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        加工中心主軸錐孔嚴(yán)重?fù)p傷簡易修復(fù)方法

        2019-05-03 02:10:04強(qiáng)
        設(shè)備管理與維修 2019年19期
        關(guān)鍵詞:錐孔刀柄工作臺

        張 強(qiáng)

        (山西平陽重工機(jī)械有限責(zé)任公司,山西侯馬 0 430020)

        0 引言

        公司一臺DMU1O3V 立式加工中心在進(jìn)行工件銑外圓工序時,出現(xiàn)異常尖叫聲后操作工緊急停車,手動恢復(fù)到安全區(qū)域檢查,發(fā)現(xiàn)工件外圓斷續(xù)加工,刀柄在主軸錐孔內(nèi)能夠晃動,主軸錐孔口部有嚴(yán)重?cái)D壓損傷。操作工人害怕因設(shè)備損壞受到公司設(shè)備部門處理,就利用手持風(fēng)砂輪對主軸錐孔損傷部位進(jìn)行打磨,插入刀具后加工工件精度基本喪失,不能滿足工藝要求后申請公司設(shè)備維修部門修理。

        1 現(xiàn)場檢查

        (1)主軸錐孔內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

        (2)主軸錐孔底部到孔內(nèi)(Z 軸方向)13 mm 左右、深度1 周(1~2)mm 不均勻砂輪打磨痕跡。

        圖1 主軸錐孔內(nèi)部結(jié)構(gòu)

        (3)主軸拉爪鎖緊、松開功能正常,拉爪無斷裂。

        (4)主軸精度檢測。①L=30 mm時,主軸徑跳0.02 mm,主軸端跳0.005 mm;②L=300 mm 時,主軸徑跳0.7 mm,主軸端跳0.01 mm。

        (5)主軸檢驗(yàn)棒鎖緊后,用力來回推能明顯感覺到錐柄在錐孔內(nèi)晃動。

        (6)損傷及打磨部位是幾乎整個A 區(qū)。

        2 原因分析

        (1)錐孔底部損傷應(yīng)該是刀柄與主軸錐孔之間發(fā)生高速相對位移、摩擦造成的。

        (2)造成位移的原因是拉爪機(jī)構(gòu)拉力不足沒有拉緊、拉爪斷裂損壞、拉釘與拉爪配合過長不緊密、刀柄外部有異物造成拉爪沒拉到位或者沒拉正,等等。

        (3)通過現(xiàn)場仔細(xì)觀察拉爪松開后內(nèi)部磨損痕跡情況判斷,應(yīng)該與拉釘、拉爪有密切關(guān)系,確認(rèn)拉爪完好,最后認(rèn)為可能問題出在拉釘上。

        (4)過排查鏈?zhǔn)降稁焖械侗l(fā)現(xiàn)有兩把刀柄的拉釘出現(xiàn)松動,其中一把松動嚴(yán)重的正是出現(xiàn)故障時所使用的刀柄。

        (5)操作工利用風(fēng)砂輪打磨損傷部位又對主軸錐孔造成二次傷害。

        3 查閱資料,市場詢價

        (1)公司設(shè)備維修能力有限,不能及時制定出維修方案。

        (2)查閱設(shè)備出廠隨機(jī)資料獲知該主軸為電主軸,主軸錐孔與電機(jī)轉(zhuǎn)子是一體。

        (3)聯(lián)系設(shè)備生產(chǎn)廠家得到答復(fù)是主軸無法修復(fù),只能更換整個主軸,且供貨周期10~12 周,價格10 萬元左右。

        (4)互聯(lián)網(wǎng)查閱資料獲知,可利用主軸錐孔研磨機(jī)修復(fù)主軸錐孔,電話聯(lián)系后告知不能上門服務(wù)(因公司在內(nèi)陸地區(qū),距離較遠(yuǎn)),需將設(shè)備主軸拆解下來郵寄到對方公司,維修費(fèi)1 萬元左右。將設(shè)備主軸錐孔損傷情況告知對方后,答復(fù)損傷太嚴(yán)重,修復(fù)可能性不大。

        (5)互聯(lián)網(wǎng)查閱資料獲知,《機(jī)床主軸錐孔簡易修復(fù)方法》一文中提到可利用固定的刀柄、砂紙條,與主軸配合旋轉(zhuǎn)達(dá)到研磨修復(fù)主軸錐孔的目的。但此方法不適合該故障的修復(fù),修復(fù)的量有限。

        4 主軸錐孔修復(fù)思路

        臨摹《機(jī)床主軸錐孔簡易修復(fù)方法》一文的主軸錐孔修復(fù)方法,采用將內(nèi)螺紋車刀固定在工作臺上,伸入主軸錐孔內(nèi)將損傷部位車削掉,制作一個孔套采用過盈配合方式鑲?cè)肫渲?,再用?nèi)螺紋車刀加工其錐度,保證與刀柄配合嚴(yán)密,恢復(fù)設(shè)備主軸精度。

        5 制定方案

        (1)將上述修復(fù)思路告知工藝技術(shù)人員后,協(xié)助提供加工刀具、夾具,制定孔套的加工工藝。

        (2)將主軸錐孔A 區(qū)損傷區(qū)域沿X,Z 軸方向車削成圓柱孔,如圖2 所示。

        (3)制作如圖3 所示孔套,材料40cr 或45#調(diào)質(zhì)。

        (4)將孔套鑲?cè)雸D2 孔內(nèi),之后與刀柄配合精車7∶24 錐孔,直至刀柄錐面與錐孔配合嚴(yán)密。

        圖2 圓柱孔

        圖3 孔套

        6 修復(fù)實(shí)施

        (1)查閱資料JT40 主軸錐孔半錐角為8.297 145°。

        (2)按照圖3 要求加工孔套,制作完成后放入冷凍箱,-20 ℃,2 h 以上。

        (3)如圖4 所示,用平口虎鉗將內(nèi)螺紋車刀(公司自制,四方刀柄)垂直工作臺鎖緊,虎鉗與工作臺T 形槽平行且固定在工作臺中央?yún)^(qū)域。

        (4)根據(jù)刀具情況實(shí)時調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速,利用內(nèi)徑千分尺以及深度尺,按照圖2 要求車削主軸錐孔。加工過程中要嚴(yán)密觀察刀具穩(wěn)定、主軸運(yùn)轉(zhuǎn)情況,防致對主軸再次造成傷害。

        (5)確認(rèn)主軸錐孔及孔套尺寸符合圖2 和圖3 要求后,將儲存于冷凍箱的孔套強(qiáng)行裝入主軸錐孔,保證孔套的上表面及側(cè)面與主軸錐孔完全接觸。安裝完成后錐孔、孔套如圖5 所示。

        圖4 垂直工作臺鎖緊

        圖5 錐孔、孔套

        (6)啟動主軸,轉(zhuǎn)速5 r/min。

        (7)移動設(shè)備X,Z 軸,將刀尖接近主軸錐孔A 區(qū)無打磨區(qū)域的一點(diǎn),如圖5 中D 點(diǎn),直至刀尖與錐孔接觸,設(shè)此點(diǎn)為工件原點(diǎn)。

        (8)編制車削錐度加工程序。

        (9)通過不斷平移工件坐標(biāo)系(改變X 軸的坐標(biāo)值),執(zhí)行上述程序配合主軸檢驗(yàn)棒檢測主軸精度,最終測得精度結(jié)果:L=300 mm 時,主軸徑跳0.01 mm,主軸端跳0.005 mm。

        (10)用400 號砂紙拋光主軸錐孔孔內(nèi)及底部,主軸檢驗(yàn)棒檢測精度無變化。

        (11)執(zhí)行手動換刀、自動換刀程序,動作靈活、無卡頓。

        (12)試切工件,精度能滿足工藝要求。

        7 方案特點(diǎn)

        (1)無需拆解主軸,無需維修機(jī)械工具。

        (2)維修周期短,共需半天時間。

        (3)維修費(fèi)用低廉,所需部件全部自制。

        (4)對維修人員、操作人員要求較高,需要熟悉設(shè)備操作、編制程序、夾具使用。

        8 后期使用效果

        該設(shè)備主軸錐孔采用此方法修復(fù)至今一年多,主軸手動、自動換刀靈活,錐孔內(nèi)側(cè)基本無磨損,加工工件能夠滿足工藝要求,可以說基本恢復(fù)了該設(shè)備主軸幾何精度,保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

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