日本三菱加工中心主軸拉刀軸拆卸與測試

■ 中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 （江蘇常州 213011） 宗建軍

日本三菱加工中心是雙工作臺高精度機床，采用FANUC系統進行控制操作，可實現X、Y、Z、B軸動作，通過編程后可實現全自動加工。機床的ATC刀庫具有40個刀位，通過ATC交換機械手進行刀具交換，如圖1所示。該機床主軸內的拉刀軸是夾緊、放松刀具的重要部件，拉刀軸的故障會導致主軸無法松刀、刀具無法夾緊等一系列故障，引起停機或加工質量問題。

圖1 機床外觀

1. 維修操作方法

（1）主軸拉刀軸結構和工作原理 主軸的拉刀軸結構為細長軸，安裝在主軸中間，拉刀軸中部裝有碟簧，碟簧背靠背安裝，前端為拉爪，后部為與液壓缸連接的軸套結構，如圖2所示。工作正常時靠液壓缸力推動拉刀軸壓縮碟簧，并帶動拉爪放松刀具，當液壓缸液壓切斷后靠碟簧力動作來鎖緊刀具。

（2）主軸后端部件拆卸 機床故障維修要拆卸檢查拉刀軸時，首先依次將主軸后部的各支架、液壓管路、控制電路和電磁閥拆除；其次，拆除松刀液壓缸、主軸定位感應開關，特別注意位置標記，安裝時的偏差直接影響主軸定位的角度，拆除后部固定端蓋便可看到拉刀軸后端，拉刀軸必須從主軸前端往后拆除，如圖3所示。

圖3 主軸后端拆卸后

圖2 主軸局部裝配圖

圖4 現場拆卸

圖5 現場測試

（3）自制工裝拆卸拉刀軸 由于拉刀軸結構為細長軸且中空，強行敲擊易造成軸及碟簧的損壞，故發生故障需要廠家維修工程師用專用拆卸工裝進行拆卸，現通過自制拆卸工裝替代廠家專用拆卸工裝進行拆卸，以提升效率、節約成本。根據主軸結構，選用合適尺寸的槽型壓板、螺桿和螺母等加工工裝，如圖4所示。根據主軸前端結構，將螺桿用雙螺母固定在合適位置，根據主軸兩側螺紋孔配合適的內六角螺栓，通過該自制拆卸工裝可將拉刀軸拆出。

（4）自組合平臺測試拉刀軸 拉刀軸拆卸后經檢查、維修并組裝完畢后，裝配前必須先測試拉刀軸性能。由于沒有廠家的專用測試工裝，便利用小型油壓機工作臺來構建測試平臺，將拉爪軸豎立放置于工作臺上，上部利用手壓式千斤頂進行手動測試，觀察拉刀軸情況，從而判斷拉刀軸修復的好壞，如圖5所示。測試好后，便可根據與拆卸相反的步驟在機床上進行安裝。

2. 操作關鍵點

主軸拉刀軸拆卸與測試的維修操作方法，要求操作者對機床數控系統、控制電氣、主軸機械結構及液壓原理等非常熟悉，且充分了解主軸夾緊、放松刀具的工作原理。

利用工作現場的加工工裝進行改造，替代日本廠家的專用拆卸工裝，并利用手壓千斤頂和油壓機組合測試平臺來替代廠家的專用測試工裝，完成對大型進口加工中心核心部件的自主拆卸維修和性能測試。

3. 應用效果及推廣

該維修操作方法實施前，對于大型進口加工中心主軸內部件的維修需依賴于機床廠家。原機床相關故障需廠家的日本維修工程師攜帶專用拆卸工裝維修解決，且維修準備期需一周左右，維修人工及工具使用費用近2萬元。掌握該操作方法后2～3天便可自主將相關故障會修復，無維修費用，大幅縮短了機床停機時間，降低了成本。由于機床主軸夾緊、放松刀具故障直接導致機床加工質量問題，通過該方法，可快速檢查和修復機床相關故障，保證機床的加工質量，避免了大型零部件因加工質量導致的報廢損失。

4. 結語

公司加工設備的不斷更新投入，對設備維修人員的要求不斷提高，只有結合新裝備不斷學習新知識才能適應崗位的要求。

大型數控設備機械維修除了需要掌握常規的基本操作技能、機械知識和液壓知識外，還應該熟悉數控系統維修和電氣維修，才能更好地維護和修理好大型進口數控設備。對于現場發生的設備核心部件故障，不能有畏難心理，要敢于突破，在維修中嚴謹分析，摸透原理，才能真正解決問題。