日本三菱加工中心主軸拉刀軸拆卸與測(cè)試

■ 中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司 （江蘇常州 213011） 宗建軍

日本三菱加工中心是雙工作臺(tái)高精度機(jī)床，采用FANUC系統(tǒng)進(jìn)行控制操作，可實(shí)現(xiàn)X、Y、Z、B軸動(dòng)作，通過編程后可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)加工。機(jī)床的ATC刀庫具有40個(gè)刀位，通過ATC交換機(jī)械手進(jìn)行刀具交換，如圖1所示。該機(jī)床主軸內(nèi)的拉刀軸是夾緊、放松刀具的重要部件，拉刀軸的故障會(huì)導(dǎo)致主軸無法松刀、刀具無法夾緊等一系列故障，引起停機(jī)或加工質(zhì)量問題。

圖1 機(jī)床外觀

1. 維修操作方法

（1）主軸拉刀軸結(jié)構(gòu)和工作原理 主軸的拉刀軸結(jié)構(gòu)為細(xì)長(zhǎng)軸，安裝在主軸中間，拉刀軸中部裝有碟簧，碟簧背靠背安裝，前端為拉爪，后部為與液壓缸連接的軸套結(jié)構(gòu)，如圖2所示。工作正常時(shí)靠液壓缸力推動(dòng)拉刀軸壓縮碟簧，并帶動(dòng)拉爪放松刀具，當(dāng)液壓缸液壓切斷后靠碟簧力動(dòng)作來鎖緊刀具。

（2）主軸后端部件拆卸 機(jī)床故障維修要拆卸檢查拉刀軸時(shí)，首先依次將主軸后部的各支架、液壓管路、控制電路和電磁閥拆除；其次，拆除松刀液壓缸、主軸定位感應(yīng)開關(guān)，特別注意位置標(biāo)記，安裝時(shí)的偏差直接影響主軸定位的角度，拆除后部固定端蓋便可看到拉刀軸后端，拉刀軸必須從主軸前端往后拆除，如圖3所示。

圖3 主軸后端拆卸后

圖2 主軸局部裝配圖

圖4 現(xiàn)場(chǎng)拆卸

圖5 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

（3）自制工裝拆卸拉刀軸 由于拉刀軸結(jié)構(gòu)為細(xì)長(zhǎng)軸且中空，強(qiáng)行敲擊易造成軸及碟簧的損壞，故發(fā)生故障需要廠家維修工程師用專用拆卸工裝進(jìn)行拆卸，現(xiàn)通過自制拆卸工裝替代廠家專用拆卸工裝進(jìn)行拆卸，以提升效率、節(jié)約成本。根據(jù)主軸結(jié)構(gòu)，選用合適尺寸的槽型壓板、螺桿和螺母等加工工裝，如圖4所示。根據(jù)主軸前端結(jié)構(gòu)，將螺桿用雙螺母固定在合適位置，根據(jù)主軸兩側(cè)螺紋孔配合適的內(nèi)六角螺栓，通過該自制拆卸工裝可將拉刀軸拆出。

（4）自組合平臺(tái)測(cè)試?yán)遁S 拉刀軸拆卸后經(jīng)檢查、維修并組裝完畢后，裝配前必須先測(cè)試?yán)遁S性能。由于沒有廠家的專用測(cè)試工裝，便利用小型油壓機(jī)工作臺(tái)來構(gòu)建測(cè)試平臺(tái)，將拉爪軸豎立放置于工作臺(tái)上，上部利用手壓式千斤頂進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試，觀察拉刀軸情況，從而判斷拉刀軸修復(fù)的好壞，如圖5所示。測(cè)試好后，便可根據(jù)與拆卸相反的步驟在機(jī)床上進(jìn)行安裝。

2. 操作關(guān)鍵點(diǎn)

主軸拉刀軸拆卸與測(cè)試的維修操作方法，要求操作者對(duì)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、控制電氣、主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)及液壓原理等非常熟悉，且充分了解主軸夾緊、放松刀具的工作原理。

利用工作現(xiàn)場(chǎng)的加工工裝進(jìn)行改造，替代日本廠家的專用拆卸工裝，并利用手壓千斤頂和油壓機(jī)組合測(cè)試平臺(tái)來替代廠家的專用測(cè)試工裝，完成對(duì)大型進(jìn)口加工中心核心部件的自主拆卸維修和性能測(cè)試。

3. 應(yīng)用效果及推廣

該維修操作方法實(shí)施前，對(duì)于大型進(jìn)口加工中心主軸內(nèi)部件的維修需依賴于機(jī)床廠家。原機(jī)床相關(guān)故障需廠家的日本維修工程師攜帶專用拆卸工裝維修解決，且維修準(zhǔn)備期需一周左右，維修人工及工具使用費(fèi)用近2萬元。掌握該操作方法后2～3天便可自主將相關(guān)故障會(huì)修復(fù)，無維修費(fèi)用，大幅縮短了機(jī)床停機(jī)時(shí)間，降低了成本。由于機(jī)床主軸夾緊、放松刀具故障直接導(dǎo)致機(jī)床加工質(zhì)量問題，通過該方法，可快速檢查和修復(fù)機(jī)床相關(guān)故障，保證機(jī)床的加工質(zhì)量，避免了大型零部件因加工質(zhì)量導(dǎo)致的報(bào)廢損失。

4. 結(jié)語

公司加工設(shè)備的不斷更新投入，對(duì)設(shè)備維修人員的要求不斷提高，只有結(jié)合新裝備不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)才能適應(yīng)崗位的要求。

大型數(shù)控設(shè)備機(jī)械維修除了需要掌握常規(guī)的基本操作技能、機(jī)械知識(shí)和液壓知識(shí)外，還應(yīng)該熟悉數(shù)控系統(tǒng)維修和電氣維修，才能更好地維護(hù)和修理好大型進(jìn)口數(shù)控設(shè)備。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的設(shè)備核心部件故障，不能有畏難心理，要敢于突破，在維修中嚴(yán)謹(jǐn)分析，摸透原理，才能真正解決問題。