淺談主軸套筒的修理與裝配

張靜 趙敏 楊光明

摘 要： 本文介紹了坐標(biāo)鏜床的概況，重點(diǎn)對(duì)主軸套筒上下進(jìn)給過(guò)緊、爬行、精度差等故障的修理過(guò)程和解決問(wèn)題的方法做詳細(xì)說(shuō)明。

關(guān)鍵詞： 主軸；套筒；裝配

精密光學(xué)四坐標(biāo)鏜床是一臺(tái)70年代進(jìn)口設(shè)備，其工作臺(tái)、主軸箱等移動(dòng)部件配有精密坐標(biāo)測(cè)量裝置，能實(shí)現(xiàn)工件和刀具的精密定位。該機(jī)床主要用來(lái)加工夾具（鉆模、鏜模、）及零件上用精密孔距要求的孔，也可以用做樣板的精確劃線、中心距測(cè)量和其他直線性尺寸的檢驗(yàn)等，是公司加工精密零件的專用設(shè)備。由于該設(shè)備多年使用，造成關(guān)鍵部位主軸套筒上下進(jìn)給過(guò)緊、爬行、精度差等故障，嚴(yán)重影響了零部件的生產(chǎn)加工任務(wù)，及時(shí)解決故障，顯得尤為重要。

一、故障現(xiàn)象

1.主軸套筒上下進(jìn)給時(shí)運(yùn)動(dòng)爬行

2.加工孔的表面粗糙度不符合要求

3.主軸進(jìn)給不穩(wěn)定

二、故障原因分析及修理要求

（一）故障產(chǎn)生原因如下：

1.由于密封不嚴(yán)進(jìn)入雜物，使主軸套筒與主軸箱體孔間的配合間隙不均勻，使主軸進(jìn)給出現(xiàn)不規(guī)則的變化；

2.主軸套筒上的齒條與齒輪嚙合狀況不良，嚙合過(guò)緊或者有毛刺使主軸進(jìn)給出現(xiàn)爬行；

3.潤(rùn)滑油選擇不當(dāng)，潤(rùn)滑不良致使半干摩擦產(chǎn)生爬行；

4.由于主軸軸承使用多年致使?jié)櫥涣技皳p壞造成發(fā)熱，使運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)；

5.主軸套筒與主軸箱體被拉毛造成進(jìn)給不穩(wěn)定。

（二）修理要求如下

1.主軸套筒上下運(yùn)動(dòng)無(wú)阻滯，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)爬行；

2.裝配完畢后，主軸套筒對(duì)工作臺(tái)面的垂直度要求0.008/300 mm；

3.主軸套筒外圓尺寸與主軸箱體孔配合間隙為0.005-0.007mm之間；

4.主軸套筒旋轉(zhuǎn)中心對(duì)工作臺(tái)工作面的垂直度要求0.01/400mm；

5.修配后主軸套筒內(nèi)孔工作表面橢圓度、錐度在0.002mm；

6.主軸軸承潤(rùn)滑狀況良好；

7.修去齒條上的毛刺，控制齒條與齒輪的嚙合側(cè)隙在0.05mm-0.1mm之間。

三、對(duì)主軸套筒故障修復(fù)的方法和步驟

由于精密機(jī)床對(duì)環(huán)境要求很高，只能在精鏜車間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修理，首先分解主軸箱并將套筒和主軸箱孔、齒輪和齒條進(jìn)行清洗，并用綢布擦拭，對(duì)其用外徑千分尺和內(nèi)徑千分表檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)主軸套筒和主軸箱孔內(nèi)研傷，主軸軸承也存在問(wèn)題。

1.對(duì)主軸套筒的修理方法

1）外圓的修理：

主軸套筒外圓修理時(shí)先檢測(cè)精度做好記錄，應(yīng)配置兩根芯軸，對(duì)芯軸要求非常嚴(yán)格，其中一個(gè)芯軸按套筒上的錐度配置，另一個(gè)芯軸尺寸應(yīng)精確的根據(jù)套筒內(nèi)孔的尺寸配置，其配合間隙根據(jù)工作長(zhǎng)度的不同保持在0—0.005mm范圍內(nèi)，過(guò)緊配合會(huì)使磨削后的套筒外圓在去除芯軸處的尺寸變小，過(guò)松的配合則會(huì)使套筒磨削時(shí)與芯軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。需要在套筒兩端插入芯軸，磨削時(shí)，芯軸上的凸肩是磨削加工時(shí)作為檢驗(yàn)基面用的。為此，需要一次定位磨出，芯軸插入套筒并頂在頂針間后，便可檢查套筒外圓處的跳動(dòng)，如果堵塞凸肩外圓跳動(dòng)不大于0.002mm，套筒外圓跳動(dòng)不大于0.01mm時(shí)，便可進(jìn)行套筒鍍鉻的磨削加工。然后去除芯軸，認(rèn)真清洗并進(jìn)行鍍鉻，鉻層的最大厚度在徑向?yàn)?.25—0.30mm。套筒外徑鍍鉻后，裝在芯軸上進(jìn)行半精磨，此時(shí)，芯軸的中心孔仔細(xì)的研磨。外圓是加工和檢查內(nèi)孔的基礎(chǔ)，要求橢圓度在0.002mm內(nèi)，光潔度達(dá)V11以上。

2）內(nèi)孔的修理：

a.當(dāng)軸承外環(huán)工作表面磨損很輕時(shí)，可以直接用可調(diào)節(jié)的石磨器進(jìn)行研磨，已恢復(fù)其本身的幾何精度及與另一孔的同心度。

b.當(dāng)軸承外環(huán)工作表面磨損較嚴(yán)重時(shí)，仍然不需要從套筒內(nèi)卸下軸承外環(huán)，此時(shí)應(yīng)以修磨后外套筒外徑為基準(zhǔn)，先對(duì)外環(huán)工作表面進(jìn)行研磨加工，再按上法進(jìn)行研磨。

c.當(dāng)軸承環(huán)表面出現(xiàn)裂紋，退火燒傷等嚴(yán)重缺陷時(shí)，才需要更換新的軸承外環(huán)，并進(jìn)行磨加工和研磨。

2、主軸與套筒裝配技術(shù)

主軸與套筒在裝配后及精磨套筒外圓前，應(yīng)先檢查套筒外圓跳動(dòng)量及其穩(wěn)定性，在確定裝配質(zhì)量良好的情況下，再往軸承填滿凡士林油，堵上套筒上個(gè)小孔，以防止磨削和灰塵進(jìn)入。此外，套筒外圓如有安裝齒條外長(zhǎng)槽時(shí)，應(yīng)在槽中鑲上工藝鍵。以確保磨削后外圓真圓度，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）套筒內(nèi)孔的幾何精度和同心度，以及工作端面對(duì)中心線的垂直度超差。

2）鎖緊螺母工作端面對(duì)中心不垂直。

3）主軸軸頸的幾何精度和同心度超差。

4）墊圈兩端面不平行。

5）主軸與軸承的配合間隙，或軸承的預(yù)加負(fù)荷數(shù)值等。

3、對(duì)主軸箱孔修理

在研磨主軸箱孔時(shí)應(yīng)配合研磨棒選用圓柱鑄鐵研磨棒進(jìn)行研磨。每組研磨棒由三根組成，精研時(shí)用帶直槽的圓柱研磨棒，精研用的帶油槽的圓柱研磨棒。拋光用外圓光滑圓柱研磨棒，各研磨之間的直徑間隙為0.005～0.008mm，研磨棒的長(zhǎng)度應(yīng)較所研磨孔的長(zhǎng)度長(zhǎng)出150mm，為防止主軸箱孔在研磨過(guò)程中其兩端可能產(chǎn)生喇叭現(xiàn)象。我采用對(duì)研磨棒在平板上進(jìn)行強(qiáng)制滲嵌研磨材料的方法，可以比較均勻的研磨劑涂抹在研磨棒上，研磨時(shí)選用20～40微米的炭化硅粉，精研時(shí)選用細(xì)TOH膏，粗研箱孔時(shí)，用煤油滲入部分定子油作研磨液；精研時(shí)，用煤油和汽油混合液作研磨液。

4、裝配過(guò)程和步驟

在以上工序完成后，裝配前要仔細(xì)用汽油全面清洗，再用外徑千分尺和內(nèi)徑千分表測(cè)量做好記錄，并對(duì)主軸頭、主軸套孔和傳動(dòng)套的內(nèi)孔推拉桿鏈條進(jìn)行徹底清洗，清洗時(shí)要用綢布，一定要保持清潔，特別是主軸套筒、主軸箱孔。再用軟皮毛物在主軸套筒表面均勻地一層MOLYKOT-G涂料。裝配時(shí)，不能戴手套，先把橫梁升到上極限位，把主軸套筒放在大約4cm厚的板上，對(duì)準(zhǔn)主軸箱，一定要保證垂直，使其能直接接觸，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)很大的阻力。將鏈條一端插入套筒槽并用掛銷夾住，給套筒、主軸、箱孔加注少量的機(jī)油進(jìn)行潤(rùn)滑。同時(shí)小心的搖手柄使橫慢慢的放下，使主軸套筒上的齒條與傳動(dòng)軸推拉桿上的齒輪嚙合好，再把鏈條另一端與配重接上，主軸套筒便可以升起。然后再安裝主軸套筒鎖緊裝置和刮油器套等其他零部件。安裝完成后，對(duì)機(jī)床進(jìn)行檢測(cè)，以保證原精度，特別是修理后的主軸、主軸套筒的精度。因?yàn)檫@是整個(gè)機(jī)床的關(guān)鍵，做好記錄以備以后檢測(cè)用。

四、修理后的效果

坐標(biāo)鏜床HYDROPTIC-7A經(jīng)修理后恢復(fù)了機(jī)床的使用性能，也保證了各項(xiàng)精度要求，達(dá)到良好的運(yùn)行狀態(tài)，使其能充分發(fā)揮機(jī)床的經(jīng)濟(jì)效益和價(jià)值。為此得到了公司領(lǐng)導(dǎo)和操作人員的一致好評(píng)，在生產(chǎn)高新工程精密零部件加工中零件一次性檢驗(yàn)合格率達(dá)到100%，而且較之以前在也提高了生產(chǎn)效率，為生產(chǎn)加工做出巨大貢獻(xiàn)。

總之，在此次故障排除過(guò)程中，不僅積累了豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，還學(xué)到了新的維修技術(shù)，也使我認(rèn)識(shí)到，隨著工業(yè)社會(huì)的發(fā)展，加工技術(shù)的不斷更新，對(duì)維修人員的技術(shù)能力也越來(lái)越高，只有不斷學(xué)習(xí)新的維修技術(shù)，才能使自己適應(yīng)高速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)。