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摘 要:本文论述的是4RHPL-AMF型数控车轴专用磨床故障与常见问题处理。该磨床为美国兰蒂斯公司在日本的分公司——日平产业株式会社在20世纪80年代初生产的,后经国产化改造数控系统。采用宽成型砂轮以切入法进行高速磨削,直线部分和曲线部分一次磨成,即轴颈、防尘座及相关圆弧一次成形,控制系统为FANUC数字控制,砂轮台进给采用液压和伺服电机相结合方式,并设有电子自动测量装置、自动补偿装置。具有生产效率高、质量好,适用于大批量专业化生产。
关键词:磨削;车轴
车轴是铁路货车走行部的重要部件,对整车的安全运行起到不可替代的作用。随着国内铁路货车的升级换代和铁路货车市场向专用化、功能化发展,以及国际铁路货车不断开拓发展,因此设计出了各种不同规格的车轴,来满足市场需求。各规格车轴轴颈、防尘座的精加工就是由4RHPL-AMF型数控车轴专用磨床来完成的。由于该磨床使用近40年,机械各部疲劳磨损精度降低,在磨削过程中经常出现磨削完成的车轴达不到质量要求。出现工序返修品甚至加工制废。因此提出系统分析解决该磨床精度降低问题,恢复磨床原有磨削精度,满足加工需求。
一、磨床结构特点
各类数控机床因其功能,结构及系统的不同,各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有特色,具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况,本磨床采用定向切入成型磨削方式,为了使工件轴向获得一定的进给量,将砂轮主轴中心线与工件中心线(即床身导轨中心线)形成20度夹角。
二、砂轮台的进给
从砂轮原位开始,至磨削工件达到尺寸,砂轮进给分为六步:
快速移动 → 接近进给 → 快速进给 →中速进给 →微量进给 → 无火花磨削。
三、磨削达不到质量要求的分析及解决方法
在实际加工過程中主要出现以下两种质量问题:
(a)轴颈磨削完成后出现轴向波纹几何尺寸超差。
解决方法:
通过磨削方式分析得出,出现轴向波纹的问题应该是砂轮修整过程中,砂轮架与砂轮修整金刚笔存在间隙与微量迟缓,使修整后的砂轮直线段与程序设定不符。
1.对Z轴(床身轴)、X轴(砂轮架轴)润滑调整
床身轴及砂轮架轴是两个关键运动部件,成型砂轮的修整是由这两个轴执行数控系统差补来完成的。其平稳性直接影响砂轮的修整精度,砂轮的进给精度和磨削精度。导轨和滚珠丝杠的润滑是一个重要环节。因机床原有润滑不能满足需求。增设集中润滑装置(MOOEL:RYZ-4),该装置公称压力达到2MPa\公称流量0.5L/min,完成后提供持续坚韧的润滑油,保证各导轨、丝杆都得到充分而适量的潤滑,原卡阻、迟缓现象消失。
2.砂轮架滚珠丝杠轴承调整
本磨床砂轮架滚珠丝杠采用角接触球轴承7009AC,在使用过程中存在微量磨损和间隙,使滚珠丝杠产生轴向间隙,也是产生砂轮修整不良的重要原因。根据角接触球轴承的结构特点是可以承受径向载荷和轴向载荷的,调增轴承安装数量,因为单列角接触轴承只能承受一个方向的轴向负荷,在承受径向负荷时,将引起附加轴向力,并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。成对安装后,使一对轴承的外环相同端面相对,即宽面对宽面、窄面对窄面。这样既可避免引起轴向附加力,而且可以在两个方向使轴的外壳限制在轴向游隙内。安装完成后刚性增强,运行平稳。
(b)轴颈磨削完成后出现径向波纹几何尺寸超差。
解决方法:
由图2砂轮进给过程得知,在中进给→ 微进给 → 无火花磨削,转换之前,数控程序中砂轮架进给增设停顿时间。因为在砂轮连续进给中,工件磨削表面之横断外轮廓(图4)所示,在任何一个瞬间均为阿基米德螺线,而且并非一个园。增加一个进给停顿时间,为了在进给速度转换之前将工件磨圆。这个时间与工件转速有关(可根据不同轴型外径调整)。
四、结束语
数控设备是高技术密集型产品,要想迅速而且正确地查明原因并确定故障部位,除了对机床的机械部分、电气部分的了解,还应掌握加工工艺的过程。由于数控机床故障比较复杂,同时,数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行监测。要与经验判断相结合,一般原则先外部后内部、先机械后电气、先静后动、先简单后复杂。这样才能提高故障的综合分析能力和故障排除能力。
参考文献:
[1]中华人民共和国铁道部,铁路主要技术政策[J].中华人民共和国国务院公报,2013(11):24-29
[2]中国铁路总公司铁总运[2016]191号《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》TG/CL224-2016
[3]数控机床故障诊断与维修技术FANUC-OC/O手册
关键词:磨削;车轴
车轴是铁路货车走行部的重要部件,对整车的安全运行起到不可替代的作用。随着国内铁路货车的升级换代和铁路货车市场向专用化、功能化发展,以及国际铁路货车不断开拓发展,因此设计出了各种不同规格的车轴,来满足市场需求。各规格车轴轴颈、防尘座的精加工就是由4RHPL-AMF型数控车轴专用磨床来完成的。由于该磨床使用近40年,机械各部疲劳磨损精度降低,在磨削过程中经常出现磨削完成的车轴达不到质量要求。出现工序返修品甚至加工制废。因此提出系统分析解决该磨床精度降低问题,恢复磨床原有磨削精度,满足加工需求。
一、磨床结构特点
各类数控机床因其功能,结构及系统的不同,各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有特色,具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况,本磨床采用定向切入成型磨削方式,为了使工件轴向获得一定的进给量,将砂轮主轴中心线与工件中心线(即床身导轨中心线)形成20度夹角。
二、砂轮台的进给
从砂轮原位开始,至磨削工件达到尺寸,砂轮进给分为六步:
快速移动 → 接近进给 → 快速进给 →中速进给 →微量进给 → 无火花磨削。
三、磨削达不到质量要求的分析及解决方法
在实际加工過程中主要出现以下两种质量问题:
(a)轴颈磨削完成后出现轴向波纹几何尺寸超差。
解决方法:
通过磨削方式分析得出,出现轴向波纹的问题应该是砂轮修整过程中,砂轮架与砂轮修整金刚笔存在间隙与微量迟缓,使修整后的砂轮直线段与程序设定不符。
1.对Z轴(床身轴)、X轴(砂轮架轴)润滑调整
床身轴及砂轮架轴是两个关键运动部件,成型砂轮的修整是由这两个轴执行数控系统差补来完成的。其平稳性直接影响砂轮的修整精度,砂轮的进给精度和磨削精度。导轨和滚珠丝杠的润滑是一个重要环节。因机床原有润滑不能满足需求。增设集中润滑装置(MOOEL:RYZ-4),该装置公称压力达到2MPa\公称流量0.5L/min,完成后提供持续坚韧的润滑油,保证各导轨、丝杆都得到充分而适量的潤滑,原卡阻、迟缓现象消失。
2.砂轮架滚珠丝杠轴承调整
本磨床砂轮架滚珠丝杠采用角接触球轴承7009AC,在使用过程中存在微量磨损和间隙,使滚珠丝杠产生轴向间隙,也是产生砂轮修整不良的重要原因。根据角接触球轴承的结构特点是可以承受径向载荷和轴向载荷的,调增轴承安装数量,因为单列角接触轴承只能承受一个方向的轴向负荷,在承受径向负荷时,将引起附加轴向力,并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。成对安装后,使一对轴承的外环相同端面相对,即宽面对宽面、窄面对窄面。这样既可避免引起轴向附加力,而且可以在两个方向使轴的外壳限制在轴向游隙内。安装完成后刚性增强,运行平稳。
(b)轴颈磨削完成后出现径向波纹几何尺寸超差。
解决方法:
由图2砂轮进给过程得知,在中进给→ 微进给 → 无火花磨削,转换之前,数控程序中砂轮架进给增设停顿时间。因为在砂轮连续进给中,工件磨削表面之横断外轮廓(图4)所示,在任何一个瞬间均为阿基米德螺线,而且并非一个园。增加一个进给停顿时间,为了在进给速度转换之前将工件磨圆。这个时间与工件转速有关(可根据不同轴型外径调整)。
四、结束语
数控设备是高技术密集型产品,要想迅速而且正确地查明原因并确定故障部位,除了对机床的机械部分、电气部分的了解,还应掌握加工工艺的过程。由于数控机床故障比较复杂,同时,数控系统自诊断能力还不能对系统的所有部件进行监测。要与经验判断相结合,一般原则先外部后内部、先机械后电气、先静后动、先简单后复杂。这样才能提高故障的综合分析能力和故障排除能力。
参考文献:
[1]中华人民共和国铁道部,铁路主要技术政策[J].中华人民共和国国务院公报,2013(11):24-29
[2]中国铁路总公司铁总运[2016]191号《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》TG/CL224-2016
[3]数控机床故障诊断与维修技术FANUC-OC/O手册