TH型立式加工中心的維修

1、TH5656型立式加工中心換刀裝置的維修 模具制造廠 梁斌概 述：TH5656型立式加工由大河機(jī)床廠制造，長安公司于2001年1月購入，其換刀機(jī)構(gòu)為圓盤式帶機(jī)械手換刀裝置，刀庫可安裝刀具24套關(guān)鍵詞：TU5656加工中心 換刀裝置 機(jī)械手 刀套 1 概述TH5656型立式加工由大河機(jī)床廠制造，長安公司于2001年1月購入，其換刀機(jī)構(gòu)為圓盤式帶機(jī)械手換刀裝置，該刀庫可安裝刀具24套。該設(shè)備用于加工變速器上下箱體總成坐標(biāo)孔系位置尺寸和軸承安裝孔，屬于151車間變速器總成機(jī)加生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備和重要工序。于2001年2月投入批量生產(chǎn)，從開始至今一直開三班作業(yè)。2 換刀裝置結(jié)構(gòu)及工作原理2.1 刀庫選

2、刀 TH5656立式加工中心刀庫換刀裝置主要由刀庫、機(jī)械手、液壓系統(tǒng)等組成。刀庫有24個刀位。刀具由可編程序控制器管理，采用任意換刀和最近距離轉(zhuǎn)動的方式，當(dāng)換刀指令發(fā)出后，主軸立即停止旋轉(zhuǎn)，并開始自動定向，主軸箱回零。刀庫轉(zhuǎn)動靠刀庫液壓馬達(dá)通過聯(lián)結(jié)軸，蝸桿蝸輪傳動，帶動轉(zhuǎn)盤上的刀具轉(zhuǎn)動，按指令任意選用，實現(xiàn)選刀。刀庫傳動圖見圖一2.2 機(jī)械手換刀 機(jī)械手由更換主軸刀具的手臂和手臂驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成。機(jī)械手傳動圖如圖二。換刀運動靠機(jī)械手換位油缸通過齒輪齒條帶動機(jī)械手轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)換刀循環(huán)。 換刀步驟如下：1 刀庫中心處在換刀位置的刀套下，機(jī)械手逆時針回轉(zhuǎn)60°.2 刀庫中刀套內(nèi)的刀具和主軸內(nèi)的刀

3、具松開，機(jī)械手同時抓握兩刀具，機(jī)械手伸出，把刀具拔出。3 機(jī)械手逆時針回轉(zhuǎn)180°，兩刀具交換位置。4機(jī)械手縮進(jìn)，將刀具裝入主軸，用過的刀具放回刀庫中。5 主軸刀具及刀庫內(nèi)刀具夾緊，機(jī)械手順時針回轉(zhuǎn)60°.6 刀庫刀套抬起，機(jī)械手逆時針回轉(zhuǎn)60°.7 機(jī)械手伸出。8 機(jī)械手順時針回轉(zhuǎn)180°.9 機(jī)械手縮進(jìn)。10機(jī)械手順時針回轉(zhuǎn)60°復(fù)位。換刀過程如下：主軸準(zhǔn)停接通，刀套下機(jī)械手逆時針回轉(zhuǎn)60°刀套內(nèi)刀具定位松開，主軸刀具松開機(jī)械手拔刀機(jī)械手逆時針回轉(zhuǎn)180°機(jī)械手插刀主軸刀具及夾緊刀套內(nèi)刀具夾緊機(jī)械手順時針回轉(zhuǎn)60

4、6;到套上。完成一個換刀動作。3 使用中易出現(xiàn)問題3.1 機(jī)械手局部 由于換刀動作是靠換位油缸通過齒輪齒條帶動機(jī)械手實現(xiàn)換刀的。在使用過程中，頻繁的換刀導(dǎo)致齒條不停上下移動產(chǎn)生兩種磨損：1、齒條的齒形的疲勞磨損，造成齒破裂，導(dǎo)致抓刀時轉(zhuǎn)位不準(zhǔn)確，甚至無法轉(zhuǎn)位。2、油缸內(nèi)密封圈的磨損。造成油缸漏油，油壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致抓刀時轉(zhuǎn)位不準(zhǔn)確。3.2 刀庫局部 在使用過程中常有掉刀、卡死、換位不垂直現(xiàn)象發(fā)生。原因為了保證轉(zhuǎn)位時刀具與主軸的平行度，定位螺紋需要經(jīng)常調(diào)整，易產(chǎn)生螺紋牙型磨損、爛牙現(xiàn)象；刀套與刀庫聯(lián)接件采用的是焊接工藝，經(jīng)常受撞擊后產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致螺紋損壞，刀套卡死。4 維護(hù)中的難題4.1 機(jī)械手局

5、部的維護(hù)該加工中心投入使用后，當(dāng)機(jī)械手主軸內(nèi)的齒條或密封圈磨損時，需對齒條或密封圈進(jìn)行更換。在早期更換時，由于無法直接將機(jī)械手主軸退出，采用的方法是：將整個機(jī)械手從機(jī)床上拆下，敲擊齒條兩端使其從油缸中退出，進(jìn)行更換或維修，最后再裝回到機(jī)床上。該方法也是廠家推薦使用方法。在使用該方法進(jìn)行維護(hù)時發(fā)現(xiàn)以下問題：1 拆裝困難，需要維護(hù)人員多，同時動用行車；消耗時間太長，一般維護(hù)一次約需一天時間。 2 齒條上O型密封圈隨齒條在一定距離內(nèi)來回運動，到達(dá)機(jī)械手準(zhǔn)確轉(zhuǎn)位換刀的目的。由于頻繁運動，在規(guī)定距離的兩端易對密封圈形成剪切，使O型密封圈損壞。隨著使用年限的增加，油缸內(nèi)孔磨損越來越嚴(yán)重，O型密封圈極易損壞

6、，導(dǎo)致機(jī)械手轉(zhuǎn)位角度分別為60°和180°出現(xiàn)誤差，經(jīng)常抓刀不準(zhǔn)確 ，產(chǎn)生掉刀等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響換刀動作。4.2 刀庫局部的維護(hù) 刀庫的維護(hù)主要是針對刀套，刀套材質(zhì)為復(fù)合塑料。頻繁換刀，螺紋極易磨損。在該設(shè)備使用的早期，刀套的維護(hù)采用更換，后期由于該加工中心已停止生產(chǎn)，其局部配件或易損件廠家已不再批量生產(chǎn)，致使購置困難，且費用極高。以上兩個原因?qū)е略摷庸ぶ行膿Q刀裝置維護(hù)困難，同時給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。5 對TH5656加工中心換刀裝置維護(hù)的思考5.1 機(jī)械手齒條及密封圈的更換 在早期的維護(hù)中，由于對該加工中的換刀裝置的結(jié)構(gòu)和使用性能不是十分了解，根本采用更換的方式。隨著使用的時

7、間的加長，以及對結(jié)構(gòu)的深入了解，自己也在不停地思考和摸索，如何使機(jī)械手主軸內(nèi)的齒條拆卸更加簡單和快速，同時又不易損壞機(jī)械手的換位精度。要到達(dá)這一要求，最好的方法就是在不拆卸機(jī)械手的情況下直接退出齒條，然后更換齒條或密封圈。這就需要一個工裝。由于油缸和齒條均在機(jī)械手外殼內(nèi)，沒有任何部位可以成為退出齒條時的受力點，同時在維護(hù)時不允許對整個機(jī)械手造成任何的損壞，考慮到機(jī)械手油缸和齒條軸頸件剛好有一空位，軸頸直徑為25，油缸內(nèi)孔直徑為39，可以利用這個空隙內(nèi)的齒條軸頸作為退出齒條的受力面，于是設(shè)計了一個類似于haft型的可調(diào)拆卸用夾具，如圖三。 在使用時，將夾具前端的錐形圓弧面伸入到油缸內(nèi)，使夾具前端

8、的25內(nèi)圓弧面緊貼齒條的軸頸外圓柱面齒條軸頸直徑為25，收緊另一端的螺栓使其抱緊齒條軸頸，水平向外用力使齒條退出油缸，進(jìn)行更換或維修。使用原理如圖四。5.2 刀庫內(nèi)刀套的維護(hù) 刀套結(jié)構(gòu)如圖五。 圖五 刀套結(jié)構(gòu)簡圖早期刀套的維護(hù)方法主要是直接更換。但是隨著該型號的加工中心退出市場，生產(chǎn)廠家寧夏大河機(jī)床廠已不再批量生產(chǎn)TH5656加工中心刀套。在需要更換時，該廠家提前告訴廠家進(jìn)行定做。這樣就造成費用高，新的刀套有時不能及時到位。不能及時更換刀套，對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量造成直接影響。通過對廢舊刀套的分析，找到主要原因是：刀套材質(zhì)為塑料，脆性大，在使用過程中刀套上螺紋磨損嚴(yán)重，造成刀套不能正常使用，于是決定

9、對舊刀套進(jìn)行維修。維修方案：將舊刀套上的螺紋孔擴(kuò)大，從新進(jìn)行攻絲，然后再鑲?cè)缫粋€金屬內(nèi)外絲套，如圖六。 絲套外螺紋與刀套上擴(kuò)大后的內(nèi)螺紋相配合，內(nèi)外絲套的內(nèi)螺紋大小與原來刀套上螺紋一 致。每一個刀套上可鑲?cè)氲膬?nèi)外絲套規(guī)格及數(shù)量先下表：d()D()L()數(shù)量M6M10184M8M14188M10M161627 實施效果 以上方案提出后，經(jīng)過相關(guān)人員的論證，即進(jìn)入實施。效果非常好。機(jī)械手齒條及密封圈的更換在未使用該拆卸夾具前，更換一次需6-8小時，且維修人員操作困難。在使用該夾具后，維修人員很輕松的就能在1小時內(nèi)完成拆裝工作，且不會損傷機(jī)械手，影響機(jī)械手的轉(zhuǎn)位和換刀精度，到達(dá)了既快又好的目的。該夾

10、具的使用得到了維修人員的一致好評。我認(rèn)為，這種思路值得推廣。刀套的維修：內(nèi)外絲套的費用很低，可購置；其他修改均為維修人員自己完成，所以一個刀套的維修費用很低。根據(jù)刀套的實際情況，一個刀套可以進(jìn)行屢次修改，這樣，一個刀套的使用壽命就延長了兩倍，甚至三倍。一個刀套從廠家購置需400元，一年需更換刀套24個，兩臺設(shè)備48個，一年可節(jié)約維修本錢約2萬元。更為重要的是，緩解了購置困難的問題。8 對加工中心維護(hù)的啟示 設(shè)備的日常維護(hù)，特別是對專用設(shè)備及關(guān)重設(shè)備、高精設(shè)備的維護(hù)，我們往往依賴于設(shè)備廠家或?qū)I(yè)的維修企業(yè)，他們做了我們應(yīng)該做的事。通過近十年對TH5656加工中心的維護(hù)和保養(yǎng)，使我認(rèn)識到：象加工中心這樣的設(shè)備，設(shè)備廠家或?qū)I(yè)維護(hù)維護(hù)企業(yè)，一般均采用直