YΦ5220-06龍門銑鏜床液壓系統改進
一、前言
YΦ5220-06龍門銑鏜床是我公司20世紀90年代從俄羅斯引進的大型銑鏜床，工作臺進給是通過直流電機經變速箱變速后，由一對蝸桿蝸條實現的，由于蝸桿與蝸條存在一定的間隙，如果不消除此間隙，勢必會造成工件在加工過程中工作臺來回竄動，影響加工精度和損傷刀具。機床工作臺傳動示意圖如圖1所示，進給運動經齒輪帶動花鍵軸轉動。在花鍵軸裝有兩個蝸桿，
其中蝸桿1為主傳動蝸桿，承擔著工作臺主傳動力。蝸桿2用來消除工作臺間隙，在油缸帶動下，可在花鍵軸上來回滑動，通過切換電磁換向閥位置，使蝸桿2移動方向始終與工作臺運動方向相反，從而達到消除蝸桿與蝸條間隙的目的，在機床控制面板上有消除間隙旋鈕。在選擇不消除間隙位置時，電磁換向閥處于中位，油缸處于浮動位置。電磁換向閥的工作位置與工作臺運動方向對應關系由電氣柜內PlC控制。
二、故障現象及分析
(1)強力切削時，工作臺會發生來回竄動現象；(2)大直徑鏜孔時，
圖1
工作臺會來回竄動，造成加工孔的定位不準；在旋鈕處于消除間隙位置，工作臺換向時，明顯感到工作臺有沖擊，尤其在用銑刀銑槽時，工作臺若換向，常造成銑刀被折斷。
經分析認為，造成上述(1)、(2)現象的根本原因在于消除間隙油缸所產生的作用力不足以克服加工過程中的沖擊，造成工作臺在切削沖擊力的作用下，推動了油缸。在切削沖擊消失時，油缸推動工作臺回到原始位置，因此就產生了工作臺來回竄動的現象；在上述(3)現象中，由于工作臺運動方向改變，那么油缸也要改變運動方向，以保證與工作臺運動方向始終相反。由于蝸桿與蝸條存在一定間隙，油缸會帶動蝸桿2撞擊蝸條，從而當工作臺換向時，有明顯的沖擊，在用銑刀銑槽時，沖擊影響非常大，使工件隨工作臺擠壓銑刀，造成銑刀折斷。
三、問題的解決
從分析結果來看，引起故障原因是機床設計時存在一些缺陷，要解決問題需從兩方面著手：(1)增大油缸作用力，足以克服強力切削時工作臺對蝸桿的作用力。(2)工作臺換向時，要控制油缸的運動速度，減小油缸對蝸條的沖擊力。
圖2
為此筆者對機床液壓系統進行了一些改進，改進后液壓原理圖如圖#所示，在油缸的油路上增加國產LA-F6D-AD單向節流閥和2AY-F6D-AB液控單向閥。其系統改進思路和工作原理如下：若提高系統工作壓力來提高油缸的作用力，勢必會改變機床整套液壓系統工作參數，另外會加劇蝸桿與蝸條之間磨損。采用2AY-F6D-AB液控單向閥后，在油缸液控單向閥之間油路形成一閉腔，提高了油缸工作剛性，阻止了強力切削時工作臺的竄動。單向節流閥用來調節油缸的速度，當工作臺換向時，由于單向節流閥的作用，油缸以緩慢的速度移動。當蝸桿2接觸蝸條時，蝸桿(與蝸條嚙合基本上是零間隙了，從而消除了換向時油缸對工作臺的影響。
改進后，機床故障現象徹底消失，運動平穩，機床加工精度和加工表面質量大大提高。