車床整機裝配中對于床頭精度的要求及檢測
【編者按】本文主要論述在一般臥式車床的整機裝配過程中牺幻,對于床頭精度的要求及檢測方法琴拧, 以尋求正確的裝配方法蝌借,避免產(chǎn)生裝配誤差卿啡。
眾所周知吟吝,對于一般的臥式車床,除了作為基底的床身的水平精度颈娜,最重要的一項精度就是床頭精度剑逃,因為,被加工工件的主運動來源于床頭主軸的帶動官辽,工件的尺寸公差和形位公差蛹磺,很大程度上受到床頭精度的影響。鑒于此同仆,對于床頭方面的精度要求(即床頭主軸方面的精度要求)主要集中于以下幾個方面: (參閱車床帶動壓液型載荷護衛(wèi)設(shè)備的可行性分析 )
主軸端部的跳動萤捆;
主軸定心軸頸的徑向跳動;
主軸錐孔軸線的徑向跳動俗批;
頂尖的跳動长笋。
一、主軸端部的跳動
檢驗方法:
a) 主軸軸向竄動:
將主軸錐孔中插入檢棒式亥,并于檢棒的端部頂入鋼球枷此,將表針壓倒鋼球處,保證鋼球牢靠芳迅,此時哮昧,手動轉(zhuǎn)動床頭主軸,觀察百分表示數(shù)的變化蕾胶,記錄數(shù)據(jù),對比后保證公差帶范圍在0.01以內(nèi)。
b)主軸軸肩支撐面的跳動:
直接將表針壓倒主軸軸肩支撐面上刘耀,手動轉(zhuǎn)動床頭主軸泉互,觀察百分表示數(shù)的變化,記錄數(shù)據(jù)召藻,對比后保證公差帶范圍在0.02以內(nèi)严钞。
檢驗?zāi)康模?/p>
檢查以上兩項精度,主要是考慮到加工零件的精度忆某。由檢查的兩項內(nèi)容可以看出点待,這兩項都是在圍繞軸向跳動,軸向跳動在加工中主要是影響零件軸向尺寸及精度弃舒,如在車削平面時癞埠,軸向跳動將對平面度產(chǎn)生影響,而加工階梯面時聋呢,在影響階梯表面的單面平面度之外苗踪,還會影響各加工階梯面之間的平行度。本項精度主要是針對兩個方面削锰,a)是考慮到有些零件的加工通铲,可能需要用主軸錐孔定位夾緊,避免這時出現(xiàn)軸向跳動超差器贩;b)是考慮根據(jù)我國的卡盤裝配特點颅夺,保證卡盤的定位面不會產(chǎn)生軸向跳動,以致影響到裝夾零件后的加工誤差蛹稍。
二吧黄、主軸定心軸頸的徑向跳動
檢驗方法:
直接將表針壓倒主軸定心軸頸上,手動轉(zhuǎn)動床頭主軸队乔,觀察百分表示數(shù)的變化隅贫,記錄數(shù)據(jù),對比后保證公差帶范圍在0.01以內(nèi)拾肚。
檢驗?zāi)康模?/p>
主軸定心軸頸的作用就是用于定位卡盤做销,由于采用7°7′30″的錐面設(shè)計,所以奶匆,定心軸頸具有自定心的作用对夹,在卡盤精度較好的情況下,相當(dāng)于將主軸的軸向晕围,徑向精度轉(zhuǎn)移到卡盤上极哨。檢驗標(biāo)準(zhǔn)中所謂的徑向跳動,實際是在垂直于錐面的方向上測量的數(shù)值黑寻,經(jīng)過水平和豎直方向的分解后硼屁,便形成了主軸的軸向汞小,徑向跳動誤差,這個誤差值就是主軸定心軸頸的精度赠懊。
三蛛挚、主軸錐孔軸線的徑向跳動
檢驗方法:
將一端帶有1:20錐度的檢棒插入主軸孔中,保證接觸率達75%以上囚企,將百分表固定于滑板上丈咐,表針壓到檢棒直柄的根部(靠近主軸端面),手動轉(zhuǎn)動主軸龙宏,觀察示數(shù)的變化棵逊,記錄最大、最小值银酗,看是否在0.01范圍以內(nèi)辆影;再移動溜板,帶動百分表到距離主軸端面300mm處(實際應(yīng)該是距離上一個觀察點300mm處)花吟,手動轉(zhuǎn)動主軸秸歧,觀察示數(shù)的變化,記錄最大衅澈、最小值键菱,看是否在0.02范圍以內(nèi)。
但是今布,在條件允許時经备,應(yīng)該在檢棒相距300mm的兩處,同時測量數(shù)據(jù)掩半,這樣瞒脆,才能更直接地反映出主軸錐孔軸線的回轉(zhuǎn)精度,而將由于床身導(dǎo)軌直線度誤差排除在外溉谣。
檢驗?zāi)康模?/p>
這個檢驗項目纺闷,其實就是檢查主軸的回轉(zhuǎn)精度,并將主軸精度轉(zhuǎn)化出去的過程胧含,精度合格需复,則檢棒的精度就是能夠反映主軸的精度。那么费控,后期的其他各處相對于主軸的精度都可以間接地通過和檢棒的精度的關(guān)系拓郑,得到表達。
四咸培、頂尖的跳動
檢驗方法:
頂尖插入主軸錐孔內(nèi)节霸,固定百分表,使表針垂直指向頂尖錐面疑跑,并產(chǎn)生接觸怒医。沿主軸軸線方向施加一恒定力F炉抒,旋轉(zhuǎn)主軸檢驗,百分表讀數(shù)乘以cosα(α為錐體半角)后裆熙,就是主軸頂尖的徑向跳動誤差值端礼。
檢驗?zāi)康模?/p>
此項精度檢驗的目的禽笑,是在用臺尾頂尖作為輔助支撐加工零件時入录,相當(dāng)于增加了一個力F,而零件通過主軸前端錐孔卡緊佳镜,帶動工件轉(zhuǎn)動進行車削僚稿。這時,主軸的頂尖跳動精度實際就是反應(yīng)了主軸錐孔的圓轉(zhuǎn)精度蟀伸,是實際回轉(zhuǎn)中心與理論回轉(zhuǎn)中心的偏離情況的反應(yīng)蚀同。所以,這也是主軸回轉(zhuǎn)精度的有一個方面啊掏,只是沒有采用卡盤夾緊的裝夾方式蠢络。
下面,談一下所謂的"圓轉(zhuǎn)"
在機床裝配過程中迟蜜,往往有主軸圓轉(zhuǎn)這種說法刹孔,其實,以上幾項精度分別是主軸圓轉(zhuǎn)的三個方面略匕。所謂的"圓轉(zhuǎn)"是俗稱缓贤,其實應(yīng)該稱為主軸的"回轉(zhuǎn)精度"∈於剑回轉(zhuǎn)精度卿黍,顧名思義,就是在主軸產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運動時雨株,所能達到的精度见拴。
主軸回轉(zhuǎn)精度的定義:
主軸在作轉(zhuǎn)動運動時,在同一瞬間贫迫,主軸上線速度為零的點的聯(lián)接馒毙,稱為主軸在該瞬間的回轉(zhuǎn)中心線,在理想狀況下芹蟹,主軸在每一瞬間的回轉(zhuǎn)中心線的空間位置凳嘁,相對于某一固定的參考系統(tǒng)(例如:刀架、主軸箱體或工具機的工作臺面)來說绍绽,應(yīng)該是固定不變的只磷。但實際上,由于主軸的軸頸支承在軸承上泌绣,軸承又安裝在主軸箱體孔內(nèi)钮追,主軸上還有齒輪或其它傳動件预厌,由于軸頸的不圓、軸承的缺陷元媚、支承端面對軸頸中心線的不垂直轧叽,主軸的撓曲和工具機結(jié)構(gòu)的共振等原因,主軸回轉(zhuǎn)中心線的空間位置刊棕,在每一瞬時都是變動的炭晒。把回轉(zhuǎn)主軸的這些瞬間回轉(zhuǎn)中心線的平均空間位置定義為主軸的理想回轉(zhuǎn)中心線,而且與固定的參考座標(biāo)系統(tǒng)聯(lián)系在一起甥角。這樣网严,主軸瞬間回轉(zhuǎn)中心線的空間位置相對于理想中心線的空間位置的偏離就是回轉(zhuǎn)主軸在該瞬間的誤差運動。這些瞬間誤差運動的軌跡嗤无,就是回轉(zhuǎn)主軸誤差運動的軌跡震束。主軸誤差運動的范圍,就是所謂的主軸回轉(zhuǎn)精度咸婿。由此可見姚转,主軸的回轉(zhuǎn)精度,說明回轉(zhuǎn)主軸中心線空間位置的穩(wěn)定性特點棒嚼。
對于機床類產(chǎn)品们敢,如主軸箱、回轉(zhuǎn)工作臺等蛇狐,其主軸或回轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)精度榛湖,即是其自身的精度,與所選參考位置無關(guān)腿宛。
如CAK50系列床頭主軸的回轉(zhuǎn)精度巫邻,只是在主軸旋轉(zhuǎn)時,其主軸沿著回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動顶山,在徑向及軸向方向上產(chǎn)生的跳動溺察,即徑跳與端跳。
產(chǎn)生原因:回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生的原因很多刨塔,如主軸箱在加工過程中矫评,主軸軸承孔加工不同軸,或是主軸加工中的主軸端1:20錐孔與軸承定位錐面的同軸度誤差您旁,都會是回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生烙常。
確定原因:
1、若排除床頭箱主軸軸承孔的同軸度加工誤差的影響鹤盒,即同軸度合格蚕脏,不影響回轉(zhuǎn)精度,則回轉(zhuǎn)誤差是由主軸的定位軸承錐面與主軸端1:20錐孔不同軸產(chǎn)生的侦锯。
首先驼鞭,分析一下主軸的加工方法:我廠的主軸關(guān)鍵部位的加工秦驯,是以主軸兩端1:20錐孔定位,磨削主軸軸承面挣棕,而起主要影響的是主軸前端1:12(軸承面)的錐面译隘,這個錐面用于定位雙列圓柱滾子軸承。在我們假定箱體孔合格洛心,軸承合格的情況下固耘,產(chǎn)生回轉(zhuǎn)誤差的原因就是1:12錐面與軸承內(nèi)環(huán)的接觸問題上,倘若接觸率合格皂甘,而主軸同軸有問題玻驻,則相當(dāng)于主軸1:20錐孔是相對于主軸內(nèi)環(huán)做非圓軌跡的轉(zhuǎn)動,因此哪峰,必然在主軸的徑向和軸向產(chǎn)生竄動,致使回轉(zhuǎn)出現(xiàn)誤差节拷。
2守搬、若假定主軸加工合格,而主軸箱軸承孔存在不同軸的問題啦掸,則在主軸安裝過程中杰趾,各軸承零件均合格,則主軸裝配會產(chǎn)生軸線上的撓曲變形匀象。在變形的末端稀销,主軸頭會偏離主軸一定的角度,將這個角度再正交平面內(nèi)分解到徑向和軸向乏茶,便產(chǎn)生了跳動值栗绝。若主軸材質(zhì)均勻,則變形在一點處的值一定贱按,不影響回轉(zhuǎn)精度涕瘸,但是,材質(zhì)不可能完全均勻哲泊,而且主軸轉(zhuǎn)動的過程中會逐漸產(chǎn)生變形剩蟀,因此,會對回轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定的影響切威,體現(xiàn)在軸向及徑向的表數(shù)變化上育特。
檢查機床回轉(zhuǎn)精度的目的:
之所以要看機床的回轉(zhuǎn)精度,是要從機床的各項基準(zhǔn)說起先朦。
機床的所有精度都是從床身的水平談起缰冤,然后,在水平調(diào)整好之后烙无,就要安裝床頭箱锋谐,即主軸箱遍尺。歸結(jié)到床頭精度的調(diào)整上。從機床的運動分析可以看出涮拗,機床主軸的回轉(zhuǎn)運動是機床的主運動乾戏。因此,重心自然落到了主軸精度上三热。
從主運動到主軸的回轉(zhuǎn)運動可見鼓择,主軸的回轉(zhuǎn)精度對被加工件的精度影響河大,必須足夠忠實 澈嘱。
從裝配角度分析的讯,主軸精度是第二項重要精度。其后裝配的床鞍收黔、滑板乃至臺尾的各項精度某现,都是要以主軸精度作為基準(zhǔn),因此颊嘱,可再次確認(rèn)主軸回轉(zhuǎn)精度的重要性宋睦。
檢查主軸的回轉(zhuǎn)精度,實際上就是看主軸的回轉(zhuǎn)軸線是否對中腊拍,即主軸是否繞中心線轉(zhuǎn)動琐侣。這一項,首先要靠加工的同軸度來保證呆淑,后期還需要裝配中對各內(nèi)部零件的調(diào)整汇径,是主軸達到繞理論中心線旋轉(zhuǎn)。
機床回轉(zhuǎn)精度的檢驗方法:
1罗卿、 有端部定心軸孔的主軸的檢驗方法:
對于主軸兩端有1:20錐孔的主軸史隆,其回轉(zhuǎn)精度用一端帶有1:20錐度,另一端為直棒的檢棒進行檢驗在刺,方法見G6精度逆害,如果表針的跳動值范圍超出工藝允許的范圍,則可以調(diào)整雙列圓柱滾子軸承的游隙蚣驼,使實際的主軸中心線接近理論中心魄幕,表針跳動值達到工藝要求的范圍。從而使直頭檢棒中心能夠被認(rèn)為與主軸中心線在一條直線上颖杏,保證了作為后續(xù)基準(zhǔn)的床頭主軸的精度可以用檢棒來表達纯陨。
2、 無軸端錐孔的回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)精度的檢測手段:
對于此類回轉(zhuǎn)工作臺留储,將如圖的檢具大盤端把合到回轉(zhuǎn)工作臺的臺面上翼抠,盡量使回轉(zhuǎn)中心與檢棒中心重合(主要靠定位螺絲,定位孔的加工尺寸精度保證),把合后阴颖,保證兩接觸面之間不下塞尺活喊,達到足夠的接觸率。然后分別在直棒的根部和遠端壓表孽衩,轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)工作臺的臺面箫俯,觀測示數(shù)的變化。如果回轉(zhuǎn)精度超差較多陌沟,則按照120°的增量怕事,在檢具大盤面與工作臺面之間塞入可變形的紙殼,進行把合截巢,此時旅测,就不再要求是否可下塞尺了。然后呻蚪,再次在檢棒的直棒根部和遠端壓表檢查回轉(zhuǎn)精度兆布,按照偏差值調(diào)整把合力的大小,使紙殼變形锉潜,以達到回轉(zhuǎn)精度表數(shù)值在工藝要求以內(nèi)材圈。此時,檢棒的精度就反應(yīng)了主軸的回轉(zhuǎn)中心摹色,即主軸在繞理論回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動。這樣篇裁,便將主軸的回轉(zhuǎn)精度用檢棒表達出來了沛慢。
對于其它各項精度,都要以主軸的回轉(zhuǎn)中心為基準(zhǔn)达布,進行測量团甲,所以要用以上方法,將主軸的回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)化出來黍聂。
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