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精密卧式加工中心回转工作台蜗轮蜗杆机构的装配及调整分析

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张桂花 李江艳 杨鹏刚

(沈机集团昆明机床股份有限公司)

  摘 要:本文主要针对回转工作台蜗轮蜗杆机构的过程装配和调整,分析可能存在的问题及调整的方法,通过机床的装配过程,可以发现机械设计和零件加工质量等所存在的问题,并加以改进,以保证机床的质量,提高装配质量和工作效益。

  关键词:精密卧式加工中心;回转工作台;蜗轮蜗杆机构结构;结构调整;分析

  1 精密卧式加工中心回转工作台蜗轮蜗杆机构的结构和原理

  蜗杆蜗轮机构是由交错轴斜齿圆柱齿轮机构演化而来的,属于齿轮机构的一种特殊类型。蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当於齿轮与齿条,蜗杆又与螺杆形状相似。可以得到很大的传动比,比交错轴斜齿轮机构紧凑两轮啮合齿面间为线接触,其承载能力大大高於交错轴斜齿轮机构蜗杆传动相当於螺旋传动,为多齿啮合传动,故传动平稳、噪音很小具有自锁性。而精密卧式加工心中回转工作台蜗轮蜗杆机构采用双导程圆柱蜗杆和外径为Φ936mm的铜蜗轮。结构如图1所示,动力扭矩从电机通过蜗杆前端联轴器传递到蜗杆,使蜗杆转动,然后通过蜗杆传给蜗轮,带动工作台回转,蜗杆两端轴承套为偏心套,前端偏心套和工作台底座(基体)间有调整蜗杆轴向位移垫圈。绕偏心套外圆面轴心线转动,利用偏心套外圆面和内圆面间偏心距,来调整蜗轮蜗杆在水平面内的中心距离,调整后的理想状态是蜗轮蜗杆实际啮合点与理论啮合点重合。

  2 蜗杆蜗轮装配时的工艺要求和技术要求:

  2.1工艺要求

  (1)有正确适当的齿侧隙(轴向),即啮合间隙达到0.03mm~0.035mm;(2)应保证蜗杆轴心线与蜗轮轴心线互相垂直;(3)蜗杆的轴心线应在蜗轮轮齿的对称平面内;(4)有正确的接触斑点及位置,即接触斑点沿齿高方向达到60%以上,沿齿长方向达到65%以上,然后在周围四个方向作同样检验,使之达到均匀。

  2.2技术要求:通常的蜗杆传动是以蜗杆为主动件,其轴心线与蜗轮轴心线在空间交错轴间交角为90°。

  (1)蜗杆轴心线应与蜗轮轴心线垂直,蜗杆轴心线应在蜗轮轮齿的中间平面内。(2)蜗杆与蜗轮间的中心距要准确,以保证有适当的齿侧间隙和正确的接触斑点。(3)转动灵活。蜗轮在任意位置旋转蜗杆手感相同,无卡住现象。

  3 精密卧式加工中心回转工作台蜗轮蜗杆机构的装配过程

  (1)联接蜗轮和工作台,首先将相关零件清洗干净,然后用专业吊挂工具将工作台翻转底面朝上,将清洗干净的蜗轮吊装在工作台上,与工作台主轴旋转轴心为基准校正蜗轮与工作台中心孔的同轴度。(2)配装蜗杆组件调整蜗轮蜗杆啮合面接触,保证工作台分度准确平稳在工作台拖板中心孔内装上工作台主轴,将已校装好的工作台组件吊装在拖板上,然后装上与之配合的蜗杆组件,用调整垫(工艺用)调整蜗杆轴移动,使啮合间隙(即齿侧隙)在0.10mm左右,转动蜗杆两端偏心套,转动后保持两偏心套外端面刻线在同一方向。用显示剂(红丹粉)检测蜗轮蜗杆齿面接触斑点,使接触斑点沿齿高方向达到60%以上,沿齿长方向达到65%以上。以保证蜗轮蜗杆机构传动平稳、准确,同时尽可能的减少蜗轮根切现象(双导程蜗杆两导程不相同,大模数齿面上产生根切),同时沿齿长方向接触面分布应上下对称,使蜗杆传递给蜗轮的扭矩平稳,延长蜗轮使用寿命。调整偏心套使蜗轮蜗杆啮合面接触合格后配打两偏心套定位销,进入下道工序。(3)调整蜗轮蜗杆轴向间隙(即齿侧隙)保证工作台回转反向误差。因双道程圆柱蜗杆左右齿面轴向模数不同,同侧齿轮面模数相同;蜗杆向齿轮厚,沿轴从一端到另一端按一定比例地增大或减小,调整蜗杆沿轴向位移,改变蜗杆蜗轮啮合间隙。以最佳的间隙来保证回转工作台的反向误差。在工作台侧面固定一个百分表,表针指在工作台外侧面T型槽侧壁上,使工作台处于自然松开状况,配磨蜗杆调整垫尺寸,使蜗杆轴向移动,用加力半径1000mm的加力扳手正反搬动工作台,使百分表读数达到实测要求0.035mm以内,到此蜗杆蜗轮机构结构的装配工作基本完成,在后续各部件总装完工后,进行通电运行进一步检测调试。达到坐标定位精度,重复定位精度和反向差等精度检验要求。

  结语

  综上所述,在机床的装配工作中,严格按照工艺图纸要求进行装配时,对机械原理和工艺要求要充分的理解,实际操作中对主关件的装配调整在保证工艺要求的前提下,对工艺理论数据进行有效地试验和论证,具有重要意义。通过实际工作中的经历,使我进一步认识到,在前期装配过程中对个部组件的结构特性进行细致的分析,即使是很小的突破和改进,对整个机床的装配周期进度和产品质量,都起着事半功倍的作用。

  参考文献

  [1]马保振.机械电子工业部统编.机械基础[M].北京:机械工业出版社,1991.
来源:《中国新技术新产品》2015年24期