重型數控車床主軸加工及解決措施

陳曉偉

（甘肅天水星火機床有限責任公司，甘肅 天水741020）

CCK61500×110×200S重型數控車床最大回轉直徑為5 000mm，工件最大加工長度為11 000mm。兩頂尖之間工件的最大承載重量為200噸。主軸是該機床的核心部件，對回轉精度、形狀公差、形位公差及表面粗糙度要求都很高。其最大直徑達到1 000mm，長度達2 558mm，成品重量達到9 600kg，加工難度非常大。它的精度直接決定著整機的質量能否滿足用戶的需求。

1 現狀分析和存在的問題

某分廠是公司的主要加工車間，有各種主軸加工的設備。該主軸半成品重達10.5噸，最大加工直徑達到1 000mm，而其常用的CKW6140/3M數控車床和MK84100/5M軋輥磨床最大承載只有6噸，天車的起重量為5噸，設備能力達不到，所以自己無法加工。公司尋求外協加工，也都因為各種原因沒有單位愿意接。為此，他們成立了一個由分廠領導、技術人員、操作者組成的攻關小組，對圖紙進行了認真的分析研究，決定粗加工用我分廠的CW61200/6M車床進行加工，精加工沒有磨床就改用裝配現場剛剛裝完的CKW61180/5M全功能數控車床，采用剛剛引進的以車代磨技術進行加工。

2 具體措施及步驟

2.1 在落地鏜床上檢查毛坯，打兩端中心孔。

2.2 在徑向和長度上各留10mm余量，進行粗車，并加工兩個工藝基準面。

2.3 上中心架、找正工件。分別加工兩端頭φ90×1∶20×200、φ105×1∶20×100 工藝用孔。

2.4 轉熱處理進行時效處理。

2.5 調整裝配現場的CKW61180/5M數控車床精度，墊好、墊實墊鐵。粗車各外圓，兩端面。修飾各工藝基準面及基準用孔。

2.6 二次半精車 φ530f7、φ650f7、φ675f7、φ710f7、φ800h5、φ880f7 各外圓， 半精車 φ730.333±0.02×1∶30、φ900.833±0.02×1∶12、φ600.417×1∶12 各圓錐面，貼合度達到 65%以上。

2.7 上V型鐵，找正工件上母、側母達0.015mm/500mm長，找正主軸中心，跑坐標鉆、攻各螺紋孔及油孔至尺寸，達要求。 銑80P7×260×338.310-0.2鍵槽至尺寸，達要求。

2.8 對 φ400+0.0150×1∶4孔進行高頻淬火。

2.9 對工件低溫時效24小時，隨爐自然冷卻，消除應力。

2.10 車床上中心架，找正工件，修飾兩端中心工藝用錐孔，保證貼合度達75%以上。

2.11 選用瑞士URMA車刀及TNMG160404-FF.UMF10刀片，采用引進的以車代磨新技術，對各外圓、端面以及2-1∶12軸承錐面、1∶30齒輪用面，用軸承內環、齒輪內錐孔配研各錐面，貼合度達75%以上。

2.12 按照螺母配車M800×4、M700×4螺紋，保證配合尺寸，鎖緊螺母，精車端面達要求。

2.13 上中心架、找正工件上母、側母達0.015mm/500mm長以內，前、后A、B基準及后端面在0.01mm內，半精車、精車，以車代磨精加工1∶30圓錐面，與卡盤內錐孔配研貼合度達75%以上，精車端面至尺寸，達要求。

2.14 精車φ400×1∶4錐孔至尺寸、達要求。用塞規配研貼合度達75%以上，大端接觸。精車端面至尺寸、達要求，保證間隙在0.08-0.10mm。（15）檢查各部，并做好記錄。

3 加工中的技術難點

3.1 A、B2個1∶12圓錐面及1∶30齒輪用錐面的加工。由于主軸尺寸較大，制作專用的工裝檢具，一是設計制作時間長，二是成本巨大，三是精度高、難度大。為此我們采用按照軸承內環，齒輪面內錐孔進行配作，這樣可以節約工裝設計、制造成本，縮短制造工期。因此在加工時，首先要多次調整2-1∶12及1∶15錐面的錐度，然后卸下主軸加工，將軸承或齒輪安裝到該面上檢查貼合度是否達到要求，兩端用0.02mm塞尺檢查不入。

3.2 掉頭加工大端時，首先要安裝好中心架，選好支撐部位，找正工件上母、側母線并保證圓轉和端面跳動達0.01mm以內。其次由于工件大端在前部，主軸2/3以上的重量壓在中心架上，工件轉動時摩擦力特別大，加工時不僅切削熱大、還會產生摩擦熱，導致工件發熱（內應力改變）而變形。另外中心架支撐面觸頭會產生磨損，會造成已加工面與正在加工的面不同心。所以要求工件進行充分的潤滑和冷卻。降低熱量，減小磨損和變形，加工中必須密切監視，觀察基準的變化情況（用百分表檢查）。發現異常，及時停車進行零件調整、找正。保證工件達技術要求。卡盤與主軸結合用1∶30面，必須按照卡盤錐孔進行多次配做加工，將卡盤后端面向上放平，將主軸立起。大端向下放入卡盤錐孔中，檢查貼合度，按照檢查的情況。調整刀架錐度，再次車削錐度后檢驗，直到達到技術要求。由于我們用的機床是產品，未安裝冷卻劑回收系統。我們自行解決了冷卻潤滑的問題，并且沒有使裝配現場環境受到污染。（3）前端面φ400×1∶4錐孔，由于硬度高而工件大，轉速上不去，線速度達不到要求，表面粗糙度難以達到要求。經過多次調整，改變刀具及切削用量，最終才達到了技術要求。

經過不斷地努力，終于在設備能力不具備的情況下，利用公司現有的產品，創新思維方式，改進加工方法，加工出了出合格的主軸零件，保證了裝配進度，確保按時交貨，為公司創造了較好的經濟效益和聲譽。