日本三菱加工中心主轴拉刀轴拆卸与测试

2020-02-22中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011宗建军

金属加工(冷加工) 2020年1期

■ 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司（江苏常州 213011）宗建军

日本三菱加工中心是双工作台高精度机床，采用FANUC系统进行控制操作，可实现X、Y、Z、B轴动作，通过编程后可实现全自动加工。机床的ATC刀库具有40个刀位，通过ATC交换机械手进行刀具交换，如图1所示。该机床主轴内的拉刀轴是夹紧、放松刀具的重要部件，拉刀轴的故障会导致主轴无法松刀、刀具无法夹紧等一系列故障，引起停机或加工质量问题。

图1 机床外观

1. 维修操作方法

（1）主轴拉刀轴结构和工作原理主轴的拉刀轴结构为细长轴，安装在主轴中间，拉刀轴中部装有碟簧，碟簧背靠背安装，前端为拉爪，后部为与液压缸连接的轴套结构，如图2所示。工作正常时靠液压缸力推动拉刀轴压缩碟簧，并带动拉爪放松刀具，当液压缸液压切断后靠碟簧力动作来锁紧刀具。

（2）主轴后端部件拆卸机床故障维修要拆卸检查拉刀轴时，首先依次将主轴后部的各支架、液压管路、控制电路和电磁阀拆除；其次，拆除松刀液压缸、主轴定位感应开关，特别注意位置标记，安装时的偏差直接影响主轴定位的角度，拆除后部固定端盖便可看到拉刀轴后端，拉刀轴必须从主轴前端往后拆除，如图3所示。

图3 主轴后端拆卸后

图2 主轴局部装配图

图4 现场拆卸

图5 现场测试

（3）自制工装拆卸拉刀轴由于拉刀轴结构为细长轴且中空，强行敲击易造成轴及碟簧的损坏，故发生故障需要厂家维修工程师用专用拆卸工装进行拆卸，现通过自制拆卸工装替代厂家专用拆卸工装进行拆卸，以提升效率、节约成本。根据主轴结构，选用合适尺寸的槽型压板、螺杆和螺母等加工工装，如图4所示。根据主轴前端结构，将螺杆用双螺母固定在合适位置，根据主轴两侧螺纹孔配合适的内六角螺栓，通过该自制拆卸工装可将拉刀轴拆出。

（4）自组合平台测试拉刀轴拉刀轴拆卸后经检查、维修并组装完毕后，装配前必须先测试拉刀轴性能。由于没有厂家的专用测试工装，便利用小型油压机工作台来构建测试平台，将拉爪轴竖立放置于工作台上，上部利用手压式千斤顶进行手动测试，观察拉刀轴情况，从而判断拉刀轴修复的好坏，如图5所示。测试好后，便可根据与拆卸相反的步骤在机床上进行安装。

2. 操作关键点

主轴拉刀轴拆卸与测试的维修操作方法，要求操作者对机床数控系统、控制电气、主轴机械结构及液压原理等非常熟悉，且充分了解主轴夹紧、放松刀具的工作原理。

利用工作现场的加工工装进行改造，替代日本厂家的专用拆卸工装，并利用手压千斤顶和油压机组合测试平台来替代厂家的专用测试工装，完成对大型进口加工中心核心部件的自主拆卸维修和性能测试。

3. 应用效果及推广

该维修操作方法实施前，对于大型进口加工中心主轴内部件的维修需依赖于机床厂家。原机床相关故障需厂家的日本维修工程师携带专用拆卸工装维修解决，且维修准备期需一周左右，维修人工及工具使用费用近2万元。掌握该操作方法后2～3天便可自主将相关故障会修复，无维修费用，大幅缩短了机床停机时间，降低了成本。由于机床主轴夹紧、放松刀具故障直接导致机床加工质量问题，通过该方法，可快速检查和修复机床相关故障，保证机床的加工质量，避免了大型零部件因加工质量导致的报废损失。