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摘 要： 文章总结归纳了数控机床功能附件检修的标准化作业流程；对几种常用的功能附件的结构进行了分析， 归纳了数控机床功能附件的结构特点；总结了功能附件维修的一些修理经验，提出了功能附件的改进思路及措施。
关键词： 数控机床；功能附件；标准化作业流程；维修技术
【中图分类号】 TH13 1 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）03-0181-03
1 概述
数控机床自动化程度高，加工精度高，加工效率高，并且能加工非常复杂的型面，这在很大程度上取决于数控机床能装备各种各样的功能附件。这一方面提高了单台机床的加工能力，另一面增强了单台机床的加工适应能力。同时也实现了数控机床设计的模块化设计。大型落地镗铣床、大型数控龙门铣等金属切削设备都配备了各种各样的功能附件。而我公司是主营汽轮机产品制造的大型企业，年产三千万千瓦以上，拥有许多大型数控镗床，数控龙门铣加工中心。如MGMQ250数控镗，二十七米数控龙门铣，PMC5000/AT数控龙门铣， XKA2840×100数控龙门铣。这些数控机床均配有大量的功能附件，在我公司统计的各种功能附件有300余套。这些数控机床功能附件大多具有精度高，结构紧凑，自动化程度高，装配难度大等特点。但其运行环境恶劣，转速高，润滑困难，且受切削力大，精度保持困难，出现故障后维修难度大，周期长，费用高。
为了保证加工产品的质量，我们经过调研，收集一些关键资料后，通过逐步的解体修理，掌握了功能附件维修的一些经验技巧，并且建立附件维修常用备件的台账。但是，我厂缺少对维修好的附件的检测与实验装置，只能将维修后的附件反复安装于机床上进行测试，这将占用机床的加工时间。有的附件在维修后没有停机测试时间，就只有等待附件要使用了才进行测试，一旦有维修质量问题，对加工零件的生产周期造成很大的影响。
为了解决上述困难，我公司设计并制作了机床附件维修用的检测平台及试验平台，从维修工具，备件备案，标准化作业流程，修后的检测与实验等方面出发，逐步提高附件维修的质量，缩短附件维修的周期。
2 数控机床功能附件结构分析与标准化维修作业流程
2.1 数控机床功能附件结构分析。
附件是數控镗铣床扩大使用范围和功能的重要部件，其主要类型有万能回转角度头，延伸铣头，直角铣头，反刮铣头，接长镗杆，数控平旋盘等。功能附件的结构参数大多按照主机设备的功能参数进行确定。多数功能附件由壳体，传动机构，拉刀机构，定位块，心轴，润滑密封机构，分度机构，切削液机构等组成。
2.2 标准化维修作业流程。
建立附件维修标准化作业流程，不仅有利于附件维修质量和周期，还有利于降低附件维修的成本，以及便于管理和技术人员在整个维修过程中的跟踪。
第一，维修初期的组织准备工作往往决定了一个维修项目在实施过程中的进度。从入厂检测，初期部套解体分析，技术方案的确定，人员和物资的准备等方面进行协调，建立清晰的管理流程，完善的责任机制，是附件角度头之类的小项修项目能够迅速高质完成的关键。
第二，维修中期的过程控制和监测是对维修项目的有效监控，通过建立一套过程/质量控制体系，强化维修过程中的质量控制意识，将附件角度头最终的维修质量和维修过程的每一个标准化的作业方式联系起来。这样不仅能够提高附件角度头的维修质量，还可以起到简化流程，节约资源的功效。
第三，维修后期的检验与验收是一个附件维修项目成败与否的鉴别机制，通过三级专检制度，确保附件维修的结果合理合格。三级专检包括：附件角度头维修综合性能（定性）检测；附件角度头维修几何精度（定量）检测；附件角度头综合切削性能NAS试验。
3 常用功能附件维修技术
我公司于2011年开始研究机床功能附件维修技术，逐步承接功能附件的维修业务，并在功能附件综合维修技术不断成熟之后，研究功能附件的改造升级。建立了附件易损易坏件备案库，新增并安装了附件装配几何精度检测台，附件运动测试台，专用工装等一批设备工具。下面对我公司功能附件综合维修过程中几类关键附件的维修技术介绍如下：
3.1 万能回转角度头维修。
3.1.1常用万能回转角度头的功能参数。
万能回转角度头由机床主轴驱动，分为45°和90°两种类型。功率范围20-100kW。传动比大多为1：1。回转定位精度大多为2“～3“。A轴和C轴的旋转角度多 为360o。A，C轴有全自动，半自动，全手动三种驱动形式，其中全自动万能铣头的A轴和C轴的旋转都是由机床主轴驱动， 通过端齿盘定位，标准分度度数2.5o，常用非标分度度数1o
。刀具夹紧方式有自动夹紧和手动夹紧。冷却方式有中心内冷和外冷。其外形结构如图1所示。
3.1.2万能回转角度头的维修要点。
万能铣头主轴可以在相互垂直的两个回转面内回转，不仅能完成立铣、平铣工作，而且可以在工件一次装卡中，进行各种角度的多面、多棱、多槽的铣削。万能铣头具有款式新颖、结构设计合理，质量可靠、精度等级高等特点，其常见故障有传动异响，回转分度定位精度超差，松拉刀机构工作异常，漏油漏水等。在维修的过程中，主要是清洗轴承，并且检查轴承磨损程度。对于自动夹紧和中心内冷的附件铣头，若发生漏油漏水的现象，应重点检修其密封元件和导向元件。万能回转铣头维修过程主要技术难点在于其两个45°交叉轴上的3个格里森锥齿轮的测绘与加工。对于单个更换的格里森锥齿轮，在保证其齿轮加工参数和安装中心距的同时，还应对研齿轮，以保证正确的齿轮啮合和齿面接触。在齿轮轴的安装过程中，可通过修配齿轮轴的定位面保证安装中心距。
3.2 延伸镗铣头维修
3.2.1常用延伸镗铣头的功能参数。 延伸镗铣头由机床主轴驱动，通过主轴液压松刀，通过延伸镗铣头内的碟形弹簧拉紧刀具。延伸镗铣头功率范围20-100kW，传动比大多为1：1。要求径向进给（上刀）的延伸镗杆，其径向进给的动力靠镗杆沿轴向的推动，依靠定位斜齿条块，传递到镗刀架上实现径向进给。延伸铣头结构较为简单，其外形结构如图2所示。
3.2.2延伸镗铣头的维修要点。
延伸镗铣头常见故障有附件异响，外壳发热严重，附件锥孔径向跳动，轴向窜动超差，以及拉刀拉不到位等情况，其主要检测位置为延伸铣头前端的角接触轴承是否损坏，并且检测安装角接触球轴承的内孔的圆柱度，检测延伸铣头的蘑菇头，拉刀杆及蘑菇头压缩弹簧是否损坏，在延伸铣头的维修过程中，解体过程应格外注意，必须使用专用工装将拉刀碟形弹簧压到松刀的位置，防止蘑菇头拆卸过程压缩弹簧突然弹出造成事故。
由于延伸铣头的结构特点，其前端的角接触球轴承極容易损害，应对此类轴承做重要备件处理。
3.3 平旋盘维修
3.3.1常用平旋盘的功能参数。
平旋盘作为功能附件的一种，其切削原理和车床类似，不同之处是刀具旋转，工件固定。常用平旋盘主要分为数控平旋盘和普通平旋盘两类，我厂大部分为数控平旋盘，其主要部套为过渡联接座，壳体，刀架托板（U轴），丝杠，伺服电机，位置检测元件，行星轮系差动机构等组成。外形结构如图3所示。
3.3.2平旋盘的维修要点。
数控平旋盘常见故障为快换插头损坏或者接触不良，刀架托板反向间隙过大，U轴定位精度不好，平旋盘旋转精度不佳，其主要检修位置是齿轮及蜗轮蜗杆齿间背隙，轴承间隙，丝杠副间隙，丝母座与刀架托板连接的间隙，丝杠是否磨损。
在维修及调试时，只要涉及拆装丝杠及齿轮的维修，都要重新检查调整限位组合开关的触发位置。需要特别说说明的是，数控平旋盘内的零部件结构复杂，精度高，其采购原厂的备件周期长，价格昂贵，逐步研究并实现其国产化替代是必然的趋势。
4 结束语
通过附件角度头维修平台，掌握了进口机床附件角度头内的主要齿轮――格里森齿轮的测绘制造技术，制做并优化了一批专门用于附件铣头拆卸和装配的工装。掌握了功能附件经常出现问题的位置，原因以及快速处理的方法，为功能附件易损件备件清单的优化和功能附件使用，保养的优化提供了科学的经验数据。
关键词： 数控机床；功能附件；标准化作业流程；维修技术
【中图分类号】 TH13 1 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）03-0181-03
1 概述
数控机床自动化程度高，加工精度高，加工效率高，并且能加工非常复杂的型面，这在很大程度上取决于数控机床能装备各种各样的功能附件。这一方面提高了单台机床的加工能力，另一面增强了单台机床的加工适应能力。同时也实现了数控机床设计的模块化设计。大型落地镗铣床、大型数控龙门铣等金属切削设备都配备了各种各样的功能附件。而我公司是主营汽轮机产品制造的大型企业，年产三千万千瓦以上，拥有许多大型数控镗床，数控龙门铣加工中心。如MGMQ250数控镗，二十七米数控龙门铣，PMC5000/AT数控龙门铣， XKA2840×100数控龙门铣。这些数控机床均配有大量的功能附件，在我公司统计的各种功能附件有300余套。这些数控机床功能附件大多具有精度高，结构紧凑，自动化程度高，装配难度大等特点。但其运行环境恶劣，转速高，润滑困难，且受切削力大，精度保持困难，出现故障后维修难度大，周期长，费用高。
为了保证加工产品的质量，我们经过调研，收集一些关键资料后，通过逐步的解体修理，掌握了功能附件维修的一些经验技巧，并且建立附件维修常用备件的台账。但是，我厂缺少对维修好的附件的检测与实验装置，只能将维修后的附件反复安装于机床上进行测试，这将占用机床的加工时间。有的附件在维修后没有停机测试时间，就只有等待附件要使用了才进行测试，一旦有维修质量问题，对加工零件的生产周期造成很大的影响。
为了解决上述困难，我公司设计并制作了机床附件维修用的检测平台及试验平台，从维修工具，备件备案，标准化作业流程，修后的检测与实验等方面出发，逐步提高附件维修的质量，缩短附件维修的周期。
2 数控机床功能附件结构分析与标准化维修作业流程
2.1 数控机床功能附件结构分析。
附件是數控镗铣床扩大使用范围和功能的重要部件，其主要类型有万能回转角度头，延伸铣头，直角铣头，反刮铣头，接长镗杆，数控平旋盘等。功能附件的结构参数大多按照主机设备的功能参数进行确定。多数功能附件由壳体，传动机构，拉刀机构，定位块，心轴，润滑密封机构，分度机构，切削液机构等组成。
2.2 标准化维修作业流程。
建立附件维修标准化作业流程，不仅有利于附件维修质量和周期，还有利于降低附件维修的成本，以及便于管理和技术人员在整个维修过程中的跟踪。
第一，维修初期的组织准备工作往往决定了一个维修项目在实施过程中的进度。从入厂检测，初期部套解体分析，技术方案的确定，人员和物资的准备等方面进行协调，建立清晰的管理流程，完善的责任机制，是附件角度头之类的小项修项目能够迅速高质完成的关键。
第二，维修中期的过程控制和监测是对维修项目的有效监控，通过建立一套过程/质量控制体系，强化维修过程中的质量控制意识，将附件角度头最终的维修质量和维修过程的每一个标准化的作业方式联系起来。这样不仅能够提高附件角度头的维修质量，还可以起到简化流程，节约资源的功效。
第三，维修后期的检验与验收是一个附件维修项目成败与否的鉴别机制，通过三级专检制度，确保附件维修的结果合理合格。三级专检包括：附件角度头维修综合性能（定性）检测；附件角度头维修几何精度（定量）检测；附件角度头综合切削性能NAS试验。
3 常用功能附件维修技术
我公司于2011年开始研究机床功能附件维修技术，逐步承接功能附件的维修业务，并在功能附件综合维修技术不断成熟之后，研究功能附件的改造升级。建立了附件易损易坏件备案库，新增并安装了附件装配几何精度检测台，附件运动测试台，专用工装等一批设备工具。下面对我公司功能附件综合维修过程中几类关键附件的维修技术介绍如下：
3.1 万能回转角度头维修。
3.1.1常用万能回转角度头的功能参数。
万能回转角度头由机床主轴驱动，分为45°和90°两种类型。功率范围20-100kW。传动比大多为1：1。回转定位精度大多为2“～3“。A轴和C轴的旋转角度多 为360o。A，C轴有全自动，半自动，全手动三种驱动形式，其中全自动万能铣头的A轴和C轴的旋转都是由机床主轴驱动， 通过端齿盘定位，标准分度度数2.5o，常用非标分度度数1o
。刀具夹紧方式有自动夹紧和手动夹紧。冷却方式有中心内冷和外冷。其外形结构如图1所示。
3.1.2万能回转角度头的维修要点。
万能铣头主轴可以在相互垂直的两个回转面内回转，不仅能完成立铣、平铣工作，而且可以在工件一次装卡中，进行各种角度的多面、多棱、多槽的铣削。万能铣头具有款式新颖、结构设计合理，质量可靠、精度等级高等特点，其常见故障有传动异响，回转分度定位精度超差，松拉刀机构工作异常，漏油漏水等。在维修的过程中，主要是清洗轴承，并且检查轴承磨损程度。对于自动夹紧和中心内冷的附件铣头，若发生漏油漏水的现象，应重点检修其密封元件和导向元件。万能回转铣头维修过程主要技术难点在于其两个45°交叉轴上的3个格里森锥齿轮的测绘与加工。对于单个更换的格里森锥齿轮，在保证其齿轮加工参数和安装中心距的同时，还应对研齿轮，以保证正确的齿轮啮合和齿面接触。在齿轮轴的安装过程中，可通过修配齿轮轴的定位面保证安装中心距。
3.2 延伸镗铣头维修
3.2.1常用延伸镗铣头的功能参数。 延伸镗铣头由机床主轴驱动，通过主轴液压松刀，通过延伸镗铣头内的碟形弹簧拉紧刀具。延伸镗铣头功率范围20-100kW，传动比大多为1：1。要求径向进给（上刀）的延伸镗杆，其径向进给的动力靠镗杆沿轴向的推动，依靠定位斜齿条块，传递到镗刀架上实现径向进给。延伸铣头结构较为简单，其外形结构如图2所示。
3.2.2延伸镗铣头的维修要点。
延伸镗铣头常见故障有附件异响，外壳发热严重，附件锥孔径向跳动，轴向窜动超差，以及拉刀拉不到位等情况，其主要检测位置为延伸铣头前端的角接触轴承是否损坏，并且检测安装角接触球轴承的内孔的圆柱度，检测延伸铣头的蘑菇头，拉刀杆及蘑菇头压缩弹簧是否损坏，在延伸铣头的维修过程中，解体过程应格外注意，必须使用专用工装将拉刀碟形弹簧压到松刀的位置，防止蘑菇头拆卸过程压缩弹簧突然弹出造成事故。
由于延伸铣头的结构特点，其前端的角接触球轴承極容易损害，应对此类轴承做重要备件处理。
3.3 平旋盘维修
3.3.1常用平旋盘的功能参数。
平旋盘作为功能附件的一种，其切削原理和车床类似，不同之处是刀具旋转，工件固定。常用平旋盘主要分为数控平旋盘和普通平旋盘两类，我厂大部分为数控平旋盘，其主要部套为过渡联接座，壳体，刀架托板（U轴），丝杠，伺服电机，位置检测元件，行星轮系差动机构等组成。外形结构如图3所示。
3.3.2平旋盘的维修要点。
数控平旋盘常见故障为快换插头损坏或者接触不良，刀架托板反向间隙过大，U轴定位精度不好，平旋盘旋转精度不佳，其主要检修位置是齿轮及蜗轮蜗杆齿间背隙，轴承间隙，丝杠副间隙，丝母座与刀架托板连接的间隙，丝杠是否磨损。
在维修及调试时，只要涉及拆装丝杠及齿轮的维修，都要重新检查调整限位组合开关的触发位置。需要特别说说明的是，数控平旋盘内的零部件结构复杂，精度高，其采购原厂的备件周期长，价格昂贵，逐步研究并实现其国产化替代是必然的趋势。
4 结束语
通过附件角度头维修平台，掌握了进口机床附件角度头内的主要齿轮――格里森齿轮的测绘制造技术，制做并优化了一批专门用于附件铣头拆卸和装配的工装。掌握了功能附件经常出现问题的位置，原因以及快速处理的方法，为功能附件易损件备件清单的优化和功能附件使用，保养的优化提供了科学的经验数据。