CN109940182B - 机床进给箱的安装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于机床生产领域，具体涉及机床进给箱的安装工艺，具体包括以下步骤：S1)进给箱的上平面预留1~2mm加工余量；S2)在进给箱面向床身那侧的侧平面上端加工出箱侧基准面；S3)齿条与两个齿轮近似啮合；S4)将齿条与齿轮完全啮合；S5)拖板刮研完成后安装在床身上，将步骤S4)的进给箱放置于安装工位，各个面之间留有间隙；S6)在进给箱的底面用四个顶尖支撑，调整顶尖，直至齿条上基准面与床身下基准面之间、齿条侧基准面与床身侧基准面之间分别平行；S7)调整基准面后，将进给箱装配在拖板上。该工艺可以消除各零部件的累计尺寸公差以及因刮研量不均匀造成的影响，提高机床运行平稳性和加工精度。

Description

机床进给箱的安装工艺

技术领域

本发明涉及机床生产领域，具体涉及机床进给箱的安装工艺。

背景技术

进给箱是机床最为精密的部件之一，它的安装精度直接影响机床的工作精度、稳定性以及使用寿命。

结合图1，拖板2与齿条3安装在床身4上，拖板2与床身4为滑动结合，齿条3与床身4为固定结合，进给箱1与拖板2为固定结合。进给箱1为双齿轮输出结构，双齿轮与齿条3啮合。传统的安装工艺是先对拖板2与床身4的滑动结合面进行刮研，以提高接触面积。然后分别安装齿条3、拖板2、进给箱1。这种工艺主要以各零部件的尺寸精度为前提保证，其主要问题有：

1. 忽略了各零部件累计的尺寸公差；对机床各零部件进行检测，其尺寸公差均在理想范围，但机床的工作性能往往不够理想，如位置精度低、运行不平稳等等。研究发现，进给箱双齿轮与齿条的啮合状态是主要影响因素，各零部件的累计尺寸公差直接影响啮合状态。

2. 忽略了刮研过程中材料不均匀去除的因素。刮研的主要目的是提高接触面积。观察发现，对拖板刮研的过程中，材料的去除量是不均匀的。刮研完成后，拖板原始的工艺基准已经丧失。进给箱与拖板把合后，进给箱已经处于倾斜状态，双齿轮与齿条处于不正确的啮合状态，这一点造成的装配误差是比较大的，但现有装配中往往被忽略。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种机床进给箱的安装工艺，极大提高了进给箱安装精度，机床运行更加平稳。本发明采用的技术方案如下：

一种机床进给箱的安装工艺，包括进给箱、拖板、齿条和床身，所述进给箱上设有两个齿轮，该安装工艺包括以下步骤：

S1)进给箱的上平面预留1~2mm加工余量，加工为进给箱上基准面；

S2)在进给箱面向床身那侧的侧平面上端加工出箱侧基准面；

S3)将齿条放置于两个所述齿轮上，用橡胶棒轻敲击齿条上基准面和齿条侧基准面，使齿条与两个齿轮近似啮合；

S4)缓慢的往复旋转两个齿轮，直至齿条与齿轮完全啮合；

S5)拖板刮研完成后安装在床身上，将步骤S4)的进给箱放置于安装工位，使进给箱上基准面与拖板下基准面之间、齿条上基准面与床身下基准面之间、齿条侧基准面与床身侧基准面之间分别留有间隙；

S6)在进给箱的底面用四个顶尖支撑，调整顶尖，直至齿条上基准面与床身下基准面之间、齿条侧基准面与床身侧基准面之间分别平行；

S7)测量齿条上基准面与床身下基准面之间的间隙值，记为A；

S8)分别测量进给箱上基准面的四个角与拖板下基准面之间的间隙，分别依次记为B1、B2、B3和B4；若B1=B2=B3=B4=B，铣削掉基准面的装配余量后，执行步骤S10)；

S9)若B1、B2、B3和B4不相等，计算出进给箱上基准面的平面度铣削量；将进给箱用顶尖顶住后一并移至铣床，加工完铣削量后，执行步骤S7)、S8)；

S10)将进给箱装配在拖板上。

上述步骤S9)中，加工铣削量的步骤为：

S9.1)将磁力表吸附于铣头上、表盘触头与进给箱上基准面接触；

S9.2)选择进给箱上基准面的四个角与拖板下基准面之间的间隙最大值Bn处，沿进给箱上基准面的边线移动铣头，并分别依次调高其他三个角所对应顶尖高度，该高度的调高值为Bn与间隙值A的差值；其中n为1、2、3或4；

S9.3)选择上述步骤S9.2)中间隙最大值Bn处为铣削进刀点，铣刀盘吃刀深度设置为A-Bn进行铣削，铣削加工完成后执行步骤S7)、S8)。

上述步骤S3)中，检测齿条与齿轮完全啮合的方法为：将截面为L型的检具卡在进给箱上基准面和进给箱侧基准面上，在检具上放置一磁力表，所述磁力表的表头与齿条上基准面或齿条侧基准面接触；

旋转两个齿轮的同时，将检具和磁力表往复移动，直至磁力表显示齿条上基准面与进给箱上基准面平行、齿条侧基准面与进给箱侧基准面平行，拆除检具及磁力表。

所述顶尖包括螺钉和与底座，所述螺钉与底座之间螺纹连接，所述螺钉上部为尖顶。

上述步骤S1)中，所述进给箱上基准面平行于两个所述齿轮轴线形成的平面；上述步骤S2)中，所述箱侧基准面垂直于两个所述齿轮轴线形成的平面。

上述步骤S10)中，所述进给箱与拖板的装配方法包括以下步骤：

S10.1)拆除掉装配工位处床身上的齿条；

S10.2)在装配工位吊车吊住进给箱，同时用紫铜棒轻轻敲击进给箱两端；

S10.3)用量块测量进给箱侧基准面和床身侧基准面之间间距使其平行；

S10.4)将进给箱固定在拖板上，螺钉把合、销钉定位，进给箱安装完成；

S10.5)将进给箱和拖板整体平移以让出步骤S10.1)处齿条的装配工位，装配好齿条。

本发明的有益效果为：该工艺可以消除各零部件的累计尺寸公差以及因刮研量不均匀造成的影响，提高机床运行平稳性和加工精度。

附图说明

图1为本发明的机床进给箱使用状态示意图；

图2为本发明的进给箱的结构示意图；

图3为本发明的进给箱与齿条的装配示意图；

图4为本发明的进给箱装配初步调试示意图；

图5为本发明的顶尖结构示意图；

图6为本发明的进给箱调整平面度加工示意图；

图7为本发明的进给箱装配完成示意图。

图中：1为进给箱、11为进给箱上基准面、12为进给箱侧基准面、13为齿轮、2为拖板、21为拖板下基准面、3为齿条、31为齿条上基准面、32为齿条侧基准面、4为床身、41为床身下基准面、42为床身侧基准面、5为磁力表、6为顶尖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步解释说明。

本实施例是一种机床进给箱的安装工艺，包括进给箱1、拖板2、齿条3和床身4，所述进给箱1上设有两个齿轮13，该安装工艺包括以下步骤：

S1)进给箱1的上平面预留1~2mm加工余量，加工为进给箱上基准面11；用以装配调整量

S2)在进给箱1面向床身4那侧的侧平面上端加工出箱侧基准面12；

S3)将齿条3放置于两个所述齿轮13上，用橡胶棒轻敲击齿条上基准面31和齿条侧基准面32，使齿条3与两个齿轮13近似啮合；由于齿条3和齿轮13均为斜齿，将齿条3自然放置到两个齿轮13时其齿面一般不会完全啮合；

S4)缓慢的往复旋转两个齿轮13，在斜齿面的轴向力与径向力的作用下，齿条3将发生水平位移与垂直位移；直至齿条3与齿轮13完全啮合；

S5)拖板2刮研完成后安装在床身4上，将步骤S4)的进给箱1放置于安装工位，使进给箱上基准面11与拖板下基准面21之间、齿条上基准面31与床身下基准面41之间、齿条侧基准面32与床身侧基准面42之间分别留有间隙；

S6)在进给箱1的底面用四个顶尖6支撑，调整顶尖6，直至齿条上基准面31与床身下基准面41之间、齿条侧基准面32与床身侧基准面42之间分别平行；

S7)测量齿条上基准面31与床身下基准面41之间的间隙值，记为A；

S8)分别测量进给箱上基准面11的四个角与拖板下基准面21之间的间隙，分别依次记为B1、B2、B3和B4；若B1=B2=B3=B4=B，铣削掉基准面11的装配余量后，执行步骤S10)；

S9)若B1、B2、B3和B4不相等，计算出进给箱上基准面11的平面度铣削量；将进给箱1用顶尖6顶住后一并移至铣床，加工完铣削量后，执行步骤S7)、S8)；

S10)将进给箱1装配在拖板2上。

上述步骤S9)中，加工铣削量的步骤为：

S9.1)将磁力表5吸附于铣头上、表盘触头与进给箱上基准面11接触；

S9.2)选择进给箱上基准面11的四个角与拖板下基准面21之间的间隙最大值Bn处，沿进给箱上基准面11的边线移动铣头，并分别依次调高其他三个角所对应顶尖6高度，该高度的调高值为Bn与间隙值A的差值；其中n为1、2、3或4；

S9.3)选择上述步骤S9.2)中间隙最大值Bn处为铣削进刀点，铣刀盘吃刀深度设置为A-Bn进行铣削，铣削加工完成后执行步骤S7)、S8)。

上述步骤S3)中，检测齿条3与齿轮13完全啮合的方法为：将截面为L型的检具卡在进给箱上基准面11和进给箱侧基准面12上，在检具上放置一磁力表5，所述磁力表5的表头与齿条上基准面31或齿条侧基准面32接触；

旋转两个齿轮13的同时，将检具和磁力表5往复移动，直至磁力表5显示齿条上基准面31与进给箱上基准面11平行、齿条侧基准面32与进给箱侧基准面12平行，拆除检具及磁力表5。

所述顶尖6包括螺钉和与底座，所述螺钉与底座之间螺纹连接，所述螺钉上部为尖顶，可避免旋转螺钉而使进给箱位移。

上述步骤S1)中，所述进给箱上基准面11平行于两个所述齿轮13轴线形成的平面；上述步骤S2)中，所述箱侧基准面12垂直于两个所述齿轮13轴线形成的平面。

具体说明一下找装配面的原理：上述步骤S8)中，若间隙值B1、B2、B3、B4相等，则进给箱上基准面11与拖板下基准面21平行。此时可以直接装配进给箱1并能保证进给箱1不会倾斜。齿轮13和齿条3之间仅仅是上下方向的远离并非实现啮合的中心线。

若上述间隙值不全相等，说明进给箱上基准面11与拖板下基准面21不平行。此时就要调整四个顶尖6，目的是为了铣削后保证前述两个基准面平行。步骤S9.2)中，以最大间隙的那个角Bn处为参考水平平面，按照Bn与其他三个角的间隙差对应调高四个顶尖6高度，启动铣床从而铣削掉其他三个点所形成平面上多余的余量，从而进给箱上基准面11与拖板下基准面21是相对平行的。

但是此时的进给箱上基准面11并非对应齿轮13和齿条3之间的啮合中心线，因为齿条上基准面31与床身下基准面41之间还有个间隙值A。因此在步骤S9.3)，再次铣削掉A-B这个余量，就能在进给箱1与拖板2装配后完全保证齿轮13与齿条3在啮合中心线上实现完全啮合。

安装进给箱时，需要吊车吊着，铜棒辅助敲击，怕双齿轮与齿条撞击损坏，往往拆除一节齿条，在空缺处安装进给箱。安装完成后，将拖板、进给箱整体平移，使双齿轮与其余齿条啮合，再将空缺处的齿条安装好。上述步骤S10)中，所述进给箱1与拖板2的装配方法包括以下步骤：

S10.1)拆除掉装配工位处床身4上的齿条3；

S10.2)在装配工位吊车吊住进给箱1，同时用紫铜棒轻轻敲击进给箱1两端；以免齿轮13与齿条3撞击损坏；

S10.3)用量块测量进给箱侧基准面12和床身侧基准面42之间间距使其平行；

S10.4)将进给箱1固定在拖板2上，螺钉把合、销钉定位，进给箱1安装完成；

S10.5)将进给箱1和拖板2整体平移以让出步骤S10.1)处齿条3的装配工位，装配好齿条3。

Claims (6)

1.一种机床进给箱的安装工艺，包括进给箱（1）、拖板（2）、齿条（3）和床身（4），所述进给箱（1）上设有两个齿轮（13），其特征在于，该安装工艺包括以下步骤：

S1)进给箱（1）的上平面预留1~2mm加工余量，加工为进给箱上基准面（11）；

S2)在进给箱（1）面向床身（4）那侧的侧平面上端加工出箱侧基准面（12）；

S3)将齿条（3）与两个齿轮（13）近似啮合；

S4)缓慢地往复旋转两个齿轮（13），直至齿条（3）与齿轮（13）完全啮合；

S5)拖板（2）刮研完成后安装在床身（4）上，将步骤S4)的进给箱（1）放置于安装工位，使进给箱上基准面（11）与拖板下基准面（21）之间、齿条上基准面（31）与床身下基准面（41）之间、齿条侧基准面（32）与床身侧基准面（42）之间分别留有间隙；

S6)在进给箱（1）的底面用四个顶尖（6）支撑，调整顶尖（6），直至齿条上基准面（31）与床身下基准面（41）之间、齿条侧基准面（32）与床身侧基准面（42）之间分别平行；

S7)测量齿条上基准面（31）与床身下基准面（41）之间的间隙值，记为A；

S8)分别测量进给箱上基准面（11）的四个角与拖板下基准面（21）之间的间隙，分别依次记为B1、B2、B3和B4；若B1=B2=B3=B4=B，铣削掉进给箱上基准面（11）的装配余量后，执行步骤S10)；

S9)若B1、B2、B3和B4不相等，计算出进给箱上基准面（11）的平面度铣削量；将进给箱（1）用顶尖（6）顶住后一并移至铣床，加工完平面度铣削量后，执行步骤S7)、S8)；

S10)将进给箱（1）装配在拖板（2）上。

2.根据权利要求1所述机床进给箱的安装工艺，其特征在于：上述步骤S9)中，加工平面度铣削量的步骤为：

S9.1)将磁力表（5）吸附于铣头上、磁力表的表盘触头与进给箱上基准面（11）接触；

S9.2)选择进给箱上基准面（11）的四个角与拖板下基准面（21）之间的间隙最大值Bn处，沿进给箱上基准面（11）的边线移动铣头，并分别依次调高其他三个角所对应顶尖（6）高度，该高度的调高值为Bn与间隙值A的差值；其中n为1、2、3或4；

S9.3)选择上述步骤S9.2)中间隙最大值Bn处为铣削进刀点，铣刀盘吃刀深度设置为A-Bn进行铣削，铣削加工完成后执行步骤S7)、S8)。

3.根据权利要求1所述机床进给箱的安装工艺，其特征在于：上述步骤S3)中，检测齿条（3）与齿轮（13）完全啮合的方法为：将截面为L型的检具卡在进给箱上基准面（11）和进给箱侧基准面（12）上，在检具上放置一磁力表（5），所述磁力表（5）的表头与齿条上基准面（31）或齿条侧基准面（32）接触；

旋转两个齿轮（13）的同时，将检具和磁力表（5）往复移动，直至磁力表（5）显示齿条上基准面（31）与进给箱上基准面（11）平行、齿条侧基准面（32）与进给箱侧基准面（12）平行，拆除检具及磁力表（5）。

4.根据权利要求1所述机床进给箱的安装工艺，其特征在于：所述顶尖（6）包括螺钉和与底座，所述螺钉与底座之间螺纹连接，所述螺钉上部为尖顶。

5.根据权利要求1所述机床进给箱的安装工艺，其特征在于：上述步骤S1)中，所述进给箱上基准面（11）平行于两个所述齿轮（13）轴线形成的平面；上述步骤S2)中，所述箱侧基准面（12）垂直于两个所述齿轮（13）轴线形成的平面。

6.根据权利要求1所述机床进给箱的安装工艺，其特征在于：上述步骤S10)中，所述进给箱（1）与拖板（2）的装配方法包括以下步骤：

S10.1)拆除掉装配工位处床身（4）上的齿条（3）；

S10.2)在装配工位用吊车吊住进给箱（1），同时用紫铜棒轻轻敲击进给箱（1）两端；

S10.3)用量块测量进给箱侧基准面（12）和床身侧基准面（42）之间间距使其平行；

S10.4)将进给箱（1）固定在拖板（2）上，螺钉把合、销钉定位，进给箱（1）安装完成；

S10.5)将进给箱（1）和拖板（2）整体平移以让出步骤S10.1)处齿条（3）的装配工位，装配好齿条（3）。

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