五、案例
1.江鈴底盤公司有多臺半閉環(huán)型數(shù)控車床CAK6150D,在加工過程中都出現(xiàn)過徑向(X方向)尺寸無規(guī)律,偶然有超差現(xiàn)象。
通過調(diào)查了解到,這些數(shù)控車床所加工的產(chǎn)品公差帶比較寬,在0.035~0.06mm之間。正常加工時,尺寸波動范圍一般在0.005~0.025mm之間,所以極少有超差現(xiàn)象?,F(xiàn)出現(xiàn)超差,就說明機床可能存在精度功能性故障,通過對產(chǎn)品全程跟蹤檢驗,發(fā)現(xiàn)除超差的廢品外,其余合格品尺寸波動范圍也比正常時大。通過對這些精度故障的排除效果追蹤,歸納起來有如下原因會引起機床隨機性故障超差。
(1)X軸與伺服電機連接端軸承ZRKN2052T由于存在自動潤滑不到位缺陷,人工潤滑時有時無,使用冷卻液又容易破壞潤滑油膜導(dǎo)致軸承滾珠變形,保持架或滾道破壞,嚴重磨損。故障機理:當滾珠變形,保持架或滾道破壞嚴重磨損時,當切削力通過絲杠螺母副傳到軸承時,由于磨損或變形不規(guī)則,導(dǎo)致刀架橫向竄動量不一,定位精度過大。排除方法:更換軸承。預(yù)防對策:通過改善軸承潤滑條件,提高軸承壽命,嚴禁超出負荷使用設(shè)備。
(2)滾珠絲杠螺母副磨損不均勻。滾珠絲杠螺母副磨損不均勻,在切削力作用下會使刀架定位精度差。對絲杠螺母副預(yù)緊或采用間隙補償,是不能解決由此引起的超差故障的,必須更換絲杠螺母副。加強設(shè)備日常維護保養(yǎng),定期檢查并消除絲杠螺母間隙。
X軸與電機相連處螺母松動。X軸與電機相連處螺母松動,造成絲杠軸向竄動,由于松動造成絲杠軸向竄動量在不斷變化,結(jié)果造成加工尺寸不穩(wěn)定。擰緊螺母或加防松裝置后緊固。定期檢查和調(diào)整。
(3)X軸拖板導(dǎo)軌面或鑲條磨損不均勻。X軸拖板導(dǎo)軌面和鑲條磨損不均勻,機床運動特性變差,各處摩擦阻力不等,在切削力作用下致使刀架移動松緊不一,定位精度變差。由這類引發(fā)的尺寸超差通過調(diào)整是無法消除的,只有恢復(fù)導(dǎo)軌精度,才能徹底解決。排除方法是項修,鏟刮X軸拖板導(dǎo)軌面和鑲條。加強設(shè)備日常維護保養(yǎng),定期檢查刮屑板,及時更換失效件。
(4)刀架定位銷或孔嚴重磨損。由于刀架定位銷或孔磨損、回轉(zhuǎn)刀架每次定位位置就不唯一,通過夾緊刀架就保持在定位位置上,由此引發(fā)加工尺寸波動。更換磨損件。平時注意刀架的潤滑,防止出現(xiàn)撞擊事件和過負荷切削。
(5)機床導(dǎo)軌潤滑不良或運動過程中鐵屑進入動靜導(dǎo)軌副之間。機床導(dǎo)軌潤滑不良或由于刮屑板失效,鐵屑進入動靜導(dǎo)軌副之間,導(dǎo)致摩擦阻力大而不均勻,機床運動特性變差。堅持對導(dǎo)軌加油,更換破損刮屑板。加強設(shè)備日常維護保養(yǎng)。
2.在一臺H1-K001三軸單元上精鏜11A主減殼直徑l00mm、90mm等孔,該機由兩個加工中心單元組成,其中NC1單元精撞直徑l00mm孔,NC2單元精撞直徑90mm孔,加工時NC1單元精鏜直徑100mm孔從未出現(xiàn)過超差,而NC2單元精撞直徑90mm孔則不時出現(xiàn)尺寸超差現(xiàn)象,廢品概率少時約1‰,高時達2%左右(此數(shù)中不含刀具磨損、對刀錯誤等異常情況造成的廢品)。
眾所周知,撞刀一經(jīng)調(diào)好,就成定值刀具,如對刀錯誤,產(chǎn)生的精度超差也為系統(tǒng)誤差。現(xiàn)加工過程中有時出現(xiàn)鏜孔尺寸超差,不作任何調(diào)整又恢復(fù)正常尺寸這種隨機性精度故障。為此,專門成立一個攻關(guān)小組,列出工件材料、刀具夾緊力、冷卻液、吹屑系統(tǒng)、主軸和刀具7:24錐面、拉釘與抓爪、套筒、蝶形彈簧等配合移動情況等7項可能會引起精度故障原因,并逐一檢查分析。在不正常時對機床跟蹤監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)以下4種情況:
(1)不同廠家毛坯出現(xiàn)的廢品概率不同;
(2)檢查發(fā)現(xiàn)主軸與刀柄7:24錐面接觸面積達不到要求;
(3)主軸刀具夾緊裝置內(nèi)出現(xiàn)兩片碟形彈簧破碎,使廢品寫提高;
(4)NC2單元在刀具交換時,NC1單元精撞直徑100mm孔仍在進行,鐵屑飛濺落在NC2單元主軸內(nèi)超差。
從故障處理效果看,引起偶發(fā)尺寸超差主要原因是,主軸刀柄夾緊力不足和主軸內(nèi)錐與刀柄接觸剛度差所致。當材料較硬時,由于刀桿較長,主軸與刀柄接觸剛度又差,切削力較大時,刀片位置就會發(fā)生變化,所以鏗出孔偏大。
3.江鈴底盤公司2004年購進一批CKA6150數(shù)控車床中,有一臺投產(chǎn)三個月后開始偶爾出現(xiàn)X軸方向尺寸超差(加工件公差帶0.035mm),廢品基本上出現(xiàn)在返回參考點后加工第一件,但并非每次回參考點加工第一件都是廢品,只是偶爾出現(xiàn)。經(jīng)檢查加工件超差有幾個毫米,只要重回一下參考點,又正常。
在排除操作者誤操作可能性后,判斷這故障與回參考點有關(guān),檢查減速擋塊及電氣開關(guān),無松動現(xiàn)象,于是通知機床生產(chǎn)廠“三包”人員,在同廠家人員一起對廢品檢查中,發(fā)現(xiàn)超差約為一個絲杠螺距,可是檢查減速擋塊到參考點距離也正常。后偶爾一次檢查發(fā)現(xiàn),由于減速開關(guān)處很多灰塵堆積,導(dǎo)致開關(guān)靈敏度變差,更換減速開關(guān),故障排除。