机械设备主轴主轴箱.doc

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1、常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者： 单卫华 学 号： 11111231 系 部： 电气工程系 专 业： 机电设备维修与管理 题 目： VMC-1050立式加工中心主轴零件（主轴、主轴箱）数控加工及维修工艺编制校内指导教师：田跃辉企业指导教师评阅者： 2013 年 07 月 毕业设计（论文）中文摘要 VMC-1050立式加工中心主要由基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀系统及辅助装置组成。我所研究的事主轴部件其中的主轴和主轴箱。对于主轴及主轴箱，主要目的是认识机械零件的拆卸过程、装配过程、修理过程以及它们的工艺卡片的制作。通过对主轴部件上的单件，来加深自我对所学知识的掌握。这次是由整

2、体到部分，整体粗略的介绍VMC-1050立式加工中心，部分仔细分析主轴及主轴箱的结构、图纸以及实体，来得出结论，即主轴与主轴箱的拆卸、装配以及修理的工艺卡片的编写。关键字：VMC-1050立式加工中心 主轴 主轴箱 拆卸 装配 修理 工艺卡片 目 录1.引言 2.VMC-1050立式加工中心概述 2.1 VMC-1050立式加工中心简介 2.2立式加工中心结构特点3.立式加工中心的常见故障分析4.立式加工中心主要参数要求 5.机械加工工艺规程的制订5.1机械加工工艺规程概述 5.1.1机械加工工艺过程的组成 5.1.2工艺规程 5.2机械加工工艺规程的设计 5.2.1零件的技术要求分析 5.2

3、.2零件的结构工艺性分析 6.VMC-1050立式加工中心主轴零件的主轴工艺分析 6.1主轴要求 6.2毛坯的选择 6.3定位基准的选择 6.4加工顺序的安排 6.5主轴工艺分析7.VMC-1050立式加工中心主轴零工艺件的主轴箱分析7.1 主轴箱介绍7.2主轴箱工艺分析8.VMC-1050立式加工中心失效分析及修理工艺编制 8.1 VMC-1050立式加工中心零件失效分析及修理 8.2主轴的维修工艺 8.3主轴箱的维修工艺9.装置的拆装工艺 9.1VMC-1050立式加工中心的拆卸与装配 9.2 清洗 10 .装置的维护、保养 总结致谢参考文件附表1.引 言 装备工业的技术水平和现代化程度决

4、定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业（如：信息技术及其产业，生物技术及其产业，航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料而数控技术则是当今先进制造技术和装备核心的技术。 早期，数控机床技术的发展因美国研制出第一台三坐标方式升降台数控铣床，后来计算机技术及相关技术的发展 ，给数控机床的发展提供了一个良好的平台，使数控机床产业得到了高速的发展。我国数控技术研究很晚，数控机床技术低于国际水平，直到90年代，数控机床技术得到很大提升。目前，还是低于国际水平。就我而言，通过这个毕业设计，对我今后事业有很大好

5、处，是一次小系统训练，锻炼自己，提升自己。由于能力所制，设计有不少不足，希望老师给予批评指导。 2.VMC-1050立式加工中心概述2.1VMC-1050立式加工中心简介 加工中心（英文缩写为CNC 全称为Computerized Numerical Control）：是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。在中国香港，台湾及广东一代也有很多人叫它电脑锣。工件在加工中心上经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效

6、率大大提高。立式加工中心是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。立式加工中心能完成铣、镗削、钻削、攻螺纹和用切削螺纹等工序。立式加工中心最少是三轴二联动，一般可实现三轴三联动。有的可进行五轴、六轴控制。立式加工中心立柱高度是有限的，对箱体类工件加工范围要减少，这是立式加工中心的缺点。但立式加工中心工件装夹、定位方便；刃具运动轨迹易观察，调试程序检查测量方便，可及时发现问题，进行停机处理或修改；冷却条件易建立，切削液能直接到达刀具和加工表面；三个坐标轴与笛卡儿坐标系吻合，感觉直观与图样视角一致，切屑易排除和掉落，避免划伤加工过的表面。与相应的卧

7、式加工中心相比，结构简单，占地面积较小，价格较低。2.2立式加工中心结构特点对于立式加工中心有以下2种典型结构:(1)立柱移动式此种结构运动形式为立柱移动,工作台固定不动1)结构优点:0工件及工作台固定不动,使X轴加工范围不受限制;Z轴加工范围可以根据立柱高度确定;O承受工件重量大;2)结构缺点:OY轴加工范围受限制;不易于实现五面加工;O不易于实现机床的高精度要求;机床动态性能一般;(2)工作台移动式此种结构运动形式为工作台移动,立柱固定不动(3)工作台移动式1)结构优点:易于实现机床的高精度要求;机床动态性能高;2)结构缺点:OX轴加工范围受限制;Y轴加工范围受限制;Z轴加工范围受限制;不

8、易于实现五面加工;不能承受大重量工件;综上结构分析,本立式加工中心总体布局采用固定立柱式,主轴箱吊在立柱一侧,其平衡重锤放置在立柱中,工作台为十字滑台,可以实现X!Y两个坐标轴的移动,主轴箱沿立柱导轨运动实现Z坐标移动,如图2.1所示该结构布局合理,整体刚性好图2.1立式加工中心3. 立式加工中心的常见故障分析及排除维护序号项目故 障 现 象故 障 原 因故 障 排 除1X轴进给系统X轴电机报警1:电机编码器损坏2:电机损坏,3:电机线插头松动,4:电缆老化1:更换编码器2:更换电机3:插紧电机插头4:更换电缆,X轴限位报警1:行程开关线老化导致导线折断2:行程开关损坏1:更换行程开关导线2:

9、更换换行程开关X轴回零报警1:开关线老化导致导线折断,2:开关损坏1:更换行程开关导线2:更换开关定位不准确,反向间隙过大1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动,2:联轴器螺钉松动或有油3:联轴器损坏4:滚珠丝杠磨损1:锁紧锁紧螺母2:锁紧联轴器螺钉或除油3:更换联轴器4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠X轴有异响1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动2:丝杠失油及密封件损坏，导致轴承磨损及轴承本身损坏3:X轴导轨伸缩防护罩损坏1:调整锁紧螺母2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件3:检修或更换X轴导轨伸缩防护罩X轴光栅尺异常1:光栅尺电缆老化2:光栅尺测头损坏1:更换光栅尺电缆2:更换光栅尺测头2Y轴进给系统Y轴

10、电机报警1:电机编码器损坏2:电机损坏,3:电机线插头松动,4:电缆老化1:更换编码器2:更换电机3:插紧电机插头4:更换电缆,Y轴限位报警1:行程开关线老化导致导线折断2:行程开关损坏1:更换行程开关导线2:更换换行程开关Y轴回零报警1:开关线老化导致导线折断,2:开关损坏1:更换行程开关导线2:更换开关定位不准确,反向间隙过大1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动,2:联轴器螺钉松动或有油3:联轴器损坏4:滚珠丝杠磨损1:锁紧锁紧螺母2:锁紧联轴器螺钉或除油3:更换联轴器4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠Y轴有异响1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动2:丝杠失油及密封件损坏，导致轴承磨损及轴承本身损坏3:Y

11、轴导轨伸缩防护罩损坏1:调整锁紧螺母2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件3:检修或更换Y轴导轨伸缩防护罩Y轴光栅尺异常1:光栅尺电缆老化2:光栅尺测头损坏1:更换光栅尺电缆2:更换光栅尺测头序号项目故 障 现 象故 障 原 因故 障 排 除3Z轴进给系统Z轴拖链有异响1:Z轴拖链折断1:更换Z轴拖链Z轴电机报警1:电机编码器损坏2:电机损坏,3:电机线插头松动,4:电缆老化1:更换编码器2:更换电机3:插紧电机插头4:更换电缆, Z轴限位报警1:行程开关线老化导致导线折断2:行程开关损坏1:更换行程开关导线2:更换换行程开关Z轴回零报警1:开关线老化导致导线折断,2:开关损坏1:更换行程开关

12、导线2:更换开关定位不准确,反向间隙过大1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动,2:联轴器螺钉松动或有油3:联轴器损坏4:滚珠丝杠磨损1:锁紧锁紧螺母2:锁紧联轴器螺钉或除油3:更换联轴器4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠Z轴有异响1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动2:丝杠失油及密封件损坏，导致轴承磨损及轴承本身损坏1:调整锁紧螺母2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件Z轴光栅尺异常1:光栅尺电缆老化2:光栅尺测头损坏1:更换光栅尺电缆2:更换光栅尺测头4主 轴 箱换刀时有撞击声1:开关失效引起回零点位置偏移2:主轴定位不准确1:调整检测开关2:重新调整主轴定位角度换刀开关无信号1:开关接触不良2:松刀气缸行

13、程不够1:调整检测开关2:检修松刀气缸及气压机床报警1:换刀时刀柄键槽和主轴端面键干涉1:调整主轴定位编码器,检查是否有零部件损坏主轴定位报警1:主轴定位开关损坏1:更换主轴定位开关换刀时拔刀振动大,刀具夹不紧1:拉刀杆调节有偏差2:卡爪损坏1:修磨调整松刀气缸活塞行程 2:更换卡爪有漏气声1:夹紧松刀气缸2:气管及管接头损坏1:更换松刀气缸的密封圈2:更换气管及管接头无刀具冷却水液1:水阀没打开2:管路泄漏 3:水泵损坏1:打开水阀2:检修管路，更换相关损坏零件3:检修或更换水泵序号项目故 障 现 象故 障 原 因故 障 排 除高速运转时主轴温度高速上升1:主轴轴承失油2:主轴轴承损坏3:无

14、循环冷却液或循环冷却液堵塞1:主轴轴承加润滑脂2:更换主轴轴承3:检查冷却管路5斗笠式刀库转刀不到位1:零件磨损2:开关失效3:紧固螺钉松动1:更换相关磨损零件2: 更换开关3:锁紧紧固螺钉转刀转不动1:转动电机损坏,2:轴承损坏1:更换电机或2:更换轴承刀库无法移动1:移动电机损坏2:直线轴承损坏3:转臂卡死1:更换电机2:更换轴承,3:更换相关损坏零件无法正确选刀1:开关失效,2:开关导线折断1:更换开关2:更换导线刀库移动不到位1:开关失效,2:开关导线折断1:更换开关2:更换导线刀库换刀不到位1:刀库刀具中心与主轴中心Y轴方向不重合2刀库刀具中心与主轴中心X轴方向不重合1:调整刀库支架

15、的Y轴方向位置2:调整刀库支的X轴方向位置刀库回零不到位1:回零开关失效2:回零开关位置不当1:更换开关2:调整回零开关位置刀库撞坏换刀程序出错检查控制系统指令6机械手刀库根据外购刀库说明书7数控转台根据外购数控转台说明书8气动系统松刀气缸不能正常工作1:气泵故障2:气压低于规定气压值3:气阀损坏1:检修气泵故障2:调整气压值3:更换气阀冷却阀打不开1:气泵故障2:气压低于规定气压值3:气阀损坏1:检修气泵故障2:调整气压值3:更换气阀机床漏气1:气管及管接头损坏1:更换气管及管接头数控转台不能正常工作1:气压低于规定气压值2:气阀损坏1:调整气压值2:更换气阀序号项目故 障 现 象故 障 原

16、 因故 障 排 除9润滑系统润滑点失油1:油泵损坏2:油管破裂3:管接头堵塞1:更换油泵2:更换油管3:疏通管接头机床报警1:油泵压力过低2:油泵无油1:调整油泵压力2:油泵加润滑油10排屑系统无冷却液1:水泵损坏2:水泵漏水3:水箱缺冷却液,4:管路堵塞1:更换水泵2:水泵内的密封圈3:加冷却液至液位面4:检查管路11全封闭防护机床内有冷却液和铁屑1:X,Y轴伸缩防护罩倾斜或损坏2:防护罩结合面密封垫损坏1:调整或更换防护罩2:更换密封垫机床漏水1:防护结合面密封垫损坏1:更换密封垫12随机信号报警电缆线接触不良或老化和断裂检查电缆线接触部位或更换电缆线4.VMC-1050立式加工中心主要参

17、数要求立式加工中心主要参数要求X/Y/Z行程630/400/500mm工作尺寸900/400mm主轴端面于工作台距离250-750mm工作台重600KG主要锥孔MAS403BT40主要最高转速800rpm定位精度0.010mm全行程重复定位精度0.010mm全行程主电机功率11kw刀库容量16凸轮机械手通讯接口232口 DNC在线加工UBS接口，能进行双向传输自动排削螺旋排削器机床护板及床身门和护板采用不锈钢材质、床身及护板均采用塑喷涂层备注：以上数据可能不唯一，允许正偏离5.机械加工工艺规程的制订5.1机械加工工艺规程概述 用表格的形式将机械加工工艺过程的内容书写出来，成为指导性技术文件，就

18、是机械加工工艺规程（简称工艺规程）。它是在具体的生产条件下，以较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。其内容主要包括：零件加工工序内容、切削用量、工时定额以及各工序所采用的设备和工艺装备等。 机械加工工艺规程的制订，是机械制造工艺学的内容之一，也是机械制造工厂工艺技术人员的一个主要工作内容。机械加工工艺规程的制订与生产实际有着密切的联系，它要求制订者有一定的生产实践知识和专业基础知识。5.1.1机械加工工艺过程的组成 在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作将直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品

19、，这一过程称为工艺过程。工艺过程是生产过程的主要部分。其中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程，称为机械加工工艺过程。 在机械加工工艺过程中，针对零件的结构特点和技术要求，要采用不同的加工方法和装备，按照一定的顺序一次进行加工才能完成由毛坯到零件的过程。因此，工艺过程是由一系列顺序排列的加工方法即工序组成的。工序又由安装、工位、工步和走刀组成。5.1.2工艺规程（1）工艺规程的作用指导生产的主要技术文件组织和管理生产的基本依据新建、扩建工厂的基本资料（2）工艺规程的设计原则技术上的先进性经济上的合理性良好的劳动条件（3）工艺规程设计所需的原始资料：产品装配

20、图和零件图产品验收的质量标准产品的生产纲领毛坯资料、毛坯图等现场的生产条件国内外相应生产技术的发展情况，合理地引进、采用新技术、新工艺有关的工艺手册及图册。 (4) 制定工艺规程的步骤：u 分析零件图和产品装配图；u 选择毛坯；u 选择定位基准；u 拟定工艺规程；u 确定加工余量和工序尺寸；u 确定切削用量和工时定额；u 确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具；u 确定各工序的技术要求及检验方法；u 填写工艺文件。5.2机械加工工艺规程的制定5.2.1零件的技术要求分析零件技术要求分析包括：1. 选择公差等级2. 选择表面粗糙度 3. 选择形位公差4. 各个表面的尺寸精度、位置精度、形状精度5.

21、 热处理及各种技术要求5.2.2零件的结构工艺性分析 零件结构工艺性包含了零件各个制造过程中的工艺性,有零件结构的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、机械加工及装配工艺性等。可见零件结构工艺性涉及面广,具有综合性,必须全面综合分析。机械加工类专业学生毕业设计对具体零件进行机械加工工艺规程编制过程中,往往不重视对机械零件的结构工艺性进行分析,造成机械加工工艺规程的不合理,无形中加大了自己设计工作量。因此,机械零件结构工艺性分析这个环节必须要重视。零件结构工艺性主要包括： 针对产品结构工艺性特点，考虑其评价的目标与原则，建立了产品结构工艺性分析评价的总体技术方案与策略。以特征技术为基础，给出了产品特征

22、描述方法，建立了面向制造的三层次(即零件层、特征层、几何/拓扑层)零件模型。以特征-工艺映射为基础，运用相似性实例推理的方法，实现了产品工艺路线的生成。描述了工艺性评价指标的建立方法，建立了基于有限元分析的工艺性评价技术、基于规则的工艺性评价技术和基于模糊综合评判定性和定量评价技术。针对结构工艺性的特点，以论文研究成果为基础，以 Pro/E 为开发平台，结合 Pro/toolkit 和 Delphi，初步设计并开发了计算机辅助的结构工艺性分析评价支持系统。6 VMC-1050立式加工中心主轴零件主轴的工艺分析6.1主轴要求1. 回转精度高 当主轴作回转运动时，线速度为零的点的连线称为主轴的回转

23、中心线。回转中心线的空间位置，在理想的情况下应是固定不变的，称为理想回转中心线。实际上，由于主轴部件中各种因素的影响，回转中心线的空间位置每一瞬间都是变化的，这些瞬时回转中心线的平均空间位置称为瞬时回转中心线。瞬时回转中心线相对于理想回转中心线的距离，就是主轴的回转误差。而回转误差的范围，就是主轴的回转精度径向误差、角度误差和轴向误差很少单独存在，当径向误差和角度误差同时存在时，构成径向跳动，而轴向误差和角度误差同时存在时构成端面跳动。2.刚度大 主轴部件的刚度是指受外力作用时，主轴部件抵抗变形的能力。主轴部件的刚度越大，主轴受力后的变形越小。若主轴部件的刚度不足，在切削力及其他力的作用下，主

24、轴将产生较大的弹性变形，不仅影响工件的加工质量，还会破坏齿轮、轴承的正常工作条件，加快其磨损，降低精度。主轴部件的刚度与主轴的结构尺寸、支承跨距、所选用的轴承类型及其配置形式、轴承间隙的调整、主轴上传动元件的位置等有关。 3.抗振性强 主轴部件的抗振性是指切削加工时，主轴保持平稳运转而不发生振动的能力。若主轴部件抗振性差，工作时容易产生振动，不仅会降低加工质量，而且限制了机床生产率的提高，使刀具的耐用度下降。提高主轴的抗振性必须提高主轴部件的静刚度，常采用较大阻尼比的前轴承，必要时要安装阻尼(消振)器，使主轴部件的固有频率远远大于激振力的频率。4.温升低 主轴部件运转中的温升过高会引起两方面的

25、不良结果：一是主轴部件和箱体因热膨胀而变形，主轴的回转中心线和机床其他元件的相对位置发生变化，直接影响加工精度；二是轴承等元件会因温度过高而改变已调好的间隙，破坏正常润滑条件，影响轴承的正常工作，严重时甚至会发生“抱轴。数控机床为解决温升问题，一般采用恒温主轴箱。5.耐磨性好 主轴部件必须有足够的耐磨性，以便能长期保持精度。主轴上易磨损的地方是刀具或工件的安装部位，以及移动式主轴的工作表面。为了提高耐磨性，主轴的上述部位应该淬硬，或经氮化处理，以提高硬度，增加耐磨性。主轴轴承也需要有良好的润滑，以提高其耐磨性。6.2 毛坯的选择 （1）毛坯的种类： 铸件 铸件适用于形状复杂的零件毛坯。其铸造方

26、法有砂型铸造、精密铸造、金属铸造、压力铸造等。较常用的是砂型铸造。当毛坯精度要求低、生产批量较小时，采用木模手工造型法；当毛坯精度要求高、生产量很大时，采用金属机器造型法。铸件材料有铸铁、铸钢、及铜、铝等有色金属。锻件 锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件，毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高、但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。型材 型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。焊接件 焊接件是根据需要将型材或者钢板焊

27、接而成的毛坯件，他简单方便，生产周期短。但需经时效处理后才能进行机械加工。冷冲压件 冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表，轻工电工产品方面应用广泛。但因冲压件模具昂贵而仅用于大批量生产。（2）毛坯形状与尺寸的确定实现少切削、无切削加工，是现代机械制造技术的发展趋势之一。但是，由于受毛坯制造技术的限制，加之对零件和表面质量的要求越来越高，所遇毛坯上的某些表面仍需留有加工余量，以便通过机械加工来达到质量要求。这样毛坯尺寸与零件尺寸就不同，其差值称为毛坯加工余量，毛坯制造尺寸的公差称为毛坯公差，他们的值可以参照加工余量的确定一节或有关工艺手册来确定。下面仅从机械加工工艺角度来分析在确定

28、毛坯形状和尺寸时应注意的问题：为了加工时安装工件方便，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子，工艺搭子在零件加工完毕后一般应切除，如对适用和外观没有影响也可保留在零件上。装配后需要形成同一工作便面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便，常将这些分离零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段再切割分离。对于形状比较规则的小型零件，为了提高机械加工的生产率和便于安装，应将多件合成一个毛坯，当加工到一定阶段后，再分离成单件。（3）选择毛坯时应考虑的问题：零件的材料及力学性能要求铸铁、有色金属铸 重要件锻零件的结构形状与尺寸复杂件铸小台阶轴棒料，大台阶轴锻生产纲领的大小大批量先进方法现有生产条件采用新工艺、新技术

29、、新材料6.3定位基准的选择1精基准的选择原则 2粗基准的选择原则辅助基准 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次互为基准原则 选取加工余量小、要求以均匀的重要表面自为基准原则 选择不加工面为粗基准基准统一原则 选择重要的面为粗基准6.4加工顺序的安排 （一）切削工序的安排原则（1）先粗后精（2）先主后次（3）先面后孔（4）基准先行（二）热处理工序的安排（1）预热处理（2）最终热处理（3）辅助工序的安排6.5主轴工艺分析加工中心主轴制造工艺 主轴加工工艺方案:下料一正火一钻粗车用中心孔一粗车一稳定一钻通孔(深孔加工)一半精车外圆一扩铰各阶梯孔(深孔加工)一半精车7:24锥孔切试片一粗磨外圆一粗磨7

30、:24锥孔一铣18Hll对键槽一划一铣端键一划一幢一钳一探伤检查一粗磨18Hll对键槽一半精磨外圆一半精磨7:24锥孔一氮化一半精磨7:24锥孔一半精磨外圆一车螺纹一磨端键一精磨孔。41H7及端面一精磨18Hll对键槽一精磨外圆一精磨7:24锥孔一钳修倒键槽棱角一研磨一抛光一钳。主轴加工工艺主要过程分析1.下料:主轴的材料38crMOA认优质合金结构钢,毛坯棒料规格中125x1516(包括试片料)。2.主轴深孔加工:加工中心主轴7:24锥孔的拉刀机构要求主轴内部钻通孔,对于深孔加工过去采用普通车床上设计专用工装进行加工,H7等级孔用自定心法研磨,效率极低。采用购进深孔钻床T2120x3000,

31、并配置进口深孔钻头,效率是原来的巧倍以上。3.半精磨外圆:由于主轴需要经过氮化处理,为控制氮化层深度及硬度需要安排两次半精磨外圆工序。氮化前半精磨序,保证主轴氮化时氮化层深度均匀,氮化层磨削厚度满足主轴硬度要求。通过同等材料圆柱体氮化后梯度磨削试验得出:氮化后磨削厚度在。一0.巧mm之间,氮化层硬度在Hv900以上(见氮化后硬度一深度变化曲线示意图)。氮化后磨削厚度大于0.巧后,氮化层的硬度逐渐降低。氮化时主轴弯曲变形虽小,但不能校正氮化前主轴圆柱度误差,氮化前的磨削留量,是保证精磨后主轴硬度及圆柱度的关键。4.半精磨锥孔主轴7:24锥孔加工是主轴加工的重点及难点之一,为控制锥孔氮化层硬度及深

32、度安排两次半精磨锥孔工序。锥孔轴向余量,径向余量,法向余量。5.磨对键槽18Hl 采用花键磨床精磨对键槽18Hll,两端顶夹紧芯轴,键槽向上,此方法槽侧面不受主轴外圆的弯曲变形及机床导轨的直线度误差影响,容易保证对键槽的直线度、平行度精度。采用导轨磨床加工对键槽,由于机床导轨直线度误差及主轴自重引起的变形会影响对键槽直线度、平行度。 7VMC-1050立式加工中心主轴零件的主轴箱工艺分析 7.1主轴箱介绍 主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主

33、轴获得规定的转速和方向。主轴箱传动系统的设计，以及主轴箱各部件的加工工艺直接影响机床的性能。7.2主轴箱工艺分析1.对零件进行工艺分析 2.确定毛坯3.确定各工序的加工余量和工序尺寸及公差 4.选择机床及工、夹、量、刃具5.填写工艺文件8VMC-1050立式加工中心失效分析及修理工艺编制8.1 VMC-1050立式加工中心零件失效分析及修理 加工过程中Z轴使用频率最高，根据零件的复杂程度加工一个零件需要往返几次到上百次，故Z 轴损耗最大、故障率也最高，有机械的、电气的，需要通过分析来判断是何故障。（1）立式加工中心在加工过程中，尺寸不稳定，无报警 首先把百分表吸在工作台面上，且使百分表的测头接

34、触到主轴一固定点，并使百分表调整到零值，记住Z轴机械坐标值；然后在JOG状态，手动上下移动Z轴数次后，再使Z轴移动到原机械坐标值，看百分表的值是否归零，不归零说明Z轴机械有问题。第一检查连轴结松动没；第二检查丝杠丝母处丝母有没问题，滚珠有无散落，上下移动Z轴时有无异响；丝杠有无严重磨损。（2）Z轴配重及刹车方面的故障 故障现象是Z轴温度报警及按停止按钮或停电，Z轴往下滑落。2. 立式加工中心第4轴四种常见故障（1）第一种回零时机械坐标值变化，第4轴不旋转，原因是传动带断了，更换即可。（2）第二种回零时第4轴旋转，但无法找到零点，原因是第4轴零点开关有故障，更换调整即可。（3）第三种第4轴定位不

35、准。JOG状态，看着机床坐标值，先正向旋转360，再逆向旋转360后，看第4轴刻度盘上的刻度是否归零，如不归零，是由于传动带松动造成的，传动带拉紧即可。（4）第四种第4轴在机床内移动频繁，极易造成电缆线损坏。如CINCINNATA立式加工中心VCNC750、Fanue 18iM系统。3. X轴和Y轴的两种效率（1）更换开关 X轴回零开关由于切削液进水或铁屑、铝屑沉积造成开关损坏，更换开关后，回零超程，需要修改参数1320。（2）更换导轨 X轴和Y轴由于磨损或使用保养不当造成导轨的精度下降，达不到零件加工要求，需更换导轨。4. 主轴SP报警故障（1）主轴定位不准 主轴在换刀时主轴掉刀或主轴抓刀过

36、程中由于抓刀定位不准，加工零件尺寸超差。（2）传动带损坏 更换传动带时，传动带要拉紧。友嘉Vm32s立式加工中心换新传动带后，执行M19指令时，主轴定位角度，每次都不一样，重新调整传动带且拉紧传动带后，故障消除。5主轴发热，旋转精度下降某立式加工中心镗孔精度下降，圆柱度超差，主轴发热，噪声大，但用手拨动主轴转动阻力较小。(1)故障分析。主轴部件解体检查，发现故障原因如下：主轴轴承润滑脂内混有粉尘和水分，这是因为该加工中心用的压缩空气无精滤和干燥装置，故气动吹屑时少量粉尘和水气窜入主轴轴承润滑脂内，造成润滑不良，导致发热且有噪声；主轴内锥孔定位表面有少许碰伤，锥孔与刀柄锥面配合不良，有微量偏心；

37、前轴承预紧力下降，轴承游隙变大；主轴自动夹紧机构内部分碟形弹簧疲劳失效，刀具未被完全拉紧，有少许窜动。(2)故障处理。更换前轴承及润滑脂，调整轴承游隙，轴向游隙0.003mm，径向游隙士0.002mm；自制简易研具，手工研磨主轴内锥孔定位面，用涂色法检查，保证刀柄与主轴定心锥孔的接触面积大于85%；更换碟形弹簧。将修好的主轴装回主轴箱，用千分表检查径向跳动，近端小于0.006mm，远端150mm处小于0.010mm。试加工，主轴温升和噪声正常，加工精度满足加工工艺要求，故障排除。(3)改进措施：增加压缩空气精滤和干燥装置，过滤器要定期排水，定期清洗或更换滤芯；随时检查主轴锥孔、刀柄的清洁和配合

38、状况，检查空气干燥器工作是否正常；合理安排加工工艺，避免材料切除率陡变；严禁超负荷运行，有故障应及时报修，不得带病运行。6主轴部件的拉杆钢球损坏(1)故障现象。某立式加工中心主轴内刀具自动夹紧机构的拉杆钢球和刀柄拉紧螺钉尾部锥面经常损坏。(2)故障分析。检查发现，主轴松刀动作与机械手拔刀动作不协调。这是因为限位开关挡铁装在气液增压缸的气缸尾部，虽然气缸活塞动作到位，增压缸活塞动作却没有到位，致使机械手在刀柄还没有完全松开的情况下强行拔刀，损坏拉杆钢球及拉紧螺钉：，试用后故障消失。(3)故障处理。清洗增压油缸，更换密封环，给增压油缸注油，气压调整至0.50.8MPa(4)改进措施：定期检查并清洁

39、气液增压油缸，监测刀具自动夹紧机构各部分的运行状况，及时消除故障隐患；定期检查调整气压和液压系统压力，检验液压油质，如氧化变质应及时更换。8.2主轴的维修工艺 主轴是各部件中承载负荷最大的,各转动和挤压部件都镶嵌依附在主轴上。主轴的直径因机械型号不同而各异。主轴取材于高强度合金钢,通过调质等高频热处理工艺和机床高精度加工而成,具有抗弯曲、抗扭力、高承载等性能。在保养维修过程中要关注其特性,避免撞击、重压、高温。如有少许碰、磨损伤处,也不要电焊或加热处理,以免破坏其调质结构。否则会在施焊处断裂。在维修须拆下主轴时应减少冲击敲打。主轴在维修、搬运、放置时要求轻拿轻放,最好垂直立放,切勿两头垫物而中

40、间悬空,更不能野蛮抛置。力求保护其不变形。主轴由于磨损必须焊修或校直时,应送专业修理机构修复,以保证其技术性能。8.3主轴箱的维修工艺1 传动轴转速确定 采用四级电机（转速为1500r/min），初定公比=1.41，则轴、轴和主轴的转速确定为1470r/min，1064r/min 和380r/min。由分析，可画出转速图如图1 所示。2 传动系统配合运动部分为了使加工中心得到合理的利用，本文采用拨叉推动滑移齿轮的方法使主轴得到一个较低转速。由于主轴箱的结构因素，使得拨叉的尺寸较大，为了使拨叉能够正常工作，在设计中增加了一根可供拨叉前后移动的滑移轴。拨叉驱动轴在位移传感器的控制和液压油缸活塞的推动下作左右移动，位移传感器在轴的一端，它的作用是控制拨叉移动的距离，从而控制传动组的齿轮啮合，使主轴得到不同的转速。拨叉