拉釘斷裂分析

技術(shù)成果發(fā)表申報(bào)人：張衛(wèi)

時(shí)間：

2011.9.10.1

加工中心主軸拉釘斷裂故障的分析與排除2

摘要加工中心是一種高度柔性化、高效率現(xiàn)代機(jī)床，在中、小批量生產(chǎn)中使用非常普遍。3前言

懸架車(chē)間的3臺(tái)自貢加工KVC800中心，在使用過(guò)程中頻繁出現(xiàn)刀具崩刃，拉釘斷裂，研傷錐孔的事故，甚至整個(gè)刀柄報(bào)廢，給生產(chǎn)帶來(lái)極大的負(fù)面影響。4問(wèn)題的提出KVC800承擔(dān)加工的零件號(hào)是5001013/14-C0300/C0301左右翻轉(zhuǎn)支架，由于零件為毛坯件，形狀特殊，要求一次定位加工出全部的尺寸，在加工側(cè)面凸臺(tái)時(shí)，采用柱形玉米棒銑刀加工側(cè)面，在加工過(guò)程中出現(xiàn)了拉丁斷裂，由于設(shè)備未設(shè)此項(xiàng)報(bào)警功能，等操作者發(fā)現(xiàn)并停機(jī)時(shí)，往往已經(jīng)出現(xiàn)研傷主軸，銑刀刀柄損壞的事故。5拉釘斷裂的原因分析拉釘作為一種輔助工具，目前已經(jīng)實(shí)行了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，從我廠現(xiàn)有的二十幾臺(tái)加工中心來(lái)看，北京機(jī)電院的BV75和成都普瑞斯PL800，大連的VDF850,日發(fā)精機(jī)的RFVMC800與自貢的KVC800使用同樣的拉釘，型號(hào)都為BT40，只有自貢的設(shè)備出現(xiàn)過(guò)拉釘斷裂的現(xiàn)象。6斷裂處7刀柄與主軸之間必須有可靠的連接，它是通過(guò)拉釘和蝶簧拉緊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。拉釘?shù)妮S向力來(lái)自于蝶形彈簧產(chǎn)生的能量，蝶形彈簧通過(guò)不同的組合方式，會(huì)產(chǎn)生不同的拉力。KVC800加工中心采用的是5片一組，反向安裝，拉力為850Kg左右。如圖所示：89拉釘?shù)淖饔檬沁B接刀柄和拉緊機(jī)構(gòu)，拉釘?shù)目估瓘?qiáng)度遠(yuǎn)大于蝶簧產(chǎn)生的拉力，因而，拉釘被拉斷的可能性很小。刀柄通過(guò)拉緊機(jī)構(gòu)固定在主軸中，通過(guò)主軸端面鍵塊傳遞扭矩，切削工件。如下圖片所示：10端面鍵塊的作用是傳遞扭矩111.由于零件為毛坯件，鑄造尺寸變化量大。在遇到余量大的零件時(shí)，刀具承受的徑向力較大，產(chǎn)生的明顯的振動(dòng)，劇烈振動(dòng)導(dǎo)致了拉釘?shù)臄嗔选?.設(shè)備傳動(dòng)鏈間隙大，檢查了絲桿副間隙，X向和Y向有0.5mm的間隙，主軸錐孔與刀柄接觸面不到30%，不能使刀柄在錐孔中有良好的定位，是引起振動(dòng)的主要原因。3.加工過(guò)程中的振動(dòng)導(dǎo)致端面鍵快M6緊固螺釘松動(dòng)，端面鍵塊脫落，刀柄與主軸之間沒(méi)有鍵塊，主軸扭矩傳遞至拉釘，引起拉釘承受扭轉(zhuǎn)力而斷裂。1213通過(guò)上述分析，我們可以確定引起拉釘斷裂的主要原因是機(jī)床加工過(guò)程中的振動(dòng)引起了端面鍵塊失效，引起拉釘承受扭矩而斷裂。因此，消除機(jī)械部分磨損，恢復(fù)原有的技術(shù)要求，減少加工過(guò)程中的振動(dòng)是關(guān)鍵的工作。14問(wèn)題的解決方案：1.消除工作臺(tái)滾珠絲桿的間隙，減小切削過(guò)程中的讓刀。我們采用了更換鋼珠的方法，絲桿副間隙小于0.02mm，達(dá)到了使用要求。2.修磨主軸錐孔，使錐孔與刀柄配合達(dá)到技術(shù)要求，接觸面積達(dá)到80%以上，偏向大端。3.調(diào)整工裝的液壓系統(tǒng)壓力，使工件可靠的夾緊。15實(shí)施后的效果：1.設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)明顯減小。2.運(yùn)轉(zhuǎn)近三個(gè)月以來(lái)，未出現(xiàn)拉釘斷裂的現(xiàn)象