数控加工中心机械装配与调整实训项目教学设计

摘 要：本文首先介绍数控加工中心机械装配实训室的组成及布局，然后从实训目标、项目设计、实训步骤以及教学模式等方面对加工中心机械装配与调整的实践教学进行探索，引导学生在实践教学中积累经验，提高动手能力。

关键词：机械装配 实训项目 教学模式

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0172-02

目前制造业正在经历一个快速变革的时代，面对激烈的市场竞争，企业需要提高产品的质量、生产过程的自动化和智能化，特别为数控加工中心在生产中的应用提供了广泛的前景。依据江苏经济发展的需求以及无锡地处长江三角洲制造业基地的优势，笔者通过详尽的专业调研，充分汲取企业专家的意见，分析数控技术应用岗位的需求，不断完善加工中心机械装配与调整实训项目来适应企业岗位需求，培养学生一定的工程实践经验。

1 数控加工中心机械装配实训室的组成

机械装配实训室是一条典型的数控加工中心装配线，含有7个独立的组成单元，包括主轴与主轴箱装配单元、底座与床鞍装配单元、工作台与十字拖板装配单元、立柱与主轴箱装配单元、立柱与床鞍装配单元、刀库与立柱装配单元、机床总装及电气装配单元。每个单元配备独立的安装工作台、工具箱和装配工艺方法展板，整条装配线配备两自由度的龙门式行车，用于安装起吊。

2 数控加工中心机械装配实训项目设计

每一台加工中心在机械零件、标准件、外购件、数控系统及电气元件准备齐全后，怎样才能装配出一台合格的加工中心呢？根据多年的实践与教学经验，笔者设计了如下的装配实训工艺，共分为8个实训项目。

2.1 主轴与主轴箱单元的装配

本项目要求学生掌握机床主轴轴承预紧力调整，保证主轴精度要求。实训步骤如下：（1）把主轴箱零件清洗干净，对有螺孔的地方进行回攻丝处理并清除零件毛刺。（2）把主轴轴承内外隔圈在平磨上磨削至平，前后轴承涂上轴承润滑脂，占轴承间隙的1/3空间。然后把轴承放到加热感应器上，加热到80 °C～120 °C之间，再把主轴上的前后防尘隔圈按顺序装配到主轴上，把主轴螺母旋到主轴上用工具板手或力矩板手板紧。（3）把主轴前端装到主轴套里，前端盖用螺钉撬紧在主轴套上，把主轴后轴承和隔圈装到主轴体上，后螺母按前后顺序板紧，再把齿形皮带轮和涨紧圈装配到主轴上。（4）将主轴套放到主轴试车架上并把主轴套固定好，用试车架的电动机带动主轴套进行空运行试验，主轴按设计时最高转速进行空运行试验，由低速组逐步向高速组进行。同时用红外隙线温控器，对主轴轴承温度进行测控，要求温升不得大于20 °C，前后轴承温差不得大于8 °C，可以通过调整主轴前后螺母和主轴轴承的预紧力达到要求。（5）检查主轴径向跳动和主轴轴向跳动。（6）装拉刀杆套和碟形弹簧组，用板手和工具把碟形弹簧预压紧12 mm，碟形弹簧预紧力达到3600 N。（7）把主轴组装到主轴箱体中去，用螺钉撬紧端面接触面中，同时把打刀缸装到箱体中去，主电机也装到箱体上，把齿形皮带轮装到主电机轴上。

2.2 底座和床鞍单元的装配

本项目要求学生掌握机床装配校水平的方法、机床装配接触面的要求，了解丝杆安装与机床导轨平行要求，对机床运动精度的影响。实训步骤如下：（1）底座安放到地面上，调整好底脚螺钉，用水平仪检测底座安放水平。纵向和横向要求水平度0.03/200 mm。（2）底座与床鞍装配，要求导轨接触面和丝杆轴承座接触面，刮研面接触点不得少于6～8点/25×25 mm。（3）底座与床鞍用螺钉撬紧，并打两个定位锥销。（4）装轴承座和丝杆组装配，校丝杆与立柱导轨平行，用跨板检查立柱导轨与滚珠丝杆的平行度。

2.3 工作台与十字拖板单元的装配

本项目要求学生掌握机床十字拖板与工作台的垂直度、机床滑动导轨接触面的要求，了解丝杆安装与机床导轨平行要求，对机床运动的平稳。实训步骤如下：（1）十字拖板与工作台装配，要求刮研面接触点不得少于8～10点/25×25 mm。（2）检测工作台垂直度，X轴与Y轴垂直度0.015/300 mm。（3）装轴承座和丝杆组装配，校丝杆与十字拖板导轨平行，用跨板检查十字拖板与底座导轨与滚珠丝杆的平行度。（4）装十字拖板和工作台调节导轨刹铁。（5）分别用螺钉把丝杆座撬紧，并配打圆柱销子，丝杆两端螺母将根据丝杆长短选择不同的丝杆预紧力。（6）复检丝杆精度，调整好刹铁并送紧。

2.4 立柱与主轴箱单元的装配

本项目要求学生掌握机床箱体与立柱燕尾导轨接触面进行刮研处理、主轴芯棒与立柱导轨的平行度，了解丝杆安装与机床导轨平行要求，对机床运动的平稳。实训步骤如下：（1）箱体与立柱燕尾导轨接触面进行刮研处理，要求刮研面接触点不得少于10～12点/25×25 mm。主轴芯棒与立柱导轨的平行度0.01/300 mm。（2）装丝杠座和丝杆组装配，校丝杆与立柱导轨平行，用跨板检查立柱导轨与滚珠丝杆的平行度。（3）分别用螺钉把丝杆座撬紧，并配打圆柱销子，丝杆两端螺母将根据丝杆长短选择不同的丝杆预紧力。（4）复检丝杆精度同工步2的要求，把主轴箱装到立柱上，并把丝杆活灵撬到箱体座上，调整好刹铁并送紧。

2.5 立柱与床鞍的装配

2.6 刀库与立柱的装配

2.7 机床总装与电气的装配

2.8 机床出厂与精度的检测

3 加工中心机械装配与调整的实训教学模式与评价方法

本实训开始时向学生分发实训指导书，了解实训项目和具体工作步骤。实训辅以网络教学资源作为技术支撑，规范教学文件，所有必需的技术资料都以课件的形式存放在教学资源库中，便于学生查找。

在实训过程中采用导师制。根据学生班级人数进行分组，例如一个班级40人，分为4组，给每个小组选择一名导师，导师在整个实训过程中只负责给予必要的帮助，主要工作由学生自主完成，教学过程不存在“学与教”的游离状态。通过导师以及提供的资料，学生可以克服困难完成项目。本实训在教学计划中的安排时可以放在学生完成专业平台课程学习之后，这样可以让学生在学习相关专业专门化课程之前，就对课程的学习目的有所了解，能激发学生后续课程学习的热情。

对学习效果评价方法的创新更加可以激励学生学习热情。整个实训评价分为四部分，其中实训完成情况占主要部分，实训报告作为学生归纳总结能力的体现次之，实训答辩效果可以反映学生对课题的理解程度也占有一定比，此外增加了组员互评项目可以帮助学生关注团队精神。评价的总分为300分，如果采用百分制可以通过相应比例得出。具体评价方法参见表1。

参考文献

[1] 徐安林.《数控设备维修综合实训》课程开发[J].2005无锡职教教师论坛论文集， 2005：166-173.

[2] 吴道坚.机械装配实训课的教学与探索[J].鹭江职业大学学报，2005（3）：115-117.

[3] 王迅.机械装配与调试的实训教学实施方法探讨[J].科技与企业，2011（15）：211.