聯(lián)軸器傳動型直結(jié)式銑削主軸的裝配與調(diào)試

徐壯

（齊重數(shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

聯(lián)軸器傳動型直結(jié)式銑削主軸的裝配與調(diào)試

徐壯

（齊重數(shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

數(shù)控機床上更換刀具通過松、拉刀機構(gòu)來實現(xiàn)刀具松開、夾緊動作以及在切削加工工件時鎖緊刀具以避免刀具松脫。不同機床規(guī)格，刀具的自動夾緊機構(gòu)不同，與之相應(yīng)的外觀尺寸、刀柄型號以及感應(yīng)方式也不盡相同。為使刀具在主軸上自動裝卸方便，主軸一般都采用7:24的錐孔和刀柄來配合定心。通常松、拉刀機構(gòu)采用氣動或是液壓控制方法來實現(xiàn)裝夾刀具，但其機械動作原理基本是一致的，對于聯(lián)軸器傳動直結(jié)式主軸，采用液壓控制的方法，本文主要從以下幾方面對聯(lián)軸器傳動型直結(jié)式銑削主軸的裝配與調(diào)試進行詳細介紹。

主軸；拉刀；松刀

1 主軸松拉刀機構(gòu)工作原理簡述

數(shù)控銑床主軸組件由活塞、拉桿、蝶形彈簧、螺旋彈簧及鋼球組成，主軸裝在主軸箱內(nèi)，拉刀機構(gòu)裝在主軸內(nèi)，拉刀機構(gòu)采用蝶形彈簧和液壓控制裝置來實現(xiàn)松刀、拉刀動作。銑刀裝于主軸下端的錐孔內(nèi)，主軸通過主軸箱內(nèi)的主軸電機帶動旋轉(zhuǎn)以實現(xiàn)對工件的銑削加工。

1.1松刀工作原理

主軸液壓松、拉刀機構(gòu)如圖1所示，松刀時，即需要換刀，將刀具連同刀柄從主軸錐孔中取出。油缸活塞（4）位于主軸的上端，松刀時，液壓缸收到松刀信號，壓力油隨即通入液壓缸上油腔，即將拉刀入油孔的壓力油放出，在松刀入油孔打入說明書中給定壓力值的壓力油，此時，油缸活塞與松刀壓環(huán)（5）接觸并推動松刀壓環(huán)及壓柱（6）、拉桿（8）、拉爪（7）等延軸向壓縮碟形彈簧組（9）向主軸前端方向移動，拉桿移動并打開拉爪，碟形彈簧組在拉桿下移過程中使碟形彈簧組產(chǎn)生很大的彈性變形，油缸壓力達到12 MPa左右才能打開主軸拉爪，當(dāng)感應(yīng)盤（4）達到松刀位置，松刀感應(yīng)開關(guān)取到信號后，完成整個松刀動作。

1.2拉刀工作原理

拉刀時，液壓缸收到拉刀信號，壓力油在兩位四通閥的控制下沒有油壓，液壓油缸上腔接回油，下腔接壓力油，將松刀入油孔的壓力油放出，壓力油和螺旋彈簧使活塞向上移動，碟形彈簧組受到的油缸推力卸去，碟形彈簧組在自身彈力作用下帶動拉爪、拉桿、松刀壓環(huán)、壓柱、油缸活塞等向主軸尾端方向移動，直至碟形彈簧組恢復(fù)到未受油壓缸推動前的位置及狀態(tài)，同時依靠碟形彈簧組自身的彈力拉住拉爪，此時刀具已夾緊，但松刀環(huán)與油缸活塞尚未脫離，需在松刀壓力油放出的同時拉刀入油孔打入4 kg/cm以上壓力油，使油缸活塞與松刀環(huán)脫離，完成整個夾刀動作。刀具的刀柄完全依靠蝶形彈簧組產(chǎn)生的拉緊力進行夾緊的，避免工作時因突然停電造成刀柄自行脫落。油缸活塞上下移動設(shè)有兩個極限位置，裝有行程開關(guān)，用于發(fā)出刀柄松開和夾緊信號。當(dāng)夾緊時，油缸活塞下端的活塞端部與拉桿的上端面間應(yīng)留有一定的間隙，大約為4 mm，避免主軸旋轉(zhuǎn)時造成端面摩擦。

2 主軸的安裝調(diào)試

主軸在裝入滑枕前，請先接油管測試主軸松拉刀是否順暢，行程是否滿足說明書要求。松刀時，在松刀入油孔打入40～60 kg/cm2壓力油，具體數(shù)值在主軸松刀油孔旁邊有標(biāo)注，當(dāng)主軸錐孔中無刀柄時，觀察拉刀四瓣拉爪開合自如，錐孔中有刀柄時，松刀后刀柄應(yīng)完全松脫，不需敲擊或震動即可輕松取出。拉刀時，用檢棒或刀柄涂色檢查7:24錐孔，將檢棒或刀柄放入錐孔中，將松刀壓力油放出，同時在夾刀入油孔打入4 kg/cm以上壓力油，當(dāng)油缸活塞向主軸尾端移動至極限位置時，檢棒或刀柄處于夾緊狀態(tài)，此時，手動盤動主軸，主軸旋轉(zhuǎn)應(yīng)輕松自如，無阻滯。然后再進行松刀動作，將檢棒或刀柄松開，檢測檢棒或刀柄7:24錐面接觸面積大于85%且大端接觸。

1—感應(yīng)盤；2—防松螺母；3—油缸端蓋；4—油缸活塞；5—壓環(huán)；6—壓柱；7—拉爪；8—拉桿；9—碟形彈簧組

調(diào)整主軸尾端松拉刀感應(yīng)盤（1）及防松螺母（2）位置。（一般情況下，主軸在出廠前感應(yīng)盤及防松螺母位置都由廠家調(diào)整好，為安全起見，主軸到我廠后對此位置進行復(fù)檢）此步可與上步交叉進行，主軸孔中有刀柄，在進行松刀動作時，當(dāng)松刀到位后，查看防松螺母是否與油缸端蓋（3）貼緊，如未貼緊，旋轉(zhuǎn)防松螺母使之與油缸端蓋貼緊。主軸進行拉刀動作時，當(dāng)拉刀到位后，測量防松螺母與油缸端蓋的距離，此距離必須大于拉爪行程2～4 mm，調(diào)整好防松螺母位置后，把合上感應(yīng)盤。

檢測完拉爪松拉刀動作及松拉刀感應(yīng)盤位置，且手動盤動主軸，主軸旋轉(zhuǎn)靈活自如、無阻滯后，將主軸裝入滑枕中，調(diào)整安裝松拉刀感應(yīng)開關(guān)，松刀感應(yīng)開關(guān)位置應(yīng)盡量向主軸前端靠近，拉刀感應(yīng)開關(guān)應(yīng)盡量向主軸尾端靠近，即接近各自的極限感應(yīng)位置。調(diào)整好感應(yīng)開關(guān)位置后，在數(shù)控系統(tǒng)接收到松拉刀完成的信號后，設(shè)置延時10 s再執(zhí)行下一步動作，以避免由于感應(yīng)開關(guān)位置調(diào)整不正確，反饋信號過早，發(fā)生安全故障。接上電機，按鑒定大綱要求對主軸進行試運轉(zhuǎn)。主軸孔中裝入檢棒，檢測主軸軸線徑向跳動達設(shè)計要求。

3 主軸安裝調(diào)試時需注意的事項

主軸松拉刀液壓閥要選用兩位四通閥，以保證常供油狀態(tài)，主軸旋轉(zhuǎn)前及旋轉(zhuǎn)中松拉刀油路必須保持工作狀態(tài)。主軸松刀油壓一般為40～60 kg/cm2，但有時受主軸使用方要求或受限于滑枕內(nèi)部大小，油缸直徑會小于標(biāo)準(zhǔn)值，為保證必要的油壓缸推力，即需要提供超出常規(guī)油壓值的油壓，例如65 kg/cm2、70 kg/ cm2、甚至100 kg/cm2，此數(shù)值一般都會在主軸上松刀油孔旁有標(biāo)注，如果沒有標(biāo)注，請依據(jù)拉爪開合是否自如準(zhǔn)確，松拉刀是否順暢及拉爪行程來判斷是否需要提高油壓。在拉刀時，將松刀油壓放出，刀柄在碟簧組自身彈力作用下被拉緊，此時刀柄雖已夾緊，但是松刀環(huán)與油缸活塞尚未脫離，需在松刀油壓放出的同時拉刀入油孔打入4 kg/cm2以上油壓，使油缸活塞與松刀環(huán)脫離，防止研傷油缸活塞或松刀環(huán)。主軸在松刀狀態(tài)下不允許旋轉(zhuǎn)，主軸自然常態(tài)為拉刀狀態(tài)，不允許直接進行旋轉(zhuǎn)。

4 結(jié)束語

數(shù)控銑床上的刀具松、拉機構(gòu)在數(shù)控銑床主軸上占有非常重要的作用，其設(shè)計是否合理對主軸的可靠性、加工精度及使用壽命產(chǎn)生直接的影響，進而影響到數(shù)控銑床的加工效率和工件的表面質(zhì)量。

［1］ 成大先. 機械設(shè)計手冊［M］. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［2］ 陳秀梅. 多軸機床銑頭新型自動松拉刀結(jié)構(gòu)設(shè)計研究［J］. 機械工程師，2009.

［3］ 李翠芝，劉通，張培良. 數(shù)控機床主軸自動松拉刀結(jié)構(gòu)分析［J］.機械工程師，2013.

（P-01）

Assembly and commissioning of coupling drive direct-milling spindle

TH133

1009-797X（2016）10-0046-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.10.017

徐壯（1979-），男，研究方向為機床裝配。

2016-03-17