J1FCNCⅢ型數(shù)控車(chē)床大修方法

弋 博

（中國(guó)航發(fā)西安動(dòng)力控制有限責(zé)任公司，陜西西安 710077）

1 準(zhǔn)備工作

1.1 調(diào)整機(jī)床水平

大修機(jī)床就位后，先對(duì)其調(diào)整水平。用兩水平儀縱橫安放在機(jī)床橫滑板上，校正機(jī)床使其在縱向、橫向達(dá)到0.02/1000 mm。

1.2 精度預(yù)檢

檢查結(jié)果：主軸軸肩跳動(dòng)0.04 mm（允差0.02 mm），主軸軸向竄動(dòng)0.03 mm（允差0.01 mm），主軸徑向跳動(dòng)0.04 mm（允差0.01 mm），主軸錐孔徑向跳動(dòng)：近端0.04 mm（允差0.01 mm），遠(yuǎn)端0.04 mm（允差0.02 mm），主軸軸線和尾座軸線的等高0.08 mm（允差0.03mm，只允許尾座高），Z軸和X軸的垂直度-0.06 mm（允差0.02 mm，車(chē)端面只允許凹）。

2 導(dǎo)軌精度的修復(fù)

一般情況下，床身采用磨削加工或精刨，以提高生產(chǎn)效率并降低勞動(dòng)強(qiáng)度，也可以采用人工刮削方法。機(jī)床導(dǎo)軌采用“貼塑”工藝，即在導(dǎo)軌工作面粘貼佛塑料，同時(shí)在佛塑料軟帶上刻出油槽，以確保潤(rùn)滑效果，這樣處理的導(dǎo)軌摩擦系數(shù)低，具有很高的耐磨性，因?qū)к墑t都是經(jīng)過(guò)高頻淬火，所以摩擦主要發(fā)生在氟塑料上，維修時(shí)只需重新粘貼導(dǎo)軌上的氟塑料，再配刮研即可。

2.1 研點(diǎn)法

采用刮研法修整導(dǎo)軌直線度誤差時(shí)，大多采用研點(diǎn)法。刮研導(dǎo)軌時(shí)，導(dǎo)軌直線度誤差一般可以用平尺保證，導(dǎo)軌刮研時(shí)對(duì)點(diǎn)子的均勻程度有相對(duì)嚴(yán)格的要求，太少則接觸面不夠，縮短使用壽命，過(guò)多則整體面接觸，不能形成潤(rùn)滑油膜，負(fù)載變大，加劇磨損。

研點(diǎn)法檢測(cè)導(dǎo)軌直線度：在平尺表面涂一層很薄的藍(lán)粉，在被檢測(cè)導(dǎo)軌表面均勻涂一層很薄的紅粉，把平尺放在被檢測(cè)導(dǎo)軌面上，輕壓平尺并在軸的運(yùn)動(dòng)方向短距離來(lái)回推動(dòng)平尺進(jìn)行研點(diǎn)，觀察導(dǎo)軌上藍(lán)色點(diǎn)的分布情況，進(jìn)行刮研處理。反復(fù)以上流程，直到被檢測(cè)導(dǎo)軌上藍(lán)色點(diǎn)呈均勻分布狀態(tài)，則表示導(dǎo)軌的直線度誤差符合精度要求。

2.2 刮研工藝

刮研精度時(shí)應(yīng)注意各項(xiàng)精度之間的關(guān)系，合理的刮研順序既能保證刮出的精度合格，又能節(jié)省工時(shí)和資源。刮研工藝涉及部件名稱(chēng)如圖1所示。

圖1 刮研部件名稱(chēng)

（1）以平臺(tái)為基準(zhǔn)，刮中拖板底面平導(dǎo)軌，保證平行度達(dá)到0.01 mm。

（2）以中托板底平面導(dǎo)軌為基準(zhǔn)，合研大托板平面導(dǎo)軌，保證直線度達(dá)到0.02 mm，兩平軌扭曲達(dá)到0.02/1000 mm。

（3）以平尺為基準(zhǔn)，刮大托板燕尾導(dǎo)軌的非斜鐵面，因?yàn)樾辫F面磨損的是斜鐵的貼塑面，保證兩燕尾的直線度達(dá)到0.02 mm，平行度達(dá)到0.02 mm/全長(zhǎng)。

（4）與大托板燕尾合研中托板非斜鐵的燕尾面，再配刮另一燕尾面斜鐵。

（5）大托板下導(dǎo)軌對(duì)床身導(dǎo)軌合研，保證導(dǎo)軌直線度達(dá)到0.02 mm，以及縱橫向垂直度＜90°，保證車(chē)出的端面為凹心，要求≤0.02/300 mm。

（6）配刮其他斜鐵。

3 主軸修理

精度預(yù)檢結(jié)果顯示，主軸的軸向竄動(dòng)、徑向跳動(dòng)、主軸錐孔的徑向跳動(dòng)等幾項(xiàng)精度嚴(yán)重超差，已達(dá)（0.02～0.04）mm，主軸軸承嚴(yán)重磨損，不能適應(yīng)高精度零件的加工，需修復(fù)主軸精度。

3.1 主軸結(jié)構(gòu)

如圖2所示，主軸由3個(gè)滾動(dòng)軸承支撐，前軸承（48286/48220 BASA3）及中間軸承（56425/56650 BASA3）為單列圓錐滾子軸承，使主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中剛性強(qiáng)，溫升相對(duì)較低，以減少變形。后軸承（NN3020ASK P5）為雙列向心圓柱滾子軸承，用以調(diào)整主軸后半部分由于運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的溫升變形，主要是保證主軸軸線的一致性，主軸遠(yuǎn)端300 mm處跳動(dòng)主要是依靠它的精度。此外，中間軸承后有一碟形彈簧墊圈，用以補(bǔ)償機(jī)床高低速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的溫升變形，保證機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)精度。

圖2 主軸結(jié)構(gòu)

3.2 主軸的拆裝

拆裝主軸是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主軸精度高，經(jīng)不起任何損傷，絕對(duì)不允許直接敲擊。拆卸主軸時(shí)，在主軸后端墊上木頭，用外力從后端往前敲出主軸。

主軸拆下后，需對(duì)主軸軸承安裝位置進(jìn)行精度檢測(cè)，如果安裝位置精度超差，對(duì)此位置進(jìn)行鍍鉻處理，再對(duì)軸承位置進(jìn)行精磨，確保主軸同心以及軸承位跳動(dòng)在合格范圍內(nèi)。

主軸裝配完以后，用同樣的方法把主軸回裝。裝配主軸時(shí)要特別注意主軸和安裝孔是否有毛刺或碰傷，并把相關(guān)零件清洗干凈。

3.3 主軸軸承的更換

裝配主軸軸承時(shí)必須正確操作，不可隨意敲擊軸承，以免損傷軸承，影響軸承精度?？梢岳檬皱N和套筒安裝，敲擊作用在套筒上。絕不允許在裝軸承內(nèi)圈時(shí)打外圈或在裝外圈時(shí)打內(nèi)圈，否則捶擊力會(huì)通過(guò)滾動(dòng)體與滾道傳遞給另一套圈，導(dǎo)致滾道和滾動(dòng)體損傷。

主軸整體裝配完成后，需要對(duì)主軸的軸向竄動(dòng)、軸肩跳動(dòng)、主軸錐孔跳動(dòng)等幾何精度進(jìn)行檢測(cè)（圖3），同時(shí)需確保主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有一松一緊現(xiàn)象，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)也不能過(guò)緊，否則會(huì)引起主軸負(fù)載過(guò)大，加劇磨損，降低使用壽命。

圖3 主軸幾何精度檢測(cè)

檢測(cè)結(jié)果：主軸軸肩支撐面跳動(dòng)0.008 mm，主軸軸向竄動(dòng)0.006 mm，主軸定心軸頸徑向跳動(dòng)0.005 mm，主軸錐孔軸線徑向跳動(dòng)：近端0.004 mm，遠(yuǎn)端0.01 mm。

4 絲杠的更換與調(diào)整

4.1 Z軸結(jié)構(gòu)

Z軸絲杠結(jié)構(gòu)如圖4所示，滾珠絲杠非常精密，為增加絲杠的傳動(dòng)剛度，在滾珠四方與螺母間預(yù)加180 kg的負(fù)荷。另外，為了提高絲杠的軸向剛度，補(bǔ)償絲杠溫升產(chǎn)生的熱脹冷縮，絲杠通過(guò)一組碟形彈簧對(duì)其施加400 kg的預(yù)拉伸負(fù)荷。

圖4 Z軸絲杠結(jié)構(gòu)

4.2 絲杠的更換與安裝

由于長(zhǎng)期磨損，絲杠產(chǎn)生的間隙非常大，已不能滿(mǎn)足加工要求，需更換絲杠以及軸承。裝絲杠軸承過(guò)程中要注意軸承的方向，推力球軸承有松緊環(huán)之分，無(wú)論什么情況，軸承松環(huán)始終應(yīng)靠在靜止件的端面上。

圖5所示為錯(cuò)誤安裝方法，緊環(huán)在靜止件端面上，緊環(huán)與軸頸為過(guò)渡配合，軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)緊環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，與靜止件發(fā)生摩擦。在受軸向作用力時(shí)，緊環(huán)與軸配合面加劇轉(zhuǎn)動(dòng)，加劇軸頸磨損。

圖5 推力球軸承錯(cuò)誤安裝方法

4.3 絲杠的調(diào)整

安裝完畢后，需要對(duì)絲杠進(jìn)行調(diào)整，主要是保證與導(dǎo)軌的平行，通過(guò)前后兩背冒對(duì)絲杠的軸向竄動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，在絲杠端頭用黃油粘一顆滾珠，千分表壓在滾珠上，測(cè)量絲杠的軸向竄動(dòng)。調(diào)整到0.01 mm以?xún)?nèi)。

5 尾座的修理

在加工過(guò)程中，因尾座需要根據(jù)工件情況在軸向位置來(lái)回滑動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)磨損嚴(yán)重，而主軸固定在箱體上不動(dòng)，因此主軸軸心尾座不同心，需要在尾座安裝面上墊適當(dāng)厚度的銅皮，使尾座高于主軸，再刮研修理。

刮研尾座導(dǎo)軌時(shí)，注意保證尾座中心比主軸中心高（0.02～0.04）mm，因?yàn)樵诩庸ぜ?xì)長(zhǎng)工件時(shí)工件存在自重低頭。套筒伸縮時(shí)保證上母線（向上偏）抬頭，側(cè)母線向刀尖方向偏，一般≤0.02 mm。

6 潤(rùn)滑系統(tǒng)的修復(fù)

合理的潤(rùn)滑對(duì)于保持機(jī)床的精度，延長(zhǎng)機(jī)床使用壽命十分重要。因此必須了解機(jī)床每一個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的情況。疏通各潤(rùn)滑油路，保證能起到良好的潤(rùn)滑作用。

7 結(jié)語(yǔ)

修復(fù)完成后，經(jīng)驗(yàn)收，車(chē)床各項(xiàng)精度已達(dá)到出廠要求，冷卻與潤(rùn)滑系統(tǒng)均已修復(fù)，試件合格，可以滿(mǎn)足加工工藝要求。