文 獻

（中車株洲電力機車有限公司，湖南株洲 412001）

0 引言

016-633 數(shù)控臥車（機床型號：MaXXturn110，控制系統(tǒng)：FANUC 18i-TB）系中車株洲電力機車有限公司于2008 年從奧地利EMCO 公司引進的高速數(shù)控臥式車床。該機床所有運動控制部件均采用伺服系統(tǒng)驅(qū)動，具備很高的自動化程度及高速加工能力。由于設(shè)備經(jīng)過長年超負荷使用，導(dǎo)致各部分磨損嚴重，精度超差，故障頻繁，設(shè)備維修和維護工作量大，使用效率很低，嚴重影響公司生產(chǎn)進度。

1 改造難點

（1）中心架、尾座同機床本體分離，清理直線導(dǎo)軌及夾緊油缸的鐵屑、油污等，測繪直線導(dǎo)軌主要技術(shù)參數(shù)，采購?fù)夹g(shù)規(guī)格的直線導(dǎo)軌予以更換。設(shè)計一組錐度調(diào)整工裝固定在尾座上，解決錐度調(diào)整問題。

（2）解體尾座芯軸，清理芯軸軸孔內(nèi)的油污、毛刺等。選定新款軸承，重新噴鍍芯軸裝配面，達到最佳裝配精度。

（3）解體主軸卡盤，調(diào)整定心錐套；解體中心架，更換中心架滾輪，清潔保養(yǎng)驅(qū)動油缸?？ūP、中心架、尾座整體精度校調(diào)，滿足設(shè)備使用精度要求。

（4）重新設(shè)計制作一套Z 軸防護罩并予以更換，新制防護罩密封良好，運行無卡滯、爬行現(xiàn)象。更換機床排屑器，排屑器與機床聯(lián)動控制，具備過載、反轉(zhuǎn)的連鎖保護功能。

2 改造實施

2.1 更換直線導(dǎo)軌（圖1）

圖1 機床直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)

（1）將主導(dǎo)軌水平度與直線度調(diào)整完后以他為基準，在確保2 條導(dǎo)軌軌距的前提下，在起始點位置將表座吸在主導(dǎo)軌的滑塊上，表針打在副導(dǎo)軌的基準面上，然后移動主導(dǎo)軌上的滑塊根據(jù)百分表的讀數(shù)調(diào)整副導(dǎo)軌相對于主導(dǎo)軌的平行度。

（2）將尾座和中心架固定在導(dǎo)軌上，確保中心架和尾座在導(dǎo)軌運行順暢。

2.2 卡盤精度修復(fù)

卡盤解體，拆下主軸末端油缸及傳動拉桿，測量主軸內(nèi)孔尺寸及卡桿外圓尺寸，重新設(shè)計制作定心盤（圖2），將拉桿在主軸孔內(nèi)的中心點準確，同時確保拉桿前后移動順暢；對變形的三角法蘭盤重新加工，調(diào)整同心度，徹底解決卡盤精度丟失的問題。

2.3 尾座芯軸裝配、調(diào)整

圖2 主軸三角法蘭定心盤

（1）尾座芯軸采用雙列圓柱滾子軸承+角接觸軸承的組合方式實現(xiàn)軸向與徑向精度控制。尾座裝配時應(yīng)先將雙列圓柱滾子軸承進行預(yù)裝，通過測量調(diào)整墊片的厚薄來控制軸承的松緊，調(diào)整好后在將尾端的角接觸軸承裝配好，整體將尾座芯軸裝入套筒內(nèi)。

（2）尾座芯軸裝配好需對尾座的芯軸的徑向跳動和尾座套筒移動的直線度進行檢測（圖3），確保精度滿足工件的加工要求。

圖3 尾座精度檢測

2.4 整機精度聯(lián)合調(diào)試

（1）將機床地腳螺栓全部放松讓床身處于自由狀態(tài)，然后根據(jù)水平儀檢查結(jié)果逐一調(diào)整墊鐵，彌補機床主要運行部位長期以來產(chǎn)生的磨損誤差。多次驗證調(diào)整結(jié)果直到精度數(shù)據(jù)穩(wěn)定（圖4）。

（2）將標準車軸裝夾在機床上，移動Z 軸，用百分表檢測主軸、中心架、尾座3 點的同軸度，根據(jù)檢測結(jié)果，對加裝的尾座和中心架調(diào)整機構(gòu)進行調(diào)整，滿足機床3點的同軸度要求。

圖4 整機精度檢測

2.5 精度檢驗對比（表1）

3 改造效果

（1）故障率低，工作可靠性高。改造后，設(shè)備之前存在的問題得到解決，故障率較改造前大幅降低，設(shè)備可靠性顯著提高。

表1 016-633 數(shù)控臥車大修前后精度 mm

（2）精度提升。改造后，設(shè)備恢復(fù)到出廠精度值，滿足公司現(xiàn)在所有產(chǎn)品的加工要求。

（3）節(jié)省費用。通過自行改造可節(jié)省近80%的改造費用，僅改造費用就節(jié)省近22 萬元人民幣；同時，改造后設(shè)備故障率大幅降低，降低后期維護、維修成本，在運行工況相同的情況下，平均年度維修費用比改造前減少50%以上，以該設(shè)備2017 年維修費用9 萬元人民幣計算，可節(jié)省4.5 萬元人民幣。兩項可節(jié)省近26.5 萬元人民幣。

本次攻關(guān)技術(shù)難點有直線導(dǎo)軌更換及精度調(diào)整、尾座芯軸軸承裝配、整機精度綜合調(diào)整等幾大項。其中直線導(dǎo)軌裝配精度將直接影響到機床卡盤、中心架、尾座的同心度。技術(shù)改造產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益，取得良好效果。