摇臂钻横梁在线修复

摇臂钻横梁在线修复 李知卫（1975-），男，河南洛阳人，助理工程师，从事机械制造研究。 1引言摇臂钻作为通用设备在工业生产的钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等工作中得到了广泛应用，孔加工的高效、灵活性使其在流水线及单件小批量生产中得到了大量的应用。摇臂钻主轴箱移动灵活，主轴覆盖范围大，在主轴箱移动覆盖的范围内，能够保证钻出的孔径及位置精度，Z30*系列的液压变速摇臂钻可以预变速，在工作中变速的时间几乎可以忽略，使用快换夹头（型号 K233-256 K233-265）的摇臂钻更是极大地减少了更换刀具的辅助时间。摇臂钻一系列的独特优点使其在我们公司拖拉机前驱动桥的转向节和末端壳生产线上得到了大量的应用。由于生产线加工的零件单一和零件轮廓较小（一般宽度小于 270mm），夹具宽度 700mm，夹具安装后，钻孔工作区域长度不到横梁（长度约 1730mm）的一半，主轴箱长期的局部来回移动使横梁上导轨在放置夹具的相对部位出现了严重磨损，为了保证加工精度往往是在夹具处将主轴箱间隙调小继续使用。长期的调整使用使摇臂钻出现了与主轴箱压板支撑轴承宽度相同，深度超过 1毫米的弧形沟槽，在夹具处移动主轴箱很轻而且还有间隙，主轴箱向立柱处或横梁前端移动基本摇不动的情况。磨损后的横梁使主轴箱和横梁间垂直度超过了0.4/椎500，即使使用钻套也很难保证零件钻孔的位置度。2摇臂钻横梁结构介绍及传统修理方法摇臂钻横梁上导轨是一条矩型导轨，对主轴箱起着支撑、导向、夹紧、保证主轴轴线对工作台垂直的作用 1。主轴箱的重量由装在后压板上的两个滚动轴承支撑在上矩形导轨上，当主轴箱夹紧时，油缸推动菱形块将主轴箱向上移动使主轴箱依靠横梁下方的半燕尾导轨和夹紧块的摩擦力将主轴箱锁紧在需要的位置。摇臂钻横梁矩形导轨表面采用滚花淬火硬度实测 HB220-260且不均匀，前导轨硬度只有 HB170左右。传统的修理方法是将主轴箱和横梁分开，将摇臂拆卸下来，对摇臂矩形导轨和下部的半燕尾导轨上导轨磨将矩形导轨的磨损部分修磨掉后配刮主轴箱等，修理周期在 1520天。大修时横梁导轨如果二次淬火易造成出现淬火裂纹，修理时还需占用一块较大的场地作项修使用，作为生产线的工序设备长时间停机需要一台临时设备代用，增加了车间的物流压力，而且修理后使用 23年导轨又磨出凹槽。3工具备件的准备针对摇臂钻横梁的结构及使用的特点，采用在线修磨横梁后加装钢带的方法可大大缩短修理时间同时提高摇臂钻横梁耐用度。该方法适用于摇臂钻横梁下部半燕尾导轨磨损较轻，横梁上部矩形导轨磨损较严重，主轴套筒移动对底座工作面的不垂直度纵平面大于 0.1/φ300，主轴箱移动时出现严重的轻重不一情况。制作如图 1、图 2所示刮削测量专用工具，来保证矩形导轨与半燕尾导轨的平行度。图1图2图3首先将图2 零件与半燕尾导轨在横梁外端无磨损处配刮，用红丹粉检查接触斑点不少于7-10 点/25*25mm2 备用。用图1 的直角块作为检查刮削精度的测量工具，保证上部矩形导轨与侧面的垂直及对半燕尾导轨的平行度。横梁半燕尾形导轨上涂红丹粉，使用1 米的平尺和塞尺检查导轨前后面的直线度和平面度小于0.03/400。根据我们加装钢带的7 台摇臂钻统计，半燕尾形导轨磨损均小于0.03/400，可作为刮削矩形导轨的基准。制作如图3 所示涨紧机构安装横梁涨紧钢带。涨紧轮锁紧螺帽螺纹采用左旋防止主轴箱来回移动造成拉紧后的钢带拉力减小。4 在线修理利用周六周日两天时间在生产线现场进行检修。来回移动主轴箱让开修刮导轨区域，用角磨2 先将矩形导轨磨损较严重的部位粗略打磨平，以矩形导轨磨损最严重的部位修磨出的尺寸为基准打磨矩形导轨上面，将各段与基准部位尺寸的差值写在横梁矩形导轨上。用图1 和图2 的工具及百分表检查修磨量，以防造成局部凹陷。用图3 的工具检查矩形导轨的上面与侧面的垂直度，检查磨损部分的打磨后矩形导轨与半燕尾导轨的距离尺寸。逐段修磨修整各横梁上使矩形导轨，使其与半燕尾形导轨的平行度小于0.05/200。修磨后，在横梁矩形导轨上涂抹红丹粉用1m 的直尺检查矩形导轨的直线度，用刮刀精细刮去相应的高点，使接触斑点达到7-10 点/25*25mm2，同时用图1 和图2 的工具检查矩形导轨与半燕尾导轨的平行度小于0.03/500。5 加装钢带在横梁矩形导轨的端部固定涨紧装置，使用起重设备固定主轴箱使用0.8x24x2000mm 的定制钢带张拉到矩形导轨，将主轴箱后部的压板松开不去掉，将调整主轴箱导轨间隙的楔块去掉，将压板托起使钢带从压板的两个轴承下穿过，一端使用一个M8 螺钉固定，一端用涨紧装置将钢带拉紧并用左旋螺纹螺帽紧固钢带涨紧轮2。安装主轴箱压板，调整主轴箱后的导轨间隙调整楔块，使用塞尺检查半燕尾导轨与主轴箱间隙0.03mm 不入，来回移动主轴箱利用主轴箱的重量将钢带进一步压紧，在移动主轴箱时不断调整钢带涨紧轮及主轴箱导轨间隙调整斜块直至钢带彻底涨拉紧为止。6 修复效果加装钢带后，摇臂钻在钻铰φ24 的锥孔时主轴箱也不再来回晃动了，加工末端壳零件上10 个M12 的螺钉孔和铰出的孔的位置度均能满足工艺要求，铰出的孔也不再椭圆了。经过在线修理导轨加装钢带的7 台摇臂钻占到我公司生产线上在用摇臂钻的50%，加工精度能够满足前驱动桥零件的要求，加装钢带后极大地延长了生产线上摇臂钻的使用寿命，收到了良好的经济效果。摇臂钻横梁的在线修理加装钢带操作过程简单，修理速度快，生产线停机时间短，一般12 天就能轻松完成。使用高强度的钢带避免了以往大修时淬火磨削导轨修理时间长、横梁不耐用的缺点。蔡益华. 立式加工中心冷却系统故障分析及解决方案J. 现代制造技术与装备,2016(05):130-131.彭成松. 摇臂钻主轴加工工艺分析与研究J. 机电工程技术,2011(07):136-138+174.