长丝杠修复工艺分析及实践

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1、长 丝 杠 修 复 工 艺 分 析 及 实 践 中 国 南 车 股 份 大 资 阳 晨 风 电 气 有 限 公 司 ( 四 川 陈 大 明641301)机 床 丝 杠 是 将 旋 转 运 动 转 变 为 直 线 运 动 的 传 动零 件 之 一 ， 不 仅 能 传 递 一 定 的 动 力 ， 准 确 地 传 递 运 动 ， 而 且 可 作 精 密 的 直 线 分 度 。 一 般 的 机 床 丝 杠 都 属 细 长 轴 零 件 ， 加 工 难 度 大 ， 精 度 要 求 高 。 当 机 床 使 用 到 一 定 的 周 期 时 ， 丝 杠 受 到 一 定 程 度 的 磨 损 ，它 的 工 作 精

2、度 功 能 逐 渐 失 去 ， 需 采 用 修 复 或 更 换的 方 式 重 新 获 得 。 在 工 厂 对 机 床 类 设 备 的 丝 杠 、 闸瓦 、 丝 杠 螺 母 修 换 一 般 规 定 为 : 长 丝 杠 直 线 度 误差 超 过 1 000 0. 1 ( 不 包 括 丝 杠 自 重 而 引 起 的 悬 垂 ) 时 ， 应 加 以 修 复 。 丝 杠 螺 纹 局 部 磨 损 ， 或 表 面粗 糙 度 值 Ra 1. 6m 时 ， 应 修 复 。 在 一 次 设 备 大修 使 用 了 十 多 年 的 CW6163 机 床 的 过 程 中 ， 我 承 担了 其 长 丝 杠 的 修 复 工

3、 作 。 当 我 接 手 这 一 长 丝 杠 时 ，其 螺 纹 牙 形 侧 面 已 严 重 磨 损 ， 外 圆 弯 曲 1. 5mm，中 心 孔 损 伤 。 为 了 使 其 达 到 设 备 维 修 标 准 ， 首 先 对长 丝 杠 的 损 伤櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿櫿通 过 表 座 10 与 套 9 相 联 ， 故 套 9 旋 转 时 带 动 表 座 10 与 钟 式 表 12 一 起 旋 转 。 利 用 杠 杆 原 理 ， 由 于 两 处 测 量 头 6 和 钟 式 表 12 位 置 距 支 点 8 的 距 离 相 等 ， 所 以 旋 转 时 钟 式 表 12 所 显 示 的

4、数 值 ， 直 接 反 映 机 械 手 的 中 心 和 机 床 主 轴 中 心 的 重 合 程 度 ， 也 就 直 接 确 定 机 械 手 调 整 的 方 向 和 调 整 量 。状 态 ， 进 行 了 工 艺 分 析 ， 从 校 直 、 修 正 中 心 孔 ， 恢复 其 直 线 度 ， 在 刀 具 的 选 用 和 切 削 用 量 、 切 削 液 上 下 功 夫 ， 把 长 丝 杠 的 梯 形 螺 纹 牙 形 半 角 和 螺 距 误 差 减 到 最 小 ， 使 其 表 面 粗 糙 度 值 达 到 Ra = 1. 6m 以 下 。经 过 实 践 取 得 了 好 的 效 果 。1. 长 丝 杠 修

5、复 难 点 分 析 及 方 案CW6163 工 作 丝 杠 如 图 1 所 示 。 丝 杠 全 长 为3 890mm， 螺 纹 部 分 长 度 为 3 310mm， 牙 形 为 T55 12。 从 其 结 构 来 看 它 的 长 度 比 ( L / d) 与 一 般 的 机 床丝 杠 大 ， 属 加 长 型 细 长 轴 。 在 技 术 条 件 中 可 看 出 ，长 丝 杠 的 各 尺 寸 公 差 和 形 位 公 差 要 求 都 很 严 格 。 加 上 丝 杠 使 用 10 多 年 后 ， 螺 纹 牙 形 侧 面 已 严 重 磨 损 ， 外 圆 弯 曲 1. 5mm， 中 心 孔 损 伤 。 修

6、 复 的 切 削 量 不 允 许 太 大 ， 要 保 证 修 复 后 的 精 度 达 到 规 定 的 设 备 维 修 精 度 ， 其 难 度 大 。 而 工 艺 方 法 又 不 能 完 全 采 用 新 制 丝 杠 的 工 艺 方 法 ， 针 对 以 上 情 况 ， 拟 定 了 一 套 简 单可 行 的 修 复 工 艺 方 法 ， 即 校 直 修 中 心 孔 修 复 。结 语3.此 工 装 推 广 使 用 后 ， 效 果 明 显 。 以 前 的 调 整 工具 精 度 可 以 调 整 到 0. 10mm 以 内 ， 而 现 在 的 调 整 工 具 精 度 可 以 调 整 到 0. 02mm 以 内

7、 ， 而 且 操 作 简 单 ， 数 值 反 映 明 了 ， 方 便 机 床 装 配 者 调 整 机 械 手 、 主 轴 两 者 之 间 的 相 互 位 置 精 度 ， 缩 短 了 调 整 时 间 。 提 高 机 床 自 动 换 刀 的 准 确 性 和 可 靠 性 ， 提 高 整 机 的 安 全 使 用 和 故 障 率 的 下 降 ， 大 大 提 高 生 产 效 率 和 经 济 效 益 ，达 到 “ 高 速 、 高 精 度 、 高 效 ” 目 标 。( 收 稿 日 期 : 20110526)图 1 需 修 复 的 丝 杠2. 长 丝 杠 修 复 方 案 的 实 施( 1) 长 丝 杠 校 直

8、在 新 制 长 丝 杠 和 修 复 长 丝 杠的 工 艺 过 程 中 ， 校 直 是 一 道 很 重 要 的 工 序 ， 新 制 长丝 杠 由 于 有 足 够 的 加 工 余 量 最 少 有 四 道 校 直 工 序 ，而 修 复 的 长 丝 杠 由 于 加 工 余 量 小 只 能 有 一 道 或 二 道校 直 工 序 。 所 以 ， 对 修 复 长 丝 杆 在 校 直 后 ， 其 圆 跳 动 在 0. 15mm 以 内 ， 具 体 的 操 作 过 程 如 下 :由 于 待 修 复 丝 杠 弯 曲 1. 5mm， 中 心 孔 已 损 伤 ，无 法 采 用 一 夹 一 顶 的 方 式 在 机 床

9、上 校 直 ， 所 以 ， 需要 另 找 途 径 。 通 过 摸 索 ， 笔 者 采 用 了 在 平 板 上 用“ 反 击 法 ” 校 直 ， 如 图 2 所 示 。丝 杠 精 度 的 保 证 基 础 。由 于 丝 杠 全 长 为 3 890mm， 为 防 止 和 减 小 长 丝 杠 在 加 工 过 程 中 产 生 新 的 弯 曲 变 形 ， 使 用 跟 刀 架 、 中 心 架 来 加 以 保 证 。 在 修 复 丝 杠 之 前 ， 需 对 跟 刀 架 支 承 爪 进 行 修 镗 、 研 磨 。因 需 支 承 表 面 外 径 为 55mm。 修 镗 的 支 承 爪 圆 弧 在 R21. 5 2

10、2. 5mm 之 间 ， 目 的 是 使 支 承 爪 圆 弧 面 与 丝 杠 外 圆 为 小 弧 面 接 触 ， 使 之 不 抱 死 外 圆 ， 起 到 良 好 的 支 承 作 用 ， 又 能 大 限 度 地 降 低 因 摩 擦 而 引 起 的 温 升 ， 减 小 丝 杠 热 变 形 弯 曲 。被 修 复 丝 杠 外 径 表 面 粗 糙 度 值 为 Ra = 0. 8m， 支 承 爪 支 承 内 圆 弧 面 如 果 表 面 粗 糙 度 不 理 想 ， 则 很 容 易 划 伤 螺 纹 外 径 表 面 ， 支 承 爪 磨 损 ， 起 不 到 支 承 作 用 ， 在 修 复 时 ， 丝 杠 产 生

11、振 动 ， 严 重 影 响 加 工 精 度 ， 并 造 成 丝 杠 弯 曲 变 形 。 因 此 ， 修 镗 完 毕 后 ， 在 卡 盘 上 车 削 50mm 55mm 的 铸 铁 圆 棒 ， 表 面 粗 糙 度 值 Ra = 3. 2m， 跟 刀 架 支 承 爪 以 中 速 进 行 跑 合 研 磨 ， 用 煤 油 效 果 好 ， 支 承 爪 圆 弧 面 呈 无 光 泽 麻 点 状 ， 表 面 粗 糙 度 值 降 低 ， 减 少 跟 刀 时 拉 伤 丝 杠 外 圆 表 面 的 可 能 性 。丝 杠 刚 性 差 ， 修 复 时 还 要 以 长 丝 杠 螺 纹 外 径 作 辅 助 定 位 支 撑 ，

12、 中 心 架 支 承 丝 杠 的 重 量 和 消 减 径 向 切 削 力 的 作 用 ， 中 心 架 的 三 个 爪 与 丝 杠 外 圆 之 间 垫 一 层 牛 皮 一 并 加 注 润 滑 油 ， 防 止 擦 伤 丝 杠 外 表 面 。( 4) 刀 具 的 选 择 与 安 装 梯 形 螺 纹 精 车 刀 的 几 何 角 度 及 安 装 是 否 得 当 直 接 影 响 牙 型 半 角 误 差 ， 是 修 复 丝 杠 的 关 键 环 节 之 一 。修 复 长 丝 杠 时 ， 采 用 弹 性 可 调 节 刀 杆 来 进 行 粗 、 精 车 削 加 工 ， 既 保 证 梯 形 螺 纹 的 几 何 精

13、度 ， 又 保 证 在 加 工 中 刀 具 切 削 轻 便 ， 切 削 力 分 配 均 匀 ， 切 削 热 合 理 分 散 ， 避 开 机 床 运 转 时 ， 产 生 的 低 频 振 动 而 导 致 扎 刀 ， 如 图 3 所 示 。图 2将 丝 杠 放 在 两 等 高 V 形 铁 上 ( 需 垫 0. 3mm 厚 的铜 皮 ) ， 中 间 垫 一 硬 木 楔 ， 丝 杠 凹 面 向 上 ， 用 端 部 与螺 纹 牙 形 相 似 的 錾 刀 对 正 最 凹 处 ( 螺 纹 小 径 ) 进 行 敲 击 ， 使 凹 处 金 属 挤 向 两 侧 伸 长 。 用 百 分 表 找 圆 ，直 至 圆 跳

14、动 在 0. 15mm 以 内 ， 需 要 注 意 的 是 ， 修 复 时 ， 尽 量 不 伤 及 螺 纹 小 径 ， 以 免 破 坏 内 应 力 平 衡 而 再 次 发 生 弯 曲 。精 修 丝 杠 外 径 时 ， 必 须 确 保 丝 杠 外 径 在 全 长 上 尺 寸 的 直 线 度 一 致 ， 因 为 在 修 车 螺 纹 及 总 装 校 表 时 都 是 以 丝 杠 外 径 为 基 准 进 行 。( 2) 修 中 心 孔 中 心 孔 是 丝 杠 加 工 过 程 中 的 主 要 定 位 基 准 ， 托 架 托 在 丝 杠 中 心 长 度 处 ， 单 动 卡 盘 夹 住 40mm 外 圆 ，

15、( 用 四 段 打 包 带 或 牛 皮 并 以 铜 皮 垫 在 卡 爪 与 打 包 带 之 间 ， 即 防 止 振 动 ， 又 不 伤 及 外 圆 表 面 ) 在 右 端 55mm 处 搭 一 中 心 架 ， 找 正 40mm 外 圆 ， 跳 动 在 0. 01mm 以 内 ， 找 正 55mm 外 圆 ， 用 低 速 修 正 ， 研 磨 中 心 孔 采 用 一 带 60 的 铸 铁 研 磨 棒加 研 磨 膏 进 行 ， 修 正 后 用 弹 性 活 顶 尖 顶 紧 中 心 孔 ，松 开 中 心 架 ， 若 圆 跳 动 超 差 ， 则 需 重 新 修 正 中 心孔 并 研 磨 ， 使 之 与 顶

16、 尖 的 接 触 面 积 达 到 80% 以 上 ，确 保 定 位 基 准 质 量 ， 为 修 复 丝 杠 做 准 备 。( 3) 长 丝 杠 的 修 复 在 修 复 长 丝 杠 前 ， 要 检 查修 复 机 床 的 主 轴 中 心 与 车 床 尾 座 中 心 是 否 等 高 ， 采用 机 床 专 用 检 验 棒 ， 在 机 床 上 用 两 顶 尖 顶 上 ， 然 后 用 吸 附 在 中 滑 板 上 的 百 分 表 ， 通 过 中 滑 板 的 横 向 移 动 ， 来 分 别 检 查 比 较 两 端 是 否 等 高 . 从 而 达 到 修 复图 3 弹 性 可 调 节 刀 杆1. 刀 排 2. 压 紧 螺 钉 3. 刀 头 4. 方 刀 体由 于 刀 排 方 孔