數(shù)控軸承磨床工作臺(tái)還能這樣改！
2019-09-12 李景濤
（洛陽風(fēng)動(dòng)工具有限公司）
數(shù)控軸承磨床作為軸承加工的現(xiàn)代化裝備，是軸承磨削加工向自動(dòng)化和高效化和高精度化發(fā)展的重要設(shè)備。3MZ205D數(shù)控軸承內(nèi)圓磨床是加工P4、P5級(jí)角接觸球軸承內(nèi)圈內(nèi)徑的數(shù)控磨床。進(jìn)給工作臺(tái)部件、往復(fù)工作臺(tái)部件為該數(shù)控磨床傳動(dòng)系統(tǒng)重要的組成部分。其中，進(jìn)給工作臺(tái)由滾珠絲杠、伺服電動(dòng)機(jī)等組成，往復(fù)工作臺(tái)由油缸、活塞及往返機(jī)構(gòu)系統(tǒng)組成。往復(fù)工作臺(tái)部件中工作臺(tái)的工作狀態(tài)只是直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而進(jìn)給工件臺(tái)部件為工件的進(jìn)給系統(tǒng)核心，該部件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、安裝精度是軸承內(nèi)圈內(nèi)徑磨削后尺寸公差、形位公差是否合格的首要保證。
原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和裝配工藝
原進(jìn)給工作臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖1所示。絲母座安裝在工作臺(tái)的底面，滾珠絲杠的絲母安裝在絲母座內(nèi)孔中，并通過螺釘相連；支承滾珠絲杠的絲杠軸承裝在軸承座中，軸承座與軸承支座通過螺釘相連，軸承支座安裝在底座上，滾珠絲杠軸肩靠在絲杠軸承的內(nèi)圈端面上；伺服電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)軸通過膜片聯(lián)軸器和滾珠絲杠尾部相連，伺服電動(dòng)機(jī)安裝在電動(dòng)機(jī)底座上，電動(dòng)機(jī)底座和其下的墊板安裝在底座上。工作臺(tái)通過十字交叉滾柱導(dǎo)軌副和底座相聯(lián)接，工作臺(tái)上安裝工件箱，工件箱前端為電磁無心夾具，夾具磁吸盤上是所加工的軸承內(nèi)圈，如圖2所示。
進(jìn)給工作臺(tái)傳動(dòng)原理：伺服電動(dòng)機(jī)接伺服驅(qū)動(dòng)器信號(hào)，伺服電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)通過膜片聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)沿十字交叉滾柱導(dǎo)軌副方向移動(dòng)，帶動(dòng)工件箱前端電磁無心夾具上的軸承內(nèi)圈進(jìn)給。
軸承支座安裝方法如圖3所示。十字交叉滾柱導(dǎo)軌副已安裝在底座上，工作臺(tái)已和十字交叉滾柱導(dǎo)軌副聯(lián)接，并且導(dǎo)軌已預(yù)緊。絲母座已安裝在工作臺(tái)底面。將工裝心軸1安裝在絲母座中，通過螺釘和絲母座相連，工裝心軸2插入到工裝心軸1尾部的內(nèi)孔中，工裝心軸2其上裝夾杠桿百分表，百分表表頭和軸承支座A面接觸（軸承支座的A面和B面已刮至垂直），通過打表和刮A面修正，最終校正A面跳動(dòng)0.01mm以內(nèi)，上緊軸承支座和底座間螺釘，打定位銷。
將軸承座用螺釘安裝在軸承支座上（軸承座的安裝基面和自身內(nèi)孔的垂直度已通過機(jī)械加工達(dá)到0.003mm），工裝心軸2其上的杠桿百分表表頭和軸承座內(nèi)孔接觸，通過打表找正內(nèi)孔，最終校正內(nèi)孔跳動(dòng)0.01mm以內(nèi)，上緊軸承座和軸承支座間螺釘，打定位銷。經(jīng)過以上步驟后，保證了軸承座內(nèi)孔和絲母座內(nèi)孔的同軸度。
電動(dòng)機(jī)底座安裝方法如圖4所示。首先，拆去軸承座和軸承支座，再磨電動(dòng)機(jī)底座下的墊板，使安裝后電動(dòng)機(jī)底座內(nèi)孔與絲母座中工裝心軸1軸線等高，使用杠桿百分表，通過打表、刮修C面（電動(dòng)機(jī)底座的底面）和電動(dòng)機(jī)底座右端面，最終校正電動(dòng)機(jī)底座右端面跳動(dòng)和電動(dòng)機(jī)底座內(nèi)孔跳動(dòng)均為0.01mm以內(nèi)，上緊電動(dòng)機(jī)底座、墊板和底座間螺釘，打定位銷，最終保證了絲母座內(nèi)孔和軸承座內(nèi)孔、電動(dòng)機(jī)底座內(nèi)孔的同軸度。
對進(jìn)給工作臺(tái)部件中絲桿支承部分、伺服電動(dòng)機(jī)支承部分進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖5所示，不再使用軸承支座、電動(dòng)機(jī)底座，添加連接座和大端蓋零件。絲杠軸承裝入軸承座，大端蓋的左端外圓裝入聯(lián)接底座左端內(nèi)孔，兩者為配合，用來定位。裝入絲杠軸承的軸承座通過螺釘和連接座聯(lián)接，兩者之間打定位銷。伺服電動(dòng)機(jī)安裝在連接座右部內(nèi)孔中，中間通過膜片聯(lián)軸器聯(lián)接絲杠尾部和伺服電動(dòng)機(jī)軸頭。連接座和其下的墊板通過螺釘和底座相聯(lián)接。
改進(jìn)后結(jié)構(gòu)的安裝方法如圖6所示。先磨連接座下的墊板，使安裝后的連接座內(nèi)孔中心線與絲母座中工裝心軸1軸線等高，使用夾在工裝心軸2上的杠桿百分表，通過打表和刮修D(zhuǎn)面（連接座的底面），分別校正連接座右端內(nèi)孔跳動(dòng)0.01mm以內(nèi)，連接座右端面跳動(dòng)0.01mm以內(nèi)，上緊連接座、墊板和底座間螺釘，打定位銷。經(jīng)過以上步驟，保證了絲母座內(nèi)孔和連接座內(nèi)孔的同軸。
改進(jìn)后的突出優(yōu)點(diǎn)為：
?。?）簡化結(jié)構(gòu)。
改進(jìn)后的設(shè)計(jì)去掉了軸承支座和電動(dòng)機(jī)座，增加了連接座。相當(dāng)于將軸承支座、電動(dòng)機(jī)座合并成連接座，減少了一個(gè)零件。
?。?）便于加工、安裝和更好地保證精度。
改進(jìn)前軸承支座、軸承座和電動(dòng)機(jī)座在機(jī)械加工時(shí)，各零件分別加工，裝配時(shí)需要通過打表和修刮，分別校正軸承支座的A面、軸承座的內(nèi)孔、電動(dòng)機(jī)座的內(nèi)孔和C面，最終找正軸承支座、軸承座和電動(dòng)機(jī)座。
改進(jìn)后，連接座的左端內(nèi)孔（定位安裝已安裝上絲桿軸承的軸承座）和軸承座安裝基面、連接座的右端內(nèi)孔（定位安裝伺服電動(dòng)機(jī)）和伺服電動(dòng)機(jī)安裝基面，這四者為一次裝夾加工，并且以連接座的底面為基準(zhǔn)，很好地保證了左端內(nèi)孔和右端內(nèi)孔的同軸度。左端內(nèi)孔軸線對于軸承座安裝基面的垂直度、右端內(nèi)孔軸線對于伺服電動(dòng)機(jī)安裝基面的垂直度以及左端內(nèi)孔軸線、右端內(nèi)孔軸線相對與連接座底面的平行度，都很好地得到了保證。在裝配時(shí)，通過刮修連接座底面和打表，分別校正連接座右端內(nèi)孔和右端端面跳動(dòng)在0.01mm以內(nèi)，即可將連接座的位置找正。
結(jié)語
通過對3MZ205D數(shù)控軸承內(nèi)圓磨床進(jìn)給工作臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝的改進(jìn)，降低了生產(chǎn)費(fèi)用，提高了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了產(chǎn)品在市場的競爭力，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
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