0.引言
1994 年開始安裝使用的德國(guó)Dorries Scharmanwcn 生產(chǎn)的SOLON4 加工中心，一直承擔(dān)著我公司重要零部件以及外協(xié)產(chǎn)品關(guān)鍵件的精加工任務(wù)，該設(shè)備對(duì)大形件的精度和使用效率在我公司內(nèi)是其他機(jī)床無法替代的。尤其在2000 年外協(xié)件加工任務(wù)加重后，必須要該機(jī)床24 小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)， 停人不停機(jī)才能完成外協(xié)件的生產(chǎn)加工任務(wù)，長(zhǎng)期的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致了機(jī)床精度下降，反映在Z 軸的直線度有較大誤差，用加工程序的修正以及機(jī)床設(shè)備的調(diào)整均不能使其滿足正常的加工需要，開始出現(xiàn)零件加工精度不一致的現(xiàn)象，漸漸甚至出現(xiàn)了一定量的廢品件，造成零件產(chǎn)出合格率下降，機(jī)床產(chǎn)出效率低下，經(jīng)濟(jì)損失巨大。通過已加工件精度誤差現(xiàn)象我們經(jīng)過認(rèn)真分析和討論初步認(rèn)定為是機(jī)床的兩根Z 軸導(dǎo)軌磨損嚴(yán)重，精度誤差增大。針對(duì)該問題我們決定停產(chǎn)進(jìn)行檢修。
SOLON4 加工中心主其要技術(shù)參數(shù)：
X=1600mm Y=1200mm Z=1000
W=600mm B=360mm
工作臺(tái)尺寸：1250×1250
刀具容量： 80 把
主軸電機(jī)： 40Kw
操作系統(tǒng)： 西門子804CE
1.檢修方案分折
(1)方案A：在國(guó)內(nèi)定制導(dǎo)軌。調(diào)研后認(rèn)為由于導(dǎo)軌長(zhǎng)度長(zhǎng)，精度高，材料熱處理要求嚴(yán)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的導(dǎo)軌精度及熱處理水平均不可能滿足要求。這種方案很快被否決。
(2)方案B：向德國(guó)原廠購(gòu)買SOLON4 Z 軸導(dǎo)軌。存在的問題：
①采購(gòu)周期長(zhǎng)，要3～4 個(gè)月，如果遇到意外時(shí)間還要再延長(zhǎng)。
②費(fèi)用高，經(jīng)詢價(jià)，對(duì)方報(bào)價(jià)都在40 萬（人民幣）以上。
③由于導(dǎo)軌采用鑲嵌式，新購(gòu)的導(dǎo)軌在安裝完成后能否保證兩導(dǎo)軌面的等高、平行度以及間隔距離。這些因素直接影響最終機(jī)床的精度。
④機(jī)床調(diào)整時(shí)間太長(zhǎng)。
(3)方案C：自己動(dòng)手進(jìn)行改造。設(shè)計(jì)制造一套專用磨削裝備來磨削修復(fù)導(dǎo)軌，該方案只需要整合好技術(shù)、質(zhì)檢、設(shè)備、車間各方人員和現(xiàn)有相關(guān)資源,實(shí)施起來比較現(xiàn)實(shí)，即可大大節(jié)約設(shè)備的維修成本，又可大大縮短修復(fù)周期。
2.檢修方案確立
把主軸箱從機(jī)床拆卸下來，通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)兩根Z 軸導(dǎo)軌面與軸承接觸的地方磨損嚴(yán)重，具體磨損部位在每根導(dǎo)軌正面的中間(即承載導(dǎo)軌軸承的接觸面)，而導(dǎo)軌正面的兩旁邊和兩側(cè)面基本均無磨損。是否可以利用兩導(dǎo)軌自身的完好部分（即利用導(dǎo)軌自身的精度），設(shè)計(jì)制造專用磨削設(shè)備呢？
我們用硬度計(jì)檢測(cè)導(dǎo)軌的表面硬度為HRC64， 從工藝的角度分析，再通過設(shè)計(jì)計(jì)算論證，認(rèn)定原有導(dǎo)軌側(cè)面沒有被磨損的表面完全能夠用來承擔(dān)磨削設(shè)備的基準(zhǔn)，這樣自制專用磨削設(shè)備就有了精度保證。
通過以上分析，選定方案C。
3.檢修方案實(shí)施
(1)總體構(gòu)思。確定采用原有導(dǎo)軌作磨削基準(zhǔn)后，再利用公司現(xiàn)有的手工刀具磨，配以自行設(shè)計(jì)的安裝機(jī)架，磨頭進(jìn)給采用小型轉(zhuǎn)子銑的步進(jìn)電機(jī)專用控制系統(tǒng)， 經(jīng)稍作改進(jìn)后用來控制Z 軸絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，利用這套組合裝備就可以在現(xiàn)場(chǎng)因地制宜的進(jìn)行維修工作。
(2)設(shè)計(jì)如附圖所示的專用組合磨削工藝裝備。
(3)設(shè)計(jì)并制造出符合要求的機(jī)架構(gòu)件，重點(diǎn)在保證其剛性要求的同時(shí)尤其要保證其與磨頭間的配合精度和穩(wěn)定性。
(4) 設(shè)計(jì)并制造出符合要求的相關(guān)接口件， 同時(shí)確定標(biāo)準(zhǔn)件的代號(hào)，選擇砂輪型號(hào)及外形等。
(5)工藝人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo),組織相關(guān)人員裝配并進(jìn)行電器設(shè)備的調(diào)試，以確保該工藝裝備安全、可靠。
(6)準(zhǔn)備工作一切就緒，利用春節(jié)長(zhǎng)假期間對(duì)SOLON4 加工中心設(shè)備進(jìn)行修復(fù)改造。在修復(fù)改造工作中:
①我們多次調(diào)整刀具磨磨頭的轉(zhuǎn)速， 使其達(dá)到最佳磨削狀態(tài),同時(shí)調(diào)整經(jīng)稍作改進(jìn)的小型轉(zhuǎn)子銑步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速, 用以控制托板在Z軸絲桿上的相對(duì)位移速度(即磨頭進(jìn)給量)。修復(fù)工作比較順利。
②更換因常期滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)開始有些老化的部分電氣部件和線纜。主要低壓電器元件選用進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)品牌，如西門子，施耐德，正泰等知名品牌，從而更好的保證關(guān)鍵電氣設(shè)備的安全，提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性。
4.結(jié)語(yǔ)
(1)該項(xiàng)維修改造的實(shí)施，節(jié)省了購(gòu)買導(dǎo)軌費(fèi)用40 多萬元人民幣。
(2)利用節(jié)假日進(jìn)行設(shè)備改造，降低了該設(shè)備停機(jī)率。
(3)磨削達(dá)到了預(yù)期效果，磨削的光潔度達(dá)0.4。磨削面與導(dǎo)軌完好面平行度0.01。通過對(duì)機(jī)床精度調(diào)整，目前精度恢復(fù)到出廠要求，從而滿足高精度零件的加工需求。
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