基于實(shí)訓(xùn)裝置送料部件（十字滑臺(tái)）的裝配與調(diào)試

王秀明

（山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，濟(jì)南 250200）

機(jī)械設(shè)備中的送料機(jī)構(gòu)能將被加工對(duì)象送到指定的位置，為了滿足工作的要求，該機(jī)構(gòu)多應(yīng)用絲杠螺母裝置配合直線導(dǎo)軌副，把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)來完成送料的動(dòng)作。十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)作為典型的送料結(jié)構(gòu)，由兩套直線導(dǎo)軌副和絲杠螺母副垂直安裝而成，其安裝與調(diào)試水平直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，操作者需要正確選擇并使用合理的工具和量具，并按照正確裝配工藝，同時(shí)進(jìn)行測量、檢驗(yàn)和調(diào)試，才能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能的要求，保證產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。

1 十字滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)及功能

十字滑臺(tái)送料機(jī)構(gòu)分上下兩層，其裝配圖如圖1所示，主要是由滾珠絲杠螺母副、直線導(dǎo)軌副、底板、中滑板、立板、上滑板、軸承以及軸承座等零件組成。其工作原理為，由電機(jī)（或其他外力）帶動(dòng)滾珠絲杠做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使絲杠上的螺母實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)移動(dòng)。滑臺(tái)和螺母固定在一起，并且由等高塊安裝在直線導(dǎo)軌上，從而使螺母帶動(dòng)滑臺(tái)沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)。其中，上層絲杠螺母副實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的左右運(yùn)動(dòng)，下層工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)前后運(yùn)動(dòng)。根據(jù)工件初始位置與目的位置坐標(biāo)的不同，送料機(jī)構(gòu)可以利用兩層絲杠螺母副的配合運(yùn)動(dòng)把工件送到加工位置。

圖1 十字滑臺(tái)送料機(jī)構(gòu)

2 裝配前準(zhǔn)備工作

裝置工作之前，需要把這些零件按照一定的順序和技術(shù)要求組合成機(jī)械產(chǎn)品，才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的功能。在裝配十字滑臺(tái)時(shí)，要先讀懂裝配圖，通過裝配圖，了解零件之間的裝配關(guān)系和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理及功能，規(guī)范合理的寫出十字滑臺(tái)的裝配工藝過程，檢查文件和零件的完備情況，準(zhǔn)備好合適的工具和量具。一般十字滑臺(tái)的裝配要求有導(dǎo)軌和基準(zhǔn)面之間的平行度、兩導(dǎo)軌之間的平行度、滾珠絲杠對(duì)導(dǎo)軌的平行度、絲杠兩端的等高度以及上下導(dǎo)軌的平行度等。在確定裝配要求的前提下，需要做好充足的準(zhǔn)備工作。

3 裝配工藝過程

根據(jù)裝配原則，為了滿足裝配要求及操作標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)范操作工序，需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)零部件進(jìn)行合理調(diào)試[2]，確定的裝配工藝如下。

3.1 安裝下直線導(dǎo)軌副

裝置底板上需要安裝兩根直線導(dǎo)軌，這兩根直線導(dǎo)軌需要有較高的平行度要求，具體安裝過程如下所示。

裝配前先使用棉布或者油石清除安裝面上的毛刺及污物，然后以底板上的側(cè)面（磨削面）為裝配基準(zhǔn)，通過調(diào)整底板方向，將基準(zhǔn)面朝向操作者開始安裝。安裝時(shí)，先將一根直線導(dǎo)軌放到底板上，并使其兩端靠在底板兩端的導(dǎo)軌定位基準(zhǔn)塊上，然后使用內(nèi)六角扳手從中間向兩端預(yù)緊導(dǎo)軌中螺釘[3]，此時(shí)需要注意不要漏裝螺釘?shù)膹椥詨|圈。安裝完成后，使用深度游標(biāo)卡尺測量該導(dǎo)軌與基準(zhǔn)面的距離，并調(diào)整直線導(dǎo)軌與導(dǎo)軌定位基準(zhǔn)塊之間的調(diào)整墊片，使其滿足圖樣要求，然后選用杠桿百分表測量導(dǎo)軌與基準(zhǔn)面間的平行度誤差，測量方法如圖2 所示。調(diào)整過程中，需要使用橡膠錘調(diào)整導(dǎo)軌位置并增減調(diào)整墊片的厚度，直到測量結(jié)果滿足導(dǎo)軌與基準(zhǔn)面的平行度要求后使用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊內(nèi)角螺釘，并壓緊導(dǎo)軌壓緊塊，至此完成第一根導(dǎo)軌的安裝。將已安裝好的導(dǎo)軌作為第二根導(dǎo)軌的安裝基準(zhǔn)，使用游標(biāo)卡尺確定第二根導(dǎo)軌的位置后預(yù)緊，然后使用百分表測量調(diào)整兩根導(dǎo)軌之間的平行度，并調(diào)整導(dǎo)軌與導(dǎo)軌定位塊之間的調(diào)整墊片，測量結(jié)果滿足要求后擰緊導(dǎo)軌并壓緊導(dǎo)軌定位裝置，安裝效果如圖3 所示。安裝過程中，需要熟練使用測量工具，并且掌握裝配注意事項(xiàng)，例如：預(yù)緊導(dǎo)軌時(shí)，螺釘?shù)奈膊恳欢ㄒ肯萑氤令^孔，否則拖動(dòng)滑塊時(shí)螺釘尾部會(huì)損壞直線導(dǎo)軌副。正確安裝直線導(dǎo)軌副才能發(fā)揮其定位精度高、磨損小以及承載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因此在裝配過程中需要遵守操作規(guī)程，規(guī)范操作，才能確保所有的誤差控制在公差范圍內(nèi)。

圖2 使用杠桿百分表測量導(dǎo)軌平行度誤差

圖3 下直線導(dǎo)軌安裝效果圖

3.2 安裝下滾珠絲杠螺母副

滾珠絲杠螺母副通過軸承和軸承座安裝在底板上。滾珠絲杠的軸承結(jié)構(gòu)有固定端和支承端兩種形式，軸承座內(nèi)預(yù)封潤滑脂。安裝時(shí)，固定端可選用角接觸軸承及組配安裝方式形成支撐，以保證軸向和徑向均能承受載荷；固定端安裝完成后，將螺母座與滾珠絲杠螺母副連接，再將其與工作臺(tái)相連，然后將工作臺(tái)與滑塊相連，接著將螺母拉至傳動(dòng)側(cè)一端，用塊規(guī)測量出軸承座與安裝面之間的距離[4]。如果沒有塊規(guī)，需要使用軸承安裝工具或銅棒將軸承和軸承隔圈安裝在相應(yīng)的位置，此時(shí)要測量合適的內(nèi)外隔圈，以達(dá)到調(diào)整角接觸軸承軸向游隙的目的。將軸承座安裝在絲杠上之后，需要把軸承端蓋擰緊在軸承座上，然后把軸承座預(yù)緊在底板上，并使用百分表測量判斷兩軸承座是否等高。若軸承座不等高，將影響絲杠對(duì)導(dǎo)軌在豎直方向上的水平度，此時(shí)需要使用厚度合適的調(diào)整墊片，直至兩軸承座中心等高。若絲杠對(duì)導(dǎo)軌在水平方向上有平行度要求，需要使用百分表繼續(xù)測量，分別將絲桿螺母副移動(dòng)到絲桿的兩端，并將杠桿式百分表磁性表座吸在直線導(dǎo)軌的滑塊上，然后用百分表轉(zhuǎn)接頭接觸到絲杠上的母線，通過測量確定兩軸承座中心高的差值，再通過在軸承座下加入相應(yīng)的調(diào)整墊片，將量軸承座的中心高度調(diào)整到要求的范圍內(nèi)[5]。絲杠螺母副的安裝效果如圖4 所示。拆卸絲杠螺母副中的螺母時(shí)，需要使用專用工具，安裝時(shí)嚴(yán)禁把螺母旋出絲杠，滾珠絲杠與螺母分離會(huì)導(dǎo)致滾珠脫落，從而影響絲杠的裝配精度，甚至導(dǎo)致絲杠報(bào)廢。

圖4 絲杠螺母副安裝效果圖

3.3 安裝上直線導(dǎo)軌副

上直線導(dǎo)軌副安裝在中立板上，其安裝過程與下直線導(dǎo)軌的安裝過程一致。從裝配圖中可以看出，中立板安裝在中滑板上，若將這步安裝完成后再安裝直線導(dǎo)軌副將增加工作的難度，因此為了保證裝配質(zhì)量，并使裝配更加方便，需要先將上直線導(dǎo)軌副和絲杠螺母副安裝在中立板上，以保證安裝工作正常進(jìn)行。裝配上直線導(dǎo)軌副需要注意關(guān)鍵裝配點(diǎn)，如先正確安裝基準(zhǔn)導(dǎo)軌，再安裝第二根導(dǎo)軌，且安裝時(shí)要使用游標(biāo)卡尺和千分尺進(jìn)行粗調(diào)和精調(diào)，直到將平行度誤差控制在圖樣要求的范圍之內(nèi)。

3.4 安裝上滾珠絲杠螺母副

上滾珠絲杠螺母副的安裝與下螺母副的安裝工作相似，但是下滾珠絲杠是利用帶傳動(dòng)提供動(dòng)力，需要安裝帶輪，而上滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力是由電機(jī)帶動(dòng)聯(lián)軸器傳遞獲得。安裝時(shí)，要將角接觸軸承和深溝球軸承安裝到絲杠的相應(yīng)位置，然后用塞尺測量端蓋與軸承座間隙并做調(diào)整，再將絲杠主動(dòng)端的限位套管、圓螺母、同步帶輪安裝在絲杠上，以方便絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)。安裝完成后用游標(biāo)卡尺測量軸承座高度，并使用百分表測量絲杠的上母線，以確定軸承座中心是否等高，同時(shí)還需要測量絲杠的側(cè)母線測量絲杠與導(dǎo)軌的平行度是否符合要求，若不符合，則要使用墊片、橡膠錘等進(jìn)行調(diào)整，直至符合要求后完成該結(jié)構(gòu)的安裝。

3.5 安裝中立板

將已經(jīng)裝好直線導(dǎo)軌副和滾珠絲杠螺母副的中立板安裝到中滑板上，需要先利用直角尺和塞尺測量中滑板和中立板的垂直度，調(diào)整至合適的位置后擰緊內(nèi)六角螺釘。該結(jié)構(gòu)中需要安裝肋板，以確保使用過程中中滑板和中立板保持垂直度要求。

3.6 安裝中滑板

安裝中滑板時(shí)，要先利用等高塊將中滑板安裝到直線導(dǎo)軌上，然后調(diào)整滑塊的位置，并用螺釘將等高塊、中滑板固定在導(dǎo)軌滑塊上，之后再將中滑板和螺母座預(yù)緊在一起，并使用塞尺測量螺母座和中滑板的間隙，選擇使用厚度合適的調(diào)整墊片后，用百分表測量中滑板和下導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的垂直度，如果存在差值需要修正等高塊，調(diào)整到要求的范圍后擰緊連接螺釘。

3.7 安裝上滑板

安裝上滑板時(shí)，需要使用等高塊將上滑板安裝在中立板上，然后測量螺母座和上滑板間隙并使用墊片調(diào)整上滑板，達(dá)到要求后擰緊連接螺釘。

3.8 其他零件的安裝

送料機(jī)構(gòu)中需要安裝接近開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)找原點(diǎn)和限位保護(hù)的功能。安裝過程中，需要用相應(yīng)的連接元件安裝電磁鐵以及接近開關(guān)，以完成送料結(jié)構(gòu)的安裝。

4 裝配后調(diào)試

十字滑臺(tái)整體安裝后需要與控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試，主要調(diào)試內(nèi)容是對(duì)二維工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)位置控制，并檢查二維工作臺(tái)是否能正常工作。調(diào)試時(shí)可以采用手動(dòng)控制模式，通過相應(yīng)的旋鈕控制該滑臺(tái)不同方向的運(yùn)動(dòng)，然后觀察該機(jī)構(gòu)裝置運(yùn)動(dòng)是否符合要求。

5 結(jié)語

掌握送料機(jī)構(gòu)的裝配與調(diào)試過程，學(xué)習(xí)機(jī)械傳動(dòng)的裝配調(diào)試方法，有助于提升學(xué)生的裝配能力，提高操作者的裝配和調(diào)試水平。本文通過分析十字滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)及功能，提出裝配前的準(zhǔn)備工作，介紹了絲杠螺母副和直線導(dǎo)軌副組成的十字滑臺(tái)的裝配過程。