數控重型臥（wò）式車床主軸錐孔研傷後的修複方法-功能部件網-數控機床市場網

您現在的位置：功能部件網> 技術（shù）前沿>數控（kòng）重型臥式車床主軸錐孔研傷後的修複方法

數控重型臥式車床主軸錐孔研傷後的修複方法

2019-4-25 來源：中國（guó）一重設備能源管控中心設備維修廠作者：雍強龍

摘要: 分析歸納粗加工重型數控臥式車床主軸錐（zhuī）孔研傷的原因。以200 t粗加工數控臥式車床為例，介紹了主軸錐（zhuī）孔研傷後（hòu）的修複方法。為今後粗加工重（chóng）型臥式（shì）車床主軸錐孔研傷後的修複提供了一種（zhǒng）既便捷又高效的方法。

關鍵詞（cí）: 粗加工;數控臥式車床;錐孔;頂尖;修複

目前，重（chóng）型臥式車床所使（shǐ）用的頂尖主要（yào）分（fèn）為無法蘭式長尾錐和法（fǎ）蘭式短尾錐（zhuī）兩大類，普通重型臥式車床采用的頂尖為（wéi）無法蘭式長尾錐頂尖，而數控重型臥式車床采用（yòng）的則是法蘭式（shì）短尾錐頂尖。由於無法蘭式長尾錐（zhuī）頂尖與主軸錐孔的接觸長度較長，承載的力大，穩定性好（hǎo），這就決定了普通重型臥式車床在粗加工活（huó）件的過程中很少出現主軸錐孔研傷現象;而（ér）法蘭式短尾錐頂尖與（yǔ）主軸錐孔的接觸長（zhǎng）度（dù）短，使用此種頂尖的數控重型臥式車床隻適用於活件的半精和精加工，為了適應於當前市場和生產等因素，使用（yòng）法蘭式短尾錐的數控重型臥式車床越來越多參與活件的粗加工，當出（chū）現主軸錐孔與頂尖尾錐接觸率達（dá）不到要求時，一旦頂尖法蘭上的把合螺栓剪斷或者缺失後，在加工活件的過程中操作者不能及時發現，時（shí）間一（yī）長，就會造成數控重型臥式車床主（zhǔ）軸錐孔和頂尖尾錐研傷，在重載（zǎi）下一旦出現（xiàn）研傷，兩者的（de）研傷麵比（bǐ）較嚴重，最終造成頂尖報廢，主（zhǔ）軸錐孔需（xū）要修複。

1、機床所用頂尖的分類

1．1 無（wú）法蘭式長尾錐頂尖

普通重型臥式車床采用的頂尖為無法蘭式長尾錐頂尖，如（rú）圖1所示（shì）。此類頂尖尾（wěi）錐常用的錐度有1∶7、1∶8和1∶10，尾錐長度按照機床噸位不同在200～400 mm不等，尾錐大端直徑也隨噸位逐漸增大。由於頂尖尾錐比較長，與主軸錐孔接觸（chù）率大，承載力大，穩定性好，在安裝時隻要（yào）保證尾錐的接觸率達到75%以上，大端接觸良好即（jí）可，無需專項維護保養。在（zài）粗加工活件（jiàn）過程中頂（dǐng）尖和（hé）主軸錐孔（kǒng）出（chū）現（xiàn）研（yán）傷的概率極低。

圖1 無法蘭式長尾椎頂尖

1．2 法蘭式短尾錐頂尖

數控重型臥（wò）式車床采用的頂尖為法蘭式短尾錐頂（dǐng）尖，如圖2所（suǒ）示。此類頂尖尾錐的錐度為1∶4，尾錐長度按照機（jī）床噸位不（bú）同在50～180 mm不等，尾錐大端直徑也隨噸位逐漸增大。由於頂尖的尾錐比（bǐ）較短（duǎn），安裝過程要求比較嚴格，必須保證尾錐（zhuī）接（jiē）觸率達到75%以上，大端接觸良好;在（zài）緊固法（fǎ）蘭上螺栓對頂尖產生預（yù）緊力後，頂尖法蘭端麵和主軸端麵之間間隙必須消除。如果以上（shàng）兩（liǎng）方麵（miàn）不能同時滿足，數控重型臥車在粗加工活件的過程（chéng）中由於諸多因素就會造成頂尖法蘭螺栓被剪（jiǎn）斷，操作者不能及時發現，在重載下（xià）就會（huì）造成頂尖尾錐和主軸錐孔大麵積（jī）研傷。

圖2 法蘭式短尾椎頂（dǐng）尖

2、主軸錐孔研傷原（yuán）因分析

2．1 頂尖自身結構

數控重型臥式車（chē）床采用的頂尖為法蘭式短（duǎn）尾錐頂尖（jiān），此類頂尖隻適應於機床對活件的半精和精加工，不（bú）適用於機床對活件的粗加工。

2．2 中心孔同軸度

粗加工活件兩端中心（xīn）孔同軸度相差過大。鍛造的活件表麵不（bú）規矩，劃線工劃線的輔具、業務（wù）水平等諸多因素造成毛坯上加工出來的（de）兩端中心孔同軸度相差過大，這樣的活件一旦上機床，就會對主軸頂尖產生一（yī）個額外的力矩，加之頂尖尾錐接觸率較小，時間一長，就會對主軸（zhóu）錐孔產生擠壓變形。

2．3 頂尖的（de）維護和保（bǎo）養

機床操作（zuò）者對頂尖的維護保養（yǎng）不到（dào）位。在粗加工活件過（guò）程（chéng）中，頂尖法（fǎ）蘭上的把合（hé）螺（luó）栓易鬆（sōng）動，甚（shèn）至（zhì）有時（shí）丟失（shī），要（yào）求機床操（cāo）作（zuò）者在上（shàng）卸活和活件調頭時補齊缺失的螺栓，並緊固螺栓（shuān）。在機床粗加（jiā）工活件過程中頂尖螺栓缺失和鬆動時常出（chū）現。頂尖法蘭上的把合螺栓一旦鬆動，頂尖和（hé）主軸之間的預緊力就會（huì）消失，由於頂尖尾錐很短，頂尖與主軸（zhóu）就會發生相對（duì）轉動，最終造成頂尖尾錐和主軸1∶4錐孔大麵積研傷。

2．4 裝卡（kǎ）麵要求

對於（yú）粗加（jiā）工活件（jiàn），在上機床粗加工之（zhī）前，必須銑（xǐ）至少兩個合理（lǐ）的裝（zhuāng）卡麵（miàn）。由於不（bú）銑裝卡麵（miàn）或者隻銑一（yī）個裝卡麵，活件時常與主軸產生（shēng）相對轉動（dòng），極易造成頂尖和主軸錐孔出現研（yán）傷。

2．5 維修方麵的因（yīn）素

2．5．1 主軸頂尖法蘭上把合螺（luó）栓全部被（bèi）剪斷（duàn）後，如果不（bú）能從（cóng）根源（yuán）上分析（xī）問題和解決問題，而是忙於取出斷在主軸上的螺栓，螺栓取出後重新換一批新螺栓把合頂尖（jiān），讓機床重新加工活件，久（jiǔ）而久之，造成故障進一步擴大，最終造成頂尖尾（wěi）錐和主軸錐孔出現研傷。

2．5．2 當機（jī）床主軸頂（dǐng）尖前端75°/90°錐麵出現嚴重研傷或者損壞後不能滿足機床生產需要（yào）時，需要更換新頂尖，在更（gèng）換新頂尖時如果所換頂尖達不到頂尖所需的檢（jiǎn）驗標準也會造成頂尖尾椎和主軸錐孔出現研傷。

以上五方麵因素（sù）是造成粗加（jiā）工數控重（chóng）型臥車主軸1∶4錐孔出現大麵積研傷的主要原因。

3、主軸1∶4錐孔研傷後的修複方法

200 t粗（cū）加工數控臥車主軸錐孔大端大麵積研傷，如圖3所示。主軸頂尖尾椎大端大麵積研傷，如圖4所示（shì）。

粗加工數控重型臥式車床雖（suī）然是數控機床，但機（jī）床一直承擔（dān）著大（dà）型（xíng）軸類零件毛坯的粗加工序，由於毛坯表麵的不規矩性、加工過程中大走刀量和（hé）切削（xuē）深度，造（zào）成機床各部精度（dù）嚴重下降，尤其是刀架各部間（jiān）隙比較大。一旦主軸錐孔出現嚴重（chóng）研傷後，需拆卸主軸上精度比較（jiào）高的精加（jiā）工機（jī）床車磨主軸1∶4錐孔，拆卸主軸必須（xū）先拆掉主軸箱和主軸上的各種附件，拆卸過程既費時又費力，還會對機床主軸造成二次傷害;對於靜壓結構的主軸，在拆卸和安裝過程極（jí）易造成靜壓軸（zhóu）瓦研傷。

圖3 200 t粗加（jiā）工數控臥車主軸錐（zhuī）孔大端研傷

圖4 主軸頂尖尾椎大端研（yán）傷

為了（le）既省時又省力，避免對機床造成二次傷害（hài）和提高維（wéi）修進度，采（cǎi）用不拆卸（xiè）主軸，機床利用（yòng）自身刀架完成對主軸1∶4錐孔的車磨序。由於粗（cū）加工機床刀架X、Z軸間隙較（jiào）大，編程（chéng）後理論軌跡與實際軌跡相差甚遠，這對加工主軸錐孔帶來了一定困（kùn）難。這就要（yào）求采用的加工方法在機（jī）床運行編程前必須消除X、Z軸的反向間隙，此（cǐ）種加工方法加工出來的實際軌跡才能逼（bī）近理論軌跡，降低在磨削過程中的改錐度次數（shù），提高維修進度。

3．1 主軸錐孔（kǒng）檢驗標準

合格（gé）主軸錐（zhuī）孔的檢驗標準為:

(1) 塗色檢查，在圓周和長（zhǎng）度上接觸（chù）率均需達（dá）到70%以上，且錐（zhuī）孔大端（duān）接觸良好。

(2) 頂尖和主軸兩端麵之間預留0．10～0．15mm間隙，加力後消除。

3．2 研（yán）傷後的修（xiū）複方法及（jí）工藝

以200 t粗加工數控臥車為例:

3．2．1 加工前的準備工（gōng）作

拆卸機床卡盤上四個卡體（tǐ）等附件，使用稀油擦拭幹淨新頂尖（jiān）尾錐和端麵上的防鏽油（yóu）。

3．2．2 焊序

(1)條件允許的情況下（xià）使用氬弧焊（hàn）或者（zhě）氣保焊補焊研傷的機床主軸錐孔，單邊補焊量需大於3 mm。反之，使（shǐ）用J507普通（tōng）焊條補（bǔ）焊。

(2)使用電（diàn）焊取出所有斷螺栓。

3．2．3 車序

上加長刀杆找正中心高後:

(1) 以最小量平主軸上安裝頂尖的端麵見平（píng）即可。

(2) 按1∶4錐度車補焊後的主軸錐孔，要求錐孔大端尺寸車至254 mm(主軸頂尖尾錐大（dà）端尺寸為256 mm，留2 mm磨量)。

3．2．4 攻絲（sī）

使（shǐ）用絲錐重新逐個攻主軸上（shàng）把合頂（dǐng）尖的絲孔（kǒng）。

3．2．5 磨序

車序（xù）完成後，上磨頭，找正中心高後，按1∶4錐度磨主軸錐孔，采用從錐孔小端到大端編程磨削(即采用倒磨)，這種磨削方法在走程序前可以盡量排除刀架X、Z軸反向間隙。當主軸錐孔在整個（gè）長（zhǎng）度和（hé）圓度上粗糙（cāo）度（dù）達到Ｒa0．8μm後，頂尖尾錐塗色配研主軸錐孔。安裝頂尖後，必須對（duì）稱把合頂尖上（shàng）12個螺栓，並緊固到位。

3．2．6 檢驗與判斷

螺栓緊固到位後，測（cè）量頂尖端麵和主軸端（duān）麵之間的間隙，測完間隙後，拆卸頂尖，檢查頂尖尾錐與主軸錐孔的接觸率。

(1)當主軸錐孔（kǒng）接觸率達到檢驗標準（zhǔn），且兩端麵之間間隙在0．10～0．15 mm之間時，即可達到要求，停止磨序。

(2)當主軸錐孔接觸率達到檢驗標準，而兩端麵之間間隙大於（yú）0．15 mm時，即（jí）采用原程序（xù）(不改變任何數值和錐度值)和原方法重複磨主軸錐孔直至兩端之間間隙達（dá）到（dào）要求停止磨序。在（zài）磨削（xuē）的過程中需要多次上頂尖測量。

(3)當主軸錐孔接觸（chù）率達（dá）不到檢（jiǎn）驗標準時，按照著色情況小（xiǎo）值(一般改動0．05～0．10 mm)改動錐度值(即改動程序中的X軸數（shù）值，其它數值和磨削方法（fǎ）不（bú）變)，重複磨主軸錐（zhuī）孔直至接觸率（lǜ）達到檢驗標準（zhǔn），且兩（liǎng）端麵之間間隙（xì）在0．10～0．15 mm之間，停止磨序。改動錐度值之後，當錐孔在整（zhěng）個長（zhǎng）度（dù）上均磨削（xuē）到後，需要及時安（ān）裝頂尖配研主軸錐孔，並測量（liàng）兩端麵之間（jiān）間隙。

3．2．7 頂尖的安裝

使用稀油擦拭頂尖（jiān）和主軸錐孔各部，安裝頂尖，對稱緊固頂尖上所有把合螺栓，采用外力消除頂尖和主軸兩端麵之間的間隙，再重新（xīn）對稱緊固所有頂尖把合螺栓，上卡體加工活件（jiàn）。在日常上（shàng）卸活的空（kōng）餘時間，需要（yào）勤檢（jiǎn）查頂尖把合螺栓，並及時（shí）緊固和補齊螺栓。

3．3 修複過程中的數值采集

采用的磨削方法雖然在走程序前排除了X、Z軸反（fǎn）向間隙，但在磨削（xuē）的過程中刀架各部還是有間隙存（cún）在，再加（jiā）之在磨削過程中砂輪的磨損和磨頭（tóu）自身誤差等原因，需要多次改動錐度值重（chóng）複磨序才能達（dá）到要求。

4、結論

經過一周時（shí）間，完成了200 t粗（cū）加（jiā）工數控重型臥式車床主軸1∶4錐孔的修複工作，修複（fù）後主（zhǔ）軸錐孔與頂（dǐng）尖尾錐在長度和圓周方向的接觸率（lǜ）均達到（dào）了80%以上，且大端接觸良（liáng）好;兩端（duān）麵預留（liú）0．15 mm間隙，並在加壓的作用下完全消除。為今後重型臥（wò）式車床主（zhǔ）軸錐孔研傷後的修複提供（gòng）了一種既便捷又高效的方（fāng）法，具（jù）有很大的（de）推廣（guǎng）價值。

投稿箱：
如（rú）果您有機床（chuáng）行業（yè）、企（qǐ）業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更（gèng）多相關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行（háng）業數據

| 更多

博文選萃

| 更多

數控機（jī）床