奧地利EMCO數控臥車自主改造攻關

文 獻

（中車株洲電力機車有限公司，湖南株洲 412001）

0 引言

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

1 改造難點

（1）中心架、尾座同機床本體分離，清理直線導軌及夾緊油缸的鐵屑、油污等，測繪直線導軌主要技術參數，采購同技術規(guī)格的直線導軌予以更換。設計一組錐度調整工裝固定在尾座上，解決錐度調整問題。

（2）解體尾座芯軸，清理芯軸軸孔內的油污、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，調整定心錐套；解體中心架，更換中心架滾輪，清潔保養(yǎng)驅動油缸?？ūP、中心架、尾座整體精度校調，滿足設備使用精度要求。

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

2 改造實施

2.1 更換直線導軌（圖1）

圖1 機床直線導軌結構

（1）將主導軌水平度與直線度調整完后以他為基準，在確保2 條導軌軌距的前提下，在起始點位置將表座吸在主導軌的滑塊上，表針打在副導軌的基準面上，然后移動主導軌上的滑塊根據百分表的讀數調整副導軌相對于主導軌的平行度。

（2）將尾座和中心架固定在導軌上，確保中心架和尾座在導軌運行順暢。

2.2 卡盤精度修復

卡盤解體，拆下主軸末端油缸及傳動拉桿，測量主軸內孔尺寸及卡桿外圓尺寸，重新設計制作定心盤（圖2），將拉桿在主軸孔內的中心點準確，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軸向與徑向精度控制。尾座裝配時應先將雙列圓柱滾子軸承進行預裝，通過測量調整墊片的厚薄來控制軸承的松緊，調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。

（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 整機精度聯合調試

（1）將機床地腳螺栓全部放松讓床身處于自由狀態(tài)，然后根據水平儀檢查結果逐一調整墊鐵，彌補機床主要運行部位長期以來產生的磨損誤差。多次驗證調整結果直到精度數據穩(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，根據檢測結果，對加裝的尾座和中心架調整機構進行調整，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，設備之前存在的問題得到解決，故障率較改造前大幅降低，設備可靠性顯著提高。

表1 016-633 數控臥車大修前后精度 mm

（2）精度提升。改造后，設備恢復到出廠精度值，滿足公司現在所有產品的加工要求。

（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。

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