主轴修理.docx
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主轴修理
常州机电职业技术学院
课程设计
课程机床大修与修理工艺课程设计_
题目C6140主轴修理
系部机械工程系
班级设备1032
姓名王军舰
学号11011222
指导教师杨兰
设计时间2012年6月4日
《设备大修与修理工艺课程设计》任务书
一、课程设计的目的
课程设计是本课程教学内容的重要组成部分，其主要任务是使学生将所学的理论知识与生产实践相结合。
通过了解设备修理前的技术状况，分析设备故障原因，拟定设备修理方案，编制设备修理技术文件，编写修理工艺、刮研工艺，确定修换零件，测绘必须修换的零件并绘制其工作图等环节的训练，使学生初步掌握故障分析、零件测绘、修理工艺编制的基本方法，学会使用各种技术文件、手册、测绘工具并能绘制零件工作图。
二、课程设计的内容
1、分析所选择零、部件故障形式、产生原因
2、编写拆卸工艺
3、机床精度检测
4、拟定修理方案，编写修理工艺
5、装配工艺编制
6、编写大修理试车验收程序
7、分析机床常见故障及消除方法
三、课程设计题目、主要技术参数
（一）、题目：
C6104卧式车床大修工艺编制
⑴C6140导轨修理
⑵C6140主轴修理
⑶C6140Ⅰ轴修理
⑷C6140主轴箱修理
⑸C6140中滑板修理
⑹C6140床鞍修理
⑺C6140尾架筒体修理
⑻C6140尾架垫板修理
（二）机床主要技术性能：
1、该机床已运行五年，主轴精度明显下降，圆跳动超出国家标准一倍。
主轴锥孔孔口磨损严重。
主轴前轴承磨损严重，主轴箱后轴承孔磨损严重。
2、尾架中心低于主轴中心0.06mm，套筒顶尖已严重拉毛。
外圆出现圆度及圆柱度误差。
3、机床加工零件粗糙度、精度有所下降。
三、课程设计说明书内容
1封面
2目录
3课程设计的目的
4课程设计题目、主要技术参数
5分析所选择零、部件故障形式、产生原因
6大修方案拟定、可行性探讨
7编写拆卸工艺
8机床精度检测记录
9编写修理工艺
10装配工艺编制
11编写大修理试车验收程序
12修后验收记录
13结论
14心得体会
15参考资料
四、设计完成工作量：
1、整机和部件的拆卸程序、方法。
2、机床检测记录
3、C6140卧式车床修理工艺规程
4、总装配工艺，应达到的技术要求以及检查测量方法
5、总装配后试车程序、规范及应达到的技术条件
五：
设计进度：
总设计时间为一周
1、整机和部件的拆卸程序、方法一天
2、机床检测记录一天
3、C6140卧式车床维修工艺一天
4、C6140总装配的程序和装配工艺一天
5、绘图、整理论文一天
六：
考核方法
考核根据学生平时学习态度（含出勤率）、设计完成情况确定优、良、中、及格、不及格。
机床主参数
型号规格
C6140
中心高
195mm
床身上最大工件回转直径
390mm
刀架上
220mm
中心距
1000mm
主轴
通孔直径
49mm
锥孔/轴端型式
mt6
转速范围
25~1600r/min
拖板最大行程
横刀架
240mm
小刀架
140mm
尾座顶尖套
最大行程
130mm
锥度
mt4
主电机功率
3/4.5kw
螺纹
公制:
种数\范围
30kinds0.45~20mm
英制
35种80~13/4"n/i"
模数
25种0.25~10mm
径节
35种160~ 31/2"D.P.
进给
进给量级数
138级
纵向进给范围
0.04~2.16mm（0.00157"~0.0085"）
横向进给范围
0.02~1.08mm（0.00075"~0.040"）
外形尺寸
2250×900×1200mm
净重
1600kg
目录
一、概论······························································6
1.1、C6140卧式车床的简介······································6
1.2机床的故障·····················································7
二、机床修前准备··················································9
2.1修前技术准备·················································9
2.2修前生产准备··················································10
2.3设备维修方式·················································10
2.4主轴预检·······················································11
三、主轴的拆卸和清洗·············································12
3.1主轴拆卸的一般原则·········································12
3.2主轴的的拆卸··················································13
3.3主轴的清洗和整理·············································14
四、主轴的修理·····················································16
4.1修理方案的论证············································16
4.2零件故障描述及修理方法····································16
4.2.1具体磨损与修复方法··································19
4.2.2具体修复工艺卡片·····································21
五、主轴的装配·····················································22
5.1装配的技术要求··············································22
5.2装配的一般工艺原则·········································22
5.3主轴的装配工艺············································23
六、机床的试验与验收·········································25
6.1空运转试车阶段··········································25
6.2负荷试车阶段············································26
6.3机床的几何精度检验····································26
6.4机床的维护·············································34
课程设计总结······················································37
结论·······················································37
心得体会·····················································37
致谢·······················································37
参考文献·····················································38
一概论
1.1C6140卧式车床的简介
普通车床是车床市场上应用较为广泛的一种车床类型，其在车床市场占有65%的市场份额，普能车床又称为卧式车床主要是由床身、主轴箱、溜板箱和尾座等部件组成。
它的床身固定在左右床腿上，用以支撑车床的各个部件，使它保持准确的相对位置。
主轴箱固定在床身的左侧，内部装有主轴的变速传动机床。
普通车床的工件通过卡盘等夹具装夹在主轴的前端，由主轴带动工件按照规定的转速旋转，以实现主运动。
在普通车床的床身的右端装有尾座，其上可装后顶尖，以支承长工件的另一端，也可以安装孔加工刀具，以进行孔加工。
尾座可沿床身顶面的一组导轨（尾座导转——作纵向调整移动，以适应加工不同长度工件的需要。
刀架部件由纵向、横向溜板和小刀架组成，它可带着夹持在其上的车刀移动，实现纵向和横向进给运动。
进给箱固定在普通车床床身的左前侧，是进给运动传动链中主要的传动比变换装置，其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。
溜板箱固定在纵向溜板的底部，可带动刀架一起作纵向运动，其功能是把进给箱带来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或车螺纹。
在溜板箱上装有各种操纵手柄的按钮，工作时，工人可以方便地进行操作。
普通车床在操作中也应该有很多需要注意的地方，主要的注意方面包括：
普通车床运行前的检查工作；机床的润滑油脂的合适程度的要求；各部件的灵活程度及齐全程度等；各档是否在零位处；空车试运转的必要性……这些注意的方面，不仅在普通车床运行时需要多加注意，在其他机床运行时也同样需要加以注意。
1.2机床的故障
1、该机床已运行五年，主轴旋转精度明显下降，圆跳动超出国家标准一倍。
主轴锥孔孔口磨损严重。
主轴前轴承磨损严重，主轴箱后轴承孔磨损严重。
2、尾架中心低于主轴中心0.06mm，套筒顶尖已磨损，外圆出现圆度及圆柱度误差。
3、机床加工零件粗糙度、精度有所下降。
a、车床刚性不足，如滑板的镶条过松，传动件（如带轮）不平衡或主轴太松引起振动。
b、车刀刚性不足引起松动。
c、工件刚性不足引起松动。
d、车刀几何形状不正确，如用过小的前角，主偏角和后角。
e、低俗切削时，没有加切削液。
f、切削用量选择不合适。
g、切屑拉毛以加工的表面。
故障排除与检修
a、消除或防止由于车床刚性不足引起的不平衡量或松动，正确调整车床各部分的间隙。
b、增加车刀的刚性和正确安装车刀。
c、增加工件的安装刚性
d、选择合理的车刀角度（如适当增加前角，摇臂钻床选择合适的后角，用油石研磨切削刃），降低切削刃表面粗糙度值。
e、低速切削时，应加切削液。
f、进给量不宜太大，精车余量和切削速度要选择适当。
g、控制切削的形状和排出的方向。
二、机床修前准备
2.1修前技术准备
设备主修工程技术人员根据年度机械设备的修理计划，或修理准备工作计划负责修理前的技术准备工作。
（1）修前技术状况的检查
第一步：
查阅故障修理、定期检查、定期检测及事故等记录；向机械动力员、操作工人员及维修工人等了解下列状况：
1）设备的工作精度和几何精度的变动情况
2）设备的负荷能力的变动情况
3）发生故障的部位、原因及故障频率
4）曾经检查、诊断出的隐患及处理情况
5）设备是否要改善维修
第二步：
停机检查的主要内容：
1）检查全部或主要几何精度
2）测量性能参数降低情况
3）检查各转动机械运动的平稳性，有无异常振动和噪声
5）检查离合器、制动器、安全保护装置及操作件是否灵活可靠
6）电器系统的失效和老化状况
7）将设备部分解体，测量基础件和关键件的磨损量，确定需要更换和修复的零件，必要时测绘和核对修换件的图样。
（2）修理技术文件的编制设备大修理常用的技术文件有
1）修理技术任务书
2）修换件明细表及图样
3）电气元件及特殊材料表
4）修理工艺及专用工具、检具、研具的图样及清单
5）质量标准
上述文件编制完成后交给修理部门的计划人员或生产准备人员，应设法尽量保证在设备大修开始前将更换件备齐，并按清单准备好所需用的工具、检具、研具。
2.2修前生产准备
1、试切及精度检测
车床修理前，町按照车床标准或随机合格证的精度项目,进行零件的试切及精度检侧，根据精度丧失情况及所存在的问题，决定具体修理项目与验收要求，并做好技术物资准备，修理后仍按L述要求验收。
对车床的某些精度项目进行检测，为修理工艺做好准备。
2、外观检查
对车床进行外观检查．发现问题（如外部零件的损坏和缺陷、零件的缺失等）及时做好记录
3、安全防护装置和电气部分检查
对车床进行安全防护装置和电气检查，发现问题及时做好记录。
4、准备修理工具和材料
在确定维修工作类别时要按维修工作量的大小、内容和要求划分大修、中修、小修、项修、计划外修理等。
要根据机械设备的使用情况和本单位的具体条件安排好年度维修计划。
2.3设备修理方式
机械设备主要分为两种情况：
一种是按计划进行的修理，即所谓“计划预修制”的修理；另一种是机械设备产生了故障，不排除故障则不能进行正常工作，即排除故障的修理，这种修理具有一定的随机性。
1）计划维修的修理类别：
大修机械设备的大修是工作量最大的一种计划修理。
项修项目修理是根据机械设备的实际技术状态，对状态劣化已达不到生产工艺要求的项目，按实际需要进行针对性的修理。
小修机械设备的小修是工作量最小的一种计划修理。
2）排除故障修理
排除故障修理的工作程序：
①保持现场进行症状分析
②检查设备并评定检查结果
③确定故障的部位
④修理或更换零、部件
⑤进行设备性能测定
⑥记录存档
2.4主轴预检
主轴的损坏形式主要是轴颈磨损，外表拉伤，产生圆度误差、同轴度误差和弯曲变形，锥孔碰伤，键槽破裂，螺纹损坏等。
常见的主轴同轴度检查方法，如图所示。
主轴1放置于检验平板6上的两个V形架5上，主轴后端装入堵头2，堵头2中心孔顶一钢球3，紧靠支承板4在主轴各轴颈处用千分表触头与轴颈表面相接触转动主轴千分表指针的摆动差即为同轴度误差。
轴肩端面跳动误差也可以从端面的千分表读出。
一般应将同轴度控制在0.015mm之内，端面圆跳动误差应小于0.01mm。
至于主轴锥孔中心线对其轴颈的径向圆跳动误差，可在放置好的主轴锥孔内放入锥柄检验棒，然后将千分表触头分别触及锥柄检验棒靠近主轴端及相距300mm处的两点，回转主轴，观察千分表指针，即可测的锥孔中心线相对于主轴轴颈的径向圆跳动误差。
主轴的圆度误差可用千分尺和圆度仪测量。
其它损坏、碰伤情况可目测看到。
三、主轴的拆卸与清洗
3.1主轴拆卸的一般原则
1.拆卸前的准备工作
（1）拆卸场地的选择与清理拆前应选择好工作地点，不要选择在有风沙、尘土的地方。
工作场地应是避免闲人进出，防止意外的混乱。
不要使泥土油污等脏东西弄脏工作场地。
机械设备进入场地要清洗，以保证机械设备的精度。
（2）保护措施在清洗机械设备之前，应预先拆下或保护好电气设备，以免受潮损坏。
对于易氧化、锈蚀的零件要及时采取相应的保护措施。
（3）拆前放油尽可能将设备中的油全部放出，以利于拆卸的顺利进行。
（4）了解机械设备的结构、工作原理
2.拆卸的一般原则
（1）机械设备的拆卸顺序，一般为整体拆成总成，由总成拆成零件，或者由附件到主机，由外到内，由上到下。
在拆前要仔细阅读图纸。
（2）合理拆卸应坚持能不拆就不拆，该拆的必须拆的原则
（3）正确使用拆卸工具和设备首先在拆卸前要弄懂拆卸的工具，拆卸时合理选择工具，最好用专用工具
3.拆卸时注意事项
对拆卸零件要做好核对的工作或做好记号；拆好的零件要分类存放，要遵守拆卸的规则；保护好拆卸零件的加工表面
3.2主轴的拆卸
主轴拆卸工艺卡
主轴见图示
拆卸的技术要求
1．用手锤击打时必须用铜棒垫住，击打时需使受轮受力均匀。
2．击打时，需使衬套受力均匀，需要用“四点法”来拆卸。
3．注意轻拿轻放。
4．拆卸时，应考虑修理或装配工作。
工艺名称
拆卸工艺卡
产品型号
部件名称
拆卸组号
CA6136车床主轴
车间名称
工段
班组
工序
部件数
净重
装配车间
工序号
工步号
拆卸内容
设备
工艺装配
工人等级
工序时间
名称
编号
I.
1
2
拆卸三爪卡盘
打开主轴箱箱盖
专用扳手
六角扳手
II.
1
2
3
松开C型锁紧螺母上的内六角螺钉，松开C型螺母
拆卸齿轮2和3拿出键
利用铜棒将主轴由左向右敲击拆卸，取出齿轮1
螺丝刀
铜棒
手锤
III.
1
2
将主轴向右敲击到一定位置，利用主轴上的挡圈撞击轴左边的推力轴承，使其处于松弛状态
将主轴向右移动，依次取出推力轴承、挡圈C型锁紧螺母、齿轮2和3
铜棒
手锤
IV.
1
2
托着取出轴，并按正确位置放好主轴和各零件，作好装配标记
拆卸最左边的端盖，取出圆锥向心推力轴承
3.3主轴的清洗和整理
对拆卸后的机械零件进行清洗是修理工作的重要环节。
清洗方法和清理质量，对零件鉴定的准确性、设备的修复质量、修理成本和使用寿命等都将产生重要的影响。
零件的清洗包括清除油污、水垢、积炭、锈层、旧涂装层等。
1脱脂
清除零件上得油污，常用清洗液，如有机溶剂、碱性溶液、化学清洗液等、清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗、气相清洗及超声波清洗等。
清洗方式有人工清洗和机械清洗。
2除锈
零件表面的腐蚀物，如钢铁零件表面锈蚀，在机械设备修理中为保证修理质量，必须彻底清除。
根据具体情况，目前主要采用机械、化学和电化学等方法进行清除。
3清除涂装层
清除零件表面的保护涂装层，可根据涂装层的损坏程度和保护涂装层的要求，进行全部或部分清除。
涂装层清除后，要冲洗干净，准备再喷刷新涂层。
清洗完后，要按照零件的类别整理存放好
。
四、主轴的修理
4.1主轴修理方法的论证
床身主轴的修复方案是由导轨的损伤程度、生产现场的技术条件及导轨表面材质的情况确定的。
主轴表面的大面积损伤，可用刮削、磨削、精刨等方法修复；主轴表面的局部损伤可用焊补、粘补、涂镀等方法修复。
在机床的大修理中，经常遇到的是机床主轴磨损的情况。
确定主轴的修复加工方法。
当机床主轴磨损后，可选用的修复方法有几种，选用时应考虑各种方法的可行性和经济性。
主轴变形时视其变形方式及主轴精度确定修复与方法，对于弯曲变形的普通精度主轴，可用校直法修复；对于高精精度主轴，一般校直后难以恢复精度，多采用更换新轴的方法。
对于主轴的扭转变形如不影响使用，可不予修复。
主轴出现隐裂时（探伤发现小裂纹），可采用可采用修磨裂纹层的方法修复；若出现大裂纹则应更换。
主轴的键槽花键等部位产生局部损伤时，可采用局部涂复或焊补后重新加工的方法修复。
需要指出的是，主轴修复后因为尺寸的变化或应力的残存易使主轴的刚度及稳定性发生变化。
在修复后应采取相应措施，避免这些缺陷对主轴使用性能造成不利影响。
4.2零件故障描述及修理方法
1.主轴锥孔中心线的径向跳动，超过国标普通机床检测标准
本项精度超差，一般是主轴后轴承松动或磨损引起的，此时可对轴承进行预紧，如预紧无效，则需要换新轴承。
2.主轴的轴向窜动，主轴轴肩支承面的跳动，超过国标普通机床检测标准
本精度超差，可做以下处置：
1）重新调整主轴轴承间隙；
2）检查主轴锥孔、轴肩支承面及定心轴颈的制造精度，如发现超差，应予以修复；
3）检查主轴轴承的磨损情况及现有的精度，如发现磨损或超差，应予以更换。
3.主轴定心轴颈的径向跳动，超过国标普通机床检测标准
本精度超差可以对主轴定心轴颈进行修复（但修复后的定心轴颈尺寸不能改变）或更换新主轴。
4.主轴轴线对溜板箱移动的平行度超差
当发现在垂直平面内的平行度超差时，可修刮床身与主轴箱的连接面；当发现在水平面内的平行度超差时，可修刮床身与主轴箱的侧定位面。
5．轴颈Φ60gd、Φ72gd及其键槽磨损，1：
15锥面磨损
轴颈、锥面磨损可采用刷镀修复；键槽磨损可采用堆焊修复。
6．莫氏5#孔表面磨损
可采用磨削修复。
1．电镀修复法（镀铬）
（1）优点：
镀铬层的硬度高，摩擦因数小，耐磨性高，导热率比钢和铸铁高40%，具有较高的化学稳定性，能长时间保持光泽，抗腐蚀性强，镀铬层与机体金属釉很高的结合强度。
（2）镀铬层的缺点：
性脆，它只能承受均匀分布的载荷，受冲击容易破裂。
而且随着镀铬层的厚度的增加，镀层强度，疲劳强度也随着降低。
（3）镀铬层应用广泛。
可用来修复零件尺寸和强化零件表面，如补偿零件磨损失去的尺寸。
但是，补偿尺寸不因该过大，通常镀铬层厚度控制在0.3毫米以内为宜。
但是必须注意，由于镀铬电解液使强酸，其蒸气毒性大，污染环境，劳动条件差，由此需采取有效措施加以防范。
2.热喷涂修复法
（1）优点：
使用材料广，喷涂的材料可以是金属、合金，可以是非金属。
涂层的厚度不是严格限制，可以从0.05毫米到几毫米，而且涂层组织多孔，易存油，润滑性都较好。
喷涂时工件表面温度低，不会引起零件变形和金相组织改变。
设备不太复杂，工艺简便，可以在现场作业。
对与失效零件修复的成本低，周期生产效率低。
（2）缺点；喷涂层结合程度有限，喷涂前面需经过毛糙处理，会将死零件的强度和刚度；而且多孔组织也易发生腐蚀；不宜用于窄小零件表面和受冲击载荷的零件修复。
3.刮研修复法
优点：
1）可以按照实际使用要求将导轨或工件平面的几何形状刮成中凹或中凸等各种特殊形状，以解决机械加工不易解决的问题，消除有一般机械加工所遗留的误差。
2）刮研是手工作业，不受工件形状、尺寸和位置的限制。
3）刮研中切削力小，产生热量小，不易引起工件受热变形和热变形。
4）刮研表面接触点分布均匀，接触精度高，如采用宽刮法还可以形成油楔，润滑性好，耐磨性高。
5）手工刮研掉的金属可以小到几微米以下，能够达到很高的精度要求。
缺点：
功效低，劳动强度大。
但尽管如此，在机械设备修理中，刮研法仍占有重要地位。
如导轨和相对滑动面之间，轴和滑动轴承之间，导轨和导轨之间，部件与部件的固定配合面，两相配零件的密封表面等，都可以通过刮研而获得良好的接触率，增加运动副的承载能力和耐磨性，提高导轨和导轨之间的位置精度；增加连接部件间的连接刚性；使密封表面的密封性提高。
因此，刮研法广泛地应用在机械制造及修理中。
对于尚未具备导轨磨床的中小型企业，需要对机床导轨进行修理时，仍采用刮研修复法。
4．粘接修复法
（1）优点：
不受材质限制，各种相同材料或异种材料均可粘接：
粘接的工艺温度不高，不会引起母材金相组织的变化和热变形，不会产生裂纹等缺陷。
因而可以粘补铸铁件，铝铸件和薄件，细小件等；粘接时不破坏原件强度，不易产生局部应力集中。
与铆接，螺纹联接，焊接相比，减轻结构重量20%~
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