液压装置在机床装配中的应用

刘文平+李玉兰+张娜+张丽

摘 要 机械装配质量的好坏，直接决定将来机床的加工精度和使用寿命。设计和研发一种装配设备，能保证零部件安装时不破坏零件的表面粗糙度和精度，也能保证装配质量，还能保证主轴的旋转精度和垂直度。该装配设备在生产中具有实际意义。

关键词 装配工艺；液压装置；过盈装配

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）20-0026-03

Abstract The qualiy of mechanical equipment determines the machi-ning accuracy and lifespan of machine tools. Therefore， a hydraulic device is designed and developed to ensure the assembly quality ofmachine tools and the rotation accuracy and perpendicularity of theirspindles by avoiding doing any damage to the roughness and preci-sion of their components installed. This kind of device is practical inmanufacturing.

Key words assembly process； hydraulic equipment； interference assembly

1 前言

数控机床的运行质量保证，取决于机床功能的完善、完美的人机设计、机床零件的加工精度、安装装配精度及装配技术工人的技能水平等方面。对于数控机床维修维护专业而言，最需要的是最后两项，即“安装装配精度及装配技术工人的技能水平”。同时，装配工艺在数控机床设备维护和机械制造中占有很重要的地位。

为培养北京电子科技职业学院数控设备应用与维护专业学生具备装调数控机床功能部件如主轴支撑和滚珠丝杆副支撑的专业技能，熟悉轴承的装配方法，开发以学生为主体的实践教学项目，以企业实际应用为背景，以实训设备为依托，自始至终贯彻工学结合的理念，自行设计一套液压教学装置。

2 装配工艺

零件装配方法 零件装配方法有以下4种。

1）互换法：对工件的加工精度要求高，但是装配时效

率高。

2）选配法：可降低零件加工精度和加工成本，但是装配效率低；对于装配精度要求较高、又不能互换的零件。

3）修配法：需要预留修配余量，修配也影响装配效率。

4）调整法：零件可按经济精度要求加工而获得较高的装配精度；适用于不同加工精度零件和装配精度部件或总成。

轴承安装方法 一般来说，机床上的轴承与轴之间都是用过盈配合来装配的。轴承安装方法通常有下面两种。

1）压入法：对于过盈配合的小型轴承，可用锤击法、机械压力方法将轴承压装到轴上或壳体中。

2）加热法：对于尺寸较大的轴承或要求的过盈量较大时，利用热胀冷缩的原理来安装。

过盈装配 轴和轴承的装配、箱体和轴承的装配、滚珠丝杠副和滚动轴承的装配工艺，都属于过盈配合连接。在一般的装配过程中，常常采用人力的方法——“锤击法”，用手锤敲击，在被安装轴的底面上放置软金属部件，通过人工锤击，将轴承上面垫有色金属（防止将轴承损坏）装入到传动轴里面，从而达到过盈装配的目的。这种方法由于施力大小不均，在锤击的过程中不能完全控制力度的强弱，对于某些有色金属或者淬火的碳钢材料制成的轮轴，可能会造成一定的损伤，从而损伤过盈装配部件的协调性，因此具有一定的局限性。同时，锤击需要技术积累才能准确，而且还劳动强度大，尤其是过盈量大的轴和轴承的装配更是有过之。还有由于安装人员的技术水平不一样，装配质量也无法保证；再有是锤击的轴类零件无法保证垂直度，影响机床加工精度和机床的位置精度。这种装配方法只适用于低速、旋转精度不高的简单设备。

在数控机床机械维修实习中，常常需要把这些过盈装配的零件拆下来，在经过检查和维修以后，再将过盈的配件装配回去。由于孔径小于轴径，拆卸和装配过程肯定存在一定的错误的操作，这样直接会使过盈装配的相关部件失去精度和垂直度，所以采取正确的拆卸和装配方法才能保证过盈零件连接部分的稳定性。

以上几点充分说明，过盈装配机械的质量好坏，直接决定着将来机床的加工精度和运转精度，所以需要设计和开发一种即能保证装配时不损坏零件的表面和精度，也能保证装配精度同时保证轴的旋转精度、同轴度和垂直度的设备，完成这一任务。

为了解决当前过盈装配质量不符合安装技术要求的问题，需要设计一套便捷的压装设备，并提高生产效率，降低劳动强度，对改变现有的轴与轴承压装工艺具有现实意义。学生亲自动手装配过盈轴承，从中切身体会装配精髓和要点。

3 液压装置

过盈连接的工作原理 过盈零件的通俗解释，其实就是在零件装配过程中，轴承里孔的直径小于轴的直径，工作时载荷就靠材料的变形产生的摩擦力来传递扭矩和动力。因此，在装配过程中需要借助一定的外部力量，过盈零件的装备是一种常见、对于机床运转又很重要的零件配合手段，在机械设备的维护修理中用途很广。

结构与控制原理 根据现在的问题和技术条件，设计出一种液压压入装置，如图1所示。

液压装置制作简单，加工成本低，安全性能好，具有操作简单、容易掌握等特点。液压传动比机械传动操控起来省力简单，可提高生产率和装配质量。采用液压传动要比采用机械传动的重量轻，在外形尺寸上也有缩小，平稳性较好，可实现过载保护。所以通过比较最后选择液压传动装置来对过盈配合件进行安装。

装配时在轴承与液压杆头部根据轴承里孔的直径，加工制作铜质材料或铝制材料作为压制轴承与压头之间的介质，轴承比一般机械零件制造精度要高，在装配时有着精度的要求，如安装有误，就将会对轴承造成损害，无法完成轴承的使用功能和正常的使用寿命，随之也容易使相关零件损坏。轴承所产生的事故几乎都是因为轴承装配不当和使用时不正确所造成，因此用该液压装置安装轴承，压入速度均匀、垂直度有保证、受力分布均布。这种正确的方法安装与使用可以从根本上提高轴承的精度和使用寿命。

液压装置控制原理图如图2所示。换向阀控制液压缸伸出退回动作，减压阀可以调节轴承压入力的大小，液控单向阀锁紧液压缸，防止自行下滑。

4 滚动轴承装配原则

1）对轴、轴承的尺寸要根据国标检测精度尺寸是否合格，观察轴、轴承体有无毛刺和铁屑，轴承的端面是否能和轴台阶完全接触，如有，要用油磨石、细砂纸或干净抹布等去除。装配前要洗净轴承，吹干后，上润滑脂并做好防尘措施。

2）为避免在安装时零件损伤和将来拆卸方便，在轴及轴承体的装配表面应抹少量的润滑油。压入时，应使力均匀地分布于轴承内、外圈的端面上，不要使力施加滚珠上和保持架上，同时用较软金属套直接接触轴承端面，以免碰伤轴承，不能直接用碳钢接触轴和轴承体。

3）轴承安装在轴上时要使内环受力，如轴承安装在箱体时，要使轴承外环受力。如果受力操作失误，会使轴承轨道产生伤痕，造成噪音和剥离破损，使轴承寿命降低。因此，装配时要使力量垂直且均匀受力于轴承端面，不可对轴承的滚珠和保持架施力。

4）轴承内外套要同时安装在箱体上或轴承支架上时，要使用垫板或适合的软金属套，使受力面同时在内、外环上完成装配。轴承压入后，必须检查滚动轴承的旋转是否正常，并试运行检验。

5 结语

该手动液压装置的优点包括：1）机架为整体焊接，强度高、寿命长，有效保障该装置的安全性；2）工作台装置高度可以轻松调整；3）液压缸具有防掉落功能，安全性有保障；4）压力表可显示液压系统压力，精度高，稳定可靠；5）油管为耐高压、密封性可靠，油管接口选用快速接头；

6）脚踏式控制，可解放双手更专注于对零件装配的控制。

参考文献

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