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XA5032立式銑床主軸精度的修復(fù)措施

2013-01-22

沈宇波
　　摘　要：分析XA5032立式銑床主軸精度喪失的原因，并采取了相應(yīng)的修復(fù)措施。
　　關(guān)鍵詞：主軸部件；修復(fù)措施；主軸；電刷鍍；軸承；預(yù)加負荷
　　XA5032立式銑床主軸部件（如圖1）精度喪失通常由以下原因造成：(1)當螺釘12松脫時，由于調(diào)整環(huán)2是兩個半環(huán)，所以發(fā)生徑向位移，與軸承3外圈發(fā)生摩擦造成軸承3、調(diào)整環(huán)2、主軸圓錐面及相鄰?fù)鈭A損傷；(2)軸承D3182118（件3）或軸承E46117（件5）的內(nèi)、外滾道產(chǎn)生磨損。針對以上不同的故障特征，采取如下相應(yīng)的修復(fù)措施。
　　一、主軸外錐面損傷的修復(fù)
　　XA5032立銑主軸前端1:12外錐面是軸承3的安裝基準面，左側(cè)外圓是調(diào)整環(huán)2的安裝基準面，他們間的磨損影響主軸精度及切削性能。本次修理采用電刷鍍技術(shù)進行修復(fù)。電刷鍍主要優(yōu)點是電刷鍍層與主軸材質(zhì)（45#鋼）的結(jié)合強度大于70N/mm2，工件加熱溫度小于70℃，不會引起主軸變形和金相變化，能夠滿足主軸的修復(fù)要求。
　　1.電刷鍍工藝流程
　　主軸表面機械準備→電凈→自來水沖洗→1#活化液活化→自來水沖洗→3#活化液活化→自來水沖洗→無電擦拭→刷鍍特種鎳打底層→刷鍍快速鎳作尺寸層至規(guī)定厚度→鍍后處理→鍍層的機械加工。
　　2.電刷鍍工藝流程內(nèi)容
　　(1)鍍前機械準備
　　將主軸裝夾在車床上，分別修復(fù)兩端60°中心孔，表面粗糙度Ra0.8。然后上萬能外圓磨床以中心孔為基準磨1:12外錐面及左側(cè)外園，磨量少些較好。然后用丙酮清洗待鍍表面，并用滌綸膠紙將不鍍的鄰近部位粘貼保護好，以防誤鍍。
　　(2)電凈
　　在上述清理的基礎(chǔ)上，用電凈液通電處理工件待鍍表面，去油除銹。去油標準是沖水時水膜能在工件表面均勻分開。注意電凈時間要短，以減少工件滲氫。
　　(3)活化
　　選用合適的活化液對工件表面進行活化，以除去工件表面的氧化膜使工件表面露出金屬基體，為鍍層與基體良好結(jié)合創(chuàng)造條件。但要注意避免由于電流大、活化時間長、工件溫升大而造成的工件表面產(chǎn)生氧化層。發(fā)現(xiàn)氧化層后應(yīng)立即清除干凈。
　　(4)刷過渡層
　　在活化的基礎(chǔ)上，緊接著就刷鍍特殊鎳作為過渡層，其刷鍍層厚2μm即可。刷鍍它主要是為了提高鍍層與基體的結(jié)合強度及穩(wěn)定性。
　　(5)刷鍍工作層
　　刷鍍過渡層后刷鍍工作層快速鎳，不必水洗。先無電擦拭3~5μm后，極性、電壓、轉(zhuǎn)速不變即可通電接著刷鍍。用溫水浸泡主軸，給鍍液加熱到50℃，開始鍍時用低電流，然后逐漸增大電流，避免因主軸和鍍液溫度過低而選用高電壓、大電流造成鍍層應(yīng)力過大、鍍層開裂剝離?！?br /> 　　(6)電刷鍍后的收尾處理
　　除去保護陽極的屏蔽物，清洗工件上殘留的鍍液，并作防銹處理。
　　(7)主軸鍍層恢復(fù)尺寸的機械加工
　　將主軸裝夾在萬能外圓磨床上，選用綠碳化硅砂輪。因鎳鍍層在磨削時無火花，為便于對刀，在鍍層上涂上紅丹粉。因1:12外錐面只是大端有磨損，所以只需找正1:12外錐面未損傷的大面，將鍍層恢復(fù)處磨削接平；也可與新軸承的錐孔配研，著色覆蓋率達到80％以上即可。
　　二、軸承E46117的預(yù)加負荷工作
　　為提高主軸支承的剛度，減少主軸軸向竄動量，應(yīng)對軸承E46117施加預(yù)加負荷，使?jié)L動體和內(nèi)外環(huán)間產(chǎn)生預(yù)變形，以消除間隙、提高軸旋轉(zhuǎn)精度和剛性、降低振動和噪聲、提高軸承負荷均勻性和使用壽命。軸承預(yù)加負荷施加方法如下。
　　1.軸承E46117為背靠背式成對配置，施加預(yù)加負荷的工作原理如圖2所示。圖中放置狀態(tài)正好是軸承在主軸裝配的實際狀態(tài)。預(yù)加負荷F通過圓餅1、檢測墊圈3、下墊4將預(yù)加負荷施加于配對軸承之上，底座5為支承體。用內(nèi)徑千分表6測量軸承內(nèi)圈端面的距離。
　　2.對軸承施加預(yù)加負荷的檢測準備
　　(1)按Z小預(yù)緊負荷F準備重物；
　　(2)按要求制作圓餅1和下墊4；
　　(3)按名義尺寸（厚度）制作圖1中的外環(huán)6、內(nèi)環(huán)7和圖2中的檢測墊圈3各一件。三件的兩端面要精磨等厚，平行度允差0.002mm，表面粗糙度Ra0.4。檢測墊圈按圖3在圓周開30°缺口，以便測量。
　　3.檢測過程
　　按照圖2放置軸承并加軸向力F，將內(nèi)徑千分表6測頭從檢測墊圈30°缺口處伸至軸承內(nèi)環(huán)端面之間，內(nèi)徑千分表所示尺寸，即為內(nèi)墊圈厚度尺寸。為準確無誤，測量應(yīng)在互成120°的三點上進行，取其平均值并記錄。再根據(jù)所得數(shù)據(jù)再次精磨圖1中的內(nèi)環(huán)端面，并將圖1中的外環(huán)替換檢測墊圈即可裝配。
　　三、軸承D3182118的徑向預(yù)緊工作
　　軸承3內(nèi)錐孔錐度是1:12與主軸外錐面相配。
　　通過擰緊螺母9可使軸承內(nèi)環(huán)軸向移動，產(chǎn)生膨脹，以消除軸承徑向游隙并產(chǎn)生一定預(yù)變形。主軸部件裝配調(diào)試中，應(yīng)準確測量主軸幾何精度，若徑向跳動超差0.01mm，就應(yīng)把調(diào)整環(huán)2厚度磨去0.12mm，即可消除軸承約0.01mm的徑向間隙（調(diào)整環(huán)2厚度事先已有余量）。
　　參考文獻：
　　[1]鄭國偉．機修手冊[M]．機械工業(yè)出版社，1993.
　　[2]王振華．實用軸承手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版社，1990.