J1FCNCⅢ型數控車床大修方法

弋 博

（中國航發西安動力控制有限責任公司，陜西西安 710077）

1 準備工作

1.1 調整機床水平

大修機床就位后，先對其調整水平。用兩水平儀縱橫安放在機床橫滑板上，校正機床使其在縱向、橫向達到0.02/1000 mm。

1.2 精度預檢

檢查結果：主軸軸肩跳動0.04 mm（允差0.02 mm），主軸軸向竄動0.03 mm（允差0.01 mm），主軸徑向跳動0.04 mm（允差0.01 mm），主軸錐孔徑向跳動：近端0.04 mm（允差0.01 mm），遠端0.04 mm（允差0.02 mm），主軸軸線和尾座軸線的等高0.08 mm（允差0.03mm，只允許尾座高），Z軸和X軸的垂直度-0.06 mm（允差0.02 mm，車端面只允許凹）。

2 導軌精度的修復

一般情況下，床身采用磨削加工或精刨，以提高生產效率并降低勞動強度，也可以采用人工刮削方法。機床導軌采用“貼塑”工藝，即在導軌工作面粘貼佛塑料，同時在佛塑料軟帶上刻出油槽，以確保潤滑效果，這樣處理的導軌摩擦系數低，具有很高的耐磨性，因導軌則都是經過高頻淬火，所以摩擦主要發生在氟塑料上，維修時只需重新粘貼導軌上的氟塑料，再配刮研即可。

2.1 研點法

采用刮研法修整導軌直線度誤差時，大多采用研點法。刮研導軌時，導軌直線度誤差一般可以用平尺保證，導軌刮研時對點子的均勻程度有相對嚴格的要求，太少則接觸面不夠，縮短使用壽命，過多則整體面接觸，不能形成潤滑油膜，負載變大，加劇磨損。

研點法檢測導軌直線度：在平尺表面涂一層很薄的藍粉，在被檢測導軌表面均勻涂一層很薄的紅粉，把平尺放在被檢測導軌面上，輕壓平尺并在軸的運動方向短距離來回推動平尺進行研點，觀察導軌上藍色點的分布情況，進行刮研處理。反復以上流程，直到被檢測導軌上藍色點呈均勻分布狀態，則表示導軌的直線度誤差符合精度要求。

2.2 刮研工藝

刮研精度時應注意各項精度之間的關系，合理的刮研順序既能保證刮出的精度合格，又能節省工時和資源。刮研工藝涉及部件名稱如圖1所示。

圖1 刮研部件名稱

（1）以平臺為基準，刮中拖板底面平導軌，保證平行度達到0.01 mm。

（2）以中托板底平面導軌為基準，合研大托板平面導軌，保證直線度達到0.02 mm，兩平軌扭曲達到0.02/1000 mm。

（3）以平尺為基準，刮大托板燕尾導軌的非斜鐵面，因為斜鐵面磨損的是斜鐵的貼塑面，保證兩燕尾的直線度達到0.02 mm，平行度達到0.02 mm/全長。

（4）與大托板燕尾合研中托板非斜鐵的燕尾面，再配刮另一燕尾面斜鐵。

（5）大托板下導軌對床身導軌合研，保證導軌直線度達到0.02 mm，以及縱橫向垂直度＜90°，保證車出的端面為凹心，要求≤0.02/300 mm。

（6）配刮其他斜鐵。

3 主軸修理

精度預檢結果顯示，主軸的軸向竄動、徑向跳動、主軸錐孔的徑向跳動等幾項精度嚴重超差，已達（0.02～0.04）mm，主軸軸承嚴重磨損，不能適應高精度零件的加工，需修復主軸精度。

3.1 主軸結構

如圖2所示，主軸由3個滾動軸承支撐，前軸承（48286/48220 BASA3）及中間軸承（56425/56650 BASA3）為單列圓錐滾子軸承，使主軸在運轉過程中剛性強，溫升相對較低，以減少變形。后軸承（NN3020ASK P5）為雙列向心圓柱滾子軸承，用以調整主軸后半部分由于運轉過程中的溫升變形，主要是保證主軸軸線的一致性，主軸遠端300 mm處跳動主要是依靠它的精度。此外，中間軸承后有一碟形彈簧墊圈，用以補償機床高低速運轉產生的溫升變形，保證機床的運轉精度。

圖2 主軸結構

3.2 主軸的拆裝

拆裝主軸是關鍵環節，主軸精度高，經不起任何損傷，絕對不允許直接敲擊。拆卸主軸時，在主軸后端墊上木頭，用外力從后端往前敲出主軸。

主軸拆下后，需對主軸軸承安裝位置進行精度檢測，如果安裝位置精度超差，對此位置進行鍍鉻處理，再對軸承位置進行精磨，確保主軸同心以及軸承位跳動在合格范圍內。

主軸裝配完以后，用同樣的方法把主軸回裝。裝配主軸時要特別注意主軸和安裝孔是否有毛刺或碰傷，并把相關零件清洗干凈。

3.3 主軸軸承的更換

裝配主軸軸承時必須正確操作，不可隨意敲擊軸承，以免損傷軸承，影響軸承精度。可以利用手錘和套筒安裝，敲擊作用在套筒上。絕不允許在裝軸承內圈時打外圈或在裝外圈時打內圈，否則捶擊力會通過滾動體與滾道傳遞給另一套圈，導致滾道和滾動體損傷。

主軸整體裝配完成后，需要對主軸的軸向竄動、軸肩跳動、主軸錐孔跳動等幾何精度進行檢測（圖3），同時需確保主軸轉動時沒有一松一緊現象，主軸轉動也不能過緊，否則會引起主軸負載過大，加劇磨損，降低使用壽命。

圖3 主軸幾何精度檢測

檢測結果：主軸軸肩支撐面跳動0.008 mm，主軸軸向竄動0.006 mm，主軸定心軸頸徑向跳動0.005 mm，主軸錐孔軸線徑向跳動：近端0.004 mm，遠端0.01 mm。

4 絲杠的更換與調整

4.1 Z軸結構

Z軸絲杠結構如圖4所示，滾珠絲杠非常精密，為增加絲杠的傳動剛度，在滾珠四方與螺母間預加180 kg的負荷。另外，為了提高絲杠的軸向剛度，補償絲杠溫升產生的熱脹冷縮，絲杠通過一組碟形彈簧對其施加400 kg的預拉伸負荷。

圖4 Z軸絲杠結構

4.2 絲杠的更換與安裝

由于長期磨損，絲杠產生的間隙非常大，已不能滿足加工要求，需更換絲杠以及軸承。裝絲杠軸承過程中要注意軸承的方向，推力球軸承有松緊環之分，無論什么情況，軸承松環始終應靠在靜止件的端面上。

圖5所示為錯誤安裝方法，緊環在靜止件端面上，緊環與軸頸為過渡配合，軸轉動時帶動緊環轉動，與靜止件發生摩擦。在受軸向作用力時，緊環與軸配合面加劇轉動，加劇軸頸磨損。

圖5 推力球軸承錯誤安裝方法

4.3 絲杠的調整

安裝完畢后，需要對絲杠進行調整，主要是保證與導軌的平行，通過前后兩背冒對絲杠的軸向竄動進行調整，在絲杠端頭用黃油粘一顆滾珠，千分表壓在滾珠上，測量絲杠的軸向竄動。調整到0.01 mm以內。

5 尾座的修理

在加工過程中，因尾座需要根據工件情況在軸向位置來回滑動，長時間使用會磨損嚴重，而主軸固定在箱體上不動，因此主軸軸心尾座不同心，需要在尾座安裝面上墊適當厚度的銅皮，使尾座高于主軸，再刮研修理。

刮研尾座導軌時，注意保證尾座中心比主軸中心高（0.02～0.04）mm，因為在加工細長工件時工件存在自重低頭。套筒伸縮時保證上母線（向上偏）抬頭，側母線向刀尖方向偏，一般≤0.02 mm。

6 潤滑系統的修復

合理的潤滑對于保持機床的精度，延長機床使用壽命十分重要。因此必須了解機床每一個潤滑點的情況。疏通各潤滑油路，保證能起到良好的潤滑作用。

7 結語

修復完成后，經驗收，車床各項精度已達到出廠要求，冷卻與潤滑系統均已修復，試件合格，可以滿足加工工藝要求。