有关机床产品的装配工艺设计

摘 要：装配是最终体现设计意图的手段，但是同样的设计在不同的装配人员和装配工艺下，性能却相差很大。本文将针对数控车床的产品装配进行了分析研究，并重点介绍了如何选配轴承，如何安装锁紧轴承，且由此制定了科学合理的装配工艺。

关键词：机床产品；装配工艺；选配轴承

制定装配工艺规程的任务是根据产品图样、技术要求、验收标准和生产纲领、现有生产条件等原始资料，确定装配组织形式；划分装配单元和装配工序；拟定装配方法；包括计算时间定额，规定工序装配技术要求及质量检查方法和工具，确定装配过程中装配件的输送方法及所需设备和工具，提出专用夹具的设计任务书，编制装配工艺规程文件等。装配是把许多个机械零件按技术要求联接或固定起来，以保持正确的相对位置和相互关系，成为具有一定性能指标的机械。机械修理后质量的好坏，与装配质量的高低有密切关系。装配工艺是一个和复杂、很细致的工作。即使有高质量的零件，若装配工艺不当，轻则机械的性能达不到要求，造成返工，重则造成机械或人身事故。所以，应严格按照装配的技术要求进行工作。

1.装配工艺基本要求

装配时应注意装配方法与顺序，注意采用合适的工具及设备，遇到有装配困难的情况，应分析原因，排除障碍，禁止乱敲猛打。过盈配合件装配时，应先涂润滑油脂，以利装配和减少配合表面的磨损。装配时，应核对零件的各种安装记号，防止装错。对某些装配技术要求，如装配间隙、过盈量（紧度）、灵活度、啮合印痕等，应边安装边检查，并随时进行调整，避免装后返工。旋转的零件，检修后由于金属组织密度不均、加工误差、本身形状不对称等原因，可能使零部件的重心与旋转中心发生偏移。在高速旋转时，会因重心偏移而产生很大的离心力，引起机械振动，加速零件磨损，严重时可损坏机械。所以在装配前，应对旋转零件按要求进行静平衡或动平衡试验。合格后方能允许装配。对运动零件的摩擦面，均应涂以润滑油脂，一般采用与运转时所用的润滑油相同。油脂的盛具须清洁加盖，不使沙尘进入。所有附设之锁紧制动装置，如开口销、弹簧垫圈、保险垫片、制动铁丝等，必须按机械原定要求配齐，不得遗漏。垫圈安放数量，不得超过规定。开口销、保险垫片及制动铁丝，一般不准重复使用。为了保证密封性，安装各种衬垫时，允许涂抹机油。所有皮质的油封，在装配前应浸入60℃的机油与煤油各半的混合液中5～8分钟，安装时可在铁壳外围或座圈内涂以新白漆。装定位销时，不准用铁器强迫打入，应在其完全适当的配合下，轻轻打入。每一部件装配完毕，必须仔细检查和清理，防止有遗漏和未装的零件。防止将工具、多余零件密封在箱壳之中造成事故。

2.主轴装配工艺研究

2.1轴承的选择和配对

由于每个加工件实际尺寸都不一致，由轴承厂商提供的轴承尺寸也会不一致。如果任意选取零件进行组合会有各种难以预料的情况发生：有些轴承会过盈量太大，造成滚道变形严重而运转中异常发热而损毁；有些轴承内外圈与主轴或箱体会出现不应有的间隙，会造成本应固定的内外圈产生相对转动滑移，而影响精度和刚性、甚至使用寿命。因此必须合理选用配对零件，以保证装配体足够的刚性和精度。考虑轴承的配对，必须考虑相关零件受热后尺寸的变化。材料受热变化率——线膨胀系数就是考量零件受热尺寸变化的主要参数。线膨胀系数是指材料每升高一摄氏度单位长度的变化率，对于直径为D的零件，其直径随温度的变化为：δD=δC/π=δC×π×D/π=ζ×D

其中：δD为直径的变化值，δC为周长的变化值，δC为材料的线膨胀系数，D为材料直径。由于主轴和轴承线膨胀系数基本一致，这样，主轴正常温升（25℃）后也能保证轴承与主轴始终保证适量过盈而不至于产生相对滑动。

2.2前轴承的安装

前轴承与主轴过盈配合，为最小化对轴承精度的影响，推荐采用热套安装。可以采用专用电感应轴承加热器对轴承进行无损加热。加热温度的确定，由于主轴最大径向跳动为0.003mm，轴承内圈最大径向跳动为0.005mm，最大装配过盈量为0.004mm。考虑到实际零件尺寸检测误差、圆度误差、安装过程中轴承冷却尺寸缩小及其他不可预测的因素，为了避免轴承安装过程中的困难，可将轴承加热至比理论需求温度高20～30℃。因此加热设定温度确定为60℃.轴承加热过程中，将主轴垂直放置，并套上前端压盖，然后在主轴表面上薄薄地涂抹一层洁净的润滑油脂，将加热好的轴承轻轻套上主轴。为避免热装后的轴承在冷却过程中宽度方向的收缩，而造成轴承内圈和主轴轴肩产生间隙，套上轴承后可用隔套轻轻压紧轴承内圈，并保持至轴承冷却到室温，然后缓缓转动隔套，找到合适角度，以保证隔套后端跳动最小。

2.3后轴承的安装

由于主轴箱与轴承外圈是间隙配合，因此安装相对容易。当然，如果条件允许，也可以将箱体加热。烘箱、大功率卤素灯和工业用电吹风等都比较容易实现主轴箱体的加热。考虑实际操作的方便，加热温度不宜过高，以手能触碰为准，一般40℃左右即可。然后在主轴箱内壁均匀涂满薄薄一层洁净润滑防锈油脂，将已经预装好的主轴、前轴承及隔套轻轻插入箱体内，直至前轴承完全进人箱体内孔。从包装中取出后轴承，轻轻套上主轴，然后固定螺杆前端，用扳手轻轻旋紧后端螺母，直至感觉明显阻力，说明轴承已经到达安装位置。设计工装时，要确保压套只能压住轴承内圈，并尽可能减轻工装重量。为保证更好的旋转精度，应注意：主轴在前期检查时已经标定了最大跳动误差点，而轴承内圈侧面也由轴承制造商标有径向跳动最大位置的记号“O”。因此在安装前后轴承时都应该确保两处标记正好处在相反的位置上。

3.结束语

本文就主轴的装配工艺进行了分析，并就主轴装配工艺进行了详细介绍。主轴的设计千差万别，但是轴承的选配原则基本一致，因此该选配原则同样适用于其他主轴装配。

参考文献：

[1]张博洋，数控机床在安装系统的问题分析[J]，企业文化，2014

[2]李兆祥，数控机床主轴安装过程的技术探究[J]，机床与液压，2013

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