奧地利EMCO數(shù)控臥車自主改造攻關(guān)

文 獻(xiàn)

（中車株洲電力機(jī)車有限公司，湖南株洲 412001）

0 引言

016-633 數(shù)控臥車（機(jī)床型號：MaXXturn110，控制系統(tǒng)：FANUC 18i-TB）系中車株洲電力機(jī)車有限公司于2008 年從奧地利EMCO 公司引進(jìn)的高速數(shù)控臥式車床。該機(jī)床所有運(yùn)動(dòng)控制部件均采用伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，具備很高的自動(dòng)化程度及高速加工能力。由于設(shè)備經(jīng)過長年超負(fù)荷使用，導(dǎo)致各部分磨損嚴(yán)重，精度超差，故障頻繁，設(shè)備維修和維護(hù)工作量大，使用效率很低，嚴(yán)重影響公司生產(chǎn)進(jìn)度。

1 改造難點(diǎn)

（1）中心架、尾座同機(jī)床本體分離，清理直線導(dǎo)軌及夾緊油缸的鐵屑、油污等，測繪直線導(dǎo)軌主要技術(shù)參數(shù)，采購?fù)夹g(shù)規(guī)格的直線導(dǎo)軌予以更換。設(shè)計(jì)一組錐度調(diào)整工裝固定在尾座上，解決錐度調(diào)整問題。

（2）解體尾座芯軸，清理芯軸軸孔內(nèi)的油污、毛刺等。選定新款軸承，重新噴鍍芯軸裝配面，達(dá)到最佳裝配精度。

（3）解體主軸卡盤，調(diào)整定心錐套；解體中心架，更換中心架滾輪，清潔保養(yǎng)驅(qū)動(dòng)油缸。卡盤、中心架、尾座整體精度校調(diào)，滿足設(shè)備使用精度要求。

（4）重新設(shè)計(jì)制作一套Z 軸防護(hù)罩并予以更換，新制防護(hù)罩密封良好，運(yùn)行無卡滯、爬行現(xiàn)象。更換機(jī)床排屑器，排屑器與機(jī)床聯(lián)動(dòng)控制，具備過載、反轉(zhuǎn)的連鎖保護(hù)功能。

2 改造實(shí)施

2.1 更換直線導(dǎo)軌（圖1）

圖1 機(jī)床直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)

（1）將主導(dǎo)軌水平度與直線度調(diào)整完后以他為基準(zhǔn)，在確保2 條導(dǎo)軌軌距的前提下，在起始點(diǎn)位置將表座吸在主導(dǎo)軌的滑塊上，表針打在副導(dǎo)軌的基準(zhǔn)面上，然后移動(dòng)主導(dǎo)軌上的滑塊根據(jù)百分表的讀數(shù)調(diào)整副導(dǎo)軌相對于主導(dǎo)軌的平行度。

（2）將尾座和中心架固定在導(dǎo)軌上，確保中心架和尾座在導(dǎo)軌運(yùn)行順暢。

2.2 卡盤精度修復(fù)

卡盤解體，拆下主軸末端油缸及傳動(dòng)拉桿，測量主軸內(nèi)孔尺寸及卡桿外圓尺寸，重新設(shè)計(jì)制作定心盤（圖2），將拉桿在主軸孔內(nèi)的中心點(diǎn)準(zhǔn)確，同時(shí)確保拉桿前后移動(dòng)順暢；對變形的三角法蘭盤重新加工，調(diào)整同心度，徹底解決卡盤精度丟失的問題。

2.3 尾座芯軸裝配、調(diào)整

圖2 主軸三角法蘭定心盤

（1）尾座芯軸采用雙列圓柱滾子軸承+角接觸軸承的組合方式實(shí)現(xiàn)軸向與徑向精度控制。尾座裝配時(shí)應(yīng)先將雙列圓柱滾子軸承進(jìn)行預(yù)裝，通過測量調(diào)整墊片的厚薄來控制軸承的松緊，調(diào)整好后在將尾端的角接觸軸承裝配好，整體將尾座芯軸裝入套筒內(nèi)。

（2）尾座芯軸裝配好需對尾座的芯軸的徑向跳動(dòng)和尾座套筒移動(dòng)的直線度進(jìn)行檢測（圖3），確保精度滿足工件的加工要求。

圖3 尾座精度檢測

2.4 整機(jī)精度聯(lián)合調(diào)試

（1）將機(jī)床地腳螺栓全部放松讓床身處于自由狀態(tài)，然后根據(jù)水平儀檢查結(jié)果逐一調(diào)整墊鐵，彌補(bǔ)機(jī)床主要運(yùn)行部位長期以來產(chǎn)生的磨損誤差。多次驗(yàn)證調(diào)整結(jié)果直到精度數(shù)據(jù)穩(wěn)定（圖4）。

（2）將標(biāo)準(zhǔn)車軸裝夾在機(jī)床上，移動(dòng)Z 軸，用百分表檢測主軸、中心架、尾座3 點(diǎn)的同軸度，根據(jù)檢測結(jié)果，對加裝的尾座和中心架調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，滿足機(jī)床3點(diǎn)的同軸度要求。

圖4 整機(jī)精度檢測

2.5 精度檢驗(yàn)對比（表1）

3 改造效果

（1）故障率低，工作可靠性高。改造后，設(shè)備之前存在的問題得到解決，故障率較改造前大幅降低，設(shè)備可靠性顯著提高。

表1 016-633 數(shù)控臥車大修前后精度 mm

（2）精度提升。改造后，設(shè)備恢復(fù)到出廠精度值，滿足公司現(xiàn)在所有產(chǎn)品的加工要求。

（3）節(jié)省費(fèi)用。通過自行改造可節(jié)省近80%的改造費(fèi)用，僅改造費(fèi)用就節(jié)省近22 萬元人民幣；同時(shí)，改造后設(shè)備故障率大幅降低，降低后期維護(hù)、維修成本，在運(yùn)行工況相同的情況下，平均年度維修費(fèi)用比改造前減少50%以上，以該設(shè)備2017 年維修費(fèi)用9 萬元人民幣計(jì)算，可節(jié)省4.5 萬元人民幣。兩項(xiàng)可節(jié)省近26.5 萬元人民幣。

本次攻關(guān)技術(shù)難點(diǎn)有直線導(dǎo)軌更換及精度調(diào)整、尾座芯軸軸承裝配、整機(jī)精度綜合調(diào)整等幾大項(xiàng)。其中直線導(dǎo)軌裝配精度將直接影響到機(jī)床卡盤、中心架、尾座的同心度。技術(shù)改造產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，取得良好效果。