影響銑頭主軸裝配精度的加工工藝改進(jìn)

郝巖利

（齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

銑頭（milling head）是安裝在數(shù)控機(jī)床上，與主軸相互連接的元件，用于帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)，繼而有效落實(shí)元器件生產(chǎn)加工目標(biāo)，一旦銑頭主軸安裝不到位，將影響銑刀旋轉(zhuǎn)精度，降低數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工綜合質(zhì)量。銑頭分為控制系列、控制柔性系列、模塊化系列、TA45和TR90、P8與P10等型號(hào)，不同型號(hào)銑頭擁有不同功能，以新型T90—10為例，其具有高抗磨性、高精度、低摩擦等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，基于此為充分發(fā)揮銑頭應(yīng)用價(jià)值，使銑頭主軸轉(zhuǎn)速更高、噪音更小、溫度更低，數(shù)控機(jī)床加工精度更高，探究銑頭主軸裝配精度加工工藝改進(jìn)方略勢(shì)在必行。

1 影響銑頭主軸裝配精度的原因

（1）未能依據(jù)銑頭加工標(biāo)準(zhǔn)合理進(jìn)行裝配。為保障銑頭安裝科學(xué)合理，銑頭主軸轉(zhuǎn)速、精度均需符合數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工需求，技術(shù)人員在安裝銑頭主軸前，通常依據(jù)數(shù)控機(jī)床裝配需求，制定相關(guān)加工工藝執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，以伸長(zhǎng)銑頭（SX10—80/20I）為例（見圖1），需依據(jù)《落地銑鏜床伸長(zhǎng)銑頭精度》（Q2B 098--91），確保銑頭主軸裝配公差控制在≤0.015mm范圍內(nèi)，然而在裝配過程中，卻存在技術(shù)人員未能依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)加工工藝消極現(xiàn)象，使銑頭主軸裝配公差超出規(guī)范，降低銑頭主軸裝配精度。

（2）齒輪與主軸累積誤差過大。齒輪是銜接銑頭與主軸的重要元件之一，一旦其精度無法得到保障，將直接影響主軸裝配成效，究其內(nèi)因源于齒輪未遵照主軸軸承進(jìn)行設(shè)計(jì)與安裝，齒輪無法裝置在軸承上，無法有效銜接銑頭體與主軸軸承。

2 分析改進(jìn)銑頭主軸裝配精度加工工藝的方略

為使銑頭主軸裝配加工工藝研究更富成效，使銑頭主軸裝配精度得以保障，使研究結(jié)果更具實(shí)效性，選擇某公司伸長(zhǎng)銑頭（SX10—80/20I）為研究主體，為提高數(shù)控機(jī)床加工精度夯實(shí)理論基石。

（1）了解銑頭主軸裝配精度提升需求，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有效改進(jìn)加工工藝。圖1為伸長(zhǎng)銑頭（SX10—80/20I）剖視圖，相較于以往將銑頭主軸后軸承安裝在銑頭體與主軸間的加工工藝，本銑頭在主軸（1）上安裝銑頭弧形圓錐齒輪（2），在銑頭體（4）與齒輪（2）之間安裝主軸后軸承（3），為保障銑頭主軸裝配精度得以提升，需確保齒輪與軸承僧元件加工合格，在裝配前檢查元件精度，確保主軸錐孔軸線徑向跳動(dòng)值在合理范圍內(nèi)，例如在距離銑頭主軸錐孔端150mm處，

需確保其徑向跳動(dòng)值≤0.015mm，同時(shí)銑頭體、軸承、弧形圓錐齒輪等元件均需依據(jù)《落地銑鏜床伸長(zhǎng)銑頭精度》及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工。基于此，技術(shù)人員在改進(jìn)銑頭主軸裝配精度及相關(guān)加工工藝時(shí)，明晰數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工切實(shí)需求，在遵循加工標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，秉持實(shí)效性原則，合理改進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保相關(guān)加工工藝科學(xué)可行，達(dá)到提高銑頭主軸裝配精度的目的。

圖1 改進(jìn)前的銑頭主軸裝配圖例

（2）總結(jié)改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化加工工藝。在總結(jié)以往銑頭主軸裝配工藝實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，影響該構(gòu)件精度的主要原因是主軸后軸承尺寸鏈不科學(xué)，軸與孔之間的間隙（△=Dn-1-Dn）超出公差值，孔的直徑與軸的直徑不成比例，在總結(jié)裝配優(yōu)化策略基礎(chǔ)上，技術(shù)人員在△=Dn-1-Dn公式加持下，探析滿足裝配尺寸鏈的精度，其中Dn-1為孔的直徑，Dn為軸的直徑，將處于該尺寸鏈中的零件均視為影響相關(guān)精度的因素，并會(huì)在裝配過程中產(chǎn)生公差，相關(guān)因素公差之和等于或小于銑頭主軸裝配允許公差值，為此銑頭主軸裝配元件越多，影響該裝配精度的因素就越多，為解決該問題，可從以下兩個(gè)方面著手：第一，通過優(yōu)化加工工藝，削減銑頭主軸裝配元件，確保該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配方便；第二，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的裝配標(biāo)準(zhǔn)，確保組件公差之和在該裝配允許公差值域內(nèi)，確保相關(guān)元件所產(chǎn)生的影響可以忽略不計(jì)，保障該構(gòu)件加工精度，達(dá)到改進(jìn)相關(guān)加工工藝的目的。

（3）加工工藝改進(jìn)方略。依據(jù)伸長(zhǎng)銑頭（SX10—80/20I）加工工藝施行實(shí)況，立足相關(guān)工藝優(yōu)化需求，在累積加工工藝改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，合理加工主軸與齒輪，（見圖2），率先針對(duì)齒輪內(nèi)控進(jìn)行打磨，確保其與主軸尺寸一致，避免出現(xiàn)二者間隙過大消極現(xiàn)象，秉持循序漸進(jìn)原則打磨齒輪外圈，按照齒輪再次配磨主軸，確保二者加工精度得以提高，將主軸與齒輪間隙控制在≤0.005mm范疇內(nèi)，在主軸上裝配調(diào)整墊、齒輪與鍵，將螺母鎖緊、找正，遵照兩軸承配合磨出該結(jié)構(gòu)內(nèi)環(huán)外徑以及定心軸承。

圖2 改進(jìn)后的銑頭主軸裝配圖例

3 結(jié)語

綜上所述，數(shù)控機(jī)床作為先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備之一，一旦銑頭主軸安裝不科學(xué)，將影響其生產(chǎn)制造綜合成效，伴隨我國(guó)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床銑頭主軸裝配工藝將得以優(yōu)化與創(chuàng)新，為此技術(shù)人員需不斷提高其專業(yè)技能，在總結(jié)以往裝配經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)裝配技藝，依據(jù)《銑頭補(bǔ)充驗(yàn)收技術(shù)要求》約束自身裝配行為，結(jié)合數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工切實(shí)需求，合理設(shè)計(jì)裝配標(biāo)準(zhǔn)與流程，待裝配結(jié)束后針對(duì)精度進(jìn)行復(fù)檢，針對(duì)不符合裝配標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，秉持具體問題具體分析原則，運(yùn)用計(jì)算法、實(shí)驗(yàn)法、分析法，選擇合適的加工工藝，繼而落實(shí)銑頭主軸預(yù)期裝配目標(biāo)，為提高數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工效率奠定基礎(chǔ)。