In considerazione del riscaldamento del mandrino, dell'elevata rumorosità, della precisione ridotta e del funzionamento instabile nel centro di lavoro orizzontale, attraverso il rilevamento, lo smontaggio e la manutenzione, conosciamo la struttura del mandrino, esaminiamo e risolviamo il processo di manutenzione, riassumiamo una serie di metodi per lo smontaggio, l'installazione, il rilevamento e la regolazione del mandrino, ripristiniamo la precisione del mandrino e forniamo un riferimento affidabile per la manutenzione futura di mandrini simili.
1. Introduzione Il mandrino di un determinato centro di lavoro presenta riscaldamento, scarsa precisione ed elevata rumorosità, che non possono soddisfare i requisiti rilevanti del processo di produzione. Prima della manutenzione, l'eccentricità assiale del mandrino è 0,02 mm, l'eccentricità del cerchio radiale del mandrino è 0,02 mm all'estremità vicina e l'eccentricità a 300 mm dall'estremità vicina è 0,05 mm. Per ripristinare la precisione del mandrino, è necessario smontare il mandrino, controllarlo uno per uno, sostituire e rimontare i cuscinetti usurati e verificare e ripristinare la precisione. Al momento non esistono strumenti speciali di smontaggio e montaggio e piattaforme di manutenzione e ispezione per la manutenzione del mandrino e la qualità della manutenzione è difficile da garantire. Se lo smontaggio, l'installazione e la regolazione non sono corretti, il mandrino verrà riparato due volte in un breve periodo di tempo, il che influenzerà seriamente l'utilizzo dell'attrezzatura e l'efficienza della lavorazione.
Consultando il manuale della macchina utensile, osservando attentamente il diagramma della struttura del mandrino, analizzando e comprendendo attentamente la struttura interna del mandrino, formulando e implementando un piano di manutenzione, perfezionando il processo di manutenzione, formando una serie di idee di manutenzione per smontare, installare, testare e regolare il mandrino e completando la manutenzione del mandrino con alta qualità.
2. Introduzione ai componenti del centro di lavoro 2.1 Scatola mandrino
La scatola del fuso è installata al centro del telaio della colonna a doppia-colonna. Il mandrino si muove su e giù (asse Y) mediante due guide lineari a rotolamento e una coppia di viti a ricircolo di sfere. Il servomotore installato all'estremità superiore della coppia di viti a ricircolo di sfere è dotato di un freno di spegnimento-per la frenatura di spegnimento-. Il motore del mandrino è installato dietro la scatola del mandrino e anche il dispositivo di rilascio dell'utensile del mandrino e il dispositivo di soffiaggio del foro conico del mandrino sono installati dietro la scatola del mandrino, spostandosi su e giù con la scatola del mandrino. L'arresto preciso del mandrino è ottenuto dall'encoder portato dal motore del mandrino. Il movimento su e giù della scatola del mandrino adotta un sistema di bilanciamento idraulico. Il cilindro idraulico di bilanciamento e l'accumulatore vengono utilizzati per completare il bilanciamento su e giù della scatola del mandrino per migliorare la precisione del movimento dell'asse Y e ridurre il carico del servomotore dell'asse Y. La tensione della cinghia del mandrino si ottiene regolando la piastra di montaggio del motore con una vite di regolazione [1].
2.2 Assemblaggio del mandrino
Il gruppo mandrino è costituito da un mandrino, un gruppo cuscinetto anteriore del mandrino, un gruppo cuscinetto posteriore del mandrino, un dispositivo di scarico della cinghia del mandrino, un dispositivo di tirante del mandrino (bloccaggio utensile) e un manicotto di supporto del mandrino.
Il gruppo mandrino è installato nel manicotto di supporto del mandrino e fissato alla scatola del mandrino tramite viti attraverso la faccia terminale della flangia del manicotto di supporto del mandrino. La conicità del foro conico del mandrino è 7:24. Il gruppo mandrino è finemente lavorato e assemblato appositamente. I gruppi di cuscinetti anteriore e posteriore del mandrino sono contrassegnati. Durante lo smontaggio e l'installazione, prestare attenzione alla posizione del segno per evitare di comprometterne la precisione. Il parallelismo dei distanziatori interni ed esterni dei cuscinetti anteriore e posteriore del gruppo del mandrino deve essere inferiore o uguale a 0,003 mm e la planarità dei distanziali interni ed esterni deve essere inferiore o uguale a 0,002 mm per garantire il precarico del gruppo del cuscinetto del mandrino e la precisione del sistema dell'albero. La faccia finale del manicotto di supporto del mandrino e la faccia finale dell'installazione della scatola del mandrino vengono raschiate e rettificate per garantire che l'asse del mandrino sia parallelo all'asse Z e perpendicolare all'asse X.
2.3 Broccia della barra di traino del mandrino e dispositivo di rilascio dell'utensile
La broccia del timone del mandrino è composta da 72 piastre a molla a disco. Gli artigli elastici all'estremità della barra di traino bloccano il perno di trazione della maniglia dell'utensile nel foro conico del mandrino. La forza di serraggio è di circa 17800 N. La forza di serraggio dell'utensile viene regolata dal dado all'estremità posteriore della barra di traino del mandrino. Il cilindro idraulico installato all'estremità posteriore del gruppo mandrino spinge in avanti il timone del mandrino per rilasciare l'utensile. La posizione del rilascio dell'utensile della barra di traino del mandrino è regolata dalla filettatura esterna del cilindro idraulico e bloccata dal dado di regolazione. Le posizioni di bloccaggio e rilascio del mandrino utensile vengono ricevute e restituite da due interruttori di prossimità. Nota: quando il mandrino della macchina utensile è acceso, l'utensile o la maniglia dell'utensile devono essere prima bloccati nel foro conico del mandrino, quindi il mandrino viene acceso. I cuscinetti del gruppo anteriore e posteriore del mandrino ed i cuscinetti del supporto di scarico sono tutti lubrificati con grasso. L'aria di pulizia del foro conico del mandrino viene soffiata nel foro conico del mandrino dal foro centrale del tirante del mandrino attraverso il tubo dell'aria dal sistema pneumatico [2].
2.4 Dispositivo di raffreddamento dell'utensile del mandrino
Il sistema di raffreddamento invia l'aria di raffreddamento all'ugello di raffreddamento sull'estremità anteriore del mandrino attraverso i fori di raffreddamento a 5 vie sul manicotto di supporto del mandrino per raffreddare l'utensile.
2.5 Gruppo mandrino raffreddato internamente (lubrificazione a grasso dei cuscinetti del mandrino)
I cuscinetti del gruppo mandrino raffreddato internamente sono lubrificati con grasso e il mandrino è dotato di raffreddamento a circolazione esterna. La coda del mandrino viene alimentata con refrigerante e aria compressa attraverso un giunto rotante.
2.6 Robot
Il cambio utensile tra l'utensile mandrino e il magazzino utensili è completato da un robot a doppio-artiglio. Durante la lavorazione, il magazzino utensili pre-seleziona l'utensile successivo da lavorare e ruota il portautensile (utensile) di 90 gradi per posizionarlo, in attesa del comando di cambio utensile. Una volta completato un programma, ciascun asse delle coordinate ritorna nella posizione di cambio utensile e contemporaneamente il mandrino si ferma. Quando viene dato il comando di cambio utensile, la porta cambio utensile si apre ed il manipolatore si estende per afferrare l'utensile; dopo che l'utensile è stato bloccato saldamente dall'artiglio, il cilindro idraulico di rilascio dell'utensile del mandrino viene attivato per rilasciare il meccanismo di estrattore dell'utensile del mandrino e il foro conico del mandrino viene pulito e soffiato; una volta completato il rilascio dell'utensile, il manipolatore inserisce ed estrae il cilindro idraulico dell'utensile per estrarre l'utensile dal foro conico del mandrino e dal foro conico del manicotto dell'utensile, e il cilindro oscillante idraulico ruota il manipolatore di 180 gradi per cambiare l'utensile; dopo che l'utensile è in posizione, il manipolatore inserisce ed estrae il cilindro idraulico dell'utensile per reinserire l'utensile sostituito nel foro conico del mandrino o nel foro conico del manicotto dell'utensile della libreria utensili, e il foro conico del mandrino soffia l'aria, il cilindro idraulico di rilascio dell'utensile del mandrino viene ripristinato e il meccanismo di estrattore dell'utensile del mandrino ri-blocca l'utensile nel foro conico del mandrino attraverso la molla a disco; infine, il manipolatore si ritrae, la porta di cambio utensile viene chiusa e l'azione di cambio utensile viene completata [3].
III. Metodi e misure per risolvere i difetti di precisione del mandrino 3.1 Piano di manutenzione del mandrino
Prima della manutenzione, controllare e smontare, rimuovere le viti del coperchio dell'estremità anteriore del mandrino e rimuovere il coperchio. Rimuovere l'estremità posteriore del pistone di allentamento del mandrino e le tubazioni dell'olio e dell'aria ad esso collegate, scaricare l'olio idraulico nella tubazione e avvolgere l'imboccatura del tubo per impedire l'ingresso di polvere e detriti nel tubo. Rimuovere l'accoppiamento che collega il mandrino e la scatola del cambio per disinnestare il mandrino dalla scatola del cambio. Rimuovere il dado tondo per la regolazione dell'asta di trazione sull'estremità posteriore del mandrino e prendere nota come riferimento durante il montaggio. Rimuovere l'asta di trazione dall'estremità posteriore del mandrino battendo in avanti ed estrarre la molla a disco. Estrarre il manicotto del mandrino. Rimuovere il manicotto di posizionamento assiale sull'estremità posteriore del mandrino. Tirare il perno verso sinistra e spostarlo. Tirando il mandrino per spostarlo, rimuovere il cuscinetto radiale a rulli cilindrici battendo. Rimuovere l'anello di regolazione, quindi rimuovere a turno le viti di fissaggio del dado di bloccaggio e del gruppo cuscinetto anteriore.
Pulire il mandrino smontato, l'asta di trazione e le altre parti sottili, applicare olio per protezione e posizionarli verticalmente per evitare piegature e deformazioni. Quindi smontare e pulire le parti rimanenti e conservarle correttamente. Osservare di più durante lo smontaggio del mandrino, prestare attenzione ad alcuni parametri di riferimento di montaggio originali e tracciare i segni corrispondenti, e provare a trovare il punto difettoso.
Prima del montaggio, tutte le parti devono essere rigorosamente pulite e occorre prestare attenzione ad aggiungere preventivamente un'adeguata quantità di grasso ai cuscinetti durante il montaggio. La sequenza di montaggio è invertita rispetto alla sequenza di smontaggio sopra. Infine, il gruppo mandrino viene sottoposto a debug, installato e testato senza carico.
3.2 Smontaggio del mandrino
1) Controllare il mandrino prima dello smontaggio. Controllare il funzionamento del mandrino in loco. Quando la velocità del mandrino è 1000 giri/min, si avverte un evidente rumore anomalo all'estremità posteriore del mandrino. Il mandrino si ferma, il supporto magnetico del misuratore viene adsorbito sul piano di lavoro e contemporaneamente l'asse Y viene spostato verso il basso. Il contatto del comparatore con una precisione di 0,01 mm viene premuto sulla superficie esterna del mandrino. Utilizzare l'ingranaggio del volantino per spostare l'asse X e trovare il punto più alto. Il contatto del comparatore viene premuto nel punto più alto della superficie esterna dell'alberino, che è la posizione della generatrice superiore. Il mandrino viene ruotato manualmente per far ruotare il mandrino di un cerchio. Il puntatore del quadrante devia due griglie, ovvero 0,02 mm; utilizzando lo stesso metodo, premere il contatto del comparatore sulla faccia terminale dell'asta centrale del mandrino, spostare l'asse Z, premere il misuratore e, dopo aver azzerato il misuratore, ruotare manualmente il mandrino. Il puntatore del comparatore devia due griglie, ovvero il movimento assiale del mandrino è di 0,02 mm. Aprire il coperchio anteriore del mandrino e controllare. Tutto è normale e non viene trovato alcun rilevamento. Spostare l'asse Y all'estremità più bassa per vedere la struttura di trasmissione interna della scatola del mandrino. All'estremità superiore della scatola del fuso ci sono 3 tubi di gomma nera da sinistra a destra. I due a sinistra sono tubi dell'olio che collegano il dispositivo di raffreddamento del mandrino. Aprire il giunto del tubo dell'olio e non si vede l'olio che scorre nel tubo dell'olio. Segui il tubo dell'olio e scopri che questi due tubi dell'olio fanno circolare i tubi dell'olio del frigorifero del mandrino e l'altro tubo di gomma è un tubo del refrigerante.
Durante il controllo delle condizioni di funzionamento del frigorifero, è stato riscontrato che l'alimentazione elettrica del frigorifero era normale. Un'ulteriore osservazione del pannello del display ha mostrato che la pompa del frigorifero e il dispositivo di refrigerazione non funzionavano. Aprire il coperchio posteriore del frigorifero e osservare che le pale della ventola del motore della pompa di raffreddamento non ruotano e la ventola di raffreddamento non ruota. Utilizzare un multimetro per misurare i fusibili del tubo di vetro sui tre circuiti, che sono tutti intatti. Utilizzare un cacciavite per premere con forza il contattore sinistro e scoprire che il motore di raffreddamento ruota. Tuttavia, quando si rimuove il cacciavite, i contatti del contattore si ripristinano e il motore di raffreddamento si arresta. Utilizzare lo stesso metodo per premere con forza il contattore destro e scoprire che la ventola di raffreddamento del frigorifero funziona. Quando la pressione si arresta, i contatti del contattore si ripristinano e la ventola di raffreddamento smette di funzionare. Dopo le operazioni sopra descritte, è stato riscontrato un problema con il circuito di controllo del frigorifero. Un'ulteriore ispezione ha rivelato che c'era un problema con un circuito di controllo nell'angolo inferiore sinistro. Dopo aver sostituito il circuito stampato con le stesse specifiche, il frigorifero ha funzionato normalmente e il dispositivo di refrigerazione del mandrino circolava normalmente.
Quando la velocità del mandrino era di 1000 giri/min, è rimasto inattivo per 30 minuti e il rumore anomalo era ancora presente. Quando la velocità è stata modificata a 800 giri/min, il rumore è diventato più forte. Un'analisi approfondita ha dimostrato che era necessario smontare il gruppo del mandrino, sostituire i cuscinetti e pre-serrare i cuscinetti [4].
2) Rimuovere la piastra di protezione periferica della scatola del mandrino e le tubazioni periferiche di petrolio e gas e le linee sul mandrino. Arrestare la macchina utensile in una posizione comoda per smontare il mandrino, premere il pulsante di arresto di emergenza e interrompere l'alimentazione principale, smontare la partizione o la protezione sulla scatola del mandrino e altri accessori periferici che ostacolano lo smontaggio, contrassegnare le condutture di petrolio e gas e le posizioni degli interruttori di rilevamento quando si afferra e rilascia l'utensile, quindi rimuoverli. Rimuovere il cilindro idraulico per rilasciare l'utensile ed esporre il coperchio posteriore del mandrino.
3) Allentare la cinghia sulla puleggia del mandrino. Allentare i bulloni di fissaggio sul motore del mandrino, allentare la cinghia, in modo che la puleggia possa essere separata dalla cinghia, quindi allentare le viti di bloccaggio sulla faccia terminale del foro conico del mandrino, posizionare un'asta di alluminio sull'estremità posteriore del mandrino per far fuoriuscire il mandrino e il mandrino viene smontato.
3.3 Smontaggio del mandrino
La struttura del mandrino è mostrata nella Figura 1. Rimuovere il coperchio posteriore, svitare il dado, estrarre l'asta di spinta dall'estremità anteriore, estrarre la molla a disco dall'estremità posteriore, ispezionarla, pulirla e rimetterla in ordine.
Figura 1 Struttura del fuso
Nucleo a 1 asse 2-Coperchio terminale anteriore 3-Sede dell'asse 4, 8-Cuscinetto 5-Primo dado di bloccaggio 6-Foro passante
7-Molla a disco 9-Copripolvere 10-Prima puleggia dentata ad arco 11-Secondo dado di bloccaggio
12-Puleggia dentata secondo arco 13-Dado 14-Terzo dado di bloccaggio 15-Coperchio posteriore 16-Asta di spinta
17-Primo distanziale 18-Secondo distanziale 19-Tirare l'artiglio 20-Bullone Rimuovere gradualmente la puleggia e rimuovere il parapolvere. Durante lo smontaggio del cuscinetto del mandrino, si è constatato che il fermo del cuscinetto radiale a sfere reggispinta a doppia fila sull'estremità anteriore del mandrino era rotto. Questo fenomeno è il punto difettoso del mandrino. Il cuscinetto deve essere sostituito e pre-serrato. Pulire le parti smontate con kerosene e controllare eventuali ammaccature e usure, in particolare la superficie di riferimento di installazione e la faccia terminale dell'anello distanziale [5].
3.4 Assemblaggio del mandrino
Fissare il mandrino sul banco da lavoro e applicare uno strato di olio lubrificante in modo uniforme sulla superficie esterna del nucleo del mandrino. Installare il distanziale inferiore sulla superficie esterna dell'estremità anteriore del nucleo del mandrino. Il parallelismo dell'anello distanziale deve essere controllato entro 0,002 mm. Dopo aver applicato uniformemente il grasso nello spazio tra il fermo e la sfera del cuscinetto, installare il cuscinetto schiena contro schiena sulla superficie esterna dell'estremità anteriore del nucleo del mandrino. Installare i distanziatori interni ed esterni. Il parallelismo dei distanziatori interno ed esterno è compreso tra 0,002 mm. Continuare a installare i cuscinetti in base alla combinazione di cuscinetti. Installare prima il gruppo di cuscinetti di supporto anteriore del mandrino, quindi installare il gruppo di cuscinetti di supporto posteriore del mandrino. Installa il distanziale dell'anello interno e il dado di bloccaggio (vedi Figura 2), pre-serrare il gruppo del cuscinetto e installa il dado di bloccaggio in base alle dimensioni di smontaggio.
Figura 2 Installare il distanziale dell'anello interno e il dado di bloccaggio sul gruppo del cuscinetto anteriore Dopo aver regolato il dado di bloccaggio, utilizzare un micrometro per verificare se i distanziatori interno ed esterno si trovano entro 0,01 mm dal punto centrale del mandrino e utilizzare un micrometro per verificare se la planarità della superficie dell'estremità del cuscinetto è entro 0,002 mm, come mostrato nella Figura 3.
Figura 3 Utilizzare un micrometro per controllare i distanziali interni ed esterni e la planarità dell'estremità del cuscinetto. Fissare il micrometro sul cuscinetto per controllare l'eccentricità radiale dell'estremità libera del mandrino entro 0,005 mm. Se si discosta dalla tolleranza, è necessario regolarlo utilizzando la vite anti-allentamento sul dado di bloccaggio. Installare il cuscinetto di supporto dell'estremità posteriore, schiena contro schiena. Innanzitutto, pulire la superficie interna del manicotto con la scanalatura di circolazione del raffreddamento, applicare uno strato di grasso in modo uniforme sulla superficie interna del manicotto, quindi avvitare il nucleo del mandrino con il gruppo cuscinetto nel manicotto, ovvero assemblare le parti mobili e statiche del gruppo mandrino [6].
Installare l'anello distanziale e il dado di bloccaggio del gruppo in sequenza e pre-serrare il gruppo cuscinetto di supporto posteriore del mandrino (vedere Figura 4).
Figura 4 Il pre-serraggio del gruppo cuscinetto di supporto posteriore del mandrino è mostrato nella Figura 5. Installa il coperchio anteriore del mandrino, posiziona il mandrino orizzontalmente sul blocco a V- e utilizza uno spessimetro per regolare la distanza entro 0,03 mm. Utilizzare un micrometro per controllare l'eccentricità radiale del mandrino entro 0,002 mm e utilizzare il dado di bloccaggio per regolare. Assemblare il dispositivo di brocciatura. Assemblare il cilindro idraulico per allentare l'utensile, installare la puleggia sincrona e installare il mandrino e gli accessori periferici.
Figura 5 Installazione e regolazione della copertura anteriore del mandrino 3.5 Test del mandrino
Il test del mandrino deve essere eseguito gradualmente da bassa velocità ad alta velocità e il minimo deve superare le 2 ore, mentre la rotazione ad alta-velocità non deve superare i 30 minuti. La temperatura del cuscinetto deve essere controllata in qualsiasi momento durante il funzionamento della macchina utensile. La temperatura del cuscinetto volvente del mandrino non deve superare i 70 gradi alla massima velocità. Durante il funzionamento prestare attenzione al rumore della rotazione della macchina. Se funziona normalmente, il suono dovrebbe essere un ronzio costante; se è anomalo, emetterà vari rumori, come il rumore degli ingranaggi, un leggero battito, un suono rauco di attrito o un rumore metallico di collisione, ecc. [7]. IV. Conclusione Attraverso la pratica e l'accumulo continui, smontando e riparando il mandrino del centro di lavoro, sono stati risolti il riscaldamento del mandrino dell'attrezzatura, la scarsa precisione e gli errori ad alto rumore e la precisione del mandrino è stata ripristinata. In questo processo, ho acquisito familiarità con la struttura meccanica del mandrino della macchina utensile, ho imparato i metodi di riparazione, assemblaggio e regolazione, ho accumulato una ricca esperienza di manutenzione e ho fornito dati tecnici affidabili per la futura manutenzione dell'attrezzatura.
