袁衛(wèi)華 千 登

（西安航天發(fā)動(dòng)機(jī)廠 西安）

一、概述

數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀盤(pán)刀塔是數(shù)控車(chē)床的重要組成部分，它是通過(guò)刀塔頭的旋轉(zhuǎn)、分度、定位來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀，其結(jié)構(gòu)特性直接影響著機(jī)床的切削性能和工作效率。TNE-6數(shù)控車(chē)削加工中心為德國(guó)進(jìn)口機(jī)床，在近10年的使用中各項(xiàng)精度保持一直較為良好，日前該機(jī)床轉(zhuǎn)塔刀盤(pán)在換刀過(guò)程中出現(xiàn)卡死、分度不準(zhǔn)現(xiàn)象，此故障作為刀塔常見(jiàn)故障之一，引起故障的原因也很多。采用故障樹(shù)方法，可從刀塔結(jié)構(gòu)與工作原理入手進(jìn)行分析。

由圖1所示，刀塔在換刀過(guò)程中，液壓缸動(dòng)作推動(dòng)刀盤(pán)鼠牙盤(pán)即鼠牙動(dòng)盤(pán)與鼠牙定盤(pán)脫開(kāi)，液壓缸起始位置由檢測(cè)開(kāi)關(guān)控制，由于Z字定位塊一端掛在動(dòng)鼠牙盤(pán)，所以Z字定位塊也在定位銷(xiāo)上向左移動(dòng)；液壓缸到達(dá)位置后，Z字定位塊也剛好落入齒輪盤(pán)卡槽和刀盤(pán)卡槽內(nèi)內(nèi)，此時(shí)電機(jī)通過(guò)皮帶、齒輪傳動(dòng)使齒輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)Z字定位塊將動(dòng)力傳遞給刀盤(pán)；電機(jī)后面編碼器可以識(shí)別刀位信號(hào)，到達(dá)設(shè)定刀位后，液壓缸縮回Z字定位塊右移，回歸初始位置鼠牙盤(pán)鎖死，換刀結(jié)束。

圖1 刀塔結(jié)構(gòu)示意圖

二、故障樹(shù)分析

根據(jù)刀塔工作結(jié)構(gòu)及原理，結(jié)合故障實(shí)際情況全面考慮造成故障的原因，為提高排故效率，列出刀塔卡死故障樹(shù)（圖2）。通過(guò)故障樹(shù)可以看出，刀塔在換刀中出現(xiàn)卡死故障，可以從電器原因和機(jī)械原因考慮。

圖2 轉(zhuǎn)塔刀盤(pán)卡死故障樹(shù)

在電器原因方面，首先編碼器是刀塔到位的檢測(cè)元器件，如果編碼器松動(dòng)或零點(diǎn)位置改變都有可能造成刀塔不能到位，進(jìn)而Z字定位塊不能落入齒輪盤(pán)卡槽內(nèi)，即出現(xiàn)卡死；其次液壓缸的位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)，只有液壓缸位置到位后，鼠牙動(dòng)盤(pán)才能與鼠牙定盤(pán)脫開(kāi)，刀塔才能轉(zhuǎn)動(dòng)，如果不能完全脫開(kāi)，卡死現(xiàn)象也顯而易見(jiàn)。

在機(jī)械原因方面，液壓缸出現(xiàn)故障，造成鼠牙動(dòng)盤(pán)與鼠牙定盤(pán)不能脫開(kāi)；刀塔內(nèi)部機(jī)械零部件損壞，例如Z字滑塊、鼠牙盤(pán)等；刀塔安裝刀具重量不平衡，刀具安裝過(guò)于集中刀塔一側(cè)，在換刀過(guò)程中刀塔沉重一端會(huì)少許下沉，造成不能準(zhǔn)確到位；傳動(dòng)鏈中存在間隙，電機(jī)與皮帶輪之間，齒輪與齒輪盤(pán)之間，雖然系統(tǒng)指令準(zhǔn)確，可是由于間隙存在，刀塔也不能準(zhǔn)確到位。

根據(jù)上述故障綜合分析，結(jié)合故障實(shí)際情況，對(duì)刀塔拆分檢查各個(gè)零部件，Z字滑塊、鼠牙盤(pán)都完好；進(jìn)而檢測(cè)編碼器、液壓缸接近開(kāi)關(guān)有無(wú)松動(dòng)，并對(duì)其自身狀態(tài)、傳輸信號(hào)進(jìn)行檢查都處于正常狀態(tài)；刀塔所安裝刀具也無(wú)偏心現(xiàn)象。在完成上述檢測(cè)一切正常后，重點(diǎn)放置于傳動(dòng)鏈間隙上，只要傳動(dòng)鏈的間隙之和大于Z字定位塊落入齒輪盤(pán)卡槽的間隙，就會(huì)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

三、故障排除

針對(duì)傳動(dòng)鏈間隙，首先從傳動(dòng)鏈起始端電機(jī)排查，檢查電機(jī)與傳遞軸之間皮帶松緊程度，重新調(diào)整至合適狀態(tài)，故障同樣存在；其次傳遞軸前后軸承，當(dāng)此軸承出現(xiàn)疲勞損壞其自身徑向跳動(dòng)就會(huì)增大，近而兩齒輪嚙合時(shí)傳動(dòng)間隙增大，這將直接對(duì)換刀位置產(chǎn)生重要影響，使得Z字定位塊不能落入齒輪盤(pán)卡槽內(nèi)，出現(xiàn)刀盤(pán)卡死現(xiàn)象；后續(xù)更換同型號(hào)軸承故障得到消除。

四、總結(jié)

轉(zhuǎn)塔刀盤(pán)卡死故障作為一種常見(jiàn)的故障引起的原因很多，在對(duì)其結(jié)構(gòu)及工作原理分析的基礎(chǔ)之上得出故障樹(shù)，逐一對(duì)故障樹(shù)的各項(xiàng)排查直至故障得到解決。在此故障樹(shù)的建立尤為重要，只有對(duì)轉(zhuǎn)塔刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)及工作原理分析透徹的情況下才能得出完整的故障樹(shù)，提高排故效率，從而保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。