俄羅斯２Ａ６３７型數(shù)控鏜銑床主軸松拉刀機構改造
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可維修性差的問題，為了提高設備安全性和可靠性，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設計改造方法。
關鍵詞：數(shù)控鏜銑床；松拉刀機構；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)，設備松拉刀機構經(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)營帶來嚴重威脅。考慮到設備主體結構合理，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提出改造意見，編制了設計改造方案，經(jīng)充分論證可行后實施了改造。
１、改造原因
由于設備生產(chǎn)制造年代久遠，原有的專用非標電機現(xiàn)已淘汰，無法采購。雖然曾多次聯(lián)系國內電機修理廠家尋求修理，最終因為電機本身結構復雜，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層面對修復的可行座進行了否定。為此，在已有改造經(jīng)驗基礎上，嘗試對俄羅斯２Ａ６３７型數(shù)控鏜銑床主軸松拉刀機構進行了設計改造。
２、改造可行性研究
２．１改造前基本情況概述
２．１．１松拉刀機構組成
改造前數(shù)控鏜銑床主軸松拉刀機構，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來實現(xiàn)。具體過程為：電機帶動行星齒輪減速器正反轉運動，齒輪減速器驅動螺桿正反向旋轉，旋轉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，行星齒輪減速器內的鋼珠位置發(fā)生變化，使得鎖緊電機內的圓柱銷彈出和縮回，觸動微動開關，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備，當時由于受技術等條件的限制，設備主軸松拉刀機構采用電機驅動減速器，減速器帶動螺桿旋轉的方式來實現(xiàn)松刀和拉刀，這種結構設計本身比較繁瑣，可靠性差，現(xiàn)在機床設計中基本已不再沿用。考慮到現(xiàn)行機床設計中主軸松、拉刀多采用液壓松開、碟簧拉緊的設計思路，且之前有過類似的改造經(jīng)驗，改造后的設備經(jīng)驗證運行良好。基于此，我們在充分考慮主軸鏜桿現(xiàn)有結構，核算主軸松、拉刀所需力的基礎上，提出了利用碟簧拉刀、液壓油缸松刀的設計方法，應用于２Ａ６３７型數(shù)控鏜銑床主軸松拉刀機構的設計改造。
3、主軸松拉刀機構設計
３．１設計簡介
本設計采用拉桿式刀具鎖緊、松開裝置，其主要由液壓油 缸、拉桿、蝶形彈簧組等構成，拉刀機構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，當感應開關收到反饋信號后，至此，一個松刀動作結束。新設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，當接近開關收到反饋信號后，完成拉緊動作。
３．３技術特點
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有兩個極限位置，裝有接近開關，用于刀具松開和拉緊到位后發(fā)出反饋 信號。當?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時，造成端面摩擦粘連。
4、結論
采用碟簧拉刀，液壓松刀的設計方法，重新設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，增強了設備的安全可靠性和可維修性，降低了設備故障率，提高了設備技術狀態(tài)，延長了設備使用壽命，確保了設備最大限度的發(fā)揮其使用效能。
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