徐壯

（齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

聯(lián)軸器傳動(dòng)型直結(jié)式銑削主軸的裝配與調(diào)試

徐壯

（齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

數(shù)控機(jī)床上更換刀具通過松、拉刀機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)刀具松開、夾緊動(dòng)作以及在切削加工工件時(shí)鎖緊刀具以避免刀具松脫。不同機(jī)床規(guī)格，刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)不同，與之相應(yīng)的外觀尺寸、刀柄型號(hào)以及感應(yīng)方式也不盡相同。為使刀具在主軸上自動(dòng)裝卸方便，主軸一般都采用7:24的錐孔和刀柄來配合定心。通常松、拉刀機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)或是液壓控制方法來實(shí)現(xiàn)裝夾刀具，但其機(jī)械動(dòng)作原理基本是一致的，對(duì)于聯(lián)軸器傳動(dòng)直結(jié)式主軸，采用液壓控制的方法，本文主要從以下幾方面對(duì)聯(lián)軸器傳動(dòng)型直結(jié)式銑削主軸的裝配與調(diào)試進(jìn)行詳細(xì)介紹。

主軸；拉刀；松刀

1 主軸松拉刀機(jī)構(gòu)工作原理簡(jiǎn)述

數(shù)控銑床主軸組件由活塞、拉桿、蝶形彈簧、螺旋彈簧及鋼球組成，主軸裝在主軸箱內(nèi)，拉刀機(jī)構(gòu)裝在主軸內(nèi)，拉刀機(jī)構(gòu)采用蝶形彈簧和液壓控制裝置來實(shí)現(xiàn)松刀、拉刀動(dòng)作。銑刀裝于主軸下端的錐孔內(nèi)，主軸通過主軸箱內(nèi)的主軸電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的銑削加工。

1.1松刀工作原理

主軸液壓松、拉刀機(jī)構(gòu)如圖1所示，松刀時(shí)，即需要換刀，將刀具連同刀柄從主軸錐孔中取出。油缸活塞（4）位于主軸的上端，松刀時(shí)，液壓缸收到松刀信號(hào)，壓力油隨即通入液壓缸上油腔，即將拉刀入油孔的壓力油放出，在松刀入油孔打入說明書中給定壓力值的壓力油，此時(shí)，油缸活塞與松刀壓環(huán)（5）接觸并推動(dòng)松刀壓環(huán)及壓柱（6）、拉桿（8）、拉爪（7）等延軸向壓縮碟形彈簧組（9）向主軸前端方向移動(dòng)，拉桿移動(dòng)并打開拉爪，碟形彈簧組在拉桿下移過程中使碟形彈簧組產(chǎn)生很大的彈性變形，油缸壓力達(dá)到12 MPa左右才能打開主軸拉爪，當(dāng)感應(yīng)盤（4）達(dá)到松刀位置，松刀感應(yīng)開關(guān)取到信號(hào)后，完成整個(gè)松刀動(dòng)作。

1.2拉刀工作原理

拉刀時(shí)，液壓缸收到拉刀信號(hào)，壓力油在兩位四通閥的控制下沒有油壓，液壓油缸上腔接回油，下腔接壓力油，將松刀入油孔的壓力油放出，壓力油和螺旋彈簧使活塞向上移動(dòng)，碟形彈簧組受到的油缸推力卸去，碟形彈簧組在自身彈力作用下帶動(dòng)拉爪、拉桿、松刀壓環(huán)、壓柱、油缸活塞等向主軸尾端方向移動(dòng)，直至碟形彈簧組恢復(fù)到未受油壓缸推動(dòng)前的位置及狀態(tài)，同時(shí)依靠碟形彈簧組自身的彈力拉住拉爪，此時(shí)刀具已夾緊，但松刀環(huán)與油缸活塞尚未脫離，需在松刀壓力油放出的同時(shí)拉刀入油孔打入4 kg/cm以上壓力油，使油缸活塞與松刀環(huán)脫離，完成整個(gè)夾刀動(dòng)作。刀具的刀柄完全依靠蝶形彈簧組產(chǎn)生的拉緊力進(jìn)行夾緊的，避免工作時(shí)因突然停電造成刀柄自行脫落。油缸活塞上下移動(dòng)設(shè)有兩個(gè)極限位置，裝有行程開關(guān)，用于發(fā)出刀柄松開和夾緊信號(hào)。當(dāng)夾緊時(shí)，油缸活塞下端的活塞端部與拉桿的上端面間應(yīng)留有一定的間隙，大約為4 mm，避免主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)造成端面摩擦。

2 主軸的安裝調(diào)試

主軸在裝入滑枕前，請(qǐng)先接油管測(cè)試主軸松拉刀是否順暢，行程是否滿足說明書要求。松刀時(shí)，在松刀入油孔打入40～60 kg/cm2壓力油，具體數(shù)值在主軸松刀油孔旁邊有標(biāo)注，當(dāng)主軸錐孔中無刀柄時(shí)，觀察拉刀四瓣拉爪開合自如，錐孔中有刀柄時(shí)，松刀后刀柄應(yīng)完全松脫，不需敲擊或震動(dòng)即可輕松取出。拉刀時(shí)，用檢棒或刀柄涂色檢查7:24錐孔，將檢棒或刀柄放入錐孔中，將松刀壓力油放出，同時(shí)在夾刀入油孔打入4 kg/cm以上壓力油，當(dāng)油缸活塞向主軸尾端移動(dòng)至極限位置時(shí)，檢棒或刀柄處于夾緊狀態(tài)，此時(shí)，手動(dòng)盤動(dòng)主軸，主軸旋轉(zhuǎn)應(yīng)輕松自如，無阻滯。然后再進(jìn)行松刀動(dòng)作，將檢棒或刀柄松開，檢測(cè)檢棒或刀柄7:24錐面接觸面積大于85%且大端接觸。

1—感應(yīng)盤；2—防松螺母；3—油缸端蓋；4—油缸活塞；5—壓環(huán)；6—壓柱；7—拉爪；8—拉桿；9—碟形彈簧組

調(diào)整主軸尾端松拉刀感應(yīng)盤（1）及防松螺母（2）位置。（一般情況下，主軸在出廠前感應(yīng)盤及防松螺母位置都由廠家調(diào)整好，為安全起見，主軸到我廠后對(duì)此位置進(jìn)行復(fù)檢）此步可與上步交叉進(jìn)行，主軸孔中有刀柄，在進(jìn)行松刀動(dòng)作時(shí)，當(dāng)松刀到位后，查看防松螺母是否與油缸端蓋（3）貼緊，如未貼緊，旋轉(zhuǎn)防松螺母使之與油缸端蓋貼緊。主軸進(jìn)行拉刀動(dòng)作時(shí)，當(dāng)拉刀到位后，測(cè)量防松螺母與油缸端蓋的距離，此距離必須大于拉爪行程2～4 mm，調(diào)整好防松螺母位置后，把合上感應(yīng)盤。

檢測(cè)完拉爪松拉刀動(dòng)作及松拉刀感應(yīng)盤位置，且手動(dòng)盤動(dòng)主軸，主軸旋轉(zhuǎn)靈活自如、無阻滯后，將主軸裝入滑枕中，調(diào)整安裝松拉刀感應(yīng)開關(guān)，松刀感應(yīng)開關(guān)位置應(yīng)盡量向主軸前端靠近，拉刀感應(yīng)開關(guān)應(yīng)盡量向主軸尾端靠近，即接近各自的極限感應(yīng)位置。調(diào)整好感應(yīng)開關(guān)位置后，在數(shù)控系統(tǒng)接收到松拉刀完成的信號(hào)后，設(shè)置延時(shí)10 s再執(zhí)行下一步動(dòng)作，以避免由于感應(yīng)開關(guān)位置調(diào)整不正確，反饋信號(hào)過早，發(fā)生安全故障。接上電機(jī)，按鑒定大綱要求對(duì)主軸進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。主軸孔中裝入檢棒，檢測(cè)主軸軸線徑向跳動(dòng)達(dá)設(shè)計(jì)要求。

3 主軸安裝調(diào)試時(shí)需注意的事項(xiàng)

主軸松拉刀液壓閥要選用兩位四通閥，以保證常供油狀態(tài)，主軸旋轉(zhuǎn)前及旋轉(zhuǎn)中松拉刀油路必須保持工作狀態(tài)。主軸松刀油壓一般為40～60 kg/cm2，但有時(shí)受主軸使用方要求或受限于滑枕內(nèi)部大小，油缸直徑會(huì)小于標(biāo)準(zhǔn)值，為保證必要的油壓缸推力，即需要提供超出常規(guī)油壓值的油壓，例如65 kg/cm2、70 kg/ cm2、甚至100 kg/cm2，此數(shù)值一般都會(huì)在主軸上松刀油孔旁有標(biāo)注，如果沒有標(biāo)注，請(qǐng)依據(jù)拉爪開合是否自如準(zhǔn)確，松拉刀是否順暢及拉爪行程來判斷是否需要提高油壓。在拉刀時(shí)，將松刀油壓放出，刀柄在碟簧組自身彈力作用下被拉緊，此時(shí)刀柄雖已夾緊，但是松刀環(huán)與油缸活塞尚未脫離，需在松刀油壓放出的同時(shí)拉刀入油孔打入4 kg/cm2以上油壓，使油缸活塞與松刀環(huán)脫離，防止研傷油缸活塞或松刀環(huán)。主軸在松刀狀態(tài)下不允許旋轉(zhuǎn)，主軸自然常態(tài)為拉刀狀態(tài)，不允許直接進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

4 結(jié)束語

數(shù)控銑床上的刀具松、拉機(jī)構(gòu)在數(shù)控銑床主軸上占有非常重要的作用，其設(shè)計(jì)是否合理對(duì)主軸的可靠性、加工精度及使用壽命產(chǎn)生直接的影響，進(jìn)而影響到數(shù)控銑床的加工效率和工件的表面質(zhì)量。

［1］ 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［2］ 陳秀梅. 多軸機(jī)床銑頭新型自動(dòng)松拉刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究［J］. 機(jī)械工程師，2009.

［3］ 李翠芝，劉通，張培良. 數(shù)控機(jī)床主軸自動(dòng)松拉刀結(jié)構(gòu)分析［J］.機(jī)械工程師，2013.

（P-01）

Assembly and commissioning of coupling drive direct-milling spindle

TH133

1009-797X（2016）10-0046-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.10.017

徐壯（1979-），男，研究方向?yàn)闄C(jī)床裝配。

2016-03-17