摘  要：进口数控机床的维修与保养在保证设备的连续生产和设备的加工精度等方面一直是一个比较令人关注的项目，本论文结合沪东重机股份有限公司一台数控龙门铣的移装与大修改造，就进口设备的维修与实践提出了自己的经验，并进行了探讨。
    关键词：数控龙门铣  传动齿轮箱  装配  精度  主轴
    1. 概述
    设备在使用过程中，产生的振动、摩擦、磨损，是造成设备精度不断降低的主要因素，对设备的使用寿命和产品加工带来严重后果。因此，在设备运行一段时期，出现了相关症状，经检测验证后，进行合理的修理和改造是必须的。
    我公司的一台数控龙门铣，1985年引进，1986年投入使用，该机床的数控系统为西门子的8ME(工作台面3500*12700mm)，制造厂为德国WALDRICH SIEGEN公司，使用至今已近二十年，是加工船用柴油机三大件的重要设备之一。近几年来，该设备出现故障率高，更换件多，系统故障难消除的症状，已无法保证正常的连续生产。为此，公司组织专家进行分析、论证，结论是必须进行修理、改造，以保证设备的正常运行、加工精度和设备的先进性。
    本论文结合该设备移装、大修、改造过程，着重讨论了设备的X轴传动齿轮箱和主轴部分的修理，对进口大型设备的维修和实践进行探讨。
    2. X轴传动齿轮箱的修理
    X轴传动齿轮箱的结构见图一。该机床的X轴采用的是静压蜗杆与表面铸塑蜗母条传动，传动精度很高，是机床传动副的重要组成部分。
    在X轴传动齿轮箱的修理中，根据工作经验可以分成两个主要的过程，一是传动齿轮箱的拆装过程；二是传动齿轮箱的装配过程。
    • X轴传动齿轮箱的拆装过程
    对X轴传动齿轮箱的拆解工作要小心谨慎，工作过程中不能使用凿子、锤子等牵强蛮干，以免损坏其它的零件，造成设备不必要的损失。其次对拆下的零件逐一用煤油进行清洗，用专用工具检查、测量，更换所有已损坏的或磨损严重的零件，如轴承、齿轮、密封、键等，同时仔细检查更换件的配合情况。待一切准备工作就绪，即可正式进入装配阶段。
    • X轴传动齿轮箱的装配过程
    装配过程首先是将装有伞齿轮的Ⅰ轴预装到滑套1内，调整测量两圆柱滚子轴承30216A(FAG)之间的内隔圈2(Φ90*Φ80)和外隔圈3(Φ140*Φ125)厚度，并对隔圈厚度进行配磨，保证Ⅰ轴在滑套内轴向窜动量在0.03mm范围内；然后把Ⅱ轴安装到齿轮箱内，并在端部利用端盖螺孔采用滑块定位，便于Ⅱ轴的轴向间隙能够调整。再正式装入Ⅰ轴，调整Ⅰ轴和Ⅱ轴上的两只圆锥齿轮，要特别注意齿轮的啮合情况，要求啮合印痕落在齿面中间位置，并达到齿面长的2/3，确保齿轮啮合达到正确位置。调整好齿轮副后，旋转Ⅰ轴，使之转动0.15mm时就能带上Ⅱ轴，并松滑无滞凝。
    接着安装Ⅲ轴和蜗杆总成。静压蜗杆总成由蜗杆本体齿轮、推力轴承和配油盘等组成。为保证蜗杆的轴向间隙，特地加工了两个除长度尺寸不同外，其余尺寸均相同的安装工具，具体见图二调整工具。然后根据图三蜗杆轴向间隙调整示意图一步步调整间隙。
    首先将蜗杆端部的螺母6和轴向挡圈4拆下；将长的调整工具1按图示安装在蜗杆上，顶住推力轴承2，并通过螺杆7对长调整工具1施加0.5 KN的轴向压力。接着测出轴套3外端面A与推力轴承2的外端面B的位移差。然后拆下轴套3，按测得的数值加上0.1 mm，配磨其长度，确保A面低于B面0.1 mm。
    然后把推力轴承和配磨好的轴套重新安装到蜗杆上，再装妥轴向挡圈4，并安装上短的调整工具5，同时对其施加60KN的预紧力，紧接着将螺母6装妥拧紧。
    最后卸去预载装置，固定好螺母。
    通过以上一系列的步骤确保蜗杆的轴向间隙在0.005 mm的范围内。同时要求蜗杆所有液压、润滑面均不能出现泄漏。最后调整Ⅲ轴的偏心套，使Ⅱ轴和蜗杆传动结合面的间隙达到旋转Ⅰ轴时手感平稳、轻松、无滞阻感。这样X轴齿轮箱的修理才算结束。

图一 X轴传动齿轮箱的结构图

图二 调整工具

图三  蜗杆轴向间隙调整示意图

    3. 主轴的修理
    零件的加工精度主要取决于刀具与工件相对运动的稳定性，要求机器的主轴在较高转速下，有高的回转精度，所以除高质量的主轴，高精度的主轴承外，高质量的装配工艺对保证加工精度是至关重要的，对主轴的修理就是要满足以上三个方面的要求。
    主轴的修理工艺过程与X轴传动齿轮箱大致相同，主轴的结构见图四。
    第一步对主轴部件进行解体、清洗、测量、更换损坏或磨损严重的零件，并仔细检查更换件的配合情况，特别要检查新的主轴承的内径与换下的轴承的内径是否符合，当然这不仅仅是指大的尺寸，关键是指公差情况，因为轴与轴承的配合情况关系到运转时轴承的温升。另外主轴如果进行修磨后，在轴承档位置必须标出径向跳动量的最大点和最小点，因为高精度的轴承对其的径向跳动也有表示，这样在安装时将轴承的最大点对准轴的最小点，轴承的最小点对准轴的最大点，这在维修中称之为补差法。
    然后进行主轴部件的预装工作，首先把垫圈2放入主轴上调整主轴承内圈，达到准确要求后，将主轴承装入主轴，加上一定的预紧力，然后用千分表的表头对准轴承外圈及轴承端面，用手拉转轴承外圈，控制其径向跳动及端面跳动最大值在0.005mm以内(新机床该值为0.002mm)，随后用块规测量垫圈1的厚度，值为8.585mm，按该尺寸配磨垫圈1。再将主轴承拆下，将配磨好的垫圈1、件2和压盖3装入主轴，把主轴承重新装入主轴并拧紧螺母5进行固定。接着装入垫片6、平面轴承7、隔圈8，垫片9内有6根弹簧，给两只平面轴承以预紧力，仔细装入垫片9、平面轴承10和垫圈11后，拧紧螺母12。然后安装轴承13，并把螺母14拧紧。正确安装完上述零部件后，检查轴承径向间隙，因为在机床主轴中，游隙的大小直接影响主轴的运动精度，从而直接影响加工的质量，在此使其控制在0.005mm内。

接着安装主轴中的卡爪15，先将定型弹簧片装入与卡爪的连接轴15A上，用10MPa的压力把定型弹簧片压缩，并用螺母固定锁紧，将内爪15装入主轴中心孔内固定。最后安装四只T型螺钉，装妥后，用手动泵泵至12MPa，检测T型螺钉的液压部件是否有泄露现象。
    待一切正常后，将方滑枕倒置，主轴尽量吊水平，然后从滑枕下口慢慢装入方滑枕内，等到位后用螺栓固定好。
 

图四 主轴结构图

    4. 精度测试
    本机床经修理、安装并调试结束后，对机床的几何精度进行了检测。经检验，所有的精度都达到新机出厂时的精度范围内，比如主轴锥孔径向跳动为0.002mm，主轴的径向跳动为0.005mm等等。现在机床已交付车间，投入了繁忙的柴油机产品的生产中。
    5. 经验与探讨
    大型数控龙门铣床是数控机床中复杂程度与技术含量均较高的设备，往往代表了一个时期的机床水平。以往，用户一般只进行普通的保养及故障检修，比较大的修理往往委托原制造厂或专业厂进行。我们通过这次大修改造，不仅使机床的静态精度与性能得到提升，大修后该机床的所有精度检测数据全部达到该机床出厂的精度标准。最重要的是通过这次大修改造锻炼了自己的队伍，大大提高了工程技术人员和技术工人的综合技术素质，并对机床的构造与机床性能加深了了解，增加了人与机床的亲和力。
    我们将在认真总结这次大修改造的基础上，进一步认真探讨对一些重大关键设备进行大修改造的途径和方案。