任务六 CA6140型卧式车床整机装调与验收

子任务六CA6140型卧式车床整机装调与验收【知识点】
1.车床整机装调方法。

2.车床试车与验收的要求和方法。

【能力目标】
1.能够制定车床整机的拆装工艺。

2.能够完成车床整机的拆装与调试。

3.能够完成车床试车与验收。

一、任务描述
对车床整机进行机械装配与调试，并达到国家标准精度要求。

二、任务分析
机床整机的装调质量影响其自身精度，包括几何精度、传动精度和定位精度，从而影响其加工精度。

在掌握车床部件和整机的结构、装配与调试的方法、装调工具的使用及相关国家标准的基础上，按照装配工艺技术要求，完成车床整机装调任务。

卧式车床的总装配工艺，包括部件与部件的联接、零件与
部件的联接、联接过程中相对位置的调整或修正、相对位置的几何精度以及车床空运转试验、负荷试验和工作精度的试验、车床在热平衡状态下的几何精度检验。

车床的总装配应按一定的顺序进行。

三、任务实施
（一）卧式车床总装配前的准备工作
1.工具和量具的准备
（1）平尺平尺主要用作导轨的刮研和测量的基准。

主要有桥形平尺、平行平尺及角形平尺三种。

（2）方箱和直角尺方箱和直角尺是用来检查机床部件之间的垂直度误差的重要工具。

（3）垫铁在机床制造和修理工作中，垫铁是一种检验导轨精度的通用工具，主要用作水平仪及百分表架等测量工具的垫铁。

（4）检验棒检验棒主要用来检查机床主轴套筒类零件的径向圆跳动误差、轴向窜动误差、同轴度误差、平行度误差、主轴与导轨的平行度误差等，是机床修理工作中常备的工具之一。

（5）检验桥板检验桥板是检查导轨面间相互位置精度的一种工具，一般与水平仪结合使用。

按照不同形状的导轨，可以做成不同结构的检验桥板。

（6）水平仪水平仪是机床维修中最常用的测量仪器，主要用来测量导轨在垂直平面内的直线度误差、工作台的平面度误差及零件间垂直度和平行度等误差。

有条形水平仪、框式水平仪和合像水平仪等。

2.装配顺序的确定原则
车床零件经过补充加工，装配成组件、部件（如主轴箱、进给箱、溜板箱）后即进入总装配。

其装配顺序，一般可按下列原则进行。

（1）首先选择正确的装配基面。

这种基面大部分是床身的导轨面，因为床身是车床的基准支承件，上面安装着车床的各主要部件，且床身导轨面是检验机床各项精度的检验基准。

因此，机床的装配，应从装配床身并取得所选基准面的直线度误差、平行度误差及垂直度误差等着手。

（2）在解决没有相互影响的装配精度时，其装配先后以简单方便来定。

一般可按先下后上、先内后外的原则进行。

例如在装配车床时，如果先解决车床的主轴箱和尾座两顶尖的等高度误差，或者先解决丝杠与床身导轨的平行度误差在装配顺序的先后，是没有多大关系的，问题在于能简单方便地顺利进行装配就行。

（3）在解决有相互影响的装配精度时，应先装配确定好一个公共的装配基准，然后再按次达到各有关精度。

（4）关于导轨部件，在通过刮削来达到其装配精度时，其
装配顺序可按导轨的装配来进行。

3.控制装配精度时应注意的几个因素
为了保证机床装配后达到各项装配精度要求，在装配时，必须注意以下几个因素的影响，并在工艺上采取必要的补偿措施。

（1）零件刚度对装配精度的影响由于零件刚度不够，装配后受到机件的重力和紧固力而产生变形。

例如在车床装配时，将进给箱、溜板箱等装到床身上后，床身导轨的精度会受到重力影响而变形。

因此，必须再次校正其精度，才能继续进行其他的装配工序。

（2）工作温度变化对装配精度的影响机床主轴与轴承的间隙，将随温度的变化而变化，一般都应调整到使主轴部件达到热平衡时具有合理的最小间隙为宜。

又如机床精度一般都是指机床在冷车或热车（达到机床热平衡的状态）状态下都能满足的精度。

由于机床各部位受热温度的不同，将使机床在冷车下的几何精度与热车下的几何精度有所不同。

实验证明，机床的热变形状态主要决定于机床本身的温度场情况。

对车床受热变形影响最大的是主轴轴心线的抬高和在垂直面内的向上倾斜，其次是由于机床床身略有扭曲变形，使主轴轴心线在水平面向内倾斜些。

因此在装配时必须掌握其变形规律，对其公差带进行不同的压缩。

（3）磨损的影响在装配某些组成环的作用面时，其公差
带中心坐标，应适当偏向有利于抵偿磨损的一面。

这样可以延长机床精度的使用期限。

例如车床主轴顶尖和尾座顶尖对溜板移动方向的等高度，就只许尾座高。

车床床身导轨在垂直平面内的直线度误差，只许凸。

（二）卧式车床总装配顺序及其工艺要点
1.床鞍与床身的拼装
（1）在床腿上装置床身
①将床身与床腿结合面的毛刺清除并倒钝，在结合面间装入1～2mm厚纸垫，并涂以密封胶，以防止漏油，装上紧固螺钉。

②在床身下面安放可调垫铁，垫铁应合理分布（垫铁应安放在机床地脚螺孔附近）、受力均匀，使整个床身搁置稳定。

用水平仪调整机床的安装位置，使其处于自然水平状态（图1-46）。

图1-46 床身与床腿安装后的测量
③检验床身导轨的直线度误差和两导轨的平行度误差由于床身与床腿的连接，可能引起床身导轨的局部变形，可调垫铁的安放位置和调整垫铁的受力情况，也可能影响床身导轨的精度。

在安装床身后，必须对导轨的精度再进行检验，若不符合要求，应重新调整。

（2）床鞍与床身导轨的配刮
①以床身平导轨和凹三角形导轨为基准，刮研床鞍配合表面，应使其两端接触点在每25mm ×25mm的面积内有12点以上，逐步过渡到中间有8点以上。

这样能得到较好的接触精度和良好的储油条件。

②床鞍上、下导轨面的垂直度误差应不超过
0.02mm/300mm。

测量时，在床头放置90°角尺，纵向移
动床鞍，用百分表测量90°角尺一侧面，校准90°角尺，使一侧面与床鞍纵向导轨平行，再将百分表移放在横向滑板上，沿横向导轨移动（图1-47）。

百分表的最大读数值，就是床鞍上、下导轨面的垂直度误差，要求百分表的读数向后方递增。

如果测量结果不符合要求，则须认定方向，对角刮削床鞍三角形导轨（平导轨不刮，待垂直度达到要求后，再三点刮削至要求），使整个床鞍得到借正（图1-48）。

图1-47 床鞍上、下导轨的垂直度测量
图1-48 配刮床鞍三角形导轨
③检查床鞍的溜板箱安装面在刮研床鞍下导轨面达到垂直度要求的同时，还要保证溜板箱安装面的下列两项要求。

a.溜板箱安装面与进给箱安装面的垂直度误差用图1-49所示的方法进行测量。

在床身的进给箱安装面上夹持一个90°角尺。

在90°角尺处于水平的表面上，移动百分表检查溜板箱安装面的位置精度，要求在每100mm长度内误差不超过0.03mm。

图1-49 溜板箱与进给箱安装面的垂直度测量
b.溜板箱安装面与床身导轨的平行度误差用图1-50所示的方法进行测量。

将百分表的磁性表座吸附在床身导轨的侧面，百分表测量头与溜板箱安装面接触。

纵向移动床鞍，在溜板箱安装面的全长内最大读数差值不得大于0.06mm。

图1-50 溜板箱与床身导轨的平行度测量
（3）床鞍与床身的拼装
床鞍与床身的拼装如图1-45所示，主要是刮研床身的下导轨面及配刮两侧压板，保证床身上、下导轨面的平行度要求，以达到床鞍与床身导轨在全长上能均匀结合，移动平稳，加工时能得到合格的表面粗糙度。

如果床身经导轨磨床磨削，则只需检查上、下导轨的平行度是否符合要求。

先配刮内侧压板，要求刮研点在每25mm×25mm的面积内不少于6点。

安装后应保证床鞍在全部行程上滑动平稳，并用0.03mm塞尺检验，插入深度应不大于20mm。

然后安装外侧压板，通过调整螺钉调整镶条与下导轨之间的间隙，并达到要求。

2.装配齿条
（1）对齿条的要求
由于齿条加工工艺的限制，车床整个齿条大多数是由几根短齿条拼接装配而成。

装配时，每根齿条的两端部分需再进行加工，才能使溜板箱内与齿条相啮合的齿轮在经过拼接处时，其啮合程度和精度都和其他啮合部位时一样，不应产生变化。

拼接部位齿距要适当，不要太宽或太窄。

（2）齿条装配工艺
①用夹具把溜板箱试装在床鞍的装配位置，塞入齿条（图1-51）。

齿条的安装位置应保证溜板箱在全部行程上与纵向进给小齿轮具有0.08mm的啮合间隙。

用塞尺测量出齿条顶面与床身下内侧面之间的距离。

图1-51 塞入齿条
②用两只C形夹头将齿条固定在床身上。

为保证相邻齿条接合处的齿距精度，必须用标准齿条进行跨接校正。

校正后
在两根相接齿条的接合端面处应有0.1mm左右的间隙。

安装时，用第三根齿条（即标准齿条）与两根齿条相啮合来确定其拼装距离，在齿条顶面与床身导轨下内侧面间垫入一定厚度的垫片，垫片的厚度即为塞尺测出的尺寸（图1-52）。

齿条位置确定后，用划针划出螺孔位置，然后拆下C形夹头和齿条。

图1-52 齿条的固定
③划出螺孔位置，找出螺孔中心，用样冲冲出中心孔，钻出螺纹底孔，用丝锥攻出螺孔，最后装上全部齿条，移动床鞍和溜板箱，再在全部行程上检查小齿轮与齿条的啮合间隙。

经检查合格后，拧紧螺钉，根据齿条上的定位孔，在床身上钻、铰锥孔，并装上定位销。

3.溜板箱、进给箱和支架的装配
这些部件在装配时的相对位置，应保证丝杠两端支承孔的中心线和开合螺母中心线对床身导轨的等距误差小于0.15mm。

装配时，因进给箱和支架在床身相应位置处尚未加工出螺孔，须用C形夹头夹持在床身上。

溜板箱顶面同样没有螺孔，要用前述夹具装在床鞍底部，然后通过测量调整来确定其装配位置。

将检具和百分表分别在检验棒1、2、3的上母线和侧母线方向进行测量调整（图1-53）。

其步骤如下：
图1-53 溜板箱、进给箱与丝杠后托架的安装测量
1、2、3-检验心棒
（1）安装溜板箱
用装配夹具把溜板箱初步安装在装配位置，在开合螺母处，夹紧一根螺纹检验棒。

在床身检验桥板上紧固一个专用测量工具，分别在溜板箱的左右两端校正检验棒的上母线和侧母线与床身导轨的平行度误差，其值应在0.15mm内。

（2）确定溜板箱的纵向位置
应保证溜板箱齿轮与横向进给丝杠上的传动齿轮，具有正确的啮合间隙。

调整时，可左右移动溜板箱，将一张厚度为0.08mm的纸放在齿轮啮合处，转动齿轮在印痕呈现将断而不断的状态时，即为齿轮间有正常侧隙。

另外，侧隙也可通过控制横向进给手柄的空程量不超过1/30转来检查。

（3）安装进给箱和丝杠后托架
安装时主要保证进给箱、溜板箱和后托架上，安装丝杠的三孔同轴度要求，并保证丝杠轴线与床身导轨的平行度要求。

安装时，按图1-53所示进行测量调整。

在三孔内各装入配合间隙不大于0.005mm的检验心棒，三根心棒的外露测量端的直径应相等。

然后用专用测量工具和百分表分别在检验心棒1、2、3的上母线和侧母线上测量，其平行度允差：对上母线为0.02mm/100mm，只许前端向上偏；对侧母线为0.01mm/100mm，只许向床身方向偏。

为消除检验心棒本身的误差对测量的影响，一次检验后，将检验心棒退出，转180°再插入检验一次。

取两次测量结果的平均值，即为该项误差。

若超差则以溜板箱的开合螺母孔轴线为基准，通过抬高或降
低进给箱和后托架，保证三孔同轴度要求。

如果在侧母线方向相差较多，则须将溜板箱稍作前后调整，再进行测量。

（4）加工螺纹孔
调整合格后，分别用划针在床身上划出进给箱和后托架螺孔的位置，并以床鞍与溜板箱连接处已加工出的孔为标准，在溜板箱顶面划出螺孔位置（图1-54）。

然后拆下进给箱、溜板箱和后托架，在床身和溜板箱上钻孔和攻螺纹。

图1-54 螺孔的划线及加工
（5）用螺钉安装进给箱
溜板箱和后托架同时装入丝杠和光杠。

丝杠和光杠左端与进给箱轴套端面紧贴，右端在后托架孔中露出倒角部分。

当
用手旋转光杠时，溜板箱在任何位置都应转动灵活，手感轻重均匀，然后用百分表和测量工具再作精度检验。

①测量丝杠两端轴套的轴线和开合螺母的轴线对床身导轨的等距误差。

测量方法与图1-53所示方法相似。

所示方法测量时，溜板箱应在床身中部。

将开合螺母闭合可减少丝杠因自重弯曲的影响。

百分表应在丝杠两端和中间位置处进行测量，三个读数中的最大值与最小值之差即是等距误差。

要求丝杠的上母线和侧母线误差均在0.15mm内。

为了消除丝杠弯曲误差对检验精度的影响，可旋转丝杠180°后再测量一次，取两次测量读数的平均值。

②测量丝杠的轴向窜动时，要求窜动不能超过0.01mm，测量方法如图1-55。

将磁性表座固定在床身导轨上，用平头千分表的测量头顶在丝杠中心孔内用黄油粘住的钢球上。

在中间位置处闭合开合螺母，旋转丝杠进行测量，千分表读数的最大差值就是丝杠的轴向窜动误差。

丝杠正转、反转均应检验。

由正转变换到反转时的游隙量不计入误差内。

图1-55 丝杠轴向窜动的测量
（6）钻铰
进给箱、溜板箱和后托架的定位销孔钻铰后，装入定位销。

4.主轴箱和尾座的装配
（1）主轴箱的安装
主轴箱安装在床身上后，检验主轴轴线对溜板移动的平行度误差。

检验方法：在主轴锥孔内装入检验棒，将磁性表座固定在床鞍上，用百分表测量检验棒的表面（图1-56）。

测量位置a是在垂直平面内的误差，要求在0.02mm/300mm 内，而且只许向上偏；b是在水平面内的误差，要求在0.015mm/300mm内，而且只许向前偏。

为消除检验棒轴线
与旋转轴线不重合对测量的影响，必须旋转主轴180°作两次测量。

两次测量结果的平均值，就是平行度误差。

这两项精度如不符合要求，垂直平面内的误差通过修刮主轴箱与床身结合的底面进行校正；水平平面内的误差通过修刮主轴箱与床身接触的侧面进行校正。

图1-56 主轴轴线对溜板移动的平行度测量
（2）尾座的安装
尾座安装时除要求本身精度外，还需保证主轴与尾座两顶尖的等高度。

具体要求如下。

①尾座套筒轴线对溜板移动的平行度误差在垂直平面内的误差，要求在0.015mm/100mm内，而且只许向上偏。

在水平平面内的误差，要求在0.01mm/100mm内，而且只许向前偏，检验方法如图1-57。

将尾座紧固在检验位置，尾座套筒的伸出量约为最大伸出长度的一半，并锁紧。

将百分表固定在床鞍上，测量头触及尾座套筒表面，位置a在垂直平面内，位置b在水平平面内。

移动床鞍进行检验，百分表读数的最大差值就是其平行度误差。

图1-57 尾座套筒轴线对溜板移动的平行度测量
②尾座套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度误差在垂直平面和水平平面内的误差，要求均为0.03mm/300mm。

检验方法如图1-58，将尾座套筒退入尾座孔内，并锁紧。

在尾座套筒锥孔中，插入检验棒。

将百分表固定在床鞍上，测量头触及检验棒表面，位置a在垂直平面内，位置b在水平平面内，移动床鞍进行检验。

一次检验完毕，拨出检验棒，旋转180°后重新插入，重复检验一次。

两次检验结果的代数和之半就是平行度误差。

图1-58 尾座套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度测量
上述两项精度如果超差，可以刮研尾座底板的顶面或底面进行校正。

③主轴和尾座两顶尖的等高度误差允差0.06mm，只许尾座高。

检验方法如图1-59，将检验棒顶在两顶尖之间，百分表固定在床鞍上。

百分表的测量头在垂直平面内触及检验棒，移动床鞍在检验棒两极限位置上进行测量。

百分表在检验棒两端读数的差值就是等高度误差。

检验时，尾座套筒应退入尾座孔内，并锁紧。

一般情况下，尾座顶尖应高于主轴顶尖，用刮研尾座底平面的方法使尾座逐渐下降，达到该项精度要求。

同时还必须保证尾座本身套筒和套筒锥孔轴线对溜板移动的平行度要求。

应充分估计尾座的刮研量，不要使尾座下降太多，以免重新刮研主轴箱底面，增加不必要的工作量。

图1-59 主轴和尾座两顶尖的等高度测量
5.安装刀架
小滑板部件装配在刀架下滑座上，如图1-60所示方法测量小滑板移动时，对主轴中心线的平行度。

图1-60 小滑板移动对主轴中心线的平行度误差测量
测量时，先横向移动滑板，使百分表触及主轴锥孔中插入的检验心轴上母线最高点。

再纵向移动小滑板测量，误差在300mm测量长度上为0.04mm。

若超差，通过刮削小滑板与刀架下滑座的结合面来修整。

6.试车与验收
车床经总装配后，必须进行试车和验收。

试车验收包括静态检查、空运转试验、负荷试验和全面检查。

（1）静态检查
车床在进行性能试验之前，要进行静态检查。

主要检查车床各部分传动机构、操纵机构是否运转灵活、定位准确、安全可靠，以保证试车时不发生事故。

①检查各传动件和操纵手柄，应达到运转灵活、操纵安全、准确可靠。

用拉力器检查各手柄的转动力，应符合规定要求。

②检查各连接件连接是否可靠。

③各滑动导轨在行程范围内移动时，应均匀平稳。

④安全保护装置应安全可靠；电器设备在启动和停止时，应安全可靠。

⑤润滑系统应畅通无阻，油液清洁，标记清楚。

（2）空运转试验
空运转试验是在无负荷状态下运转车床，检验各运动机构的运转状态，温度变化情况，操纵机构动作的灵活性、平稳性、可靠性及安全性。

车床空转前，应察看各部件（特别是主轴箱、进给箱、溜板箱、挂轮架）内部是否有其他物件、切屑及污物等。

①进行空转试验时，机床主运动机构从最低转速起，依次升速运转，每级速度的运转时间不得少于5分钟。

在最高转速时应运转足够的时间（不得少于0.5小时），使主轴轴承达到稳定温度，此时主轴的滚动轴承温度不超过70℃，温升应小于40℃；滑动轴承温度不超过60℃，温升应小于30℃。

主轴发生不正常的过热及振动时，应调整主轴的轴承间隙。

②进给机构作低、中、高进给量的空载运动。

③在所有转速下机床的传动机构应工作正常，无显著冲击振动，各操纵机构工作平稳可靠，噪声不超过规定标准。

④润滑系统应正常、可靠，无泄漏现象。

电气装置、安全装置和保险装置应正常、可靠。

（3）负荷试验
负荷试验即车床工作精度试验，是检验车床动态工作性能的主要方法。

其主要试验项目如下。

①全负荷强度试验考核车床主传动系统能否承受设计所允许的最大转矩和功率。

②精车外圆试验检验车床在正常工作温度下，主轴轴线与床鞍移动方向是否平行，主轴的旋转精度是否合格。

③精车端面试验检查车床在正常工作温度下，刀架横向移动时对主轴轴线的垂直度误差和横向导轨的直线度误差。

④车槽试验考核车床主轴系统和刀架系统的抗振性能。

检查主轴部件的装配精度和旋转精度，滑板刀架系统刮研配合面的接触质量和配合间隙的调整是否合格。

⑤精车螺纹试验检查在车床上车螺纹时传动系统的准确性。

（4）全面检查
车床在全部符合上述空运转试验、负荷试验及工作精度试验后，在车床热平衡状态下，应根据机床几何精度和工作精度的验收标准（GB4020—88《普通车床精度》），逐项进行几何精度检验，检验前允许再次调整床身的导轨精度。

必须注意，在精度检验过程中，不应对影响精度的机构或零件进行调整，否则，应对检验过的有关项目重新复验。

复验前进行温升试验。

四、任务小结
车床整机装调是在部装的基础上完成的。

在实施任务过程中，首先要熟悉车床结构组成及装配技术要求，然后制定出合理的总装配工艺，并查阅相关国家标准及资料，正确选用装调工检具，做好装配前的技术准备。

装配要严格按图纸、按工艺、按标准规范操作，保证车床整机的装配质量。

车床验收要严格按照国家标准完成。

按要求检测车床装配质量，要边装配边测量精度，并对检测结果进行分析，按照装配精度要求进行调试修复，以达到整机的精度要求。

车床整机装调与验收是一项综合性的任务，要求学生既具有车床装调的知识和技能，又具有车床操作与试切件加工的知知识和技能。

五、知识拓展
车床经大修以后，在工作时往往会出现故障，车床常见故障及排除方法见表1-11。

表1-11 车床常见故障及排除方法。