影响铣头主轴装配精度的加工工艺改进

郝岩利

（齐齐哈尔工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

铣头（milling head）是安装在数控机床上，与主轴相互连接的元件，用于带动铣刀旋转，继而有效落实元器件生产加工目标，一旦铣头主轴安装不到位，将影响铣刀旋转精度，降低数控机床生产加工综合质量。铣头分为控制系列、控制柔性系列、模块化系列、TA45和TR90、P8与P10等型号，不同型号铣头拥有不同功能，以新型T90—10为例，其具有高抗磨性、高精度、低摩擦等应用优势，基于此为充分发挥铣头应用价值，使铣头主轴转速更高、噪音更小、温度更低，数控机床加工精度更高，探究铣头主轴装配精度加工工艺改进方略势在必行。

1 影响铣头主轴装配精度的原因

（1）未能依据铣头加工标准合理进行装配。为保障铣头安装科学合理，铣头主轴转速、精度均需符合数控机床生产加工需求，技术人员在安装铣头主轴前，通常依据数控机床装配需求，制定相关加工工艺执行标准，以伸长铣头（SX10—80/20I）为例（见图1），需依据《落地铣镗床伸长铣头精度》（Q2B 098--91），确保铣头主轴装配公差控制在≤0.015mm范围内，然而在装配过程中，却存在技术人员未能依据相关标准落实加工工艺消极现象，使铣头主轴装配公差超出规范，降低铣头主轴装配精度。

（2）齿轮与主轴累积误差过大。齿轮是衔接铣头与主轴的重要元件之一，一旦其精度无法得到保障，将直接影响主轴装配成效，究其内因源于齿轮未遵照主轴轴承进行设计与安装，齿轮无法装置在轴承上，无法有效衔接铣头体与主轴轴承。

2 分析改进铣头主轴装配精度加工工艺的方略

为使铣头主轴装配加工工艺研究更富成效，使铣头主轴装配精度得以保障，使研究结果更具实效性，选择某公司伸长铣头（SX10—80/20I）为研究主体，为提高数控机床加工精度夯实理论基石。

（1）了解铣头主轴装配精度提升需求，依据相关标准有效改进加工工艺。图1为伸长铣头（SX10—80/20I）剖视图，相较于以往将铣头主轴后轴承安装在铣头体与主轴间的加工工艺，本铣头在主轴（1）上安装铣头弧形圆锥齿轮（2），在铣头体（4）与齿轮（2）之间安装主轴后轴承（3），为保障铣头主轴装配精度得以提升，需确保齿轮与轴承僧元件加工合格，在装配前检查元件精度，确保主轴锥孔轴线径向跳动值在合理范围内，例如在距离铣头主轴锥孔端150mm处，

需确保其径向跳动值≤0.015mm，同时铣头体、轴承、弧形圆锥齿轮等元件均需依据《落地铣镗床伸长铣头精度》及相关标准进行加工。基于此，技术人员在改进铣头主轴装配精度及相关加工工艺时，明晰数控机床生产加工切实需求，在遵循加工标准基础上，秉持实效性原则，合理改进相关标准，确保相关加工工艺科学可行，达到提高铣头主轴装配精度的目的。

图1 改进前的铣头主轴装配图例

（2）总结改进经验，优化加工工艺。在总结以往铣头主轴装配工艺实践经验基础上，影响该构件精度的主要原因是主轴后轴承尺寸链不科学，轴与孔之间的间隙（△=Dn-1-Dn）超出公差值，孔的直径与轴的直径不成比例，在总结装配优化策略基础上，技术人员在△=Dn-1-Dn公式加持下，探析满足装配尺寸链的精度，其中Dn-1为孔的直径，Dn为轴的直径，将处于该尺寸链中的零件均视为影响相关精度的因素，并会在装配过程中产生公差，相关因素公差之和等于或小于铣头主轴装配允许公差值，为此铣头主轴装配元件越多，影响该装配精度的因素就越多，为解决该问题，可从以下两个方面着手：第一，通过优化加工工艺，削减铣头主轴装配元件，确保该结构简单、装配方便；第二，设计科学合理的装配标准，确保组件公差之和在该装配允许公差值域内，确保相关元件所产生的影响可以忽略不计，保障该构件加工精度，达到改进相关加工工艺的目的。

（3）加工工艺改进方略。依据伸长铣头（SX10—80/20I）加工工艺施行实况，立足相关工艺优化需求，在累积加工工艺改进经验基础上，合理加工主轴与齿轮，（见图2），率先针对齿轮内控进行打磨，确保其与主轴尺寸一致，避免出现二者间隙过大消极现象，秉持循序渐进原则打磨齿轮外圈，按照齿轮再次配磨主轴，确保二者加工精度得以提高，将主轴与齿轮间隙控制在≤0.005mm范畴内，在主轴上装配调整垫、齿轮与键，将螺母锁紧、找正，遵照两轴承配合磨出该结构内环外径以及定心轴承。

图2 改进后的铣头主轴装配图例

3 结语

综上所述，数控机床作为先进生产设备之一，一旦铣头主轴安装不科学，将影响其生产制造综合成效，伴随我国科学技术飞速发展，数控机床铣头主轴装配工艺将得以优化与创新，为此技术人员需不断提高其专业技能，在总结以往装配经验基础上，积极学习先进装配技艺，依据《铣头补充验收技术要求》约束自身装配行为，结合数控机床生产加工切实需求，合理设计装配标准与流程，待装配结束后针对精度进行复检，针对不符合装配标准的环节进行调整，秉持具体问题具体分析原则，运用计算法、实验法、分析法，选择合适的加工工艺，继而落实铣头主轴预期装配目标，为提高数控机床生产加工效率奠定基础。