龙门加工中心的成功改造

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2011 年 第 11 期
74
冷加工
E 设备与维修
此孔可以作为 8 只紧钉螺钉 18 的安装调节孔, 滑枕 不必再拆下补充加工,可以节约改造时间和费用。 具体的改进如下: 松刀接杆 5A 在 C 处加工出
0 36h8 长 51mm 的 圆 柱 面, 在 D 处 加 工 出 33 - 0. 2 、
具备无级调速功能。③具备足够压力 ( 压力达到 1 ~ 10MPa) 、流量 ( 流量达到 50 ~ 150L / min) 和洁净度 ( 悬浮颗粒最大线长度 ≤ 80 μm ) 的切削液系统。 ④ 机床具备主轴中心出水功能。 针对上述条件, 本文 结合该台机床的实际情况逐条分析整改。 对于深孔钻机床必须具备的条件 ①, 该台机床 出厂合格证指标为主轴径向圆跳动≤0. 007mm、轴向 窜动≤0. 005mm 均满足要求, 现场打表测量主轴径 向圆跳动 0. 003mm、 轴向窜动 0. 002mm 也均满足要 求,此项无需整改。 对于深孔钻机床必须具备的条件 ②, 该台机床 X、Y、Z 三个进给轴全部为数控无级变速, 也满足 要求,此项也无需整改。 对于深孔钻机床必须具备的条件 ③, 该台机床 出厂时并不具备需要重点改进 , 该台机床采用的冷
quipment and Maintenance
冷加工
2011 年 第 11 期
73
E 设备与维修
quipment and Maintenance
2. 改进的具体措施 松刀接杆 5 需经补充加工 ( 包括焊接) 变成图 2 所示的松刀接杆 5A, 上端面中心加工 M16 × 1. 5mm ( 左旋) 螺纹以便安装旋转接头 14 , 松刀接杆 5A 的 下端导向部分 46h6 处要加工两道密封圈槽, 以便 安装两只 O 形密封圈 19 。此处之所以选用左旋螺纹, 是因为机床主轴以顺时针旋转为主, 主轴旋转时由 于摩擦力作用松刀接杆 5A 也一起顺时针旋转,选用 左旋螺纹旋转接头有使螺纹拧紧趋势, 不会导致旋 转接头松脱。 为了让开旋转接头空间位置, 增补了 过渡套 13 和过渡套 12 , 过渡套 12 的侧面开槽以便 在旋转接头上端安装直角接头, 过渡套 12 具体结构 如图 3 所示。 松刀拉杆 11 需经补充加工变成图 2 所 示的松刀拉杆 11A,松刀拉杆 11A 中心加工有 8mm 的通孔以便切削液通过,在松刀拉杆 11A40d9 导向 部分加工两道密封圈槽以便安装两只 O 形密封圈 21 。 要注意图 2 所示此处密封圈槽的定位尺寸 9mm 必须 保证 ( 大于 9mm 也可以, 不能比 9mm 小 ) , 因为主 轴松刀的行程是 7mm, 尺寸 ≥9mm 可以防止 O 形密 封圈 21 进入主轴 9 上内孔 40H7 的台阶区域, 避免 防止 O 形密封圈 21 被刮伤破损失去密封效果。
图 4 半环 15 的结构
在 D 处增补两个半环 17 和 8 只紧钉螺钉 18 , 两 个半环 17 按照图 5 所示加工到位后, 拼装到松刀接 杆 5A 的 33 - 0. 2 mm、长 90 的圆柱面上。在半环的圆 柱面上的两道凹槽处分别用两根细钢丝把两个半环 固定住,然后在半环的两侧缝隙处进行点焊, 使两 个半环变成一个环套, 每侧安排 4 个焊点。 这里不 能也不必满焊, 因为满焊后环套收缩剧烈, 会导致 环套抱死在松刀接杆 5A 上,致使主轴不能松刀。 这 里之所以把松刀接杆 5A 的 33
图 2 双向运转电气图
( 收稿日期: 20110224 )
72
2011 年 第 11 期
冷加工
E 设备与维修
却泵为 QLY4. 8 - 7. 5 × 10 多级泵, 该泵的工作压力 为 0. 75MPa、 工 作 流 量 为 80L / min, 流 量 已 满 足 要 求,工作压力太小, 我们的改进措施是: 保留这只 多级泵作为刀具外冷时的专用冷却泵, 在水箱上增 补一 只 高 压 泵 TFS364 /6. 0 ( 11kW、 1PH55 、 50Hz ) 作为深孔加工时的专用冷却泵, 该泵的工作压力为 6MPa、流量 73L / min, 能够满足深孔钻的压力和流 量需求; 为了满足深孔钻切削液洁净度要求, 在原 来的净水箱上加装纸带过滤器和磁性分离器 , 改装 后的切削液过滤精度可以达到 60 μm,满足要求。 对于深孔钻机床必须具备的条件 ④, 该台机床 出厂时并不具备也需要重点改进, 改进前的机床主 传动和主轴结构见图 1 所示, 改进后的机床主传动 和主轴结构见图 2 所示。
櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏
图 1 单向运转电气图
3. 结语 实施后电动机温升基本正常, 制动迅速, 半年 来未再出现过齿轮和电动机的损坏现象, 改造成功。 如温升过高, 一可简化传动, 减小转动惯量; 二可 定制绝缘等级高的电动机。 还需要指出的是, 操作 者一定要注意, 一旦出现电动机不能起动, 应立即 做停车操作并断电,以免烧坏电动机。
0 - 0. 2 0
一次机床改造的成功范例。
( 收稿日期: 20110225 )
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
2011 年一季度美国机床 消费额同比暴涨 118. 6%
2011 年 5 月 9 日, 美国制造技术协会 ( AMT ) 和 美国机床分销商协会 ( AMTDA ) 公布了美国机床消费 额的最新统计数据。2011 年 3 月, 美国机床订单量为 2 576 台,比上月的1 741 台增长 47. 96% , 比 2010 年 3 月的1 391 台也增加了 99. 4% 。2011 年 3 月, 美国机床 消费额 为 5. 11 亿 美 元, 比 上 月 的 3. 24 亿 美 元 增 长 57. 6% ,比 2010 年 3 月的 2. 57 亿美元也增长了 99% 。 2011 年一季度, 美国机床的累计消费额为 12. 04 亿美 元,比 2010 年同期的 5. 5 亿美元大幅增长了 118. 6% 。 AMTDA 主席 Peter Borden 指出 : “2011 年 3 月美国机床 销售额的增长超出预期 , 显示出美国经济的良好发展 ” 信号。
以便半环 15 顺利通过。 在 C 处增补两个半环 15 , 结构如图 4 所示。 半 环的内孔 36H8 与松刀接杆 5A 的 36h8 的圆柱面 配合,半环的 52h8 的圆柱面与传动轴 7A 的 52H8 的内孔配合, 在半环的圆柱面上的两道凹槽处分别 用两根细钢丝 16 把两个半环 15 固定到松刀接杆 5A 上,安装时两者一体装入花键轴 4A 和 7A 中。 这里 之所以把松刀接杆 5A 的 36h8 圆柱面的长度定为 51mm ( 比半环长 51mm - 38mm = 13mm ) 是为了给 松刀接杆 5A 预留松刀空间, 以保证松刀接杆 5A 可 以在松刀行程 7mm 范围内在半环内上下运动自如。
形密封圈 21 ,这 4 只 O 形密封圈构成了图 2 所示的 封闭区域 A, 这里之所以密封圈 19 、21 都用 2 只, 是为了提高密封的安全系数。 至此机床已经具备了安全、 可靠的主轴中心出 水功能,机床的深孔钻功能已经完全符合要求。 为了使机床的现有主轴转速 2 000r / min 提高到 4 000r / min,我们先来分析一下原机床的主传动和主 轴结构。如图 1 所示,机床的主传动是主电动机 1 经 过变速箱 2 将转矩传递到花键轴 4 上,花键轴 4 和花 键轴 7 通过花键套 6 联接,花键轴 7 和主轴 9 通过花 键套 8 联接, 通过这些花键轴和花键套把转矩传递 到主轴上; 主轴的松刀由松刀液压缸 3 、松刀接杆 5 、 松刀拉杆 11 来实现, 松刀时松刀液压缸 3 的活塞向 右进给压紧松刀接杆 5 和与之相联的松刀拉杆 11 , 从而顶开松刀拉杆 11 右端的弹簧卡爪, 松刀成功, 刀具的拉紧是靠碟形弹簧实现的。 该机床主轴开高 速的瓶颈是在于松刀接杆 5 ,松刀接杆 5 是个典型的 超细长轴 ( 长径比 L / D = 2 186 /40 = 55 ) , 该轴为两 点支撑,中间 2 078mm 范围内并无支撑, 主轴旋转 时,由于两端配合处的摩擦力带动松刀接杆 5 旋转, 但由于轴太长、 太细, 中间又无支撑, 旋转时产生 剧烈抖 动, 并 产 生 振 动 噪 声, 甚 至 引 起 主 轴 共 振, 影响机床加工精度。 在客户现场将松刀接杆 5 抽出后再开高速, 主 轴转速 5 000r / min,机床各项指标均正常,证明问题 是出在松刀接杆 5 上。 解决这一问题比较可靠的方 法是将改松刀液压缸结构后下移至主轴 9 的正上方, 取消松刀接杆 5 ,这种方案是可靠的。 但是改动比较 大,松刀液压缸需重新设计生产, 机床主轴需从机 床上拆下补充加工, 以便安装松刀液压缸, 改动周 期长、改动成本高, 这对于已在客户处投入使用的 机床来说是不可行的, 客户难以接受。 此方法对新 设计的机床来说是最佳方案, 但用在机床改造上并 不可取。 为此我们选择了更快捷、 更简单实用、 改动的 零件较少的下述方案来解决这一难题。 如图 2 所示 在松刀接杆 5A 的中间的 C 处和 D 处再加两档支撑 点,使其变 成 4 点 支 撑, 支 撑 跨 距 分 别 为 505mm、 678mm 和 780mm,这样它的支撑刚性得到成倍提升, 这里之所以把 D 处支撑放在图 2 所示的位置, 是因 为滑枕此处正好有一个 124mm × 80mm 的工艺方孔,
E 设备与维修
ห้องสมุดไป่ตู้
quipment and Maintenance
龙门加工中心的成功改造
江苏新瑞机床有限公司 ( 常州 213166 ) 夏向阳 张 辉 李旭华 周 凯
我公司已出厂多年的一台 TH42160C—300 龙门 加工中心,由于客户加工的对象与刚购买时相比发 生了变化,该零件工艺需要机床具备深孔钻削和主 轴转速 4 000r / min 功能, 而该台设备是一款适合低 速大转矩切削的机床, 强力切削是它的强项, 设计 时未能兼顾到主轴开高速。 为了能够接下这批大订 单,客户单位希望我们能对该机床进行有偿的改造, 以便适应高速和深孔钻削。 1. 问题的分析 为使客户能够顺利接下这批大订单, 我们在最 短时间内用最佳的整改方案, 使该台机床满足了以 下要求: ① 深孔钻功能。 ② 机床主轴转速由目前的 2 000r / min提高到4 000r / min。 深孔钻机床必需具备以下四个条件: ① 机床的 主轴径向圆跳动和轴向窜动应≤0. 008mm。② 进给轴
quipment and Maintenance
至此主轴升速改造完成。
长 90mm 的 圆 柱 面, 花 键 轴 7A 的 左 端 面 加 工 出 52H8 、长 51mm 的内孔,在 D 处圆周上均布加工出
0. 2 M8 的螺纹孔,花键轴 4A 的内孔要加工至 53 + 0 mm
图 5 半环 17 的结构
图 3 过渡套 12 的结构
冷却系统的高压冷却液经过旋转接头 14 进入到 松刀接杆 5A 的内腔和松刀拉杆 11A 的 8mm 的内 孔,从而进入深孔钻刀具。这里松刀接杆 5A 和松刀 拉杆 11A 通过螺纹联接并用紧钉螺钉 20 防松, 螺纹 联接是有间隙的, 而切削液的压力很高, 它必然会 通过间隙进入图 2 所示的区域 A。为了防止切削液进 一步 通 过 松 刀 接 杆 5A 和 主 轴 9 的 之 间 的 间 隙 ( 46H7 / h6 处) 以及松刀拉杆 11A 和主轴 9 的之间 的间隙 ( 40H9 / d9 处 ) 进入主轴轴承和主轴锥孔, 一旦进到主轴轴承和主轴锥孔, 对其的破坏将是不 可逆转的。因此加装了两只 O 形密封圈 19 和两只 O
3. 结语 改造完成后首先对主轴开 4 500r / min 进行 3h 的 空运转试验, 从听觉和触觉判断振动消除, 噪声消 失,期间用振动检测仪和温升检测仪进行测量, 结 果非常好, 所有指标均满足要求: ① 主轴温度升至 35° 达到平衡, 温升只有 10℃ , 远远小于 30℃ 的指 标。②振动速度为 1. 5mm / s,小于 1. 8mm / s 的指标。 ③振动位移幅值为 17 μm, 小于 25 μm 的指标。 从以 上结果判断, 主轴高速改造是非常成功的。 为了检 测机床的深 孔 钻 功 能, 我 们 采 用 一 批 零 件 试 加 工, 加工过 程 中, 零 件 加 工 质 量 稳 定, 刀 具 磨 损 正 常, 深孔钻冷却效果很好, 排屑顺畅, 实践证明机床深 孔钻功能改造非常成功。 该台机床的改造, 我们想客户所想、 急客户所 急,因为改造方案简单、 可靠、 快捷, 为客户节约 了大量资金和时间, 机床改造后很快投入生产, 为 客户创造了大量的经济效益, 深受客户好评, 堪称
相关文档
最新文档