎn)調(diào)整凸輪桿位置。通過端面標記確定兩端軸承座處于同一偏心側(cè)，與調(diào)整軸連接，旋轉(zhuǎn)延長軸帶動軸承座轉(zhuǎn)動，凸輪桿隨之轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)對凸輪桿位置的調(diào)整。通過數(shù)次微調(diào)，凸輪桿與滾針接觸率可滿足要求。

(2)傳動齒輪間隙調(diào)整：①在電動機輸出端、凸輪桿輸入端依次安裝齒輪。②將調(diào)節(jié)齒輪安裝于偏心蓋上，利用偏心蓋的偏心結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)改變調(diào)節(jié)齒輪位置，使調(diào)節(jié)齒輪與電動機輸出端齒輪、凸輪桿輸入端齒輪緊密結(jié)合，實現(xiàn)消除傳動齒輪間間隙的作用。C軸部傳動結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2. A軸部裝配

圖 2

A軸的主要組成部分為A軸箱體、凸輪機構(gòu)及A軸支撐。其動力傳動結(jié)構(gòu)與C軸部相同，同樣是依靠齒輪及凸輪結(jié)構(gòu)傳動。A軸的擺動范圍為－120°到＋120°。A軸的安裝過程主要包括電動機的安裝、凸輪桿的安裝和凸輪軸的安裝，其中關(guān)于凸輪結(jié)構(gòu)的間隙調(diào)整、傳動齒輪間間隙調(diào)整與C軸裝配過程中調(diào)試方法相同。

3. A、C軸組裝

A軸軸心位置調(diào)整。豎直方向：將A軸箱體、A軸支撐部放置于同一基準平臺上，利用精度為μm的高度尺分別測量A軸箱體上凸輪軸軸孔的最高點H1與最低點H2（見圖3），記錄數(shù)值，根據(jù)所得數(shù)值求平均值H＝（H1＋H2）/2，H即為A軸箱體軸心高度。然后用高度尺測量A軸支撐軸孔的最高點h1與最低點h2（見圖4），記錄數(shù)值，根據(jù)所得數(shù)值做和求平均值h＝（h1＋h2）/2，h即為A軸箱體軸心高度。計算H與h的差值a，根據(jù)所求a值修磨A軸支撐側(cè)調(diào)整墊，使A軸支撐側(cè)軸心與A軸箱體側(cè)軸心處于相同高度。要求a值＜0.01mm。

圖3 A軸箱體軸心位置測量

圖4 A軸支撐側(cè)軸心位置測量

左右方向：在基準平臺上組裝A軸箱體、C軸箱體和A軸支撐（見圖5）。轉(zhuǎn)動A軸，使C軸工作臺臺面處于與垂直位置。以基準平臺正面為基準由左至右在工作臺臺面上拉千分表，記錄表位于左右兩端的讀數(shù)差值，并標記方向。利用A軸支撐與C軸箱體連接處聯(lián)接法蘭的螺紋間隙，微調(diào)A軸支撐在左右方向的位置，調(diào)整后重復(fù)拉表動作，觀察示數(shù)變化，要求兩端讀數(shù)差值＜0.01mm 。

圖5 A、C軸組裝圖

4. A、C軸定位精度檢測

利用激光干涉儀分別測量A、C軸定位精度，重復(fù)定位精度。通過對控制系統(tǒng)進行補償，使A、C軸定位精度、重復(fù)定位精度滿足使用要求。

5. 結(jié)語

PTC機械式雙軸轉(zhuǎn)臺為五軸加工中心的重要功能部件，可應(yīng)用于我單位自行設(shè)計制造的五軸加工中心。它的成功試制，可解決我單位在轉(zhuǎn)臺類功能部件上對國外產(chǎn)品的依賴，提升自身產(chǎn)品的競爭性。

[1] 王先逵.機械制造工藝學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.