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轴承知识
立式加工中心机床进给系统的装配技术分析
2016-08-18李波，杨济森，鑫龙
摘 要：高速立式加工中心是目前制造业的高新技术发展发展，为提高加工中心的工作性能，要求加工中心具有可靠性和良好的动静态性能，在机床设计以及装配中时常出现一些质量问题，本文主要分析立式加工中心机床进给系统的装配技术，希望能为相关人员带来一些帮助。
关键词：立式加工中心；进给系统；装配
随着我国制造业的不断发展，数控机床技术也得到了很大的提高，数控机床有越来越高的性能要求，在安装和调试方面都有着非常高的精度要求，本文主要以一具体型号机床为例说明进给系统的装配以及精度检验。
1.滚珠丝杠的安装
在滚珠丝杠的安装中需要先检验X轴丝母座精度，清理端面，用抹布擦拭干净螺纹孔，确保丝母端面光滑。在弯板上安装千分表架，安装丝母座孔专用检棒，并把弯板放置在工装滑块上，检测检棒两端正向精度，保证两端千分表读数小于0.01mm，表征先打在检棒正向，在使用千分表，使表针移向检棒侧向，确保检棒两端侧向精度小于0.01mm，若是在检测中发现精度无法达到要求，根据千分表读数，稍微改变丝母座端面，直至达到精度要求。
滑座上使用螺钉依次安装整垫、轴承座，在弯板上安装千分表，并把弯板放置在工装滑块上，在检测X轴与轴承座检棒检棒的平行度时，需要先滑动工装滑块，与检验检棒两端正向精度相同检测两端精度，保证轴承座检棒正向精度小于0.01mm，若是发现检测精度超过了0.01mm，就需要拆卸轴承座，稍微改变丝母座端面，直至达到精度要求。在检验轴承座与丝母座同轴度时，采取同样的办法放置和安装千分表、弯板，先将表针打在中间棒正向，弯板沿着Y周滑动，检测轴承座检棒正向精度，精度同样控制在0.01mm，若是发现轴承座轴度正向与丝母座不和，需要记录二者之间的差值，将轴承座拆除掉，调整轴承座，依照记录的差值来调整垫，检验轴承座检棒侧向精度，侧向误差也是控制在0.01mm，可以通过手动调节实现。
在完成轴承座检棒侧向精度的检测后，需要检验电机座与X轴轴承座同轴度，清理电机座，在电机座中砸入旋转油，调整垫和电机座，并安装电机座检棒，在这些操作完成后就可以检测机床X轴与电机座检棒安装的平行度。在检测中与上述检测方法相同，也是安装千分表架，推动弯板，检测正向精度，若是发现电机座检棒正向精度超过了0.01mm，拆卸电机座，稍微改变丝母座端面，直至达到精度要求。在检测轴承座与电机座同轴度时，也是同样安装千分架，弯板沿Y轴方向推动，将工装滑块推到轴承座检棒检测正向精度误差，若是发现正向精度误差超过了0.01mm，可以通过配磨电机座调整垫来调整。在检测侧向精度误差时，若是测量精度误差超过允许的范围，可以通过轻敲轴承座来调整，保证精度控制在0.01mm。
在X轴丝杠的安装中，需要先在轴承内部涂抹润占据轴承的1/3的滑脂，排好轴承顺序，采用砂纸将压盖底面打磨光滑，并将压盖底面拧到电机座上，在轴承座和电机座上分别安装撞块和撞块座，避免丝杠的损坏。在滚珠丝杠的安装中先将丝杠传入到轴承座和电机座中，把单列深沟球轴承安装在丝杠末端，并砸到丝杠轴肩，采用弹性挡圈把轴安装在杠端头的凹槽中，将套安装到电机座中固定轴承，在丝杠上安装螺母。在工装滑块上安装千分表，检测丝杠外圆的正侧向跳动，保证精度控制在0.03mm范围内，若是发现丝杠外圆的正侧向跳动的精度超过了0.03mm，拆卸压盖，打磨套两边，重新安装，再次检测直到精度满足要求为止。
2.直线导轨的安装与检测
导轨基准面在清理干净滑座导轨安装面后，对准螺孔，采用螺栓固定导轨，拧紧顶紧装置压块，从中间逐渐开始向两端拧紧导轨的安装螺钉，需要注意的是拧紧力矩值依照螺钉的具体大小而确定。
在导轨直线度的检测中，先将框式水平仪放置在导轨上，测量直线度，保证全长直线度小于0.01mm，在导轨测量直线度的检测中，在导轨滑块上媳妇千分表，推动滑块，观察全分表读数变化，要求直线度全场精度控制在0.01mm。在检测导轨平行度中采用上文同样方法检测，精度控制在0.02mm。在安装完毕后，检测是否存在摩擦力的现象。
一般立式加工中心进给系统主要包括部分是驱动工作台、导轨副系统以及支撑系统等，由于X轴是在水平面内移动，因此产生的所有空载扭矩均是由摩擦产生的，在检测摩擦的大小时通常可以采取逐层累加法，记录不同层次的扭矩，取平均测量值，在摩擦中占据比较较大的通常是镶条以及丝杠螺母，针对这些问题，一般可以通过厂家提供的技术要求进行修复。在轴承等原件的密封结构中也存在不小的摩擦，在安装中需要注意。
目前我国在机床结构的可靠性方面的研究有很多，但是针对进给系统的研究非常少，还缺乏比较严谨的理论，加工精度时常出现误差，在进给系统的装配中，精度的控制往往需要凭借经验，另外在设计方面存在的一些参数，如摩擦没有考虑到，为装配带来很大的麻烦，这些还需要综合来进行研究。
结束语
综上所属，本文主要以机床X轴为例说明装配技术。目前立式加工中心已经广泛使用在各种机械加工行业中，大多数的滚珠丝杠进给系统在设计中没有考虑到摩擦力，导致装配出现很多的问题，在设计中需要重视套件的质量本文所研究的装配方法，均是在现有技术上采取的，随着科技的发展，还会有新的技术应用其中，这些还需要更多的人努力去研究。
【参考文献】
[1]樊刚，辛忠权.立式加工中心机床进给系统的装配方法[J].科技致富向导，2012，21（36）：218.
[2]郭永海，邱自学，万莉平等.基于动态精度的直驱型高速机床主轴箱静动态特性分析[J].制造业自动化，2014，（2）：104-108.
[3]杨红军.立式加工中心进给系统摩擦参数的测定[J].制造技术与机床，2012，1（12）：186-188.
[4]喻天翔，孙玉秋，张祖明.多模式失效的机械零件可靠度计算新理论[J].机械工程学报，2011，21（03）：134-138.
[5]翁德凯，程寓，夏玲玲等.基于结合面的立式加工中心进给系统的动态特性分析[J].机械设计与制造，2012，（3）：130-132.
1.滚珠丝杠的安装
在滚珠丝杠的安装中需要先检验X轴丝母座精度，清理端面，用抹布擦拭干净螺纹孔，确保丝母端面光滑。在弯板上安装千分表架，安装丝母座孔专用检棒，并把弯板放置在工装滑块上，检测检棒两端正向精度，保证两端千分表读数小于0.01mm，表征先打在检棒正向，在使用千分表，使表针移向检棒侧向，确保检棒两端侧向精度小于0.01mm，若是在检测中发现精度无法达到要求，根据千分表读数，稍微改变丝母座端面，直至达到精度要求。
滑座上使用螺钉依次安装整垫、轴承座，在弯板上安装千分表，并把弯板放置在工装滑块上，在检测X轴与轴承座检棒检棒的平行度时，需要先滑动工装滑块，与检验检棒两端正向精度相同检测两端精度，保证轴承座检棒正向精度小于0.01mm，若是发现检测精度超过了0.01mm，就需要拆卸轴承座，稍微改变丝母座端面，直至达到精度要求。在检验轴承座与丝母座同轴度时，采取同样的办法放置和安装千分表、弯板，先将表针打在中间棒正向，弯板沿着Y周滑动，检测轴承座检棒正向精度，精度同样控制在0.01mm，若是发现轴承座轴度正向与丝母座不和，需要记录二者之间的差值，将轴承座拆除掉，调整轴承座，依照记录的差值来调整垫，检验轴承座检棒侧向精度，侧向误差也是控制在0.01mm，可以通过手动调节实现。
在完成轴承座检棒侧向精度的检测后，需要检验电机座与X轴轴承座同轴度，清理电机座，在电机座中砸入旋转油，调整垫和电机座，并安装电机座检棒，在这些操作完成后就可以检测机床X轴与电机座检棒安装的平行度。在检测中与上述检测方法相同，也是安装千分表架，推动弯板，检测正向精度，若是发现电机座检棒正向精度超过了0.01mm，拆卸电机座，稍微改变丝母座端面，直至达到精度要求。在检测轴承座与电机座同轴度时，也是同样安装千分架，弯板沿Y轴方向推动，将工装滑块推到轴承座检棒检测正向精度误差，若是发现正向精度误差超过了0.01mm，可以通过配磨电机座调整垫来调整。在检测侧向精度误差时，若是测量精度误差超过允许的范围，可以通过轻敲轴承座来调整，保证精度控制在0.01mm。
在X轴丝杠的安装中，需要先在轴承内部涂抹润占据轴承的1/3的滑脂，排好轴承顺序，采用砂纸将压盖底面打磨光滑，并将压盖底面拧到电机座上，在轴承座和电机座上分别安装撞块和撞块座，避免丝杠的损坏。在滚珠丝杠的安装中先将丝杠传入到轴承座和电机座中，把单列深沟球轴承安装在丝杠末端，并砸到丝杠轴肩，采用弹性挡圈把轴安装在杠端头的凹槽中，将套安装到电机座中固定轴承，在丝杠上安装螺母。在工装滑块上安装千分表，检测丝杠外圆的正侧向跳动，保证精度控制在0.03mm范围内，若是发现丝杠外圆的正侧向跳动的精度超过了0.03mm，拆卸压盖，打磨套两边，重新安装，再次检测直到精度满足要求为止。
2.直线导轨的安装与检测
导轨基准面在清理干净滑座导轨安装面后，对准螺孔，采用螺栓固定导轨，拧紧顶紧装置压块，从中间逐渐开始向两端拧紧导轨的安装螺钉，需要注意的是拧紧力矩值依照螺钉的具体大小而确定。
在导轨直线度的检测中，先将框式水平仪放置在导轨上，测量直线度，保证全长直线度小于0.01mm，在导轨测量直线度的检测中，在导轨滑块上媳妇千分表，推动滑块，观察全分表读数变化，要求直线度全场精度控制在0.01mm。在检测导轨平行度中采用上文同样方法检测，精度控制在0.02mm。在安装完毕后，检测是否存在摩擦力的现象。
一般立式加工中心进给系统主要包括部分是驱动工作台、导轨副系统以及支撑系统等，由于X轴是在水平面内移动，因此产生的所有空载扭矩均是由摩擦产生的，在检测摩擦的大小时通常可以采取逐层累加法，记录不同层次的扭矩，取平均测量值，在摩擦中占据比较较大的通常是镶条以及丝杠螺母，针对这些问题，一般可以通过厂家提供的技术要求进行修复。在轴承等原件的密封结构中也存在不小的摩擦，在安装中需要注意。
目前我国在机床结构的可靠性方面的研究有很多，但是针对进给系统的研究非常少，还缺乏比较严谨的理论，加工精度时常出现误差，在进给系统的装配中，精度的控制往往需要凭借经验，另外在设计方面存在的一些参数，如摩擦没有考虑到，为装配带来很大的麻烦，这些还需要综合来进行研究。
结束语
综上所属，本文主要以机床X轴为例说明装配技术。目前立式加工中心已经广泛使用在各种机械加工行业中，大多数的滚珠丝杠进给系统在设计中没有考虑到摩擦力，导致装配出现很多的问题，在设计中需要重视套件的质量本文所研究的装配方法，均是在现有技术上采取的，随着科技的发展，还会有新的技术应用其中，这些还需要更多的人努力去研究。
【参考文献】
[1]樊刚，辛忠权.立式加工中心机床进给系统的装配方法[J].科技致富向导，2012，21（36）：218.
[2]郭永海，邱自学，万莉平等.基于动态精度的直驱型高速机床主轴箱静动态特性分析[J].制造业自动化，2014，（2）：104-108.
[3]杨红军.立式加工中心进给系统摩擦参数的测定[J].制造技术与机床，2012，1（12）：186-188.
[4]喻天翔，孙玉秋，张祖明.多模式失效的机械零件可靠度计算新理论[J].机械工程学报，2011，21（03）：134-138.
[5]翁德凯，程寓，夏玲玲等.基于结合面的立式加工中心进给系统的动态特性分析[J].机械设计与制造，2012，（3）：130-132.
来源：《中国科技博览》2014年32期
（图文无关）
