STP-80单晶硅多线切割机进刀单元装配及检验.doc

宁波职业技术学院
标题：毕业论文正文或毕业设计方案（作品）
修改状态：01
教育质量管理体系质量记录
编号：NZQMS-QR-2014-26
生效日期：2007.9.1

STP-80单晶硅多线切割机进刀单元装配及检验
摘 要
STP-80多线切割机是光伏产业中重要的大型精密设备，进刀单元是该设备中四大组成部分之一。本问介绍了进刀单元装配过程中常见的问题和主关键零件的检验过程及解决方案。在线轨与司母座安装面平行度技术要求精确，需用千分表进行反复检测，在滑座关键尺寸轴承安装孔检测中需用内径百分表进行检测。

关键词：进刀单元；平行度； 线轨；内径百分表
Abstract
STP-80 more than cutting line feed unit monocrystalline assembly and test
STP-more than 80 line cutting machine is important in photovoltaic industry large precise equipment, feed unit is the equipment in one of four part. This q introduces feed unit assembly process in common questions and Lord of the key parts inspection process and solutions. Online rail and company a mounting surface parallel degree mother precise technical requirements, need to dial indicators and detection, in slide key size bearings installation holes in detecting need centigrade meter diameter inspection.

Key words：Feed unit；Parallel degree；Rail line；Centigrade meter diameter
目 录
第1章 引 言 1
第2章 单晶硅多线切割机的工作原理与结构 1
2.1 工作原理 1
2.2 组成结构 1
第3章 进刀单元的组成部分 2
3.1 进刀单元的主关键零件 2
第4章 进刀单元的装配过程及检验 2
4.1 直线导轨与滑块的装配 2
4.2 单作用液压缸和底座的装配过程及检验 5
4.3 滑座与丝杠的装配过程及检验 6
4.4 滑块与滑座的装配过程及检验 6
第5章 进刀单元装配过程中常见的问题与解决方案 7
第6章 进刀单元主关键部件常见的问题 8
第7章 进刀单元的验收 9
第8章 结束语 10
谢 辞 10
参考文献 11

12
第1章 引 言
STP-80太阳能多晶硅多线切割机是通过多次缠绕形成平行丝网的钢丝在主辊间高速行走，配合砂浆喷淋、工件纵向进给，实现高速多线切割的多晶硅硅片制造设备。由高精度张力传感器、精密线性模组和数控伺服机构组成的闭环控制系统，能够保持钢线张力恒定，有效地提高切割精度和效率。
STP80具有较高的成品率和生产效率、优良的操作性能。该产品的开发成功，大大提升了我国多晶硅硅片生产行业的竞争力，并可将成本优势传导到整个太阳能发电产业链的下游，促进整个行业的发展。
第2章 单晶硅多线切割机的工作原理与结构
2.1 工作原理
该设备通过缠绕形成平面丝网的钢丝在主轴上以900r/min转动配合砂浆喷淋，将156x156cm单晶硅硅方切割成片，每片厚度0.12mm的单晶硅片。
2.2 组成结构
STP-80多线切割机主要由进刀单元、卷筒单元、主轴单元、张力调节装置、电柜组成。其中进刀单元的功能是固定加工工件和直线进给。如下图2-1：

图2-1 单晶硅多线切割机组成结构

第3章 进刀单元的组成部分
3.1 进刀单元的主关键零件
进刀单元主要由单作用油缸、滑座、底座、司母座、滑块构成。如下图：

图3-1 进刀单元结构图
1-单作用油缸 2-底板 3-尼龙板 4-底座 5-压板 6-限位块 7-上压板
第4章 进刀单元的装配过程及检验
4.1 直线导轨与滑块的装配
直线导轨一般由导轨、滑块、反向器、滚动体和保持器等组成，它是一种新型的作相对往复直线运动的滚动支承，能以滑块和导轨间的钢球滚动来代替直接的滑动接触，并且滚动体可以借助反向器在滚道和滑块内实现无限循环，具有结构简单、动静摩擦系数小、定位精度高、精度保持性好等优点。
在直线导轨和滑块装配前，必须用汽油对滑块进行清洗，并用油石去毛刺，因为直线导轨是高精度零件，可能会因为一点杂质造成装配精度较差。
在装配过程中，先把直线导轨固定在滑块上，螺钉不要拧死（为调整精密线轨的平行度做准备），两端螺钉不能拧入，防止直线导轨上滑块脱落。导轨压块是用于调整精密线轨的平行度，用内六角扳手将压块拧死，并用0.03mm塞尺进行检测，如有能塞进的，说明压块并没拧死，因为线轨的平行度较精确，在滑块平行度达到0.015mm技术要求下，装配后的线轨平行度精度完全靠装配过程保证。直线轨道与滑块侧结合面用0.03mm塞尺塞不入后，将司母座固定在滑块中间的加工面上。
装配完成后，用杠杆千分表对两根线规平行度进行测量，全长允许误差0.015mm，还需对线轨与司母座安装面的平行度进行测量，全长允许误差0.01.
杠杆千分表是一种测量平行度重要的测量工具，下面为杠杆千分表的结构和使用注意事项。
一、杠杆千分表的结构和用途
1．测量范围一般为0－25、25－50、50－75、75－100mm。其主要由外径千分尺的微分头部分及杠杆测微机构组成。
2．杠杆千分表用途一般与外径千分尺相同，但是测量精度较高，如应用量块作比较测量，还可进一步提高测量精度。杠杆千分表与三针结合使用时，可测量2－3级螺纹塞规的中径尺寸。
二、杠杆千分表的使用注意事项：
1．直接测量是将工件正确置于杠杆千分表测砧与测微螺杆之间，调节微分筒使表盘上指针有适当示值，并应拨动拨叉几次，示值必须稳定，此时，由千分尺微分筒的读数加上表盘上的读数即为工件实际尺寸。
2．比较测量可用量块作标准调整杠杆千分表，使测微杠杆指针位于零位，紧固微分筒，在指示表上读数，可避免微分头示值误差的影响，提高测量精度。
3．成批测量应按被测工件的公称尺寸，调整杠杆千分表示值（为提高测量精度亦可用量块进行调整）。然后，根据公差要求，转动公差带指标调节螺钉，调节公差带。测量时，只观察指针是否在公差带范围内即可确定工件是否合格。该测量方法工效高并且精度亦高。
4．测量曲面间或刃面间距离，应摆动杠杆千分表或被测工件，在指针的返折处（即转折点）读数。
若所测误差大于技术要求，需对直线导轨进行调整，通过调整导轨压块来调整两个线轨平行度精度。
在检测达到技术要求后，将所有螺钉拧死，盖上塑料帽，来回滑动线轨上滑块，感觉滑动流畅即可。
下图4-1为直线导轨和导轨压块。

图4-1直线导轨和导轨压块
表4-1 滑块、线轨精度检验表
序号
检查项目
检测工具
允许值
装配自检
检查员
1 .1
两根线轨平行度
a

千分表
0.015/全长

b

1.2
线轨与司母座安装面平行度
c
0.010/全长

d

图4-2 导轨平行检测、线轨与司母座安装面平行度检测方法

4.2 单作用液压缸和底座的装配过程及检验
在装配前需对单作用液压缸进行液压检测，在压力值达到技术要求时，方可使用，在我进行检测时发现油缸内弹簧和技术部要求的弹簧颜色不同，在压力测试时达不到技术要求的压力值，这批单作用液压缸被退回厂家。
在将底座和单作用液压缸清理干净后，将底板放于工装上，并螺钉卡死，先将尼龙板和底座固定，再将底板平铺在尼龙板上，销孔对齐，孔位置不能装反了，然后将各处螺钉锁死，套上尼龙套，防止损坏底板，再将四个单作用油缸固定在底座的的四个内孔中，油缸固定位置的高度要高于旁边的位置，否则会引起设备漏油，分别将四根拉杆固定在单作用油缸的小孔中，并将八个涨紧套分别固定在拉杆上，然后检测各处螺钉是否锁死。
再将左筋板和右筋板安装在地板上的安装孔,螺钉先不用拧死,给调节左右筋板的距离做准备,待左右筋板安装完成后,调节左右筋板的位置,然后用内六角扳手将螺钉拧死。见下图4-3。

图4-3 单作用液压缸和底座的装配实物图
4.3 滑座与丝杠的装配过程及检验
在装配前，用汽油和油石对滑座的装配接触面仔细的清洗，去毛刺。滑块中间部分的轴承安装孔一定清理干净，因为该孔精度要求较高，技术要求Φ72H7,如果孔内有杂质,会影响轴承的使用寿命,将轴承水平水平放入该孔内,然后用工装轻轻敲打,直到轴承安装完成,,将司母座安装在丝杠下端,通孔朝外,切勿装反,导致司母座与滑块无法装配。
将进刀单元电机安装在滑块上的制动块上,进刀小带轮安装在丝杠上端,待皮带安装完成后,用声波张力计检测皮带的张紧力,调节制动块的螺钉来调节皮带的张紧力,直到皮带的涨紧力达到技术要求。
4.4 滑块与滑座的装配过程及检验
用行车将完成装配的滑块与直线导轨吊起,直线导轨上滑块与滑座侧边安装孔对齐后,用M16螺钉紧固,然后用M14螺钉将司母座与滑块中间的司母座安装孔固定,并将螺钉全部拧死。
用0.03mm塞尺检测司母座与滑块固定结合面,直到0.03mm塞尺塞不入为合格.用0.04mm塞尺检测滑座侧边与直线导轨滚动块结合面,直到0.04mm塞尺塞不入为合格。
用手转动进刀小带轮,检测滑块能否很流畅的上下滑动,直到滑块能够正常的上下滑动。见下图4-4

图4-4 滑块与滑座的装配实物图
第5章 进刀单元装配过程中常见的问题与解决方案
在进刀单元装配时，发现司母座与滑座、丝杠安装不匹配，经过测量后发现丝杠螺母外径尺寸为Φ58，而司母座内孔为Φ57，超差过大。后将司母座孔返回厂家镗至Φ59，下批司母座孔经过技术部核准统一改为Φ59。
司母座无法与滑座安装，经过测量发现司母座长度尺寸为200mm，而滑座空挡尺寸为198，间隙不够容易挡到，经过技术部核准后，司母座长度尺寸铣短至196，留台阶，下批滑座铸件全部改为202mm。
在底板上安装左筋板和右筋板的时候，发现左筋板和右筋板安装后，侧边与绝缘套干涉，经过测量数据分析得出左筋板和右筋板5-Φ15到侧边的距离有偏差，经过技术部核准，将干涉部位的绝缘套割掉一部分。
第6章 进刀单元主关键部件常见的问题
在进刀单元的几个主关键部件常会出现质量问题的是单作用液压缸、滑座、滑块。
单作用液压缸要检测是否漏油，而且技术部要求液压缸内部的巨型弹簧应该是东发生产的棕色超重弹簧，如果弹簧选择不一致会使单作用液压缸性能达不到技术要求。
滑块常见的问题是两个侧边之间的平行度要达到//0.015，只有达到这个精度，才能确保装配直线导轨时，能保证两侧导轨平行度达到技术要求的0.015/全长。滑块两侧的加工面的平面度0.015，只有达到这样的精度，才能在装配过程中依据滑块的平面作为装配的基准，在检测滑块的平面度和平行度时，需要在三坐标测量仪下进行测量，若检测数据不达标，退回厂家进行返修。
滑座常见的问题是滑座中的轴承装配孔经常达不到技术要求的尺寸Φ72H7，尺寸过小的话，轴承难以装配，尺寸过大的话，会让轴承在转动过程中带动外圈转动，这样减少了轴承的使用寿命，从而影响了整个机器的使用寿命。在检测这个孔的时候，要选用50-160mm规格的内径百分表和50-75mm的外径千分尺进行测量。严格按照技术要求进行验收，若不合格必须返修。（下面为内径百分表的使用方法和保养）
内径百分表是将测头的直线位移变为指针的角位移的计量器具。用比较测量法完成测量,用于不同孔径的尺寸及其形状误差的测量。
一、使用前检查
1. 检查表头的相互作用和稳定性。 　　
2. 检查活动测头和可换测头表面光洁,连接稳固。
二、读数方法
测量孔径,孔轴向的最小尺寸为其直径,测量平面间的尺寸,任意方向内 　　均最小的尺寸为平面间的测量尺寸。 　　
百分表测量读数加上零位尺寸即为测量数据。
三、正确使用
1. 把百分表插入量表直管轴孔中,压缩百分表一圈,紧固。 　
2. 选取并安装可换测头,紧固。 　　
3. 测量时手握隔热装置。 　　
4. 根据被测尺寸调整零位。用已知尺寸的环规或平行平面（千分尺）调整零位,以孔轴向的最小尺寸或平面间任意方向内均最小的尺寸对0位,然后反复测量同一位置2-3次后检查指针是否仍与0线对齐,如不齐则重调。 为读数方便,可用整数来定零位位置。
5. 测量时,摆动内径百分表,找到轴向平面的最小尺寸（转折点）来读数。
6. 测杆、测头、百分表等配套使用,不要与其他表混用。
四、维护与保养
1. 远离液体,不使冷却液、切削液、水或油与内径表接触。
2. 在不使用时,要摘下百分表,使表解除其所有负荷,让测量杆处于自由状态。
3. 成套保存于盒内,避免丢失与混用。
第7章 进刀单元的验收
在进刀单元装配完工后，需按照质管部的技术要求对进刀单元进行验收，下表为检查项目。
表7-1 进刀单元验收内容
检查内容

检查项目
检查结果
自检
检查员

机械装配
1、线轨固定螺钉、压块螺钉已拧紧，并作标记

2、紧固件依据安装部位的重要程度，应符合规定的力矩

3、确认进刀部分进给时无异常声音（丝杠、电机、滑块）

4、确认进刀部油缸硬限位块已安装好

5、确认进刀部油缸极限开关的限位起作用

6、确认直线导轨塑料堵与导轨上平面齐平

7、零部件结合面的边缘应整齐，不应有明显错位

8、沉头螺钉不能突出工件表面，无明显偏心

9、所有螺钉已拧紧，无松动

10、工件加工表面无磕碰、划伤、锈蚀等，螺纹表面无压痕

11、铸件上不影响使用的缺陷已按规定进行了修补

12、滑座侧边与线轨滚动块结合面0.04mm塞尺检测不入

13、滑座侧边与线轨滚动块结合面0.04mm塞尺检测不入

第8章 结束语
本次毕业设计结束了，设计内容根据我在实习岗位半年来的学习积累而来。虽然在设计结构上比较简单，却让我对机械产品的检测有了更进一步的认识和了解，更加锻炼了我的专业知识，也让我顺利的完成了毕业设计。
原来我是打算写整个STP-80单晶硅多线切割机的装配过程及检验的，后来经过和指导老师讨论，觉得这个课题范围太大，难以突出重点，于是选择个整个机器中机械部分最重要的进刀单元进行设计，在和公司领导进行沟通后，公司领导鼓励我对此进行设计，帮我提供一些技术资料，在我的努力下，不但我很快适应了自己的工作岗位，也刚出校门的我掌握了在学校没接触的技能。
在学校两年的机械专业课学习让我对机械专业有个初步的了解，刚开始定岗实习觉得枯燥乏味，每天和各种零件打交道让我不知所措，随着时间的推移，我慢慢的适应了质检的工作岗位，让我对机械专业有了浓厚的兴趣，随着每天的知识积累，让我受益匪浅，在完成毕业设计后，让我的机械产品检测的理论知识和动手能力有了进一步的提升。
谢 辞
通过对本次毕业设计的编写，使我对STP-80单晶硅多线切割机进刀单元的装配及检测有了更深一步的认识，对毕业设计的编写和排版也有了更深一步的了解。能够顺利的编写这个毕业设计，我要感谢薛老师对我孜孜不倦的指导和教诲，她认真的负责的态度，是我学习的榜样。我也要感谢公司的师傅，在我还属于一个对机械知识一知半解的情况下，耐心的指导我看图纸，掌握各种量具的使用技巧，让我朝着一个正确的方向前进。
毕业设计的结束代表着大三生活的结束，在快要离开生活三年的大学校园的时候，我再次感谢在各位教过我所有的老师，还有一起学习过两年的大学同学，你们是我人生重要的组成部分，我会永远记住你们，谢谢。
参考文献
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