数控KC系列自动车主轴装配工艺浅谈

数控KC系列自动车主轴装配工艺浅谈

1刘仁兵  2 陈飞荣

遵义精星航天电器有限责任公司  贵州省遵义市  563125

数控KC系列自动车是在单轴精密自动车上改造出来的，利用单片机集成技术、电气控制、数控装置，从而提升机床的控制能力、加工能力以及加工精度。目前国内机床的发展速度非常快，产品加工质量要求更高了，机床的质量也需要不断提高，机床装配技术水平更需要不断提高，我们需要尽可能地大大提升机床的精度稳定性。所以在机床进行装配中，要了解机床装配内容、装配工艺、从机床的结构着手，不断改进装配方法，在数控机床主轴装配方向上，要进行重点研究。

关键词：加工质量、精度稳定性、装配工艺

1、数控KC系列自动车主轴机构分析

数控KC系列自动车主轴机构是采用伺服电机同步带传动，带与带轮之间无相对滑动，传动比恒定，准确。KC系列数控自动车主轴箱内的轴为阶梯轴，轴上的零件分别为滚针、隔离圈、滑套、卡爪座、调节螺母、皮带轮、垫圈、73系列角接触球轴承、压套、螺套、接合套、度盘等零件；其中有许多零件 都需要定位、紧固，还需要方便 拆卸以便于维修，同时主轴箱也是车床结构中一个非常重要的部件，它是主要的传动系统，它是用于扩大电动机速度的装置。主轴机构是采用伺服电机同步带传动，带与带轮之间无相对滑动，传动比恒定、准确。

图1-1设备一览图2-1装配工作示意图

2、数控KC系列自动车主轴装配工作内容

主轴的装配必须按照标准流程进行，防止因为缺少必要环节而导致安装精度不符合生产加工要求，以下是重点的几个装配环节介绍：

清/洗：为保证装配质量，在主轴装配之前需要对主轴箱进行清洗与零件、组件进行清点与清洗。主轴箱采用擦洗的方式，零件与组件则采用浸洗与特种洗。

装配与矫正：先将需要组装零件组装成组件，再将单体零件与组装放入主轴箱进行装配。矫正是对主轴每一步装配完成之后的调整，是为了保证主轴总装的精度。

平衡测试：是保证零件装配完成之后主轴平稳，不会产生主轴颤振等现象。

精度测量：是对主轴组装完成后，是装配精度检验，是能够主轴投入使用依据。

空运行试验(也称为跑合)：是对主轴组装完成后使主轴升温，以达到热平衡，获得最好的加工精度。

装完主轴后要实施跑合动作，跑合主要目的是让油再一次的分布均匀，并利用主轴旋转时，所产生离心力，将多余的黄油抛开，也能让组装时所取的预压量先行缓和运转，延长轴承寿命。

主轴跑合动作如下：

1）执行150转/分跑30分钟测试，并随时查看主轴座是否有发烫，如果温度超过要求时就需停下来，等其冷下来后再放150转/分，如果还会超温就需再停下来冷却；若冷却与再测试三次以上还会超温就要跟主管反应；如果执行150转/分跑30分钟后，主轴座不会超温，可让品管确认后，方可再做下一步骤。

2）执行500转/分跑30分钟测试，并随时查看主轴座是否有发烫，如果温度超过要求时就需停下来，等其冷下来后再放500转/分，如果还会超温就需再停下来冷却；若冷却与再测试三次以上还会超温就要跟主管反应；如果执行500转/分跑30分钟后，主轴座不会超温，再由品管确认后，方可再做下一步骤。

3）执行1500转/分跑30分钟测试，如果超温时按以上处理方式执行。

4）执行2500转/分跑20分钟测试，如果超温时按以上处理方式执行。

5）执行3000转/分跑15分钟测试，如果超温时按以上处理方式执行。

备注：1、本步骤表列为维修组制定，装配员和检测员，不可同一人；

2、检测员（按人员顺序执行）①调机员②维修组非装配人员；

3、复审员（按人员顺序执行）①维修组品管员②维修主管③报备核准或指派人员；

4、在现场机台上作跑合动作（如无自动测温器），测试人员，应每5分钟测温一次；

5、跑合完成后，本步骤表由最终测试员交回维修组品管人员备案；

6、跑合完成后，其记录表，亦由最终测试员，交给现场主管，存于操作员料卡内；

7、跑合完成后，方可进行综合测试，记录表填写方式。

3、 数控KC系列自动车主轴装配工艺

机床装配质量就是保障机床的使用寿命有效性的一种。合理的装配顺序，能够缩短装配的工时，提高生产效率，减少设备故障率，提高数控机床的加工精度。KC系列数控自动车的主轴机构的装配比较复杂，在多次的装配之后总结得到主轴的装配流程如下：

1、首先对零件逐一进行核对，分类清查数目。它包括轴承、卡簧、弹簧和紧固零件等。并对零件上的机加工工序残留的铁屑和锈件残砂进行清洗；清洗之后需要再次检查零件是否有损坏， 有则，进行修复打磨，涂抹油脂保护。

2、组装皮带轮、滑套和滚针轴承。

1)清理配件及查看配件外观是否有问题；

2)轴承锁紧螺母试装看螺纹是否有问题（锁紧螺母为正螺纹）；

3)将轴承及垫圈装入（垫圈沿边需打磨光滑）；

4)将轴承锁紧螺纹装入锁紧；

5)手动检测垫圈松紧度（用点力可以拨动则可以，太松则需要适当打磨外垫圈，再重新装配 ）；

6)装配固定座及锁紧螺母（反螺纹）。

组装皮带轮和滑套都需要注意轴承的预紧力需在0.002～0.005之间。当预紧力小于0.005时，则会松动不稳；当预紧力小于0.002时，会导致轴承的摩擦力增大，从而使轴承的温度升高。当轴承的温度超过一定范围时，会导致轴承润滑失效，从而加速轴承的磨损和损坏。当预紧力大于0.005时，会导致轴承产生轴向的窜动，长时间运转会产生振动，磨损配件，影响设备加工尺寸。

组装滚针轴承，需要测量滚针的大小，每颗滚针的误差不得大0.003mm,还需检查修理滚套的毛刺。滚针轴承装配完成之后直接装到主轴上。

3、预组装主轴组：对皮带轮、滑套、卡爪座等零件进行预装的试验，保障零件能顺畅的装入。

4、对主轴箱体进行清理，对机加工工序残留的铁屑和锈件残砂进行清除。清除后，进行手测试设备润滑油路是否正常，检查正常后箱体内壁涂以少量润滑脂。

5、装后轴承组：先将前端调节端盖和压环装入作为限位，再将一个轴承装入后放入预紧环，再将另一个轴承装入，装入后将后端盖职直接锁紧；调节前端调节端盖使预紧环受力不窜动即可。

6、依次放入滚针轴承调节螺母、滑套、卡爪座、调节螺母、隔环。

7、主轴装入：将主轴依次穿过滚针轴承调节螺母、滑套、卡爪座、调节螺母、隔环和后轴承组。此时需要注意装入卡爪座的导向键。将主轴压入后拆下后轴承后端盖，锁紧主轴限位螺母，装好后端盖。

8、装入卡爪：卡爪按正确的方向装入并用销子固定，固定后并将销子防脱环装上锁死。

9、装入拔叉：将拔叉装入滑套的键槽，并将拔叉的销子装上，以此来调节夹头的加紧与放松。

10、预调节滚针轴承间隙：将滚针轴承的预紧力螺母锁上，顺时针慢慢锁，用手转动主轴及左右上下拉动主轴，当主轴没有纵向跳到且能轻松转动时，则锁紧前滚针轴承套螺母进行固定。

11、装入皮带轮： 先将连轴器装入，再将皮带轮装入锁上固定螺丝；调节连轴器的位置并将其固定。

12、装皮带轮电机：将电机座放到安装位置，利用自制加长5号内六角扳手，将其螺丝拧紧固定。

13、装皮带调节张紧力：装入皮带，利用调节螺丝调节皮带张紧力，不能太松也不能太紧。

14、打主轴纵向跳动：用特制夹具装千分表打主轴内控纵向跳动，

15、打夹套锥面纵向跳动与轴承窜动：千分表定位在夹套锥面打纵向定位精度；夹头锥面加弹珠打主轴轴向窜动精度。

16、装好夹头，进行空运转试验：装好夹头，锁好夹头端盖螺母；并检查所有的配件是否装配到位。全部装配到位则进行低速空运行试验三十分钟，再切换到加工转速，看是否有异常。如有异常则调节。

17、交付车间使用：清理工作台面，与车间校车技师对接交付使用。

编写数控KC系列自动车的主轴机构的装配流程图如图3-1：

图3-1 KC系列数控自动车的主轴机构的装配流程图

4、数控KC系列自动车主轴精度检测总结

主轴的稳定性是保证加工精度的重要环节，每次主轴箱整体装配完成之后，并将其他辅助零件安装后，需要对主轴箱进行装配检验，对主轴箱检验最重要的位置就是主轴，主轴检验中，对主轴端面的检验内容有径向跳动、轴向窜动、端面跳动，检验这些项目的检具为指示器和检验棒，具体检验方法如下：

1、主轴精度以主轴前端孔内精度为准，将千分表座选择合适的位置固定，再将千分表指针调整到主轴前端孔内打径向跳到精度；

2、将夹头导套装入主轴，再将千分表座选择合适的位置固定，再将千分表指针调整到夹头导套锥面打夹头导套锥面径向跳到精度；

3、用润滑脂将钢珠吸附到夹头导套锥面，再将千分表座选择合适的位置固定，再将千分表指针调整到钢珠最前端顶点打主轴轴向窜动精度。

宁江KC系列数控自动车主轴机构精度检测示意图如图4-1：

图4-1 主轴精度检测示意图

KC系列数控自动车主轴箱部件装好后精度须达到如下精度标准表：

主轴的稳定性是保证加工精度的重要环节，在主轴装配过程中，有诸多的影响条件，以关键技术参数为切入点，控制好装配条件，才能保证加工精度的稳定。在后期探索主轴装配过程中，持续辩证排查，遵循单一变量法，排查出准确的症结，提高判断精准度，为后续的装配提供指导。

参考文献

【1】葛金印，机电设备电气控制技术，高等教育出版社，2012.12（2）

【2】刘胜勇.图解数控机床维修必备技能与实战速成【M】.北京.机械出版社.2018

【3】徐衡.数控机床维修【M】.沈阳；辽宁科学技术出版社， 2005