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加工中心主軸錐孔嚴(yán)重?fù)p傷簡(jiǎn)易修復(fù)方法
2020-12-1  來源: 山西平陽重工機(jī)械有限責(zé)任公司   作者:張強(qiáng)

     摘要:DMU103V立式加工中心主軸錐孔嚴(yán)重?fù)p傷無法用主軸錐孔衍磨機(jī)修復(fù),通過將主軸錐孔損傷部位車削掉裝入孔套,修復(fù)主軸錐孔錐度保證正常加工的足夠強(qiáng)度,滿足工件加工的工藝要求,恢復(fù)設(shè)備精度,保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 

     關(guān)鍵詞:加工中心;主軸錐孔;孔套;修復(fù) 

     0 引言
 
     公司一臺(tái)DMU103V立式加工中心在進(jìn)行工件銑外圓工序時(shí),出現(xiàn)異常尖叫聲后操作工緊急停車,手動(dòng)恢復(fù)到安全區(qū)域檢査,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(dòng),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(duì)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(qǐng)公司設(shè)備維修部門修理。

     1、現(xiàn)場(chǎng)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)13mm左右、深度1周(1--2)mm不均勻砂輪打磨痕跡。
    (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(cè)。①L=30mm時(shí),主軸徑跳0.02mm,主軸端跳0.005mm;②i=300mm時(shí),主軸徑跳0.7mm,主軸端跳0.01mm。 
    (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(dòng)。 
    (6)損傷及打磨部位是幾乎整個(gè)4區(qū)。 
 
 
 
圖1主軸錐孔內(nèi)部結(jié)構(gòu)

    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(duì)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(zhǎng)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(chǎng)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)過排査鏈?zhǔn)降稁?kù)所有刀柄發(fā)現(xiàn)有兩把刀柄的拉釘出現(xiàn)松動(dòng),其中一把松動(dòng)嚴(yán)重的正是出現(xiàn)故障時(shí)所使用的刀柄。 
   (5)操作工利用風(fēng)砂輪打磨損傷部位又對(duì)主軸錐孔造成二次傷害。 

    3、查閱資料,市場(chǎng)詢價(jià) 
  
    (1)公司設(shè)備維修能力有限,不能及時(shí)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(gè)主軸,且供貨周期1〇 ̄12周,價(jià)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)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(tái)上,伸人主軸錐孔內(nèi)將損傷 部位車削掉,制作一個(gè)孔套采用過盈配合方式鑲?cè)似渲校儆脙?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4區(qū)損傷區(qū)域沿軸方向車削成圓柱孔,如圖2所示。 
 
    
 
圖2圓柱孔
  
    (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)藞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3 孔套
 
    6、修復(fù)實(shí)施 
 

    (1)査閱資料JT40主軸錐孔半錐角為 8.297145。。 
    (2)按照?qǐng)D3要求加工孔套,制作完成后放人冷凍箱,-20弋,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(tái)鎖緊,虎鉗與工作臺(tái)T形槽平行且固定在工作臺(tái)中央?yún)^(qū)域。 
 
  

圖4垂直工作臺(tái)鎖緊
 
    (4)根據(jù)刀具情況實(shí)時(shí)調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速,利用內(nèi)徑千分尺以及深度尺,按照?qǐng)D2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(duì)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(chǔ)存于冷凍箱的孔套強(qiáng)行裝人主軸錐孔,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5錐孔、孔套 

    (6)啟動(dòng)主軸,轉(zhuǎn)速5 r/min。 
    (7)移動(dòng)設(shè)備A:, Z軸,將刀尖接近主軸錐孔4區(qū)無打磨區(qū)域的一點(diǎn),如圖5中點(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。
 
     G54  G90 X0 Y0 Z0 
     M03  S50 
     G01  XO YO  F100 
     G01  ZO F100 
     G01  X-1.896  Z13 F100 
     G01  X20 F300 
     GOl  Z100 
     M05 
     M30 
 
    (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(cè)主軸精度,最終測(cè)得精度結(jié)果:L=300 mm時(shí),主軸徑跳0.01 mm,主軸端跳0.005mm〇 
    (10)用400號(hào)砂紙拋光主軸錐孔孔內(nèi)及底部,主軸檢驗(yàn)棒檢測(cè)精度無變化。 
    (11)執(zhí)行手動(dòng)換刀、自動(dòng)換刀程序,動(dòng)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(shí)間。 
    (3)維修費(fèi)用低廉,所需部件全部自制。 
    (4)對(duì)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(dòng)、自動(dòng)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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