数控加工中心在加工过程中常出现主轴松刀力不足或无法松刀的现象。针对此问题,通过TRIZ系统组件分析明确现有松拉刀机构各组件间作用关系,利用因果链分析得出影响松刀的根本原因,最终应用TRIZ理论中的物场模型分析方法和AD独立性原理提出优化设计方案。根据新方案计算出实际工况下的主轴松刀力和螺杆强度,并对松刀杆进行建模和仿真。结果表明:最大位移量为6.995μm,最大应力为45.24 MPa,符合结构设计要求。最后,经过现场实物测试,当液压力为5 MPa时,松刀行程、松刀力以及打刀量均符合生产要求,验证了优化设计方案的合理性。

随着机床自动化程度越来越高,越来越多的采用自动换刀装置。主轴松拉刀机构是实现刀具在主轴上自动松开、夹紧的核心部件,其控制复杂、使用频率高,因此主轴松拉刀机构故障是数控设备常见的故障之一,主轴松拉刀动作主要涉及电气控制、液压回路、机械传动等方面,任何环节出现问题,主轴松拉刀动作都无法正常运行,数控设备无法准确执行换刀动作[1]。文章根据日常对数控设备的维护保养经验,从松拉刀机构工作原理及典型维修案例入手,针对液压控制方式主轴松拉刀机构使用过程中出现的问题进行分析,总结数控机床主轴液压松拉刀系统典型故障的分析与处理方法。