俄羅斯２Ａ６３７型數(shù)控鏜銑床主軸松拉刀機構(gòu)改造
2020-11-26 來源：寧夏天地奔牛實業(yè)集團有限公司 作者：張帆
摘要：針對２Ａ６３７型數(shù)控鏜統(tǒng)床經(jīng)常出現(xiàn)松刀、掉刀以及松拉刀機構(gòu)可維修性差的問題，為了提高設(shè)備安全性和可靠性，降低故障率，提高使用性能，提出了一種利用碟簧拉緊、液壓松開的主軸松拉刀機構(gòu)設(shè)計改造方法。
關(guān)鍵詞：數(shù)控鏜銑床；松拉刀機構(gòu)；改造
０ 引言
公司１９９２年從俄羅斯伊萬諾瓦機床廠，引進了１臺型號為２Ａ６３７的數(shù)控鏜銑床，用于鏜孔和銑削平面。隨著使用年限的增加，鎖緊電機故障越來越頻發(fā)，設(shè)備松拉刀機構(gòu)經(jīng)常處于帶病工作狀態(tài)，故障停機率高，工作可靠性差，近期出現(xiàn)了多次掉刀、撞刀現(xiàn)象，先后導(dǎo)致了多個工件的直接報廢，給員工的生命財產(chǎn)和公司的生產(chǎn)經(jīng)營帶來嚴(yán)重威脅。考慮到設(shè)備主體結(jié)構(gòu)合理，傳動性能和精度保持較好，工作承載力較大等優(yōu)點，經(jīng)研究決定，對不適宜的松拉刀機構(gòu)提出改造意見，編制了設(shè)計改造方案，經(jīng)充分論證可行后實施了改造。
１、改造原因
由于設(shè)備生產(chǎn)制造年代久遠，原有的專用非標(biāo)電機現(xiàn)已淘汰，無法采購。雖然曾多次聯(lián)系國內(nèi)電機修理廠家尋求修理，最終因為電機本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電機修理可參考的資料非常有限等原因，許多修理廠家從技術(shù)層面對修復(fù)的可行座進行了否定。為此，在已有改造經(jīng)驗基礎(chǔ)上，嘗試對俄羅斯２Ａ６３７型數(shù)控鏜銑床主軸松拉刀機構(gòu)進行了設(shè)計改造。
２、改造可行性研究
２．１改造前基本情況概述
２．１．１松拉刀機構(gòu)組成
改造前數(shù)控鏜銑床主軸松拉刀機構(gòu)，主要＿鎖緊電機和鎖緊螺桿兩部分組成，鎖緊電機為銅滑環(huán)式三相異步電機，與行星齒輪減速器固連；鎖緊螺桿由傳動螺桿和彈簧兩部分組成。
２．１．２工作原理
刀具鎖緊和松開是通過電機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。具體過程為：電機帶動行星齒輪減速器正反轉(zhuǎn)運動，齒輪減速器驅(qū)動螺桿正反向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至鎖緊和松開位置后，在行星齒輪減速器和鎖緊螺桿上彈簧的共同作用下，行星齒輪減速器內(nèi)的鋼珠位置發(fā)生變化，使得鎖緊電機內(nèi)的圓柱銷彈出和縮回，觸動微動開關(guān)，對刀具鎖緊到位和松開到位信號進行反饋來實現(xiàn)控制。
２．２改造可行性分析
２Ａ６３７型數(shù)控鏜銑床為公司二十多年前從俄羅斯購進的設(shè)備，當(dāng)時由于受技術(shù)等條件的限制，設(shè)備主軸松拉刀機構(gòu)采用電機驅(qū)動減速器，減速器帶動螺桿旋轉(zhuǎn)的方式來實現(xiàn)松刀和拉刀，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計本身比較繁瑣，可靠性差，現(xiàn)在機床設(shè)計中基本已不再沿用。考慮到現(xiàn)行機床設(shè)計中主軸松、拉刀多采用液壓松開、碟簧拉緊的設(shè)計思路，且之前有過類似的改造經(jīng)驗，改造后的設(shè)備經(jīng)驗證運行良好。基于此，我們在充分考慮主軸鏜桿現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，核算主軸松、拉刀所需力的基礎(chǔ)上，提出了利用碟簧拉刀、液壓油缸松刀的設(shè)計方法，應(yīng)用于２Ａ６３７型數(shù)控鏜銑床主軸松拉刀機構(gòu)的設(shè)計改造。
3、主軸松拉刀機構(gòu)設(shè)計
３．１設(shè)計簡介
本設(shè)計采用拉桿式刀具鎖緊、松開裝置，其主要由液壓油 缸、拉桿、蝶形彈簧組等構(gòu)成，拉刀機構(gòu)采用蝶形彈簧實施拉緊， 利用液壓油缸克服碟簧拉力實現(xiàn)松刀，松拉刀工作安全可靠。
３．２松拉刀工作原理
３．２．１松刀過程
松刀過程中，雙作用油缸在葉片泵輸出的高壓油驅(qū)動下，產(chǎn)生６０ｋＮ的松刀力，用以克服３５ ｋＮ碟簧拉力，來實現(xiàn)松刀。具體過程：接到控制信號指令，二位四通電磁換向閥電磁鐵得電，換向閥切換至右位工作，松刀油路接通；同時，電機啟動，帶動油泵開始工作。油泵輸出的油液，經(jīng)精過濾器、單向閥、二位四通電磁換向閥右位，進入松刀油缸無桿腔，活塞桿在壓力油產(chǎn)生的推力下向左移動（液壓油缸產(chǎn)生的推力隨負載碟簧的增大而增大），當(dāng)活塞桿上產(chǎn)生的推力足以克服負載碟簧的阻力時，油缸活塞接觸并推動拉桿，使拉桿、拉爪向主軸前端移動并壓縮蝶形彈簧組，蝶形彈簧組在拉桿的前移過程中產(chǎn)生很大的彈性變形，從而打開拉爪，拉抓將拉丁松開，以實現(xiàn)松刀的目的。與此同時，有桿腔的油液經(jīng)換向閥回油箱，當(dāng)感應(yīng)開關(guān)收到反饋信號后，至此，一個松刀動作結(jié)束。新設(shè)計的松刀油缸液壓控制原理如圖１所示。
圖１松刀油缸液壓原理
３．２．２拉刀過程
重新上刀后點擊拉緊按鈕，發(fā)出拉緊指令后，無需重新啟動液壓泵，松刀油缸在蝶形彈簧組復(fù)位力作用下自動縮回與拉桿脫開。與此同時，蝶形彈簧組帶動拉爪、拉桿向主軸后端移動，直至蝶形彈簧組恢復(fù)到未受液壓缸推動前的位置及狀態(tài)，依靠蝶形彈簧組自身的彈力拉住拉爪，當(dāng)接近開關(guān)收到反饋信號后，完成拉緊動作。
３．３技術(shù)特點
刀具的刀柄完全依靠蝶形彈簧組產(chǎn)生的拉緊力進行拉緊，避免工作時因突然停電造成刀具脫落。液壓油缸活塞桿前后設(shè)有兩個極限位置，裝有接近開關(guān)，用于刀具松開和拉緊到位后發(fā)出反饋 信號。當(dāng)?shù)螐椈山M將刀具拉緊時，油缸伸出活塞桿端部與拉桿間有（２￣４）ｍｍ間隙，可有效避免主軸高速旋轉(zhuǎn)時，造成端面摩擦粘連。
4、結(jié)論
采用碟簧拉刀，液壓松刀的設(shè)計方法，重新設(shè)計了主軸松拉刀裝置，有效解決了俄羅斯２Ａ６３７型數(shù)控鏜銑床主軸掉到問題，增強了設(shè)備的安全可靠性和可維修性，降低了設(shè)備故障率，提高了設(shè)備技術(shù)狀態(tài)，延長了設(shè)備使用壽命，確保了設(shè)備最大限度的發(fā)揮其使用效能。
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