數控加工中心機械裝配與調整實訓項目教學設計

摘 要：本文首先介紹數控加工中心機械裝配實訓室的組成及布局，然后從實訓目標、項目設計、實訓步驟以及教學模式等方面對加工中心機械裝配與調整的實踐教學進行探索，引導學生在實踐教學中積累經驗，提高動手能力。

關鍵詞：機械裝配 實訓項目 教學模式

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0172-02

目前制造業正在經歷一個快速變革的時代，面對激烈的市場競爭，企業需要提高產品的質量、生產過程的自動化和智能化，特別為數控加工中心在生產中的應用提供了廣泛的前景。依據江蘇經濟發展的需求以及無錫地處長江三角洲制造業基地的優勢，筆者通過詳盡的專業調研，充分汲取企業專家的意見，分析數控技術應用崗位的需求，不斷完善加工中心機械裝配與調整實訓項目來適應企業崗位需求，培養學生一定的工程實踐經驗。

1 數控加工中心機械裝配實訓室的組成

機械裝配實訓室是一條典型的數控加工中心裝配線，含有7個獨立的組成單元，包括主軸與主軸箱裝配單元、底座與床鞍裝配單元、工作臺與十字拖板裝配單元、立柱與主軸箱裝配單元、立柱與床鞍裝配單元、刀庫與立柱裝配單元、機床總裝及電氣裝配單元。每個單元配備獨立的安裝工作臺、工具箱和裝配工藝方法展板，整條裝配線配備兩自由度的龍門式行車，用于安裝起吊。

2 數控加工中心機械裝配實訓項目設計

每一臺加工中心在機械零件、標準件、外購件、數控系統及電氣元件準備齊全后，怎樣才能裝配出一臺合格的加工中心呢？根據多年的實踐與教學經驗，筆者設計了如下的裝配實訓工藝，共分為8個實訓項目。

2.1 主軸與主軸箱單元的裝配

本項目要求學生掌握機床主軸軸承預緊力調整，保證主軸精度要求。實訓步驟如下：（1）把主軸箱零件清洗干凈，對有螺孔的地方進行回攻絲處理并清除零件毛刺。（2）把主軸軸承內外隔圈在平磨上磨削至平，前后軸承涂上軸承潤滑脂，占軸承間隙的1/3空間。然后把軸承放到加熱感應器上，加熱到80 °C～120 °C之間，再把主軸上的前后防塵隔圈按順序裝配到主軸上，把主軸螺母旋到主軸上用工具板手或力矩板手板緊。（3）把主軸前端裝到主軸套里，前端蓋用螺釘撬緊在主軸套上，把主軸后軸承和隔圈裝到主軸體上，后螺母按前后順序板緊，再把齒形皮帶輪和漲緊圈裝配到主軸上。（4）將主軸套放到主軸試車架上并把主軸套固定好，用試車架的電動機帶動主軸套進行空運行試驗，主軸按設計時最高轉速進行空運行試驗，由低速組逐步向高速組進行。同時用紅外隙線溫控器，對主軸軸承溫度進行測控，要求溫升不得大于20 °C，前后軸承溫差不得大于8 °C，可以通過調整主軸前后螺母和主軸軸承的預緊力達到要求。（5）檢查主軸徑向跳動和主軸軸向跳動。（6）裝拉刀桿套和碟形彈簧組，用板手和工具把碟形彈簧預壓緊12 mm，碟形彈簧預緊力達到3600 N。（7）把主軸組裝到主軸箱體中去，用螺釘撬緊端面接觸面中，同時把打刀缸裝到箱體中去，主電機也裝到箱體上，把齒形皮帶輪裝到主電機軸上。

2.2 底座和床鞍單元的裝配

本項目要求學生掌握機床裝配校水平的方法、機床裝配接觸面的要求，了解絲桿安裝與機床導軌平行要求，對機床運動精度的影響。實訓步驟如下：（1）底座安放到地面上，調整好底腳螺釘，用水平儀檢測底座安放水平。縱向和橫向要求水平度0.03/200 mm。（2）底座與床鞍裝配，要求導軌接觸面和絲桿軸承座接觸面，刮研面接觸點不得少于6～8點/25×25 mm。（3）底座與床鞍用螺釘撬緊，并打兩個定位錐銷。（4）裝軸承座和絲桿組裝配，校絲桿與立柱導軌平行，用跨板檢查立柱導軌與滾珠絲桿的平行度。

2.3 工作臺與十字拖板單元的裝配

本項目要求學生掌握機床十字拖板與工作臺的垂直度、機床滑動導軌接觸面的要求，了解絲桿安裝與機床導軌平行要求，對機床運動的平穩。實訓步驟如下：（1）十字拖板與工作臺裝配，要求刮研面接觸點不得少于8～10點/25×25 mm。（2）檢測工作臺垂直度，X軸與Y軸垂直度0.015/300 mm。（3）裝軸承座和絲桿組裝配，校絲桿與十字拖板導軌平行，用跨板檢查十字拖板與底座導軌與滾珠絲桿的平行度。（4）裝十字拖板和工作臺調節導軌剎鐵。（5）分別用螺釘把絲桿座撬緊，并配打圓柱銷子，絲桿兩端螺母將根據絲桿長短選擇不同的絲桿預緊力。（6）復檢絲桿精度，調整好剎鐵并送緊。

2.4 立柱與主軸箱單元的裝配

本項目要求學生掌握機床箱體與立柱燕尾導軌接觸面進行刮研處理、主軸芯棒與立柱導軌的平行度，了解絲桿安裝與機床導軌平行要求，對機床運動的平穩。實訓步驟如下：（1）箱體與立柱燕尾導軌接觸面進行刮研處理，要求刮研面接觸點不得少于10～12點/25×25 mm。主軸芯棒與立柱導軌的平行度0.01/300 mm。（2）裝絲杠座和絲桿組裝配，校絲桿與立柱導軌平行，用跨板檢查立柱導軌與滾珠絲桿的平行度。（3）分別用螺釘把絲桿座撬緊，并配打圓柱銷子，絲桿兩端螺母將根據絲桿長短選擇不同的絲桿預緊力。（4）復檢絲桿精度同工步2的要求，把主軸箱裝到立柱上，并把絲桿活靈撬到箱體座上，調整好剎鐵并送緊。

2.5 立柱與床鞍的裝配

2.6 刀庫與立柱的裝配

2.7 機床總裝與電氣的裝配

2.8 機床出廠與精度的檢測

3 加工中心機械裝配與調整的實訓教學模式與評價方法

本實訓開始時向學生分發實訓指導書，了解實訓項目和具體工作步驟。實訓輔以網絡教學資源作為技術支撐，規范教學文件，所有必需的技術資料都以課件的形式存放在教學資源庫中，便于學生查找。

在實訓過程中采用導師制。根據學生班級人數進行分組，例如一個班級40人，分為4組，給每個小組選擇一名導師，導師在整個實訓過程中只負責給予必要的幫助，主要工作由學生自主完成，教學過程不存在“學與教”的游離狀態。通過導師以及提供的資料，學生可以克服困難完成項目。本實訓在教學計劃中的安排時可以放在學生完成專業平臺課程學習之后，這樣可以讓學生在學習相關專業專門化課程之前，就對課程的學習目的有所了解，能激發學生后續課程學習的熱情。

對學習效果評價方法的創新更加可以激勵學生學習熱情。整個實訓評價分為四部分，其中實訓完成情況占主要部分，實訓報告作為學生歸納總結能力的體現次之，實訓答辯效果可以反映學生對課題的理解程度也占有一定比，此外增加了組員互評項目可以幫助學生關注團隊精神。評價的總分為300分，如果采用百分制可以通過相應比例得出。具體評價方法參見表1。

參考文獻

[1] 徐安林.《數控設備維修綜合實訓》課程開發[J].2005無錫職教教師論壇論文集， 2005：166-173.

[2] 吳道堅.機械裝配實訓課的教學與探索[J].鷺江職業大學學報，2005（3）：115-117.

[3] 王迅.機械裝配與調試的實訓教學實施方法探討[J].科技與企業，2011（15）：211.