磨床头架的装配工艺过程

9.5　磨床头架的装配工艺过程

9.5.1　磨床头架结构分析

头架由底座、体壳、主轴及其传动装置等组成。头架体壳在底座上可沿逆时针方向回转0°～90°之间的任意角度，并由T形螺钉固定。

头架主轴在工作时直接支承工件，因此，主轴及其轴承应具有较高的回转精度和刚度。如图9.11所示，头架主轴4装在前后两组角接触球轴承上，它们都采用面对面的排列方式，即轴承外圈的狭边相对。通过修磨隔圈2、3和5，使轴承预紧。头架主轴轴承实现预紧的方法是修磨内、外隔圈，使内隔圈宽度稍大于外隔圈宽度，然后在装配时，从轴向把轴承外圈压紧，使轴承内外圈之间发生轴向相对位移，将滚珠与内外圈滚道压紧。滚动轴承经压紧后，不仅消除了轴承中原来存在的间隙，而且还在接触处产生微量弹性变形，使轴承的旋转精度和刚度都有所提高。但应注意预紧力不能过大，否则会使轴承发热并增加磨损，寿命将显著下降，该磨床头架主轴轴承的预紧力规定为98N。

（a）

图9.11　头架主轴部件

主轴的轴向定位由前支承中的两个轴承实现，作用在主轴上的轴向力，通过轴承外圈、套筒、补偿垫圈1和法兰盘16传至体壳11。

主轴前端有精密的4号莫氏锥孔，用于安装前顶夹或其它夹具。

为防止因采用带传动而使主轴弯曲变形，V带轮8和13均采用卸荷装置。V带轮8用两个滚动轴承安装在头架体壳11上；而V带轮13则用两个滚动轴承安装在法兰盘16上。

中间轴10装在偏心套9内的轴承上，两端都装有V带轮。用一端带螺纹的铁棒旋入螺孔12中，转动偏心套9，可调整主轴与中间轴之间的V带张紧力。电动机带轮与带轮13之间的V带张紧力，可通过移动电动机底板进行调整。

用顶尖装夹工件进行磨削时，主轴必须固定不转。为此可拧紧螺钉14，使其顶紧主轴后端的摩擦圈15，将主轴制动。此时工件由装在拨盘7上的拨杆经夹头带动旋转。

用卡盘装夹工件进行磨削时，需拧松螺钉14，使主轴能自由转动。此时将法兰盘19的锥柄装入主轴锥孔中，用拉杆17拧紧，通过拨盘上的拨杆18，即可带动卡盘和主轴一起旋转，如图9.11（b）。需卸下卡盘时，应先拧松拉杆17，然后在拉杆尾部敲击一下，再拧下拉杆，即可卸下卡盘。

如果工件本身具有4号莫氏锥体（如顶尖），则可直接插在主轴锥孔中，同时装上拨块20，通过圆销21带动主轴旋转，如图9.11（c），但此时应注意，必须拧松螺钉14。

根据头架结构，可划分为主轴系统组件、中间轴和偏心套组件、卸荷V带轮组件和拨盘带轮组件几个独立装配单元。在装配过程中，可先将各组件单独装配，然后将各组件装在体壳内进行部件装配。

9.5.2　头架的装配技术要求

1）头架主轴精度

用4号莫氏量棒插入主轴锥孔，用千分表测量。

（1）径向圆跳动

要求近主轴端处小于等于0.007mm；离主轴端150mm处小于等于0.01mm。

（2）轴向窜动

要求小于等于0.005mm。

2）前后轴承的装配要求

主轴前后两组角接触轴承，须用工具预加负荷，负荷为98N，测量出轴承内外圈高度差，研配内外隔圈，要求隔圈的平行度误差小于0.003mm。

3）V带轮装配要求

各相对V带轮的槽应对齐，要求误差不大于1mm。

4）V带装配要求

主轴前后三条V带（A787）的长度应选择一致，调整后松紧适当。

9.5.3　组件装配

1）主轴系统组件装配

（1）零件清洗和整修；

（2）用千分尺测量主轴轴肩厚度，如图9.12所示；

图9.12　用千分尺测量主轴轴肩厚度

图9.13　用预加负荷测量轴承端面差

（3）用测量工具和杠杆式百分表测量轴承端面差，测量时，须加重为98N的预加负荷，如图9.13所示，并将测量结果用电笔或用硫酸铜溶液写在轴承表面；

（4）根据测量数据配磨内外隔圈；

（5）在研磨平板上研磨内外隔圈平面，要求两面的平行度误差在0.003mm内；

（6）将角接触球轴承、内外隔圈和中间套按顺序装在主轴上，见图9.14。

图9.14　磨床头架主轴系统组装

图9.15　中间轴和偏心套组件装配

2）中间轴和偏心套组件装配（图9.15）

（1）零件清洗和整修；

（2）修配中间轴两端和V带轮的键槽，配入平键，键与键槽应配合紧密，不可有明显间隙，但不能太紧，双手稍用力即能将带轮拉出；

（3）试装中间轴左端圆螺母和偏心套孔的两螺纹端盖。要求用锁紧扳手拧紧到底，若发现螺纹配合太紧或拧不动时，可用三角锉刀修锉外螺纹，或用铜棒轻轻敲击，边敲边拧；

（4）在右端V带轮螺孔中装入钻套，配键一起装入中间轴上，用钻头在中间轴上钻出定位窝；

（5）将滚动轴承压入中间轴两端，涂上润滑脂后装入偏心套孔内，再装入两端螺纹端盖；

（6）装两端V带轮，分别用圆螺母和紧定螺钉固定。

图9.16　卸荷V带轮组件装配

3）卸荷V带轮组件装配（图9.16）

（1）零件清洗和整修；

（2）在法兰盘左端试装开槽圆螺母、端面带孔螺母和螺杆，若螺纹配合太紧，应作修整；

（3）将V带轮套在法兰盘上，用弹性挡圈装拆钳装入弹性挡圈；

（4）将滚动轴承和内外隔圈装入V带轮孔内，装上端盖和圆螺母；

（5）把螺杆旋入法兰盘螺孔中，并装上开槽圆螺母。

9.5.4　头架部件装配

1）零件清洗和整修

2）装主轴前端V带轮

将一组滚动轴承和内外隔圈装入V带轮孔内的V带轮组件，压入体壳上。

3）装主轴系统组件

将主轴系统组件压入体壳主轴孔中，如图9.17（a）所示。

4）装前、后轴承盖

先用螺钉固定前轴承盖、后端装入补偿垫圈和后轴承盖，均匀拧紧螺钉使后轴承盖与体壳端面平行，因补偿垫圈较厚，轴承盖与体壳端面间一定有较大间隙。用塞尺测量出间隙大小（图9.18），然后拆下轴承盖，配磨补偿垫圈后再装配，见图9.17（b）。

5）配磨补偿垫圈

磨削量应比测量间隙小0.02～0.03mm，使后轴承盖能保证压紧补偿垫圈和轴承外圈，补偿垫圈两平面的平行度误差应控制在0.003mm内。

（a）

图9.17　磨床头架部件装配过程

6）装中间轴和偏心套组件

如图9.17（c）所示，要求右端V带轮与上面被传动V带轮的三角槽对齐，误差不大于1mm，可调节两端的圆螺母来达到此要求。然后装上两根V带，其松紧程度要求应一致。

7）装卸荷V带轮和拨盘

如图9.17（d）所示，在主轴左端装上卸荷V带轮组件，右端用螺钉固定拨盘，同样使滚动轴承外圈压紧受力，用0.03mm塞尺不能插入拨盘与V带轮间的接触面，即符合要求，见图9.18。

图9.18　用塞尺测量间隙

图9.19　测量头架主轴精度

8）测量主轴精度

擦净主轴锥孔和4号莫氏量棒表面，将量棒插入主轴锥孔，用千分表测量，如图9.19所示。测量时，用手均匀地转动主轴。

（1）径向圆跳动

要求近主轴端处小于等于0.007mm；离主轴端150mm处小于等于0.01mm。为防止量棒本身误差对测量精度的影响，须取下量棒，转180°后插入再测量一次，取两次测量的平均值。

（2）轴向窜动

要求小于等于0.005mm。测量时，在量棒中心孔涂润滑脂，粘住一粒滚珠，用平测量头千分表进行测量。

若发现测量精度超差，首先应检查后端盖是否压紧补偿垫圈，其次检查前后轴承所配研的内、外隔圈是否装错或尺寸不对，必要时须检查主轴锥孔与主轴颈的同轴度误差。

9）装电动机

先将V带轮装在电动机轴上，再装上电动机，以卸荷V带轮为基准，用钢直尺调整电动机上带轮位置，然后拧紧紧定螺钉，装上V带。

10）装前后罩壳

装好罩壳后用于转动电动机上V带轮，检查罩壳是否与拨盘或带轮相擦，若有发生，须进行修整，否则在磨削工件时，将会产生振动，在工件表面形成振痕，影响磨削质量。

11）接通电源

12）试车

试车时，应以最高转速运转1h，测量轴承温度是否超过规定，再复量主轴精度。