數(shù)控加工中心機(jī)械裝配與調(diào)整實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

摘 要：本文首先介紹數(shù)控加工中心機(jī)械裝配實(shí)訓(xùn)室的組成及布局，然后從實(shí)訓(xùn)目標(biāo)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)步驟以及教學(xué)模式等方面對(duì)加工中心機(jī)械裝配與調(diào)整的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行探索，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中積累經(jīng)驗(yàn)，提高動(dòng)手能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械裝配 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0172-02

目前制造業(yè)正在經(jīng)歷一個(gè)快速變革的時(shí)代，面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)需要提高產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化，特別為數(shù)控加工中心在生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了廣泛的前景。依據(jù)江蘇經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求以及無(wú)錫地處長(zhǎng)江三角洲制造業(yè)基地的優(yōu)勢(shì)，筆者通過(guò)詳盡的專業(yè)調(diào)研，充分汲取企業(yè)專家的意見(jiàn)，分析數(shù)控技術(shù)應(yīng)用崗位的需求，不斷完善加工中心機(jī)械裝配與調(diào)整實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目來(lái)適應(yīng)企業(yè)崗位需求，培養(yǎng)學(xué)生一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 數(shù)控加工中心機(jī)械裝配實(shí)訓(xùn)室的組成

機(jī)械裝配實(shí)訓(xùn)室是一條典型的數(shù)控加工中心裝配線，含有7個(gè)獨(dú)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(tái)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(kù)與立柱裝配單元、機(jī)床總裝及電氣裝配單元。每個(gè)單元配備獨(dú)立的安裝工作臺(tái)、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(shù)控加工中心機(jī)械裝配實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

每一臺(tái)加工中心在機(jī)械零件、標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件、數(shù)控系統(tǒng)及電氣元件準(zhǔn)備齊全后，怎樣才能裝配出一臺(tái)合格的加工中心呢？根據(jù)多年的實(shí)踐與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者設(shè)計(jì)了如下的裝配實(shí)訓(xùn)工藝，共分為8個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

2.1 主軸與主軸箱單元的裝配

本項(xiàng)目要求學(xué)生掌握機(jī)床主軸軸承預(yù)緊力調(diào)整，保證主軸精度要求。實(shí)訓(xùn)步驟如下：（1）把主軸箱零件清洗干凈，對(duì)有螺孔的地方進(jìn)行回攻絲處理并清除零件毛刺。（2）把主軸軸承內(nèi)外隔圈在平磨上磨削至平，前后軸承涂上軸承潤(rùn)滑脂，占軸承間隙的1/3空間。然后把軸承放到加熱感應(yīng)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸套進(jìn)行空運(yùn)行試驗(yàn)，主軸按設(shè)計(jì)時(shí)最高轉(zhuǎn)速進(jìn)行空運(yùn)行試驗(yàn)，由低速組逐步向高速組進(jìn)行。同時(shí)用紅外隙線溫控器，對(duì)主軸軸承溫度進(jìn)行測(cè)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(guò)調(diào)整主軸前后螺母和主軸軸承的預(yù)緊力達(dá)到要求。（5）檢查主軸徑向跳動(dòng)和主軸軸向跳動(dòng)。（6）裝拉刀桿套和碟形彈簧組，用板手和工具把碟形彈簧預(yù)壓緊12 mm，碟形彈簧預(yù)緊力達(dá)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(shí)把打刀缸裝到箱體中去，主電機(jī)也裝到箱體上，把齒形皮帶輪裝到主電機(jī)軸上。

2.2 底座和床鞍單元的裝配

本項(xiàng)目要求學(xué)生掌握機(jī)床裝配校水平的方法、機(jī)床裝配接觸面的要求，了解絲桿安裝與機(jī)床導(dǎo)軌平行要求，對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度的影響。實(shí)訓(xùn)步驟如下：（1）底座安放到地面上，調(diào)整好底腳螺釘，用水平儀檢測(cè)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(dǎo)軌接觸面和絲桿軸承座接觸面，刮研面接觸點(diǎn)不得少于6～8點(diǎn)/25×25 mm。（3）底座與床鞍用螺釘撬緊，并打兩個(gè)定位錐銷。（4）裝軸承座和絲桿組裝配，校絲桿與立柱導(dǎo)軌平行，用跨板檢查立柱導(dǎo)軌與滾珠絲桿的平行度。

2.3 工作臺(tái)與十字拖板單元的裝配

本項(xiàng)目要求學(xué)生掌握機(jī)床十字拖板與工作臺(tái)的垂直度、機(jī)床滑動(dòng)導(dǎo)軌接觸面的要求，了解絲桿安裝與機(jī)床導(dǎo)軌平行要求，對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)。實(shí)訓(xùn)步驟如下：（1）十字拖板與工作臺(tái)裝配，要求刮研面接觸點(diǎn)不得少于8～10點(diǎn)/25×25 mm。（2）檢測(cè)工作臺(tái)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(dǎo)軌平行，用跨板檢查十字拖板與底座導(dǎo)軌與滾珠絲桿的平行度。（4）裝十字拖板和工作臺(tái)調(diào)節(jié)導(dǎo)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(jù)絲桿長(zhǎng)短選擇不同的絲桿預(yù)緊力。（6）復(fù)檢絲桿精度，調(diào)整好剎鐵并送緊。

2.4 立柱與主軸箱單元的裝配

本項(xiàng)目要求學(xué)生掌握機(jī)床箱體與立柱燕尾導(dǎo)軌接觸面進(jìn)行刮研處理、主軸芯棒與立柱導(dǎo)軌的平行度，了解絲桿安裝與機(jī)床導(dǎo)軌平行要求，對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)。實(shí)訓(xùn)步驟如下：（1）箱體與立柱燕尾導(dǎo)軌接觸面進(jìn)行刮研處理，要求刮研面接觸點(diǎn)不得少于10～12點(diǎn)/25×25 mm。主軸芯棒與立柱導(dǎo)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(dǎo)軌平行，用跨板檢查立柱導(dǎo)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(jù)絲桿長(zhǎng)短選擇不同的絲桿預(yù)緊力。（4）復(fù)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(diào)整好剎鐵并送緊。

2.5 立柱與床鞍的裝配

2.6 刀庫(kù)與立柱的裝配

2.7 機(jī)床總裝與電氣的裝配

2.8 機(jī)床出廠與精度的檢測(cè)

3 加工中心機(jī)械裝配與調(diào)整的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式與評(píng)價(jià)方法

本實(shí)訓(xùn)開(kāi)始時(shí)向?qū)W生分發(fā)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，了解實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和具體工作步驟。實(shí)訓(xùn)輔以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源作為技術(shù)支撐，規(guī)范教學(xué)文件，所有必需的技術(shù)資料都以課件的形式存放在教學(xué)資源庫(kù)中，便于學(xué)生查找。

在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中采用導(dǎo)師制。根據(jù)學(xué)生班級(jí)人數(shù)進(jìn)行分組，例如一個(gè)班級(jí)40人，分為4組，給每個(gè)小組選擇一名導(dǎo)師，導(dǎo)師在整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中只負(fù)責(zé)給予必要的幫助，主要工作由學(xué)生自主完成，教學(xué)過(guò)程不存在“學(xué)與教”的游離狀態(tài)。通過(guò)導(dǎo)師以及提供的資料，學(xué)生可以克服困難完成項(xiàng)目。本實(shí)訓(xùn)在教學(xué)計(jì)劃中的安排時(shí)可以放在學(xué)生完成專業(yè)平臺(tái)課程學(xué)習(xí)之后，這樣可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)專門化課程之前，就對(duì)課程的學(xué)習(xí)目的有所了解，能激發(fā)學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)的熱情。

對(duì)學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方法的創(chuàng)新更加可以激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。整個(gè)實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)分為四部分，其中實(shí)訓(xùn)完成情況占主要部分，實(shí)訓(xùn)報(bào)告作為學(xué)生歸納總結(jié)能力的體現(xiàn)次之，實(shí)訓(xùn)答辯效果可以反映學(xué)生對(duì)課題的理解程度也占有一定比，此外增加了組員互評(píng)項(xiàng)目可以幫助學(xué)生關(guān)注團(tuán)隊(duì)精神。評(píng)價(jià)的總分為300分，如果采用百分制可以通過(guò)相應(yīng)比例得出。具體評(píng)價(jià)方法參見(jiàn)表1。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐安林.《數(shù)控設(shè)備維修綜合實(shí)訓(xùn)》課程開(kāi)發(fā)[J].2005無(wú)錫職教教師論壇論文集， 2005：166-173.

[2] 吳道堅(jiān).機(jī)械裝配實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)與探索[J].鷺江職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（3）：115-117.

[3] 王迅.機(jī)械裝配與調(diào)試的實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施方法探討[J].科技與企業(yè)，2011（15）：211.