臥式銑鏜床下滑座蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配工藝措施

漢川數(shù)控機(jī)床股份公司晏 昆　孫 慶　王 雷

臥式銑鏜床下滑座蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配工藝措施

漢川數(shù)控機(jī)床股份公司晏 昆孫 慶王 雷

臥式銑鏜床作為高精度孔及端面加工的普通型機(jī)床，其在動(dòng)力輸入部件的經(jīng)典設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力輸出部件精密穩(wěn)定的性能，確保了作為以機(jī)械傳動(dòng)為主的機(jī)床持久、可靠的精度保持性和便利、快捷的可維護(hù)性。

漢川數(shù)控機(jī)床股份公司是作為國(guó)內(nèi)臥式銑鏜床重點(diǎn)生產(chǎn)廠家，為了滿足批量化生產(chǎn)的規(guī)模和產(chǎn)品種類的增加，保證每個(gè)裝配環(huán)節(jié)工序的專一性，現(xiàn)采用了分序流水化作業(yè)的生產(chǎn)工藝流程，這樣既提高了操作者的技能效率、減少了工藝設(shè)施的配備，更重要的是保證了關(guān)鍵零部件和機(jī)構(gòu)的精度和可靠性。現(xiàn)對(duì)臥式銑鏜床工作臺(tái)部件沿床身縱向運(yùn)動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)部件，下滑座蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配工藝流程改進(jìn)做一分析說明。

1.裝配條件與結(jié)構(gòu)分析

在蝸輪與蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，基本的傳動(dòng)過程是蝸輪齒包絡(luò)著蝸桿齒相互嚙合。通常的裝配過程是先裝好蝸輪軸系，再裝與之相配合的蝸桿軸系。而在臥式銑鏜床的下滑座中，因傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的需要蝸桿被設(shè)計(jì)在一根長(zhǎng)軸的中間部位，這樣給裝配帶來的問題是按照常規(guī)方法和順序裝配已不可能實(shí)現(xiàn)，需采用倒裝法——即先將較復(fù)雜的蝸桿軸系先裝配在滑座的支承座上，然后將已裝配好的渦輪軸系部件安放在滑座的安裝面并做相應(yīng)調(diào)整使其與蝸桿做正確的嚙合。

該部分的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

采用倒裝法對(duì)于蝸輪的裝配有以下調(diào)整環(huán)節(jié)和要求：

（1）要使蝸輪蝸桿形成正確的嚙合關(guān)系，必須使蝸桿的軸心線與蝸輪的嚙合面處于同一平面內(nèi)，通過修整調(diào)整墊來完成；

（2）保證蝸輪蝸桿嚙合時(shí)的正確中心距，通過調(diào)整蝸輪軸系在鞍座上的位置來完成。

（3）倒裝法帶來的問題是使后裝配的蝸輪要有條件裝入，這樣就必須在蝸輪嚙合裝入部分將五個(gè)齒加工銑平。（見圖3）

（4）批量化生產(chǎn)規(guī)模要求零件的互換性較高，包括一些非關(guān)鍵尺寸的一致性要好，這樣可采取一些較簡(jiǎn)潔的測(cè)量方法來保證裝配尺寸鏈的精度要求。

圖 1

2.裝配尺寸鏈的分析

蝸輪蝸桿的正確嚙合條件有二：正確的嚙合平面和兩軸間正確的中心距。

在蝸桿已裝配完成的情況下，正確的嚙合面是靠裝配蝸輪時(shí)修配軸向尺寸的調(diào)整墊來保證的。

在批量化流水線作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，為了找到正確的嚙合平面如果靠試裝法反復(fù)拆裝蝸輪來實(shí)現(xiàn)，一是效率太低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，二是易損傷零件，造成零件精度的喪失，故不適宜這種生產(chǎn)條件的要求。

經(jīng)過對(duì)圖1中蝸輪軸向尺寸鏈的分析可知：要得到正確的嚙合平面，與之相關(guān)的有蝸輪的寬度尺寸和調(diào)整墊的厚度尺寸，而可用于修配的只有調(diào)整墊，故其尺寸是封閉環(huán)。

在對(duì)批量化裝配的工藝和檢測(cè)方法探索過程中，為使其能方便快捷地得到封閉環(huán)的修配尺寸，我們有針對(duì)性的設(shè)計(jì)了如圖2的工藝裝備——測(cè)量角尺。

從圖2中可看出該角尺在無需試裝蝸輪的前提下用量塊測(cè)量角尺A面與蝸桿頂圓（要求批量化零件加工時(shí)保證其一定的公差范圍和一致性）上母線間距離就可知道調(diào)整墊需要修配的高度尺寸F，而且該角尺在豎直方向的寬度尺寸兼顧控制兩軸之間的中心距尺寸，可謂“一尺兩得”了。

圖 2

3.蝸輪裝配的工藝及方法

在同批次該機(jī)構(gòu)的裝配中，對(duì)第一臺(tái)蝸輪裝配后要進(jìn)行精度驗(yàn)證，即對(duì)蝸輪蝸桿副嚙合旋轉(zhuǎn)后檢驗(yàn)它們的接觸情況。蝸輪的具體裝配工藝順序如下：

（1）用紅丹粉均勻地涂在蝸輪齒面上，將蝸輪相鄰銑平的五齒半部齒廓與中心平面齒形在一致處做標(biāo)記，便于裝配時(shí)確認(rèn)蝸輪裝入的準(zhǔn)確位置。

（2）在蝸輪軸上裝入傳動(dòng)平鍵。

（3）將蝸輪孔、軸配合部分端部裝入，使用如圖3工裝來進(jìn)行，旋轉(zhuǎn)手柄將蝸輪逐步壓入至蝸輪下端面與調(diào)整墊貼緊。

（4）用工藝手柄搖動(dòng)下滑座上蝸桿驅(qū)動(dòng)蝸輪順、逆各轉(zhuǎn)動(dòng)一整圈，力量均勻感覺無死點(diǎn)，達(dá)到裝配工藝要求。

（5）為確認(rèn)蝸輪與蝸桿的嚙合精度，采用如圖4工裝拆出蝸輪，查看其接觸斑點(diǎn)，因后續(xù)還要通過蝸輪的軸向?qū)S承進(jìn)行預(yù)緊，所以接觸斑點(diǎn)應(yīng)在蝸輪輪齒中部稍偏于蝸桿上部。若位置有偏差，可再修磨調(diào)整墊以便達(dá)到要求。據(jù)實(shí)際裝配測(cè)得數(shù)據(jù)，修配量為0.1～0.25mm即可。

注意：蝸輪裝配即將到位過程中應(yīng)多次旋轉(zhuǎn)蝸桿進(jìn)行嚙合檢查，壓入過程應(yīng)循序漸進(jìn)，不可操之過急。

圖 3

圖 4

在整個(gè)機(jī)構(gòu)的裝配過程中最終保證蝸桿與蝸輪的中心距也是關(guān)鍵所在。由于蝸桿中心位置已確定，而蝸輪軸中心在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上是可做調(diào)整的方式，測(cè)量角尺的另一個(gè)作用就是在裝配時(shí)用來保證這項(xiàng)精度的。如圖2中，讓測(cè)量角尺的豎直面一側(cè)緊貼蝸桿頂圓母線，另一側(cè)緊貼蝸輪軸的側(cè)母線，這樣角尺的間接尺寸51就保證了中心距的尺寸，快速準(zhǔn)確地確定了機(jī)構(gòu)的中心距的位置。

4.結(jié)語

為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的制造要求，創(chuàng)新的工藝措施和方法顯得尤為重要。在蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)批量化實(shí)際裝配中，總結(jié)、創(chuàng)新、實(shí)踐所得到的這套工藝方法，實(shí)現(xiàn)了易于操作，提高效率且保證了產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)精度，傳動(dòng)精度的檢測(cè)結(jié)果及產(chǎn)品的正常使用過程都證明了滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。□

［1］ 許洪基.齒輪手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.8

［2］ 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.1