J1FCNCⅢ型数控车床大修方法

弋 博

（中国航发西安动力控制有限责任公司，陕西西安 710077）

1 准备工作

1.1 调整机床水平

大修机床就位后，先对其调整水平。用两水平仪纵横安放在机床横滑板上，校正机床使其在纵向、横向达到0.02/1000 mm。

1.2 精度预检

检查结果：主轴轴肩跳动0.04 mm（允差0.02 mm），主轴轴向窜动0.03 mm（允差0.01 mm），主轴径向跳动0.04 mm（允差0.01 mm），主轴锥孔径向跳动：近端0.04 mm（允差0.01 mm），远端0.04 mm（允差0.02 mm），主轴轴线和尾座轴线的等高0.08 mm（允差0.03mm，只允许尾座高），Z轴和X轴的垂直度-0.06 mm（允差0.02 mm，车端面只允许凹）。

2 导轨精度的修复

一般情况下，床身采用磨削加工或精刨，以提高生产效率并降低劳动强度，也可以采用人工刮削方法。机床导轨采用“贴塑”工艺，即在导轨工作面粘贴佛塑料，同时在佛塑料软带上刻出油槽，以确保润滑效果，这样处理的导轨摩擦系数低，具有很高的耐磨性，因导轨则都是经过高频淬火，所以摩擦主要发生在氟塑料上，维修时只需重新粘贴导轨上的氟塑料，再配刮研即可。

2.1 研点法

采用刮研法修整导轨直线度误差时，大多采用研点法。刮研导轨时，导轨直线度误差一般可以用平尺保证，导轨刮研时对点子的均匀程度有相对严格的要求，太少则接触面不够，缩短使用寿命，过多则整体面接触，不能形成润滑油膜，负载变大，加剧磨损。

研点法检测导轨直线度：在平尺表面涂一层很薄的蓝粉，在被检测导轨表面均匀涂一层很薄的红粉，把平尺放在被检测导轨面上，轻压平尺并在轴的运动方向短距离来回推动平尺进行研点，观察导轨上蓝色点的分布情况，进行刮研处理。反复以上流程，直到被检测导轨上蓝色点呈均匀分布状态，则表示导轨的直线度误差符合精度要求。

2.2 刮研工艺

刮研精度时应注意各项精度之间的关系，合理的刮研顺序既能保证刮出的精度合格，又能节省工时和资源。刮研工艺涉及部件名称如图1所示。

图1 刮研部件名称

（1）以平台为基准，刮中拖板底面平导轨，保证平行度达到0.01 mm。

（2）以中托板底平面导轨为基准，合研大托板平面导轨，保证直线度达到0.02 mm，两平轨扭曲达到0.02/1000 mm。

（3）以平尺为基准，刮大托板燕尾导轨的非斜铁面，因为斜铁面磨损的是斜铁的贴塑面，保证两燕尾的直线度达到0.02 mm，平行度达到0.02 mm/全长。

（4）与大托板燕尾合研中托板非斜铁的燕尾面，再配刮另一燕尾面斜铁。

（5）大托板下导轨对床身导轨合研，保证导轨直线度达到0.02 mm，以及纵横向垂直度＜90°，保证车出的端面为凹心，要求≤0.02/300 mm。

（6）配刮其他斜铁。

3 主轴修理

精度预检结果显示，主轴的轴向窜动、径向跳动、主轴锥孔的径向跳动等几项精度严重超差，已达（0.02～0.04）mm，主轴轴承严重磨损，不能适应高精度零件的加工，需修复主轴精度。

3.1 主轴结构

如图2所示，主轴由3个滚动轴承支撑，前轴承（48286/48220 BASA3）及中间轴承（56425/56650 BASA3）为单列圆锥滚子轴承，使主轴在运转过程中刚性强，温升相对较低，以减少变形。后轴承（NN3020ASK P5）为双列向心圆柱滚子轴承，用以调整主轴后半部分由于运转过程中的温升变形，主要是保证主轴轴线的一致性，主轴远端300 mm处跳动主要是依靠它的精度。此外，中间轴承后有一碟形弹簧垫圈，用以补偿机床高低速运转产生的温升变形，保证机床的运转精度。

图2 主轴结构

3.2 主轴的拆装

拆装主轴是关键环节，主轴精度高，经不起任何损伤，绝对不允许直接敲击。拆卸主轴时，在主轴后端垫上木头，用外力从后端往前敲出主轴。

主轴拆下后，需对主轴轴承安装位置进行精度检测，如果安装位置精度超差，对此位置进行镀铬处理，再对轴承位置进行精磨，确保主轴同心以及轴承位跳动在合格范围内。

主轴装配完以后，用同样的方法把主轴回装。装配主轴时要特别注意主轴和安装孔是否有毛刺或碰伤，并把相关零件清洗干净。

3.3 主轴轴承的更换

装配主轴轴承时必须正确操作，不可随意敲击轴承，以免损伤轴承，影响轴承精度。可以利用手锤和套筒安装，敲击作用在套筒上。绝不允许在装轴承内圈时打外圈或在装外圈时打内圈，否则捶击力会通过滚动体与滚道传递给另一套圈，导致滚道和滚动体损伤。

主轴整体装配完成后，需要对主轴的轴向窜动、轴肩跳动、主轴锥孔跳动等几何精度进行检测（图3），同时需确保主轴转动时没有一松一紧现象，主轴转动也不能过紧，否则会引起主轴负载过大，加剧磨损，降低使用寿命。

图3 主轴几何精度检测

检测结果：主轴轴肩支撑面跳动0.008 mm，主轴轴向窜动0.006 mm，主轴定心轴颈径向跳动0.005 mm，主轴锥孔轴线径向跳动：近端0.004 mm，远端0.01 mm。

4 丝杠的更换与调整

4.1 Z轴结构

Z轴丝杠结构如图4所示，滚珠丝杠非常精密，为增加丝杠的传动刚度，在滚珠四方与螺母间预加180 kg的负荷。另外，为了提高丝杠的轴向刚度，补偿丝杠温升产生的热胀冷缩，丝杠通过一组碟形弹簧对其施加400 kg的预拉伸负荷。

图4 Z轴丝杠结构

4.2 丝杠的更换与安装

由于长期磨损，丝杠产生的间隙非常大，已不能满足加工要求，需更换丝杠以及轴承。装丝杠轴承过程中要注意轴承的方向，推力球轴承有松紧环之分，无论什么情况，轴承松环始终应靠在静止件的端面上。

图5所示为错误安装方法，紧环在静止件端面上，紧环与轴颈为过渡配合，轴转动时带动紧环转动，与静止件发生摩擦。在受轴向作用力时，紧环与轴配合面加剧转动，加剧轴颈磨损。

图5 推力球轴承错误安装方法

4.3 丝杠的调整

安装完毕后，需要对丝杠进行调整，主要是保证与导轨的平行，通过前后两背冒对丝杠的轴向窜动进行调整，在丝杠端头用黄油粘一颗滚珠，千分表压在滚珠上，测量丝杠的轴向窜动。调整到0.01 mm以内。

5 尾座的修理

在加工过程中，因尾座需要根据工件情况在轴向位置来回滑动，长时间使用会磨损严重，而主轴固定在箱体上不动，因此主轴轴心尾座不同心，需要在尾座安装面上垫适当厚度的铜皮，使尾座高于主轴，再刮研修理。

刮研尾座导轨时，注意保证尾座中心比主轴中心高（0.02～0.04）mm，因为在加工细长工件时工件存在自重低头。套筒伸缩时保证上母线（向上偏）抬头，侧母线向刀尖方向偏，一般≤0.02 mm。

6 润滑系统的修复

合理的润滑对于保持机床的精度，延长机床使用寿命十分重要。因此必须了解机床每一个润滑点的情况。疏通各润滑油路，保证能起到良好的润滑作用。

7 结语

修复完成后，经验收，车床各项精度已达到出厂要求，冷却与润滑系统均已修复，试件合格，可以满足加工工艺要求。