關(guān)于數(shù)控車軸專用磨床電器系統(tǒng)故障規(guī)律的分析及其改進(jìn)措施

【摘 要】 本文針對數(shù)控車軸專用磨床（進(jìn)口設(shè)備）電器系統(tǒng)故障的具體問題，進(jìn)行了原因分析，并提出了切實(shí)可行的改進(jìn)措施。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)控車軸專用磨床 故障 措施

一、存在的問題

1、輪對是保證車輛安全運(yùn)行的根本，車軸加工工藝的好壞是保證輪對質(zhì)量的關(guān)鍵。而數(shù)控車軸專用磨床是直接加工車軸軸徑，防塵板座，若加工不好將導(dǎo)致軸頸橢圓、倒錐，磨削尺寸不符合工業(yè)要求等故障，造成車軸加修質(zhì)量不合格，進(jìn)一步影響行車安全。

2、用于磨削車軸的數(shù)控車軸專用磨床采用數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)一體式砂輪來磨削車軸各部的圓弧尺寸，自動(dòng)測量儀是保證磨削車軸精度的關(guān)鍵（測量精度達(dá)到0.001mm），但在使用過程中，測量系統(tǒng)由于人工調(diào)整、機(jī)械磨損、數(shù)控系統(tǒng)不能自動(dòng)補(bǔ)償?shù)仍蛟斐绍囕S磨削精度下降甚至出現(xiàn)降級及廢品情況等問題為電器系統(tǒng)故障，是影響質(zhì)量的關(guān)鍵。

3、日常工作中出現(xiàn)磨銷車軸時(shí)，產(chǎn)生過早接觸、費(fèi)時(shí)、火花大甚至拒磨現(xiàn)象，是造成機(jī)器內(nèi)外部震動(dòng)、自測量頭碰觸、變形影響生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)的原因。

二、故障調(diào)查分析

目前，呼鐵局包頭西車輛段全年供給包西車輛段、集寧車輛段RD2、RE29000條輪對的供應(yīng)量，在2006年以前，RD2、RE2車軸加工均采用外圓磨床加工，軸頸及防塵板座圓弧不能磨削，故造成軸頸與軸頸圓弧及防塵板座與防塵板座圓弧銜接不好，車軸粗糙度達(dá)不到技術(shù)要求，有可能引起應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋不利于大提速后列車的安全運(yùn)行。在2007年5月從西班牙引進(jìn)數(shù)控車軸專用磨床后，由于采用成型砂輪整體磨削技術(shù)，這一制約車軸加工的技術(shù)隱患得到了徹底解決，但在磨削車軸過程中又陸續(xù)出現(xiàn)了由于機(jī)械系統(tǒng)、電器系統(tǒng)參數(shù)、砂輪休整情況以及砂輪休整器的質(zhì)量好壞，冷卻液的配比及流量控制等一系列問題引起的車軸加工質(zhì)量一次合格率不高甚至廢品的問題。

為便于對比分析，現(xiàn)將2013.4—20014.4呼鐵局包頭西車輛段進(jìn)口數(shù)控成型磨床在磨銷加工過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，具體如下：

從以上調(diào)查統(tǒng)計(jì)情況可以看出：

1、工件尺寸不符合工藝要求故障占19%；工件橢圓故障占12%；工件提早碰觸、拒磨故障占42%；壓力，油位，流量錯(cuò)誤故障占3.4%；工件上有不統(tǒng)一的淺螺旋紋故障占1.0%，潤滑故障占0.5%；其它故障占0.3%。

2、因累積頻率在80%左右時(shí)所對應(yīng)的變量類別為主導(dǎo)因素，是最應(yīng)關(guān)注的問題，故“工件提早碰觸、拒磨”、“工件尺寸不符合工藝要求、直徑逐步增加”應(yīng)為質(zhì)量改進(jìn)的主要對象，因此，從這兩方面研究解決。

三、原因分析

1、工件提早碰觸、拒磨

如車軸頂尖孔是否存在不同心、頂針孔是否存在雜質(zhì)；如對內(nèi)外部震動(dòng)的砂輪，采取檢查調(diào)平螺栓，正確調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)帶張力，更換驅(qū)動(dòng)帶，看是否正確定位。如在運(yùn)行過程中出現(xiàn)震動(dòng)查看床頭3孔銅制撥杠是否脫落；如粗加工工件圓弧是否符合工藝要求；如系統(tǒng)砂輪進(jìn)給速度是否過快。

2、磨銷工件尺寸不符合工藝要求

如床頭、尾座頂尖是否磨損；錐度是否符合要求；如砂輪休整器松動(dòng)、掉粒、自動(dòng)測量儀有無松動(dòng)、觸頭有無損壞；如車軸頂尖孔是否存在不同心、存在雜質(zhì)；砂輪自動(dòng)休整是否到位。

3、直徑逐步增加

如砂輪形狀修型是否符合工藝要求；磨銷定位器是否定位準(zhǔn)確；自動(dòng)測量儀精確調(diào)整是否到位，上下測量儀誤差值是否符合要求。

四、改進(jìn)措施

1、消除工件提早碰觸、拒磨

檢查上道工序數(shù)控車床粗加工車軸各部尺寸是否符合要求，尤其是車軸圓弧部位尺寸及圓弧形狀；檢查砂輪動(dòng)平衡是否良好，檢查調(diào)平螺栓，正確調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)帶張力，更換驅(qū)動(dòng)帶，看是否正確定位；對加工工藝不規(guī)范的車軸采取返工重新加修措施；對于車軸頂尖孔存在不同心問題需對車軸頂尖孔重新進(jìn)行加修。對于床頭3孔撥杠銅制撥冒經(jīng)常脫落導(dǎo)致磨削質(zhì)量問題我們采取了重新加工3孔銅制一體撥杠徹底解決問題。對于尾座頂尖如有磨損及時(shí)更換的方法。

2、磨銷工件尺寸不符合工藝要求

如因機(jī)械磨損引起間隙過大，數(shù)控系統(tǒng)不能自動(dòng)補(bǔ)償，造成進(jìn)刀與退刀之間有停頓，針對現(xiàn)場實(shí)際情況有針對性的調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)消除間隙；如磨銷車軸防塵板座與車軸軸頸尺寸相差較大，利用調(diào)整修砂輪程序進(jìn)行調(diào)試解決；如車軸防塵板座圓弧根部沒有磨銷到位，采取重新對定位器的辦法及適當(dāng)調(diào)整Z向補(bǔ)償加以解決；如光潔度不好或燒傷標(biāo)記，則使用較小的進(jìn)給量，并修整時(shí)降低運(yùn)動(dòng)速度。如工件上有不一致的線條，應(yīng)檢查支撐工件的頂尖剛性，縮短頂尖，或降低走刀深度和進(jìn)給深度。如工件有直線型缺陷或有錐度，則調(diào)節(jié)尾座偏心套筒。

3、直徑逐步增加

如工件平衡不良，則檢查更換有損傷的頂尖并及時(shí)檢查自動(dòng)量儀有無松動(dòng)損壞。如屬工件頂尖未對中，則重新旋頂尖孔并及時(shí)清除孔內(nèi)雜質(zhì)；如砂輪形狀不符合要求則重新對砂輪間隙休整直到滿足工藝要求為止，另外在磨銷過程中減少磨銷車軸根數(shù)多修幾遍砂輪；如自動(dòng)測量儀有較大精度偏差需要針對測量儀進(jìn)行精度調(diào)整，同時(shí)注意測量儀上下測量頭測量值的偏差，控制在較小范圍內(nèi)。

五、實(shí)施

1、我們通過多次CAD作圖查找比對，終于找到了問題的關(guān)鍵是上道工序粗加工車軸圓弧尺寸與成型磨床砂輪圓弧尺寸不匹配，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)及時(shí)修改了加工程序及參數(shù)，提高了數(shù)控磨床的使用安全和效率。但在使用過程中，測量系統(tǒng)由于人工調(diào)整、機(jī)械磨損、數(shù)控系統(tǒng)不能自動(dòng)補(bǔ)償?shù)仍蛟斐绍囕S磨削精度下降甚至出現(xiàn)降級及廢品情況，為解決這一問題，我們查閱了大量資料，利用CAD制圖以及數(shù)控編程對照，以及現(xiàn)場積累的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，把原有3付測量儀改成一付測量儀（經(jīng)過大量數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)摸索得出結(jié)論保留一套測量儀也能夠達(dá)到磨銷工藝要求），并對數(shù)控系統(tǒng)控制部分、液壓部位進(jìn)行相應(yīng)整合，對剩余一付測量儀進(jìn)行穩(wěn)定性攻關(guān)該系統(tǒng)測量精度達(dá)到0.001mm）。通過這項(xiàng)改造，徹底解決了問題，保障了全局輪對供應(yīng)。直接節(jié)約維修費(fèi)用10萬元（設(shè)備價(jià)值600萬元），間接創(chuàng)造價(jià)值近25萬元.實(shí)施效果：由原來的每月調(diào)整測量儀50次22小時(shí)，縮減為每月調(diào)整2次1小時(shí)。大幅度減少了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度及心里負(fù)擔(dān)，而且提高了工作效率。每月多生產(chǎn)良好車軸90條。年創(chuàng)造間接價(jià)值100多萬元。此項(xiàng)目2015年被路局評為技術(shù)攻關(guān)一等獎(jiǎng)。

2、數(shù)控成型磨床的床頭箱3孔撥杠、四個(gè)銅制滾輪按實(shí)際使用情況進(jìn)行了重新加工、更換，并相應(yīng)調(diào)整了磨削程序數(shù)據(jù)使之與車軸各部位加工尺寸相配套，更換了經(jīng)過多次試驗(yàn)性能良好的砂輪休整器。采用上述改進(jìn)措施后，車軸加工一次合格率有了明顯提高，車軸的磨削質(zhì)量得到了顯著改善，與2013年相比共節(jié)約砂輪休整器15片，車軸加工廢品率從0.04%提高到100%大大提高了材料費(fèi)用。

六、結(jié)論

1、對成型磨床原支架銅制滾輪更換成尼龍滾輪，徹底解決了在實(shí)際使用中需大力撥動(dòng)車軸的弊病，消除了如撥不到位造成對異型頂尖損傷。更換新型砂輪休整器、摸索頂尖磨損更換經(jīng)驗(yàn)及冷卻液濃度配比和自動(dòng)量儀的調(diào)整等很好解決了車軸磨削出現(xiàn)的橢圓、震動(dòng)、印記，機(jī)床故障率也得到了較大下降。

2、改善以上問題的同時(shí)，積極根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整程序參數(shù)，通過反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整使調(diào)整后的程序更加與工藝貼切，使車軸加工質(zhì)量始終保持穩(wěn)定。這對長期提高車軸磨削質(zhì)量、防止質(zhì)量反復(fù)起到了重要作用。

七、建議

1、規(guī)范定期更換數(shù)控設(shè)備電池保持?jǐn)嚯娗闆r下的數(shù)據(jù)記憶。

2、數(shù)控成型磨床上下料托軸架為雙滾輪平衡托架，但在實(shí)際使用中經(jīng)常出現(xiàn)車軸放置在托架上托架左右平衡難以調(diào)節(jié)，由于車軸重量壓在托架上，必需使用天車重新吊裝并調(diào)整最佳位置才能正常生產(chǎn)，費(fèi)時(shí)、費(fèi)工還容易頻繁吊裝造成設(shè)備磕碰損壞，及給工作者操作設(shè)備帶來安全隱患，另外托架滾輪平衡不好容易造成滾輪損壞影響磨削精度，建議制作12塊針對不同軸型的輔具解決上述問題。

3、有針對性的提高操作人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)，尤其在調(diào)整自動(dòng)量儀和休整砂輪的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)以減少浪費(fèi)和提高磨削精度。

4、嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，加強(qiáng)工序質(zhì)量控制，建立健全檢查驗(yàn)收制度。）

【參考資料】

[1] 《鐵路貨車廠修規(guī)程》.

[2] 《GB/T12814-2002-07車軸圖紙加工工藝》.

[3] 《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》.

作者簡介：張立民，出生日期：1970年5月27日，籍貫：河北省豐南縣，民族：漢，職稱：技術(shù)員，學(xué)歷：大學(xué)專科。endprint